TW202349827A - 設備中之電源選擇及控制 - Google Patents

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賈揚蒂 甘尼什
蘇巴拉奧 塔蒂康達
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美商奇異電器公司
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Abstract

本揭露發明提供了用於在設備中選擇性地使用有線電力或無線電力的系統、方法及設備。該設備可以包括與有線電力相關聯的有線電力電路及配置為從無線電力發射器接收無線電力的無線電力電路。該設備可以包括電源開關，該電源開關配置為選擇性地將負載耦合到有線電力電路或無線電力電路。控制器可以基於有線電力或無線電力的有效性來控制電源開關。在一些實施方式中，負載包括加熱元件及溫度開關。控制器還可以基於溫度開關的狀態來控制無線電力發射器的無線電力傳輸狀態。

Description

設備中之電源選擇及控制
本揭露發明通常有關於設備中的電源選擇與控制，以及在一些實施方式中，有關於具有可以選擇性地由有線電力或無線電力供電之加熱元件的設備。
一些廚房用具(例如水壺或慢燉鍋)意在與外部熱源一起使用。最近開發的技術使此類器具能夠包括由電力供電的內部加熱元件。例如，***式水壺可包括由***式水壺與有線電力之間的有線連接來供電的加熱元件。加熱元件可包括含蓋在器具內的電阻元件。當電阻元件通電時，加熱元件會產生熱。這種器具的示例可以包括水壺、慢燉鍋、咖啡機、蒸鍋、烤麵包機或烤箱等。雖然市場上有一些***式電器，但仍期望提高廚房電器的可攜性及互操作性。
在另一個技術領域中，已經開發出能夠向電子設備(例如移動設備、電腦、平板電腦、小配件等)進行無線電力傳輸的技術。無線電力傳輸也可稱為無接觸式電力發射或非接觸式電力發射。無線電力可以使用無線電力發射器的初級線圈與無線電力接收器的次級線圈之間的電感耦合或諧振耦合來傳輸。例如，當次級線圈靠近初級線圈放置時，無線電力發射器的初級線圈可以產生電磁場，該電磁場在無線電力接收器的次級線圈中感應電動勢。次級線圈中的電磁場可以產生無線電力以操作或充電電子設備。
本揭露發明的系統、方法及設備每個都具有幾個創新層面，其中沒有一個單獨負責本文揭露的期望屬性。
本揭露發明中描述的主題的一個創新層面可以實現為一種設備。該設備可包括一電源開關，配置為選擇性地將一負載耦合到與有線電力相關聯的一有線電力電路或配置為從一無線電力發射器接收無線電力的一無線電力電路。該設備的一控制器可配置為基於該有線電力無效且該無線電力發射器有效於發射該無線電力的判定，使該電源開關將該負載耦合到該無線電力電路。當該負載耦合到該無線電力電路時，該控制器可控制該無線電力發射器的一無線電力傳輸狀態。
在一些實施方式中，該設備可包括一無線通訊介面，配置為與該無線電力發射器通訊。該控制器可配置為通過該無線通訊介面與該無線電力發射器通訊以控制該無線電力發射器的該無線電力傳輸狀態。
在一些實施方式中，該設備可包括與該無線通訊介面整合或可操作地耦合到該無線通訊介面的一能量採集器。該能量採集器可配置為從該無線通訊介面的一通訊線圈所接收的通訊信號中採集一偏置電力。該控制器可至少最初由該偏置電力供電。
在一些實施方式中，該負載可包括一加熱元件且該設備可包括與該負載相關聯的一溫度開關。該控制器可配置為至少部分地基於該溫度開關的一狀態來控制該無線電力發射器的該無線電力傳輸狀態。
本揭露發明中描述的主題的另一個創新層面可以實現為一種方法。該方法可包括通過一電源開關耦合一負載至與有線電力相關聯的一有線電力電路，該電源開關配置為選擇性地將該負載耦合到該有線電力電路或一無線電力電路，該無線電力電路與來自一無線電力發射器的無線電力相關聯。該方法可包括藉由一控制器，基於該有線電力無效且該無線電力發射器有效於發射該無線電力的判定，引起該電源開關的改變以將該負載耦合到該無線電力電路。該方法可包括藉由該控制器，當該負載耦合到該無線電力電路時，經由一無線通訊介面來控制該無線電力發射器的一無線電力傳輸狀態。
本揭露發明中描述的主題的一個或多個實施方式的細節在附圖及下面的描述中闡述。其他特徵、層面及優點將從描述、圖式及申請專利範圍中變得顯而易見。注意到，附圖的相對尺寸可能未按比例繪製。
各個圖式中相同的元件符號與名稱表示相同的元件。
傳統設備可以配置為使用有線電力(例如***式電連接)來操作負載或其他組件。技術正在迅速進步，使得設備可能能夠使用無線電力進行操作。某些類型的設備(有時稱為混合電源裝置)可能能夠使用有線電力及/或無線電力。這種設備的示例可以包括廚房器具或其他消費電子產品。無線電力在消費電子產品(例如移動裝置或智慧型手機等)中變得相對普遍。無線電力傳輸通常涉及無線電力發射器(PTx)與無線電力接收器(PRx)。PTx可以包括一個或多個初級線圈，其將無線能量(作為無線電力信號)傳輸到PRx中的一個或多個對應的次級線圈。初級線圈是指無線電力發射器中的無線能量源(例如產生電磁場的感應或磁共振能量)。設備可以包括PRx及其他組件。PRx中的次級線圈可以通過電磁場接收無線能量，並將無線能量作為電力提供給設備的其他部件。
無線電力傳輸能力正被開發用於廚房應用。例如，某些類型的廚房器具可能打算在配置有一個或多個初級線圈的無線電力發射表面上進行操作。作為示例，廚房檯面或爐灶面(有時稱為灶檯或爐灶)可包括一個或多個感應線圈。感應線圈可操作成用於加熱廚房用具的燃燒器，或可操作成將無線電力傳輸至無線廚房器具的初級線圈。作為另一個示例，PTx可以嵌入或添加到檯面、桌子或可以放置無線廚房器具的其他表面。無線廚房器具是可包括PRx的設備的示例，PRx能夠接收無線電力並將無線電力提供給無線廚房器具中的負載。負載可以包括馬達、加熱元件、計時器、螢幕或其組合等等。
一種設備可能能夠使用有線電力或無線電力。在用於廚房的示例設備中，該設備可以包括用於加熱液體或食物的加熱元件。例如，該設備可以是水壺、慢燉鍋、咖啡機、蒸鍋、烤麵包機或烤箱，或氣炸鍋等等。然而，包括加熱元件的設備可能需要不同於其他混合電力設備的電力控制系統。具體地，加熱元件可以與溫度開關及電路相關聯，用於在與有線電力一起使用時管理到加熱元件的電力輸送。溫度開關可能用於保護加熱元件免受過電力情況的影響或可能用於控制加熱元件所產生的熱量。當引入無線電力作為可選電源時，該設備可能會類似地受益於依賴於溫度開關的控制及保護功能。
本揭露發明提供了用於在設備中選擇性地使用有線電力或無線電力的系統、方法及設備。該設備可以包括與有線電力相關聯的有線電力電路及配置為從無線電力發射器接收無線電力的無線電力電路。該設備可以包括電源開關，該電源開關配置為選擇性地將負載(如加熱元件)耦合到有線電力電路或無線電力電路。控制器可以基於有線電力或無線電力的有效性來控制電源開關。在一些實施方式中，負載包括加熱元件。控制器還可以基於與加熱元件相關聯的溫度開關(例如雙金屬開關)的狀態來控制無線電力發射器的無線電力傳輸狀態。
在一些實施方式中，電源開關可以設置為預設將負載耦合到有線電力。例如，電源開關可以常閉(NC)到與有線電力電路相關聯的連接器。電源開關可基於來自控制器的電源開關信號而改變到無線電力電路。控制器可以通過PTx的存在來啟動。例如，控制器可以藉由偏置電力來操作，該偏置電力是從PTx接收到的通訊信號採集的。在沒有PTx的情況下，控制器可以保持休眠狀態，因此不會導致電源開關改變到無線電力電路。在一些實施方式中，控制器專門由無線電力供電。在一些實施方式中，可以使用從有線電力電路汲取的能量、從無線通訊介面的通訊線圈採集的能量、從PRx的次級線圈抽取的能量或其任何組合來為控制器供電。此外，即使當無線電力有效時，控制器也可以基於有線電力是否有效來判定是否使電源開關改變到無線電力電路。控制器可以基於與有線電力電路相關聯的電壓感測器來判定有線電力是否有效。
在一些實施方式中，溫度開關可以是有線電力電路的一部分。例如，在一些實施方式中，溫度開關是彈簧加載開關以及由使用者操作以啟始設備中的供電或加熱。溫度開關可以配置為當加熱元件的溫度達到溫度閾值時打開有線電力電路以斷開加熱元件(作為負載)。這導致設備中的加熱停止。例如，溫度開關可以包括基於溫度而彎曲的雙金屬元件。當雙金屬元件彎曲足夠量時，雙金屬元件可以機械地打開有線電力電路以斷開有線電力與加熱元件。在一些實施方式中，當從有線電源操作時，來自有線電源負責在加熱元件中加熱的電流流過溫度開關與加熱元件形成的接點。然而，當從無線電源操作時，無線電力電路可能繞過溫度開關並且來自無線電力源負責在加熱元件中加熱的電流不流過由溫度開關形成的接點。當使用來自有線電源的電力時，當溫度開關使有線電力電路開路時，電力停止。當使用從無線電源汲取的電力時，控制器可以獲得溫度開關的狀態以及基於溫度開關的狀態來管理無線電力運作。例如，當溫度開關的狀態指示雙金屬開關已經彎曲足夠量時，控制器可以使PTx停止有線電力傳輸。控制器可以使用開關狀態感測器判定溫度開關的狀態。
