TWI484716B

TWI484716B - 減少電力系統中之電力消耗的方法及裝置

Info

Publication number: TWI484716B
Application number: TW098133503A
Authority: TW
Inventors: Julian Andrew John Fells; David W Baarman
Original assignee: Access Business Group Int Llc
Priority date: 2008-10-03
Filing date: 2009-10-02
Publication date: 2015-05-11
Also published as: CN105006895A; EP3487028A1; ES2929055T3; US8853892B2; ES2715924T3; US8446046B2; CN105006895B; JP5602745B2; WO2010040015A3; EP3487028B1; CA2739071A1; CN102239619A; HK1163947A1; RU2011116999A; AU2009298384A2; PL2347494T3; JP6059184B2; WO2010040015A2; KR20110065552A; EP2347494A2

Description

減少電力系統中之電力消耗的方法及裝置

本發明提出用於減少電力消耗的方法以及裝置。

能夠為一可攜式裝置供電而不需把傳統的電源線***該裝置，更為方便。舉例來說，有些無線式供電系統包括一可攜式裝置，當其放置在接近一無線式電源供應單元附近時，可接收電力而不需直接的電接觸。然而，若該單元上並沒有裝置(或是該單元上僅有的裝置已完全充滿電力)，可能維持電力消耗為極小。

有些無線式供電單元具有一待命模式，該供電單元在此待命模式期間定期地短暫傳送電力以搜尋裝置。若供電單元偵測到一請求供電的可用裝置，並判定在鄰近處並不存在會發熱或阻礙電力傳送的外來物體，則該單元可離開待命模式。待命模式中的電脈衝電壓夠高，以便傳送足夠電力給該可攜式裝置，以致於它可反向溝通，因為該裝置的電池可能完全耗盡。電脈衝的期間夠長，以判定該裝置是可用裝置，且沒有外來物體會發熱或以其他方式干擾該系統。電脈衝之間的時間夠短，使用者得到快速的回饋指出供電單元為可運作。因此，在待命期間的電力消耗有多低會受限。

除了用於判定有出現需要供電之裝置所需電力，還有實際上的限制增加電力消耗。舉例來說，在某些感應式電源供應器中，即使是在傳送電脈衝期間亦使用一直流電源。這意謂主電源整流器耗損一直存在，且相當可觀。在某些設計中，使用多重直流電壓，且實際上並不能在電脈衝期間內以這些電壓啟動，以致直流變壓耗損一直存在。供電單元中為該反相器驅動電脈衝寬度調節的微處理器，通常是相對高表現並持續消耗相當多的電力。

這些以及其他因素使得無線供電系統要擁有低待命電力相當具有挑戰。一解決法是有一切換器，以便使用者在把裝置放在供電單元上之前將它通電。不過，這種做法顯然與此系統所提供的主要優點相違背：原本是想便利地直接把裝置放在無線式電源供應器上。細心地設計，有可能達到低至僅0.5W的待命功率。然而，最好能進一步減少這些數字。一般的行動電話充電器可能每周僅使用三小時，其餘時間均為待命狀態。假設充電期間平均4W消耗而待命期間為0.5W，為行動電話充電的每年電力消耗會是0.624kWH而待命期間消耗4.38kWH。這就意謂著浪費在待命時的能量相較於所用能量多達七倍。若賣出100M台供電裝置(2007年的年度行動電話銷售量之10%)，其影響就會是僅為供應待命就消耗約50MW的發電量。人們已逐漸注意到由於放任電子裝置處在待命狀態所浪費的能源，可能會促進氣候變遷。因此，有動機要減少電子裝置在待命期間所消耗的電力。

已有數種裝置係針對減少電視或使用遙控器之其他應用品的待命功率(US6330175、WO2006106310)。不過，這些發明並不能用適用於無線式供電系統。

除了無線式供電系統，例如像是不接觸卡片系統之類的其他系統，也受害於待命時的電力浪費。

本發明是關於用來減少一無線式電源供應器中之電力消耗的方法與其裝置。

用於減少電力消耗之方法的一具體實施例中，包括偵測一初級線圈單元附近是否有一物體；回應偵測出來一物體送出一電力脈衝；回應傳送至該物體的電力脈衝，判定在該初級線圈單元附近是出現一可用的次級裝置；回應判定出並沒有可用的次級裝置存在，限制供應至該初級線圈單元的電力。

用於減少電力消耗之方法的另一具體實施例中，包括實施一低電壓脈衝至該初級單元，偵測該初級單元中是否有電力突波，其指出在此初級單元附近有一負載；若偵測到一負載，以高於低電力脈衝的較高電壓位準供電給該初級單元；判定在該初級單元附近是否有一可用的次級單元存在，回至於以較高位準施加的電力；並回應於並沒有可用次級裝置存在的判定，限制供應至該初級線圈的電力。