在一些實施方式中，電壓感測器、開關狀態感測器或兩者可使用一個或多個類比電路來實現。因此，可以將無線電力性能添加到具有不太複雜或低成本組件的設備。本揭露發明包括用於實現電壓感測器或開關狀態感測器的示例類比電路。
在一些實施方式中，本揭露發明的技術可以防止與設備的部件發生火災、過熱或電氣損壞相關聯的危險情況。此外，在一些實施方式中，設備配置為一次僅使用單個電源(有線電力或無線電力)。本文描述的技術與示例設備可以適應不同電源有效性的變化。例如，本揭露發明中的技術可以處理這樣的情況，即電器***有線電力放置時電器放在無線電源上，反之亦然。這些技術還處理在有線電力操作或無線電力操作期間電源被移除的情況。
本揭露發明中描述的主題的特定實施方式可以實施以實現以下潛在優勢中的一個或多個。混合電源設備可以都支持有線電力與無線電力選項。當添加無線電力作為另一選項供電負載時，設備可以包括負載下用於有線電力的傳統組件。在一些實施方式中，負載可以包括傳統上由有線電力電路中的溫度開關控制的加熱元件。在一些實施方式中，本揭露發明的技術使得控制器能夠基於溫度開關的狀態來控制無線電力傳輸，即使在無線電力電路繞過溫度開關的實施方式中也是如此。
為了描述本揭露發明的創新層面，下面的描述針對某些實施方式。例如，本揭露發明描述了一種具有加熱元件與溫度開關的設備。然而，發明所屬技術領域通常知識者將容易認識到本文的教導可以用多種不同方式應用。所描述的實施方式可以在任何手段、設備、系統或方法中實現，設備支持無線電力與有線電力作為向負載(如加熱元件)提供電力的另一方案。
圖1顯示了能夠利用有線電力或無線電力的設備140的概念圖100。設備140可以包括加熱元件，其可以使用有線電力或無線電力來供電。在一些示例中，設備140可以是水壺(如圖所示)、慢燉鍋、飯鍋、咖啡機、烤麵包機、烤箱、煎鍋、電鍋或任何類型的配置為加熱液體或食物等的器具。或者，設備140可以是空間加熱器、吹風機、提燈或包括由電力供電的加熱元件的任何類型的器具。為簡潔起見，本揭露發明中的示例基於廚房器具(例如水壺)。設備140可以是能夠在有線電力或無線電力上操作的混合電源裝置。圖1顯示了一些示例107，其中設備140使用各種電源進行操作。
在第一示例101中，設備140可以具有配置為***有線電源118的電源線104。有線電源118可以是來自直流(DC)電，例如電池組，插座的插座上的交流(AC)電插座。在第一示例101中，設備140可以利用有線電力來操作加熱元件。
在第二示例103中，設備140可以包括用於無線電力傳輸的組件。例如，設備140可以包括具有次級線圈(有時稱為電力接收線圈或電力傳輸線圈)的PRx(未顯示)。當設備140放置在無線電力發射器102上時，PRx可以從無線電力發射器102的初級線圈110產生的電磁場接收無線電力。在第二示例103中，設備140可以利用無線電力來操作加熱元件。
在第三示例105中，設備140顯示為放置在無線電力發射器102上並且還***到有線電源118中。如本文所述，設備140的控制器(未顯示)可選擇設備140是否將使用有線電力或無線電力。在一些實施方式中，設備140將「鎖定」到選定的電源(有線電力或無線電力)，使得不同電源的引入被忽略。例如，當溫度開關處於第一狀態時，設備140可以保持選擇遇到的第一電源。第一狀態可以指示溫度開關已經被使用者啟動以及與加熱元件相關聯的溫度低於溫度閾值。附加地或選替地，第一狀態可以指示溫度開關低於時間限制。特定電源的選擇可以保持一致，直到該電源不再有效或直到開關達到第二狀態或直到移除有效電源之一或關閉電器的使用者動作。第二狀態可指示溫度開關已被使用者停用、與加熱元件相關聯的溫度高於溫度閾值、溫度開關高於時間限制或其任何組合。在一些實施方式中，溫度閾值可以與加熱元件、被加熱元件加熱的液體或食物、或者容器或設備140的其他部件的目標溫度相關聯。
圖2顯示了示例無線電力傳輸系統200的區塊圖。無線電力傳輸系統200可以包括能夠無線電力傳輸到設備140的無線電力發射器102，設備140包括無線電力接收器(PRx)的組件，例如次級線圈120、無線通訊介面132及控制器128，將在本文中進一步描述。
無線電力發射器102包括初級線圈110。初級線圈110可以與電力信號產生器106相關聯。初級線圈110可以是傳輸無線電力(也可以稱為無線能量)的線圈。初級線圈110可以使用感應場或磁共振場來傳輸無線能量。在無線電力傳輸期間，電力信號產生器與初級線圈可以一起產生初級磁場。電力信號產生器106可以包括向初級線圈110提供電力的組件(未顯示)，使得初級線圈110產生無線電力信號155。例如，電力信號產生器106可以包括一個或多個開關、驅動器、串聯電容器、整流器或其他組件。無線電力發射器102還可以包括控制電力信號產生器106的組件的PTx控制單元108。例如，PTx控制單元108可以判定操作點(諸如電壓、電流或功率)以及根據操作點控制電力信號產生器106。
在一些實施方式中，電力信號產生器106、PTx控制單元108及其他組件(未顯示)可以統稱為電力發射器電路。電力發射器電路中的一些或全部可體現為積體電路(IC)，其實施本揭露發明的特徵用以控制無線電力並將其發射到一個或多個無線電力接收器。PTx控制單元108可以實現為微控制器、專用處理器、積體電路、特地應用積體電路(ASIC)或任何其他合適的電子裝置。
電源112可以向無線電力發射器102的電力發射器電路提供電力。電源112可以將AC電力轉換為DC電力。例如，電源112可以包括轉換器，該轉換器從外部電源(例如市電)接收交流電以及將交流電轉換成電力信號產生器106使用的直流電。在一些實施方式中，電源可以是直流電源，例如電池組。
無線電力發射器102可以包括無線通訊介面114，該無線通訊介面114配置為與對應的無線通訊介面132溝通，該無線通訊介面132與設備140的PRx相關聯。無線通訊介面114與無線通訊介面132可以根據通訊協議經由通訊信號175進行溝通。例如，無線通訊信號175可以是使用藍牙TM或近場通訊(NFC)等的短距離射頻通訊。NFC是一種在13.56MHz的載波頻率上進行資料傳輸的技術。無線通訊介面114還可以支持任何合適的通訊協議。無線通訊介面114可以連接到第一通訊線圈116(其可以是線圈或環形天線等等)。無線通訊介面114可以包括用於控制一個或多個開關的邏輯及經由第一通訊線圈116引起發射與接收無線通訊信號的其他組件。
無線電力傳輸系統在不同階段操作，例如閒置階段、配置階段、連接階段及電力傳輸階段。技術規範可以定義無線電力發射器102與PRx(在設備140中)如何能夠在操作階段之間轉換。例如，無線電力發射器102通常在開啟之後的閒置階段開始。在閒置階段，無線電力發射器102可以為除了初級線圈110以外之PTx控制單元108、無線通訊介面114、驅動器或無線電力發射器102的其他組件供電。初級線圈110只有在來自PRx的控制器128的通訊之後才在電力傳輸階段被通電。
在一些實施方式中，PTx控制單元108可以響應於由電力信號產生器106與初級線圈110產生的周期性低電力信號基於阻抗變化來檢測設備140的存在或接近。在一些實施方式中，設備140的存在或接近可能發生在無線電力發射器102中的無線通訊介面114的周期性查驗過程期間。選替地或附加地，無線電力發射器102可基於經由無線通訊信號175的通訊檢測設備140的存在或接近。例如，無線電力發射器102可以經由無線通訊信號175週期性地或持續地發射通訊或輪詢信號。在一些實施方式中，無線通訊信號175可以包括少量的電力(其可以被稱為通訊偏置電力或偏置電力)來為設備140的無線通訊介面132及控制器128供電。在經由無線通訊信號175從設備140接收到響應時，交握過程發生在無線電力發射器102與設備140之間。基於成功的交握，無線電力發射器102與設備140從閒置階段轉變到配置階段。