初級線圈單元的一具體實施例包括一第一電力輸入，一第二電力輸入，能夠傳送電力至一次級裝置的一初級線圈子電路，一切換器，以及一感測電路。第一電力輸入在電源供應模式期間供應電力，而且第二電力輸入在偵測模式期間供應電力。第二電源供應器較第一電源供應器供給較少電力。該切換器選擇性地將第一電源供應器耦合至初級電源子電路或與其解除耦合。感測電路是由第二、較低的電源供應器供電，並偵測在該初級線圈單元附近是否存在一物體。偵測模式期間，操作切換器以將初級線圈子電路與第一電力輸入脫離耦合。因此，初級線圈單元在偵測模式期間所消耗的電力，要比電源供應模式期間消耗者為少。

初級線圈單元的另一具體實施例，包括一電源供應電路，一偵測電路，一切換器以選擇性地將電源供應電路耦合至一電源或與其脫離耦合，還有一控制電路。在電源供應模式期間，電源供應電路無線式傳送電力至一次級裝置。在偵測模式期間，偵測電路偵測在初級線圈單元附近是否出現一物體。控制電路在偵測模式與電源供應模式之間替換地運作。偵測模式期間，控制電路操作切換器以將電源供應電路與電源供應脫離耦合。初級線圈單元在偵測模式期間所消耗的電力，要比電源供應模式期間消耗者為少。

用於減少電力消耗的一具體實施例中，包括提供一初級線圈單元能夠選擇性地在偵測模式、識別模式，還有電源供應模式其中之一操作。該方法也包括在偵測模式期間偵測初級線圈單元附近是否出現一物體，在識別模式期間識別該物體，並在電源供應模式期間無線式供應電力至該次級裝置。偵測模式包括限制電力供應到至少該初級線圈單元的一部分，偵測在初級線圈單元附近是否出現一物體，而且因應偵測行為若不停留在偵測模式那就進入識別模式。一旦識別出有一可用之次級裝置進入電源供應模式，以及一旦不能識別出一可用次級裝置進入偵測模式，識別模式包括識別所偵測物體是否為可用的次級裝置。電源供應模式包括以比偵測模式期間更高的電壓施加電力至初級線圈單元，此較高電力位準足供初級線圈單元發揮無線式電源供應器的功能。

依據本發明的第一觀點，提出一種方法用於減少由一初級線圈單元所攫取電力，該初級線圈單元能夠與和其分開的一次級裝置互動，該方法具有以下模式：第一模式，包含以下步驟：避免或限制供應至初級線圈單元的電力；偵測在該初級線圈單元近旁之一個或多個物體的數量、類型或距離之變化；一旦偵測到上述的變化，即進入第二模式；第二模式，包含以下步驟：供電給該初級線圈單元，使用比第一模式時更高的電壓；識別在近旁是否有一次級裝置；停留在第二模式中，或進入第一模式，係依據識別結果。

第一模式所用電源可和第二模式所用的不同。舉例來說，第一模式可由一能量儲存元件中取得電力。若有次級裝置出現，第二模式可進入第一模式。第二模式也可包括以下步驟：判定是否初級線圈單元應和次級裝置互動，並判定是否應進入第一模式。第二模式也可判定是否除了次級裝置之外還有物體出現，並因而進入第一模式。偵測方式可和識別模式所用的不一樣。該偵測方式和(或)識別方式可判定初級線圈之電感或該電感的變化。舉例來說，該偵測方式和(或)識別方式可藉由測量耦合至該初級線圈之振盪器的頻率而判定其電感或電感變化。

依據發明的第二觀點，提出一種方法用來減少從一初級線圈單元所攫取的電力，該初級線圈單元是無線式傳送(接收)電力和(或)資訊至一次級裝置，該次級裝置係與該初級線圈單元分開，該方法具有以下模式：第一模式，包含以下步驟：避免或限制供應至初級線圈單元的電力；偵測在該初級線圈單元近旁之一個或多個物體的數量或位置之變化；一旦偵測到上述的變化，即進入第二模式；第二模式，包含以下步驟：供電給該初級線圈單元，使用比第一模式時更高的電壓；識別在近旁是否有一次級裝置；一旦識別出有一次級裝置出現，進入第三模式；第三模式，包含以下步驟：供電給該初級線圈單元，使用比第一模式時更高的電壓；在該初級線圈單元與該次級裝置之間傳送電力和(或)資訊。

第一模式所用電源可和第二模式及(或)第三模式所用的不同。舉例來說，第一模式及(或)第二模式可由一能量儲存元件中取得電力。第三模式可採較第二模式更高的電壓，供應電力至初級線圈單元。若無次級裝置出現第二模式可進入第一模式，而且若有一次級裝置出現可進入第三模式。第二模式也可包括以下步驟：在進入第三模式之前，判定是否初級線圈單元應和次級裝置互動。第二模式也可判定是否除了次級裝置之外還有物體出現，並因而進入第一模式。第三模式也可判定初級線圈單元和次級裝置是否已完全傳送電力以及(或)資訊，並且應進入第一或第二模式。

依據本發明的第三觀點，提出一種方法用於減少由一初級線圈單元所攫取電力，該初級線圈單元能夠與和其分開的一次級裝置互動，該方法具有以下模式：第一模式，包含以下步驟：避免或限制由電源供應器供電至初級線圈單元；由一能量儲存元件取得電力，該元件與該電源供應器分開；識別在近旁是否有一次級裝置；一旦判定出現一次級裝置，進入第二模式，第二模式，包含以下步驟：由該電源供應器供應電力至初級線圈單元；第一模式可偵測到在附近有一物體，其後方識別此物體是否為一次級裝置。舉例來說，第二模式可額外地供應電力至該儲能元件以將它充電。

若能量儲存單元到達一預先設定的閥值，也可由第二模式進入一第三模式，此第三模式包含以下步驟：供電至該能量儲存元件將它充電；偵測或識別在附近是否有一次級裝置；一旦判定出現一次級裝置則進入該第二模式；若能量儲存單元完全充飽電力則進入上述的第一模式。

依據發明的第四觀點，提出一種方法用來減少從一初級線圈單元所攫取的電力，該初級線圈單元是無線式傳送(接收)電力和(或)資訊至一次級裝置，該次級裝置係與該初級線圈單元分開，該方法包含以下模式：第一模式，包含以下步驟：避免或限制由電源供應器供電至初級線圈單元；由一儲能元件取得電力；偵測或識別在近旁是否出現一次級裝置；一旦判定出現一次級裝置，進入第二模式，第二模式，包含以下步驟：供電給該初級線圈單元，使用比第一模式時更高的電壓；在該初級線圈單元與該次級裝置之間傳送電力和(或)資訊。

第一模式可偵測到在附近有一物體，在此之後再識別此物體是否為一次級裝置。舉例來說，第二模式可額外地供應電力至該儲能元件以將它充電。

若儲能單元到達一預先設定的閥值，也可由第二模式進入一第三模式，此第三模式包含以下步驟：供電至儲能元件將它充電；偵測或識別在附近是否有一次級裝置；一旦判定出現一次級裝置則進入該第二模式；若能量儲存單元完全充飽電力則進入上述的第一模式。

依據本發明的第五觀點，提出一初級線圈單元用於採較低電壓和一次級裝置交互作用，該次級裝置與該初級線圈單元分開，該初級線圈單元包含：一偵測單元，用於偵測該初級線圈單元近旁是否出現一物體；一識別單元，用於藉由該偵測單元識別一次級裝置，至少一切換器能夠用來阻止或限制供電到至少一部分的該初級線圈單元；其中該至少一切換器能夠獨立於該偵測單元以及(或)該識別單元運作。

該偵測單元可能和識別單元一樣，或可和該識別單元分開。識別單元可能要比偵測單元需要更多電力才能運作。識別單元的電源可和偵測單元的電源不同。偵測單元和(或)識別單元可由一儲能元件取得電力。

可有第一及第二切換器，可用來供電或增加供電至初級線圈單元，該第一切換器是由偵測單元啟動，且第二切換器是由識別單元啟動。

依據本發明的第六觀點，提出一初級線圈單元用於採較低電壓無線式供應(或取得)電力和(或)資訊至一次級裝置，該次級裝置與該初級線圈單元分開，該初級線圈單元包含：一偵測單元，用於偵測該初級線圈單元近旁是否出現一物體；一識別單元，用於識別由該偵測單元所偵測到的次級裝置；至少一切換器能夠阻止或限制電力供應給至少一部分的初級線圈單元；一天線，用來在該初級線圈單元與該次級裝置之間傳送電力和(或)資訊。

其中至少一切換器能夠獨立於該偵測單元和(或)識別單元之外操作，以致於若沒有次級裝置需要傳送電力且(或)資訊時可減少功率。

該天線係耦合至偵測單元及(或)識別單元。偵測單元可能和識別單元一樣。偵測單元可能和識別單元分開。識別單元可能要比偵測單元需要更多電力才能運作。識別單元的電源可和偵測單元的電源不同。偵測單元和(或)識別單元可由一儲能元件取得電力。識別單元的電源可和偵測單元的電源不同。