在配置階段，無線電力發射器102可以執行或接收進一步的通訊以確認設備140的相容性及電力需求。PTx控制單元108可以控制無線電力發射器102提供給設備140的無線電力的特性。PTx控制單元108可以從設備140接收配置或控制資訊(例如經由無線通訊介面114)。例如，在配置階段，PTx控制單元108可以在與設備140的交握過程中接收配置資訊。配置資訊可以包括關於設備140的資訊(例如額定功率、製造商、型號、或在標準發射器上操作時接收器的參數等等)。PTx控制單元108可以使用該資訊來判定它提供給設備140的無線電力的至少一個操作控制參數(例如頻率、工作週期、電壓等)。為了配置無線電力，PTx控制單元108可以修改電力信號產生器106的頻率、工作週期、電壓或任何其他合適的特性。一旦完成配置，PTx控制單元108就可以轉換到連接階段。
在連接階段，無線電力發射器102及設備140可以交換進一步的通訊以協商管理電力傳輸階段的參數。在協商參數之後，無線電力發射器102可以準備好傳輸無線電力以及設備140可以準備好接收無線電力。然而，無線電力發射器102(PTx控制單元108)可以在轉變到電力傳輸階段之前等待來自設備140(控制器128)的請求或命令。這可能是有用的，例如，當無線設備配置為在等待使用者互動時使用。使用者可以通過使用者介面啟始電力傳輸階段，例如設置目標溫度或啟動溫度開關。在電力傳輸階段，無線電力發射器102可以將無線電力傳輸到設備140。閒置階段、配置階段及連接階段可以統稱為預供電階段，而電力傳輸階段可以是稱為電力期間階段。
圖2顯示了示例設備140，其包括PRx的組件(如次級線圈120、無線通訊介面132與控制器128)。設備140更包括加熱元件130與溫度開關152。設備140可以支持來自有線電源118的傳統有線電力。有線電力電路182可以包括連接到有線電源118的電源線。傳統上，加熱元件130可以連接到有線電力電路182。溫度開關152可以是有線電力電路182的一部分。溫度開關152配置為基於使用者操作來完成(也稱為閉合或連接)電源電路。溫度開關152配置為當溫度達到溫度閾值或當操作時間超過時限時阻斷(也稱為關斷或斷開)有線電力電路182。例如，溫度開關152可以包括當溫度達到溫度閾值時彎曲的雙金屬元件。附加地或選替地，溫度開關152可以包括基於定時器的開關。
如本文所述，設備140可以包括電源開關150。電源開關150可以配置為切換加熱元件130耦合到有線電力電路182或無線電力電路184。例如，無線電力電路184可包含設備140中的次級線圈120、一或多個附加組件，例如PRx的串聯電容器(未圖示)、整流器(未圖示)等。當電源開關150設置為將加熱元件130耦合到無線電力電路184以及次級線圈120與初級線圈110對準時，次級線圈120可以基於從初級線圈110接收到的無線電力信號155產生感應電壓。感應電壓可以稱為無線電力，因為電力的來源是WPT系統的次級線圈120。當電源開關150設置為將加熱元件130耦合到無線電力電路184時，加熱元件130可以使用無線電力。在一些實施方式中，加熱元件130可以在設備140外部以及經由來自電源開關150的電線(未顯示)耦合。圖2將電源開關150顯示為單極開關，其將加熱元件130的一端不是耦合到有線電力電路182就是耦合到無線電力電路184。其他多種類型的電源開關150可以與本揭露發明中的概念一起使用，包括雙極開關或繼電器等等。在一些實施方式中，當從無線電力電路184操作時，電源開關150還可以用作保護開關以在無線電力傳輸階段期間提供任何異常的保護。在這種情況下，電源開關150可以改變為斷開無線電力電路184並連接有線電力電路182。
設備140可以包括無線通訊介面132。無線通訊介面132可以包含調變與解調電路以經由第二通訊線圈134(其可以是線圈或環形天線等等)進行無線通訊。因此，控制器128可以使用NFC通訊或藍牙經由無線通訊信號175與PTx控制單元108進行無線通訊。在一些實施方式中，無線通訊介面132(以及可能還有控制器128)可以通過從無線通訊信號175採集能量來供電。例如，無線通訊介面132可以用偏置電力的形式通過第二通訊線圈134從無線通訊信號175採集能量。偏置電力可能足以為無線通訊介面132供電，以及在一些實施方式中，還可以由設備140的其他組件(例如控制器128)使用。
控制器128可以配置為控制電源開關150以選擇使用哪個電源(有線電力或無線電力)來操作加熱元件130。在一些實施方式中，當選擇無線電力時，控制器128可以使用來自無線通訊信號175的偏置電力來操作電源開關150。在一些實施方式中，在無線電力傳輸階段前可以從通訊信號175採集偏置電力。在一些實施方式中，可以在無線電力傳輸階段期間從通訊信號175或來自次級線圈120的無線電力的一者或兩者採集偏置電力。
如本文進一步描述的，控制器128可以基於有線電源是否有效還是無效來選擇無線電源。此外，控制器128可以基於溫度開關152的狀態來控制無線電力傳輸。在一些實施方式中(如圖2所示)，無線電力電路184可以包括次級線圈120但是可以繞過溫度開關152。例如，當加熱元件130由無線電力電路184操作時，溫度開關152被旁路以及來自無線電力電路184負責在加熱元件130中加熱的電流不流過溫度開關152形成的接點。當加熱元件130由有線電力電路182操作時，來自有線電源118負責在加熱元件130中加熱的電流流過溫度開關152與加熱元件130形成的接點。因此，溫度開關152可以用作有線電力電路182的一部分。然而，當電源開關150設置為使用無線電力電路184時，溫度開關152可以不在加熱元件130與次級線圈120之間的電路徑中。因此，控制器128可以使用開關狀態感測器(在圖3中進一步描述)獲得溫度開關152的狀態。控制器128可以將訊息(例如開始電力傳輸或結束電力傳輸訊息)傳送到PTx控制單元108以基於溫度開關152的狀態來控制是否啟動無線電力傳輸。因為溫度開關152是使用者啟動的(用於開啟)及溫度啟動(用於關斷)溫度開關152的，溫度開關152的狀態可以基於使用者動作與溫度而改變，即使當電源開關150已經將有線電力電路182與加熱元件130進行解耦時。
圖3顯示了能夠利用有線電力或無線電力的示例設備300的區塊圖。設備300可以是參照圖1或圖2描述的設備140的示例。設備300包括具有與參照設備140描述的那些相同編號的組件。例如，設備300包括加熱元件130與溫度開關152。電源開關150能夠將加熱元件130耦合到連接外部有線電源118的有線電力電路。電源開關150也能夠將加熱元件130與有線電力電路進行解耦以及將加熱元件130耦合到包括次級線圈120的無線電力電路。無線電力電路還可以包括電容器162及可選的整流器(未顯示)。設備300包括控制器128、無線通訊介面132及第二通訊線圈134。無線通訊介面132能夠與PTx(未顯示)通訊。無線通訊介面132還可以包括能量採集器331或耦合到能量採集器331，能量採集器331可以從無線通訊信號中採集能量，並提供採集到的能量作為偏置電力330以操作控制器128。能量採集器331可以配置為提供採集到的能量作為偏置電力330以為無線通訊介面132、控制器128或兩者供電。例如，由第二通訊線圈134接收的通訊信號可以提供足夠的能量來產生偏置電力330，用於在經由次級線圈120的電力傳輸階段之前啟動及起始無線通訊介面132及控制器128之操作。在一些實施方式中，偏置電力330也可以用於操作電源開關150。雖然控制器128最初可以由偏置電力330供電，但是控制器128也可以在無線電力傳輸階段期間使用來自無線電力電路的電力來接著供電。為了簡潔起見，圖3省略了在無線電力傳輸階段將控制器128連接到從無線電力電路獲得的電力的電路或組件。
控制器128可以基於有線電力電路的感測電壓322來判定有線電源118是否有效。例如，電壓感測器320可以獲得有線電力電路的電壓以及向控制器128提供感測電壓322(其可以被稱為「Vsense」)。選替地，電路(未顯示)可以將Vsense轉換到引腳線上的有線電力指示符(未顯示)或控制器128的其他輸入。控制器128可以基於感測電壓322(或有線電力指示符)是否指示有線電源118是有效的來控制電源開關150。
在一些實施方式中，電源開關150可以預設將加熱元件130耦合到有線電力電路(如圖3所示)。例如，電源開關150可以對有線電力電路「常閉」(NC)。電源開關150可以對無線電力電路「常開」(NO)。電源開關150可以對有線電力電路保持NC，直到被控制器128改變。當無線電源有效時，控制器128可以被偏置電力330啟動。控制器128可以檢查感測電壓322以查看有線電源118是否有效。如果感測電壓322指示有線電源118有效，則控制器128可以避免改變電源開關150以及讓加熱元件130耦合到有線電力電路。選替地，如果感測電壓322指示有線電源118無效(例如當電源線未***AC插座時)，則控制器128可以使電源開關150將連接改變到無線電力電路。這種改變可能恰好發生在當使用者打開設備時在電力傳輸階段開始電力傳輸之前，例如通過啟動溫度開關152。改變連接可以包括控制器128向電源開關150傳送電源開關信號352。缺少電源開關信號352，電源開關150可以保持耦合到有線電力電路。在一些實施方式中，電源開關信號352可以包括啟動電源開關150的電力。
溫度開關152可以是有線電力電路的一部分。在一些實施方式中，溫度開關152可以包括雙金屬元件。溫度開關152也可稱為熱敏開關、溫度敏感開關、雙金屬開關或溫度相關開關等。選替地或附加地，溫度開關152可以包括溫度感測器與相關聯的開關。例如，設備的處理器(未顯示)可以接收指示目標溫度的使用者輸入。處理器可以從感測器獲得溫度測量值並控制相關聯的開關，使得感測器與相關聯的開關可以被稱為溫度開關。溫度開關配置為當溫度達到溫度閾值時停用從有線電力電路到加熱元件130的電力。在溫度開關152是雙金屬元件的示例中，溫度開關152可能彎曲導致有線電力電路中的斷開(開路)。在一些實施方式中，雙金屬開關可以是通過使用者動作打開的彈簧加載開關。開關中的雙金屬元件可以將溫度變化反映為機械位移。雙金屬元件可以由兩條不同的金屬條組成，當它們被加熱時它們以不同的速率膨脹。兩條金屬條的熱敏膨脹差異導致雙金屬元件彎曲並打開開關。當放置在電路中時，雙金屬開關的彎曲操作成溫度開關。
雖然對於無線電力電路可以排除溫度開關152，但是控制器128可以基於溫度開關152的狀態來控制無線電力傳輸。例如，控制器128可以從開關狀態感測器310接收開關狀態312。開關狀態312可以是指示溫度開關152的狀態的指示符、信號或值。例如，開關狀態312可以指示溫度開關是「ON」還是「OFF」。在一種實施方式中，開關狀態312可以指示溫度開關152是否已經達到溫度閾值。當控制器128接收到指示溫度開關為「ON」的開關狀態312時，控制器128可以向PTx(未顯示)發射開始電力傳輸命令以使PTx開始無線電力傳輸階段。控制器還可以發射電源開關信號352以使開關150將加熱元件耦合到無線電力電路。控制器128可以接收指示溫度開關152已經「OFF」的開關狀態312。例如，當溫度已經達到溫度閾值(例如雙金屬元件已經變形到機械位移)或者定時器已經達到時間限制時，溫度開關152可以關斷。當控制器128接收到指示溫度開關為「OFF」的開關狀態312時，控制器128可以通過無線通訊介面132向PTx傳送結束電力傳輸命令。控制器128還可以傳送電源開關信號352使開關150斷開加熱元件130與無線電力電路的連接。在一些實施方式中，一旦開關狀態312指示溫度開關152為「OFF」，控制器128就可以立即傳送電源開關信號352。或者，控制器128可以在將電源開關信號352傳送到開關150之前等待預定時間週期。
提醒一下，溫度開關152可以在設備中用於各種目的。例如，溫度開關152可以是當液體或食物已經達到目標溫度時向加熱元件130停用有線電力的組件。選替地或附加地，溫度開關152可以保護加熱元件130免於過熱到危險位準。在一些實施方式中，溫度開關152可以防止火災或對使用者有害的情況。因為無線電力電路不包括溫度開關152，所以控制器128可以使用開關狀態感測器310來判定溫度開關152的狀態。因此，控制器128可以基於將成為有線電力操作的一部分之相同的使用者控制及溫度開關152的保護功能來控制無線電力傳輸操作。
圖4顯示了利用有線電力的示例設備300的區塊圖。例如，電源開關150可以將加熱元件130耦合到有線電力電路(在圖4中由粗線表示)。有線電力電路可以包括到有線電源118的連接。溫度開關152可以包括在有線電力電路中。在圖4的示例中，不存在無線電力發射器。因此，無線通訊介面132可能沒有足以產生偏置電力330的通訊信號。無線通訊介面132及控制器128可能由於缺少偏置電力330而掉電。類似地，無線電力電路(包括次級線圈120及電容器162)以虛線顯示，因為不存在無線電力發射器，並且耦合到有線電力電路的電源開關150有效地停用無線電力電路。在一些實施方式中，控制器128可以配置為還使用來自有線電力電路的偏置電力來操作。在這種情況下，當感測電壓322高於閾值時，控制器128可以防止電源開關150將加熱元件130連接到無線電力電路。
圖5顯示了利用無線電力的示例設備300的區塊圖。無線電力發射器102存在於設備300附近。無線通訊介面132可以接收通訊信號並從通訊信號中採集能量以產生偏置電力330，偏置電力330進而為控制器128供電。在圖5示例中，設備300沒有連接到有線電源118。例如，電源線可以從交流電插座拔下，或者電源線可以從設備300的電源埠(未顯示)解開。控制器128可以從電壓感測器320獲得感測電壓322並判定有線電力無效。控制器128可以經由無線通訊介面132將配置與控制資訊傳送到無線電力發射器102。例如，控制器128可以配置無線電力發射器102以及轉換通過配置階段及連接階段，如參考圖1所描述的。因此，控制器128可以準備無線電力電路以從PTx接收無線電力。無線電力電路可以包括次級線圈120及電容器162。
控制器128可以從開關狀態感測器310獲得開關狀態312。開關狀態感測器310配置為檢測溫度開關152的狀態。在一些實施方式中，當使用者啟動溫度開關152時，開關狀態感測器310傳送了指示開關狀態312的信號給控制器128。如圖5所示，溫度開關152可以處於第一狀態。例如，第一狀態可以在溫度開關152啟動時出現(例如通過使用者動作手動地按下)。在第一狀態下，當使用有線電源時，溫度開關152可以與關閉有線電力電路相關聯。然而，由於在圖5的示例中有線電力電路被電源開關150斷開，控制器128使用溫度開關152與開關狀態感測器310來判定啟動加熱元件130的使用者動作、與加熱元件130相關聯的溫度狀態或其組合。在一些實施方式中，溫度開關152的第一狀態可以與低於溫度閾值的溫度相關聯。如果有線電源118無效，則控制器128可以發射電源開關信號352以使電源開關150將加熱元件130耦合到無線電力電路。在一些實施方式中，當控制器128判定有線電源118無效時(基於感測電壓322為零或可忽略)，控制器128可以傳送電源開關信號352。選替地或附加地，當溫度開關152啟動時(基於開關狀態312)，控制器128可以傳送電源開關信號352。
控制器128可以判定開關狀態312指示溫度開關152已經啟動以及可以向無線電力發射器102傳送電力傳輸命令以啟動無線電力傳輸。無線電力發射器102可將無線電力發射到次級線圈120以操作加熱元件130。在某一時刻，溫度開關152可達到溫度閾值並改變到第二狀態。例如，溫度開關152可以是當溫度達到溫度閾值時彎曲的雙金屬元件。當控制器128獲得的開關狀態312指示溫度開關152已經達到第二狀態時，控制器128可以經由無線通訊介面132向無線電力發射器102傳送結束電力傳輸命令。此外，控制器128可以傳送電源開關信號352以使電源開關150將加熱元件130與無線電力電路進行解耦。
圖6顯示了能夠檢測有線電力是否有效或無效的示例設備600的區塊圖。設備600可以是分別參考圖1至5描述的設備140與300中的任何一個的示例。設備600包括用於判定有線電力指示符680的Vsense電路610。Vsense電路610可以是類比電路，其可以將來自電壓感測器(例如電壓感測器320A或320B)的感測電壓322轉換為有線電力指示符680。在一些實施方式中，電壓感測器320A與320B可以包括電路，例如電阻器、整流器、電容器或其他電子設備(未顯示)，其可以提供它們所感測的縮放均方根(RMS)、峰值或平均值。電壓感測器(顯示為電壓感測器320A)可以位於電源開關150的有線電源側上的有線電力電路中。或者，電壓感測器(顯示為電壓感測器320B)可以位於電源開關150的加熱元件130側上的有線電力電路中。在這兩種情況下，電壓感測器320A或320B可以表示用於感測電壓322到Vsense電路610的輸入源。Vsense電路610可以包括由偏置電力615操作的比較器630。在一些實施方式中，偏置電力615可以連接到由無線通訊介面132採集的偏置電力330。比較器630可以將感測電壓322與電壓閾值650進行比較。在一些實施方式中，電壓閾值650可以由類比電路產生，該類比電路包括由一對電阻器642與644或其他組件(未顯示)調節的偏置電力615。比較器630可以將感測電壓322(「Vsense」)與電壓閾值650(「Vth」)進行比較以產生有線電力指示符680。例如，當Vsense大於Vth時有線電力指示符680可以具有第一電壓(「HIGH」)。當Vsense小於Vth時，有線電力指示符680可以具有第二電壓(「LOW」)。例如，高電壓可能約為5伏，而低電壓可能為0伏。控制器128可以利用引腳線路或其他輸入上的有線電力指示符680。如本文別處所描述的，控制器128可以配置成當有線電力指示符680指示有線電力有效時停用無線電力傳輸(對於有線電力指示符680顯示為「HIGH」值)。相反，當有線電力無效時(有線電力指示符680的「LOW」值)，控制器128可以在進入電力傳輸之前使電源開關150改變到無線電力電路。
圖7A顯示示例設備700及示例開關狀態感測器的區塊圖。設備700可以是分別參考圖1至6描述的設備140、300或600中的任何一個的示例。設備700包括用於判定溫度開關152的開關狀態312的開關狀態電路710。開關狀態電路710可以是參考圖3至6描述的開關狀態感測器310的示例。開關狀態電路710可以是類比電路，其可以產生開關狀態312。例如，開關狀態電路710可以包括耦合到溫度開關152的第一支路的偏置電壓715。在一些實施方式中，偏置電壓715可以與能量採集器331採集的偏置電力330相關聯。開關狀態電路710可以包括電阻器744或其他組件。電阻器744兩端的電壓將開關狀態(Vsw)312傳達到控制器128。例如，當溫度開關開通時，電阻器744兩端的電壓等於偏置電壓715或「HIGH」。當溫度開關152關斷時，電阻器744兩端的電壓變為零或「LOW」。應當理解，參考圖7A描述的示例開關狀態電路710是類比電路的一種可能實現，該類比電路可以基於溫度開關152的狀態產生開關狀態312。例如，開關狀態電路可以有一個比較器(未顯示)。有利地，與其他類型的感測器或電路相比，圖7A中所繪示的示例開關狀態電路710需要相對較少的組件。雖然未顯示，但是該電路可具有額外的保護及電壓限制器以防止來自有線電源118的AC電壓驅動了包括偏置電壓715、控制器312及其他組件的電子設備超過它們的安全限制。
圖7B顯示了另一個示例設備701及另一個示例開關狀態感測器711的區塊圖。設備701可以分別是參考圖1至6描述的設備140、300或600的任何一個示例。設備701包括用於判定溫度開關152的開關狀態312的開關狀態電路711。開關狀態電路711可以是參考圖3至6描述的開關狀態感測器310的示例。開關狀態電路711可以類比電路，其可以產生開關狀態312。開關狀態感測器711可以獲得與能量採集器331所獲得的偏置電力330相關聯的偏置電壓715。
開關狀態感測器711具有高阻值(幾百千歐姆的量級)的電阻器774與775以及限壓器746與747。當溫度開關152關斷時，偏置電壓715出現在開關狀態信號(Vsw)312為「HIGH」。當溫度開關152開通時，部分偏置電壓出現在電阻器774兩端，因此開關狀態(Vsw)312為「LOW」。可能會注意到這裡的狀態邏輯與圖7A中使用的不同。
圖8顯示了根據一些實施方式的與有線電力相關聯的示例過程800的流程圖。過程800可以描述設備的操作，例如分別參考圖1至7B描述的設備140、300、600或700的任何一個。在區塊810，電源開關可以設置為有線電力電路。例如，在沒有電源開關信號的情況下，電源開關可以將有線電力電路預設為NC連接。在示例過程800中，PTx不在設備附近，因此PRx的組件不相關。在區塊820，過程800可以判定溫度開關(例如雙金屬開關)是否開通。例如，溫度開關可以是由設備的使用者操作以打開設備的加熱功能的機械旋鈕。溫度開關可以閉合有線電力電路以將有線電力連接到加熱元件。因此，如果開通溫度開關，則過程800繼續進行到區塊840。在區塊840，有線電力操作加熱元件直到溫度開關關斷(例如由於雙金屬開關的雙金屬元件的溫度彎曲)。或者，如果溫度開關在區塊820處關斷，則過程800進行到區塊830。在區塊830處，沒有電力輸送到加熱元件，因為溫度開關關斷(斷開)有線電力電路。關斷的有線電力電路防止有線電力電路向加熱元件供電。
圖9顯示了根據一些實施方式的與無線電力相關聯的示例過程的流程圖。過程900可以描述設備的操作，例如分別參考圖1至7B描述的設備140、300、600、700或701的任何一個。在區塊910，由通訊介面採集的偏置電力用於為控制器供電。控制器可基於有線電力電路的感測電壓獲得Vsense或有線電力指示符(基於Vsense)。在區塊920，控制器可以基於Vsense或有線電力指示符判定有線電力是否有效。如果有線電力有效，則過程900進行到區塊930。在區塊930處，控制器可以停用無線電力電路的無線電力功能。例如，控制器可以避免啟動PTx的電力傳輸階段。過程900然後可以繼續進行有線電力操作，如參考圖8(參考A)所描述的。
在區塊920，如果有線電力無效，則過程900進行到區塊940。在區塊940，控制器可以判定溫度開關的狀態。例如，控制器可以獲得與溫度開關相關聯的開關狀態。如參考圖8所描述的，溫度開關可以是由設備的使用者操作以打開設備的加熱功能的機械旋鈕。雖然溫度開關可能不是無線電力電路的一部分，但是控制器可以使用開關狀態感測器(例如參考圖7A描述的開關狀態電路710或參考圖7B描述的開關狀態電路711)來判定溫度開關的狀態。如果開關狀態指示溫度開關開通，則過程900進行到區塊950。可選地，如果開關狀態為關斷，則過程900進行到區塊960。
在區塊950處，控制器可以改變電源開關以將加熱元件耦合到無線電力電路以及啟用PTx的無線電力傳輸階段。注意到，區塊950的操作可能取決於幾個條件：有線電力無效、無線電力傳輸有效以及溫度開關開通以啟動設備的加熱功能。
在區塊960處，如果溫度開關關斷，則控制器可以為連接階段配置無線電力傳輸系統以及在啟動電力傳輸階段之前等待溫度開關開通。在一些實施方式中，控制器還可以使電源開關將加熱元件與無線電力電路進行解耦。因此，僅當無線電力電路處於電力傳輸階段時，加熱元件才可以耦合到無線電力電路。
圖10顯示了根據一些實施方式的用於控制有線電力或無線電力的示例過程的流程圖。過程1000可以描述設備的操作，例如分別參考圖1至7B描述的設備140、300、600、700或701中的任何一個。過程1000基於有線電力或無線電力傳輸的有效性組合幾個條件與相關聯的操作。
在區塊1010，電源開關可以NC到有線電力電路。在區塊1020，過程1000可取決於控制器是否作動。在一些實施方式中，因為控制器由從PTx的通訊信號採集的偏置電力操作，所以在PTx存在時控制器是作動的。否則，當不存在PTx時，控制器可能處於非作動的。在區塊1020，如果控制器是作動的，則過程1000前進到區塊1050。如果控制器不作動，則過程1000前進到區塊1025。
從控制器不作動(例如沒有無線電源是有效的)的場景開始，執行與有線電力相關聯的操作。在區塊1025，過程1000可以取決於有線電源是否有效。如果有線電源無效，則過程1000返回到區塊1020。當設備未***或放置在PTx附近時可能發生這種情況。在區塊1025，如果有線電源有效，則過程1000進行到區塊1030。在區塊1030，過程1000可取決於溫度開關是否開通(例如通過使用者動作)。如果溫度開關未開通，過程1000返回到區塊1020。否則，如果溫度開關開通，則過程1000進行到區塊1035。在區塊1035，加熱元件由有線電力供電。在區塊1040，當溫度開關關斷時完成加熱。當加熱完成時，過程1000返回到區塊1020。否則，過程返回到區塊1035繼續加熱。區塊1035與1040的操作將繼續直到加熱完成。
在控制器作動的情況下(例如，無線電源在區塊1020有效)，過程1000進行到區塊1050。在區塊1050，設備的控制器可以判定PTx是否在連接階段。如果PTx不在連接階段，則過程1000進行到區塊1055，在區塊1055處控制器繼續進行配置與連接階段操作以讓PTx準備用於預供電操作。從區塊1055開始，在連接階段之後，過程進行到區塊1060。在區塊1050，如果PTx已經處於連接階段，則過程1000進行到區塊1060。
在區塊1060，控制器可以判定有線電源是否有效。例如，控制器可以獲得感測電壓或與有線電力電路中的電壓感測器相關聯的有線電力指示符。如果有線電源有效，則過程1000進行到區塊1030以繼續有線電力操作。注意到，PTx與控制器可能會保持連接階段。如果在開通溫度開關之前拔掉有線電源，則過程1000可以返回到區塊1020、1050與1060。從區塊1060開始，當有線電源無效時，過程1000進行到區塊1070以執行與無線電力相關聯的操作。
在區塊1070，控制器可以判定溫度開關是否開通。例如，控制器可以從開關狀態感測器獲得開關狀態。如果溫度開關關斷，則過程1000返回到區塊1010(或者，可選地，可以返回到區塊1060或1020)。在區塊1070，如果溫度開關開通，則過程1000前進到區塊1075。
在區塊1075，控制器可以使電源開關切換到無線電源。在區塊1080，控制器可以進行到無線電力傳輸階段。例如，控制器可以向PTx傳送開始電力傳輸命令。無線電力傳輸為無線電力電路供電並使加熱元件開始加熱。雖然未顯示，但在電力傳輸階段期間，在一些實施方式中，偏置電力也可從無線電力電路汲取。在區塊1085，控制器可以判定加熱是否完成。例如，控制器可以獲得溫度開關的開關狀態。如果溫度開關的開關狀態指示溫度已經達到溫度閾值，則控制器可以判定加熱完成。如果加熱沒有完成，則過程1000可以返回到區塊1080以及繼續加熱。如果加熱完成，則該過程可以進行到區塊1090。
在區塊1090處，控制器可以結束無線電力傳輸階段。例如，控制器可以將結束電力傳輸訊息傳送到PTx。在區塊1095，設備可以使電源開關重置到NC位置，使得加熱元件耦合到有線電力。過程1000可以返回到區塊1010。
圖11顯示了根據一些實施方式的示例過程的流程圖。過程1100可以描述設備的操作，例如分別參考圖1至7B描述的設備140、300、600、700或701的任何一個。
在區塊1110處，該設備可以經由電源開關將負載耦合到與有線電力相關聯的有線電力電路，該電源開關配置成選擇性地將負載耦合到有線電力電路或與來自無線電力發射器的無線電力相關聯的無線電力電路。
在區塊1120處，該設備可以基於有線電力無效且無線電力發射器有效於發射無線電力的判定，通過控制器引起電源開關的改變以將負載耦合到無線電力電路。在一些實施方式中，控制器可以在溫度開關已經開通(例如通過使用者動作)之後引起改變。電源開關可以配置為在沒有使用者動作開通溫度開關的情況下將加熱元件正常地耦合到有線電力電路。
在區塊1130處，當負載耦合到無線電力電路時，設備可以通過控制器經由無線通訊介面來控制無線電力發射器的無線電力傳輸狀態。例如，該設備可以向無線電力發射器發送請求以進行到電力傳輸階段。
圖12顯示了示例設備1200的區塊圖。在一些實施方式中，設備1200可以是無線電力接收器(PRx)。在一些實施方式中，設備1200可以是分別參考圖1至7B描述的設備140、300、600、700或701的任何一個的示例。設備1200可以包括處理器1202(可能包括多處理器、多核心、多節點，或者實現多執行緒等)。設備1200還可以包括記憶體1206。記憶體1206可以是系統記憶體或者本文描述的電腦可讀取媒體的任何一個或多個可能實現。設備1200還可以包括匯流排1211(例如PCI、ISA、PCI-Express、HyperTransport®、InfiniBand®、NuBus®、AHB、AXI等)。
設備1200可以包括一個或多個控制器1262，其配置為控制設備1200的有線電力或無線電力操作。例如，控制器1262可以是本文描述的控制器128的示例。設備1200可以包括一個或多個開關及/或感測器1264。一個或多個開關及/或感測器1264的示例可以包括電源開關150、電壓感測器320、開關狀態感測器310、Vsense電路610、開關狀態電路710或其任何組合。在一些實施方式中，控制器1262可以分佈在處理器1202、記憶體1206及匯流排1211內。控制器1262可以執行本文描述的一些或所有操作。例如，控制器1262可以實施參照圖1至7B描述的任何操作或參照圖8至11描述的過程800、900、1000或1100的特徵。
記憶體1206可以包括可由處理器1202或控制器1262執行的電腦指令，以實施參考圖1至11描述的實施方式的功能。這些功能的任何一個都可以部分(或全部)在硬體或處理器1202上實現。例如，功能可以用特定應用積體電路、在處理器1202中實施的邏輯中、在周邊裝置或卡匣上的共處理器中實現。此外，實現可以包括圖12中未繪示的更少或附加組件。處理器1202、記憶體1206及控制器1262可以耦合到匯流排1211。雖然繪示為耦合到匯流排1211，但是記憶體1206可以耦合到處理器1202。
圖1至12及此處描述的操作為意欲輔助理解示例實施方式之示例，且不應用於限制潛在實施方式或限制申請專利範圍之範疇。一些實施方式可執行額外操作、較少操作、並行執行操作或以不同次序執行操作，及不同地執行一些操作。
前述揭示內容提供說明及描述，但不意欲為詳盡的或將態樣限於所揭示之精確形式。可鑒於上文揭示內容進行修改及變化，或可自態樣之實踐獲得修改及變化。雖然已根據各種示例描述本揭示之態樣，但來自示例中之任一者的態樣之任何組合亦在本揭示之範疇內。本揭示中之示例經提供用於教學目的。替代地或除了本文中所描述之其他示例以外，示例包括本文中所描述的實施方式選項之任何組合。替代地或除了本文中所描述之其他示例以外，示例包括以下實施方式選項之任何組合(出於清楚起見而列舉為諸多條項)。
條項1。一種設備，包括:一電源開關，配置為選擇性地將一負載耦合到與有線電力相關聯的一有線電力電路或配置為從一無線電力發射器接收無線電力的一無線電力電路；以及一控制器，配置為：基於該有線電力無效且該無線電力發射器有效於發射該無線電力的判定，使該電源開關將該負載耦合到該無線電力電路，以及當該負載耦合到該無線電力電路時，經由與該無線電力發射器的通訊來控制該無線電力發射器的一無線電力傳輸狀態。
條項2。如條項1之設備，其中，該電源開關包括一個或多個開關，該開關處於一第一位置直到藉由該控制器改變到一第二位置，該第一位置配置為將該負載耦合到該有線電力電路，以及該第二位置配置為將該負載耦合到該無線電力電路。
條項3。如條項2之設備，其中，該一個或多個開關的該第一位置為常閉(NC)以將該負載耦合到該有線電力電路且常開(NO)以將該負載與該無線電力電路解耦。
條項4。如條項1至3中任一者之設備，其中，該控制器配置為：基於從該無線電力發射器接收的通訊判定該無線電力發射器有效於發射該無線電力，以及基於與該有線電力電路相關聯的一電壓來判定該有線電力是否有效或無效。
條項5。如條項4之設備，更包括：一電壓感測器，配置為感測與該有線電力電路相關聯的該電壓，其中，控制器配置為：當與該有線電力電路相關聯的該電壓高於一電壓閾值時判定該有線電力有效，以及當與該有線電力電路關聯的該電壓低於該電壓閾值時判定該有線電力無效。
條項6。如條項1至5中任一者之設備，更包括：一無線通訊介面，配置為與該無線電力發射器通訊，其中，該控制器配置為通過該無線通訊介面與該無線電力發射器通訊以控制該無線電力發射器的該無線電力傳輸狀態。
條項7。如條項6之設備，更包括：與該無線通訊介面整合或可操作地耦合到該無線通訊介面的一能量採集器，該能量採集器配置為從該無線通訊介面的一通訊線圈所接收的通訊信號中採集一偏置電力，以及其中，該控制器至少最初由該偏置電力供電。
條項8。如條項1至7中任一者之設備，更包括：與該負載相關聯的一溫度開關，其中，該負載包括一加熱元件，以及其中，該控制器配置為至少部分地基於該溫度開關的一狀態來控制該無線電力發射器的該無線電力傳輸狀態。
條項9。如條項8之設備，其中，該溫度開關包括在該有線電力電路中的一雙金屬元件，以及其中，當與該加熱元件相關聯的溫度達到一溫度閾值時該雙金屬元件斷開該有線電力電路。
條項10。如條項8或9之設備，其中，該無線電力電路耦合到該加熱元件，使得該無線電力電路繞過該溫度開關。
條項11。如條項8至10中任一者之設備，更包括：一開關狀態感測器，配置為檢測該溫度開關的該狀態，該狀態是一第一狀態或一第二狀態，其中該控制器配置為：從該開關狀態感測器接收該狀態，以及當該狀態為該第一狀態時，使該無線電力發射器發射該無線電力；以及當該溫度開關的該狀態為該第二狀態時，使得該無線電力發射器停止該無線電力的發射。
條項12。如條項11之設備，其中：該第一狀態指示該溫度開關已藉由一使用者啟動以及與該加熱元件相關聯的一溫度低於一溫度閾值，以及該第二狀態指示該溫度開關已藉由該使用者停用或與該加熱元件相關聯的該溫度高於該溫度閾值。
條項13。如條項1至12中任一者之設備，其中，該設備是水壺或慢燉鍋，該設備更包括：配置為容納液體或食物的容器，其中，該負載包括一加熱元件，該加熱元件配置為使用來自該有線電力電路的該有線電力或來自該無線電力電路的該無線電力來加熱液體或食物，直到液體或食物到達一溫度閾值，其中，該控制器配置為當該負載耦合到該無線電力電路時至少部分地基於與該溫度閾值相關聯的一溫度開關的一狀態，經由與該無線電力發射器的通訊來控制該無線電力發射器的該無線電力傳輸狀態。
條項14。一種用於控制一設備的方法，包括：通過一電源開關將一負載耦合至與有線電力相關聯的一有線電力電路，該電源開關配置為選擇性地將該負載耦合到該有線電力電路或一無線電力電路，該無線電力電路與來自一無線電力發射器的無線電力相關聯；藉由一控制器，基於該有線電力無效且該無線電力發射器有效於發射該無線電力的判定，引起該電源開關的改變以將該負載耦合到該無線電力電路，以及藉由該控制器，當該負載耦合到該無線電力電路時，經由一無線通訊介面來控制該無線電力發射器的一無線電力傳輸狀態。
條項15。如條項14之方法，其中，該電源開關包括一個或多個開關，該開關處於一第一位置直到藉由該控制器改變到一第二位置，該第一位置配置為將該負載耦合到該有線電力電路，以及該第二位置配置為將該負載耦合到該無線電力電路。
條項16。如條項15之方法，其中，該一個或多個開關的該第一位置為常閉(NC)以將該負載耦合到該有線電力電路且常開(NO)以將該負載與該無線電力電路解耦。
條項17。如條項14至16中任一者之方法，更包括：基於從該無線電力發射器接收的通訊判定該無線電力發射器有效於發射該無線電力，以及藉由該控制器，基於與該有線電力電路相關聯的一電壓來判定該有線電力是否有效或無效。
條項18。如條項14至17中任一者之方法，更包括：藉由一電壓感測器，感測與該有線電力電路相關聯的該電壓，當與該有線電力電路相關聯的該電壓高於一電壓閾值時判定該有線電力有效，以及當與該有線電力電路關聯的該電壓低於該電壓閾值時判定該有線電力無效。
條項19。如條項17或18之方法，更包括：基於與該有線電力電路關聯的該電壓判定該有線電力有效；避免引起該電源開關的改變，使得該負載保持耦合到該有線電力電路；以及防止該無線電力發射器發射該無線電力。
條項20。如條項14至19中任一者之方法，更包括：藉由與該設備的一無線通訊介面整合或可操作地耦合到該無線通訊介面的一能量採集器，從該無線通訊介面的一通訊線圈所接收的通訊信號中採集一偏置電力，以及使用該偏置電力給該控制器供電。
條項21。如條項20之方法，其中，該控制器至少最初由該偏置電力供電，以及其中該通訊信號指示該無線電力發射器有效於發射該無線電力。
條項22。如條項20之方法，更包括：判定與該負載相關聯的一溫度開關的一狀態，其中，該負載包括一加熱元件；以及至少部分地基於該溫度開關的該狀態來控制該無線電力發射器的該無線電力傳輸狀態。
條項23。如條項22之方法，其中，該溫度開關包括在該有線電力電路中的一雙金屬元件，以及其中，當與該加熱元件相關聯的溫度達到一溫度閾值時該雙金屬元件斷開該有線電力電路。
條項24。如條項22或23之方法，其中，該無線電力電路耦合到該加熱元件，使得該無線電力電路繞過該溫度開關。
條項25。如條項23或24之方法，更包括：藉由一開關狀態感測器，檢測該溫度開關的該狀態，該狀態不是一第一狀態就是一第二狀態，當該狀態為該第一狀態時，使該無線電力發射器發射該無線電力；以及當該溫度開關的該狀態為該第二狀態時，使得該無線電力發射器停止該無線電力的發射。
條項26。如條項25之方法，其中：該第一狀態指示該溫度開關已藉由一使用者啟動以及與該加熱元件相關聯的一溫度低於一溫度閾值，以及該第二狀態指示該溫度開關已藉由該使用者停用或與該加熱元件相關聯的該溫度高於該溫度閾值。
此處描述的圖式、操作及組件是旨在幫助理解示例實施方式的示例，並且不應用來限制潛在的實施方式或限制申請專利範圍的範疇。一些實施方式可能會執行額外的操作、較少的操作、並行執行操作或以不同次序執行操作，以及不同地執行一些操作。
如本文中所使用，參照項目列表「…中之至少一者」或「…中之一或多者」的片語係指那些項目(包括單個成員)之任何組合。舉例而言，「a、b或c中之至少一者」意欲涵蓋以下可能性：僅a、僅b、僅c、a及b之組合、a及c之組合、b及c之組合以及a及b及c之組合。
結合本文中所揭示之實施方式描述之各種說明性組件、邏輯、邏輯區塊、模組、電路、操作及演算法程序可實施為電子硬體、韌體、軟體或硬體、韌體或軟體之組合，包括本說明書中所揭示之結構及其結構等效物。硬體、韌體及軟體之互換性已大致按功能性加以描述，且說明於上文所描述之各種說明性組件、區塊、模組、電路及程序中。是否將此類功能性以硬體、韌體或軟體實施取決於特定應用及強加於整個系統上之設計約束。
用於實施結合本文中所揭示之態樣而描述的各種說明性組件、邏輯、邏輯區塊、模組及電路之硬體及資料處理設備可藉由通用單晶片或多晶片處理器、數位信號處理器(DSP)、特殊應用積體電路(ASIC)、場可程式化閘陣列(FPGA)或其他可程式化邏輯構件(PLD)、離散閘極或電晶體邏輯、離散硬體組件或經設計以執行本文中所描述之功能的其任何組合來實施或執行。通用處理器可為微處理器，或任何習知處理器、控制器、微控制器或狀態機。處理器亦可實施為計算裝置之組合，例如，DSP與微處理器之組合、多個微處理器、一或多個微處理器結合DSP核心或任何其他此類組構。在一些實施中，特定程序、操作及方法可由特定於給定功能之電路系統來執行。
如上文所描述，在本說明書中所描述之標的物之一些態樣中，可實施為軟體。舉例而言，本文中所揭示之組件之各種功能或本文中所揭示之方法、操作、程序或演算法之各種區塊或步驟可實施為一或多個電腦程式之一或多個模組。此類電腦程式可包括編碼於一或多個有形處理器可讀或電腦可讀儲存媒體上的非暫時性處理器可執行或電腦可執行指令，以供由包括本文中所描述的裝置之組件的資料處理設備執行或控制該資料處理設備之操作。藉由實施例而非限制，此類儲存媒體可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光碟儲存器、磁碟儲存器或其他磁儲存裝置，或有效於儲存呈指令或資料結構形式之程式碼的任何其他媒體。以上各者之組合亦應包括於儲存媒體之範疇內。
本揭示中所描述之實施方式之各種修改對於本領域通常知識者而言可立即明瞭，且本文中所定義之一般原理可在不脫離本揭示之範疇的情況下應用於其他實施方式。因此，申請專利範圍並不意欲限於本文中所展示之實施方式，而應符合與本文中所揭露之揭示、原理及新穎特徵相一致之最廣泛範疇。
另外，在單獨實施方式之上下文中描述於此說明書中之各種特徵亦可在單個實施方式中以組合形式實施。相反，在單一實施方式之情形下所描述之各種特徵亦可單獨地在多個實施方式中或在任何合適之子組合中實施。因而，儘管上文可將特徵描述為以特定組合起作用且甚至最初按此來主張，但來自所主張組合之一或多個特徵在一些情況下可自該組合刪除，且所主張之組合可針對子組合或子組合之變化。
類似地，雖然在圖式中以特定次序來描繪操作，但不應將此理解為需要以所展示之特定次序或依順序次序執行此等操作，或執行所有所說明之操作以達成合乎需要之結果。此外，圖式可示意性地描繪呈流程圖或流程圖之形式示意性地描繪一或多個示例程序。然而，未描繪之其他操作可併入於示意性說明之示例程序中。舉例而言，可在經說明之操作中之任一者之前、之後、同時地或之間執行一或多個額外操作。在一些情況下，多任務及並行處理可為有利的。此外，不應將上文所描述之實施方式中之各種系統組件之分離理解為在所有實施方式中要求此分離，且應理解，所描述程式組件及系統可通常一同整合於單一軟體產品或封裝至多個軟體產品中。
100:概念圖 101:第一示例 102:無線電力發射器 103:第二示例 104:電源線 105:第三示例 106:電力信號產生器 107:一些示例 108:PTx控制單元 110:初級線圈 112:電源 114:無線通訊介面 116:第一通訊線圈 118:有線電源 120:次級線圈 128:控制器 130:加熱元件 132:無線通訊介面 134:第二通訊線圈 140:設備 150:電源開關 152:溫度開關 155:無線電力信號 162:電容器 175:無線通訊信號 182:有線電力電路 184:無線電力電路 200:無線電力傳輸系統 300:設備 310:開關狀態感測器 312:開關狀態 320:電壓感測器 320A:電壓感測器 320B:電壓感測器 322:感測電壓 330:偏置電力 331:能量採集器 352:電源開關信號 600:設備 610:Vsense電路 615:偏置電力 630:比較器 642:電阻器 644:電阻器 650:電壓閾值 680:有線電力指示符 700:設備 701:設備 710:開關狀態電路 711:開關狀態電路 715:偏置電壓 744:電阻器 746:限壓器 747:限壓器 774:電阻器 775:電阻器 800:過程 810,820,830,840:區塊 900:過程 910,920,930,940,950,960:區塊 1000:過程 1010,1020,1025,1030,1035,1040,1045,1050,1055,1060,1070,1075,1080,1085,1090,1095:區塊 1100:過程 1110,1120,1130:區塊 1200:設備 1202:處理器 1206:記憶體 1211:匯流排 1262:控制器 1264:開關/感測器
圖1顯示了能夠利用有線電力或無線電力的設備的概念圖。
圖2顯示了示例無線電力傳輸系統的區塊圖。
圖3顯示了能夠利用有線電力或無線電力的示例設備的區塊圖。
圖4顯示了使用有線電力的示例設備的區塊圖。
圖5顯示了利用無線電力的示例設備的區塊圖。
圖6顯示了能夠檢測有線電力是否有效或無效的示例設備的區塊圖。
圖7A顯示了示例設備及示例開關狀態感測器的區塊圖。
圖7B顯示了另一個示例設備及另一個示例開關狀態感測器的區塊圖。
圖8顯示了根據一些實施方式的與有線電力相關聯的示例過程的流程圖。
圖9顯示了根據一些實施方式的與無線電力相關聯的示例過程的流程圖。
圖10顯示了根據一些實施方式的用於控制有線電力或無線電力的示例過程的流程圖。
圖11顯示了根據一些實施方式的示例過程的流程圖。
圖12顯示了示例設備的區塊圖。
100:概念圖
101:第一示例
102:無線電力發射器
103:第二示例
104:電源線
105:第三示例
107:一些示例
110:初級線圈
118:有線電源
140:設備

Claims (26)

  1. 一種設備，包含： 一電源開關，配置為選擇性地將一負載耦合到 與有線電力相關聯的一有線電力電路或配置為從一無線電力發射器接收無線電力的一無線電力電路；以及 一控制器，配置為： 基於該有線電力無效且該無線電力發射器有效於發射該無線電力的判定，使該電源開關將該負載耦合到該無線電力電路，以及 當該負載耦合到該無線電力電路時，經由與該無線電力發射器的通訊來控制該無線電力發射器的一無線電力傳輸狀態。
  2. 如請求項1之設備，其中，該電源開關包括一個或多個開關，該開關處於一第一位置直到藉由該控制器改變到一第二位置，該第一位置配置為將該負載耦合到該有線電力電路，以及該第二位置配置為將該負載耦合到該無線電力電路。
  3. 如請求項2之設備，其中，該一個或多個開關的該第一位置為常閉(NC)以將該負載耦合到該有線電力電路且常開(NO)以將該負載與該無線電力電路解耦。
  4. 如請求項1至3中任一項之設備，其中，該控制器配置為： 基於從該無線電力發射器接收的通訊判定該無線電力發射器有效於發射該無線電力，以及 基於與該有線電力電路相關聯的一電壓來判定該有線電力是否有效或無效。
  5. 如請求項4之設備，更包括： 一電壓感測器，配置為感測與該有線電力電路相關聯的該電壓， 其中，控制器配置為： 當與該有線電力電路相關聯的該電壓高於一電壓閾值時判定該有線電力有效，以及 當與該有線電力電路關聯的該電壓低於該電壓閾值時判定該有線電力無效。
  6. 如請求項1至5中任一項之設備，更包括： 一無線通訊介面，配置為與該無線電力發射器通訊， 其中，該控制器配置為通過該無線通訊介面與該無線電力發射器通訊以控制該無線電力發射器的該無線電力傳輸狀態。
  7. 如請求項6之設備，更包括： 與該無線通訊介面整合或可操作地耦合到該無線通訊介面的一能量採集器，該能量採集器配置為從該無線通訊介面的一通訊線圈所接收的通訊信號中採集一偏置電力，以及 其中，該控制器至少最初由該偏置電力供電。
  8. 如請求項1至7中任一項之設備，更包括： 與該負載相關聯的一溫度開關，其中，該負載包括一加熱元件，以及其中， 該控制器配置為至少部分地基於該溫度開關的一狀態來控制該無線電力發射器的該無線電力傳輸狀態。
  9. 如請求項8之設備，其中，該溫度開關包括在該有線電力電路中的一雙金屬元件，以及其中，當與該加熱元件相關聯的溫度達到一溫度閾值時該雙金屬元件斷開該有線電力電路。
  10. 如請求項8或9之設備，其中，該無線電力電路耦合到該加熱元件，使得該無線電力電路繞過該溫度開關。
  11. 如請求項8至10中任一項之設備，更包括： 一開關狀態感測器，配置為檢測該溫度開關的該狀態，該狀態是一第一狀態或一第二狀態， 其中該控制器配置為： 從該開關狀態感測器接收該狀態，以及 當該狀態為該第一狀態時，使該無線電力發射器發射該無線電力；以及 當該溫度開關的該狀態為該第二狀態時，使得該無線電力發射器停止該無線電力的發射。
  12. 如請求項11之設備，其中： 該第一狀態指示該溫度開關已藉由一使用者啟動以及與該加熱元件相關聯的一溫度低於一溫度閾值，以及 該第二狀態指示該溫度開關已藉由該使用者停用或與該加熱元件相關聯的該溫度高於該溫度閾值。
  13. 如請求項1至12中任一項之設備，其中，該設備是水壺或慢燉鍋，該設備更包括： 配置為容納液體或食物的容器，其中，該負載包括一加熱元件，該加熱元件配置為使用來自該有線電力電路的該有線電力或來自該無線電力電路的該無線電力來加熱液體或食物，直到液體或食物到達一溫度閾值， 其中，該控制器配置為當該負載耦合到該無線電力電路時至少部分地基於與該溫度閾值相關聯的一溫度開關的一狀態，經由與該無線電力發射器的通訊來控制該無線電力發射器的該無線電力傳輸狀態。
  14. 一種用於控制一設備的方法，包括： 通過一電源開關耦合一負載，該電源開關配置為選擇性地將該負載耦合到該有線電力電路或 一無線電力電路，該無線電力電路與來自一無線電力發射器的無線電力相關聯； 藉由一控制器，基於該有線電力無效且該無線電力發射器有效於發射該無線電力的判定，引起該電源開關的改變以將該負載耦合到該無線電力電路，以及 藉由該控制器，當該負載耦合到該無線電力電路時，經由一無線通訊介面來控制該無線電力發射器的一無線電力傳輸狀態。
  15. 如請求項14之方法，其中，該電源開關包括一個或多個開關，該開關處於一第一位置直到藉由該控制器改變到一第二位置，該第一位置配置為將該負載耦合到該有線電力電路，以及該第二位置配置為將該負載耦合到該無線電力電路。
  16. 如請求項15之方法，其中，該一個或多個開關的該第一位置為常閉(NC)以將該負載耦合到該有線電力電路且常開(NO)以將該負載與該無線電力電路解耦。
  17. 如請求項14至16中任一項之方法，更包括： 基於從該無線電力發射器接收的通訊判定該無線電力發射器有效於發射該無線電力，以及 藉由該控制器，基於與該有線電力電路相關聯的一電壓來判定該有線電力是否有效或無效。
  18. 如請求項14至17中任一項之方法，更包括： 藉由一電壓感測器，感測與該有線電力電路相關聯的該電壓， 當與該有線電力電路相關聯的該電壓高於一電壓閾值時判定該有線電力有效，以及 當與該有線電力電路關聯的該電壓低於該電壓閾值時判定該有線電力無效。
  19. 如請求項17或18之方法，更包括： 基於與該有線電力電路關聯的該電壓判定該有線電力有效； 避免引起該電源開關的改變，使得該負載保持耦合到該有線電力電路；以及 防止該無線電力發射器發射該無線電力。
  20. 如請求項14至19中任一項之方法，更包括： 藉由與該設備的一無線通訊介面整合或可操作地耦合到該無線通訊介面的一能量採集器，從該無線通訊介面的一通訊線圈所接收的通訊信號中採集一偏置電力，以及 使用該偏置電力給該控制器供電。
  21. 如請求項20之方法，其中，該控制器至少最初由該偏置電力供電，以及其中該通訊信號指示該無線電力發射器有效於發射該無線電力。
  22. 如請求項20之方法，更包括： 判定與該負載相關聯的一溫度開關的一狀態，其中，該負載包括一加熱元件；以及 至少部分地基於該溫度開關的該狀態來控制該無線電力發射器的該無線電力傳輸狀態。
  23. 如請求項22之方法，其中，該溫度開關包括在該有線電力電路中的一雙金屬元件，以及其中，當與該加熱元件相關聯的溫度達到一溫度閾值時該雙金屬元件斷開該有線電力電路。
  24. 如請求項22或23之方法，其中，該無線電力電路耦合到該加熱元件，使得該無線電力電路繞過該溫度開關。
  25. 如請求項23或24之方法，更包括： 藉由一開關狀態感測器，檢測該溫度開關的該狀態，該狀態不是一第一狀態就是一第二狀態， 當該狀態為該第一狀態時，使該無線電力發射器發射該無線電力；以及 當該溫度開關的該狀態為該第二狀態時，使得該無線電力發射器停止該無線電力的發射。
  26. 如請求項25之方法，其中， 該第一狀態指示該溫度開關已藉由一使用者啟動以及與該加熱元件相關聯的一溫度低於一溫度閾值，以及 該第二狀態指示該溫度開關已藉由該使用者停用或與該加熱元件相關聯的該溫度高於該溫度閾值。
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