可有第一及第二切換器，可用來以數個不同電壓供電或增加供電至初級線圈單元，該第一切換器是由偵測單元啟動，且第二切換器是由識別單元啟動。

依據本發明的第七觀點，提出一初級線圈單元用於採較低電壓和一次級裝置交互作用，該次級裝置與該初級線圈單元分開，該初級線圈單元包含：一電力輸入，用於接收由一外部電源而來的電力；一儲能單元；一識別單元，用於偵測以及(或)識別一次級裝置；一切換器，能夠阻止或限制由該電力輸入而來的電力供應給至少一部分的初級線圈單元；其中若在該初級線圈單元近旁沒有出現次級裝置，上述切換器能夠阻止或限制功率，且識別單元是由儲能單元供電；其中若識別單元建立一需要交互作用的次級裝置，該切換器能夠容許由該電力輸入供應電力。

儲能元件可由該電力輸入充電。

依據本發明的第八觀點，提出一初級線圈單元用於採較低電壓無線式供應(或取得)電力和(或)資訊至一次級裝置，該次級裝置與該初級線圈單元分開，該初級線圈單元包含：一電力輸入，用於接收由一外部電源而來的電力；一儲能單元；一識別單元，用於偵測以及(或)識別一次級裝置；一切換器，能夠阻止或限制由該電力輸入而來的電力供應給至少一部分的初級線圈單元；一天線，用來在該初級線圈單元與該次級裝置之間傳送電力和(或)資訊。

其中若在該初級線圈單元近旁沒有出現次級裝置，上述切換器能夠阻止或限制功率，且識別單元是由儲能單元供電；其中若識別單元建立一需要電力以及(或)資訊的次級裝置，該切換器能夠容許由該電力輸入供應電力至該天線。

儲能元件可由該電力輸入充電。

依據本發明的第九觀點，提出一系統用於在一初級線圈單元與與該初級線圈單元分開的一次級裝置之間傳送電力以及(或)資訊，該系統包含：一初級線圈單元，該初級線圈單元包含：一偵測單元，用於偵測該初級線圈單元近旁是否出現一物體；一收發器，用來發射並(或)接收資訊或電力至少一切換器，能夠阻止或限制電力供應給至少一部分的初級線圈單元；一次級裝置，該次級裝置包含：一收發器，用來傳送和(或)接收資訊或電力；其中若在初級線圈單元近旁沒有次級裝置需要電力和(或)資訊，切換器能夠停止或限制供電；其中，若測偵單元偵測到有一物體出現，該初級線圈單元由可能出現的任一次級裝置接收資訊；其中，若初級線圈單元判定有一次級裝置出現，在該初級線圈單元與該次級裝置之間交換電力和(或)資訊。

依據本發明的第十觀點，提出一系統用於在一初級線圈單元與與該初級線圈單元分開的一次級裝置之間傳送電力以及(或)資訊，該系統包含：一初級線圈單元，該初級線圈單元包含：一電力輸入，用於接收由一外部電源而來的電力；一儲能單元；一識別單元，用於偵測以及(或)識別一次級裝置；一切換器，能夠阻止或限制由該電力輸入而來的電力供應給至少一部分的初級線圈單元；一天線，用來在該初級線圈單元與該次級裝置之間傳送電力和(或)資訊；一次級裝置，該次級裝置包含：一天線，用來在該初級線圈單元與該次級裝置之間傳送電力和(或)資訊；其中，若在該初級線圈單元近旁沒有出現次級裝置，上述切換器能夠阻止或限制功率，且識別單元是由儲能單元供電；其中，若識別單元建立一需要電力以及(或)資訊的次級裝置，該切換器能夠容許由該電力輸入供應電力至該天線。

依據本發明的第十一觀點，提供一電源供應器用於以較低的功率消耗將交流(AC)主電源的電力轉換成直流(DC)，並且施加一外部裝置，該電源供應器包含：一電力輸入，用於由該主電源接收一交流電壓；一整流器，用於轉換該交流電壓成為一直流電壓；一切換器，其係耦合至該電力輸入以及該整流器；一電力輸出，用於施加該直流電壓至該外部裝置；一信號輸入，用於操作該切換器，以致於避免該交流電壓被傳遞至該整流器；其中，一外部裝置能夠經由該電力輸出接收直流電力；其中，一外部裝置能夠經由該信號輸入操作該切換器，以避免電力在整流器中消散。

該電源供應器可額外地包括一直流至直流轉換器，以將由該整流器而來的直流電壓轉換成為電源供應輸出的一不同直流電壓。

依據本發明的第十二觀點，提供一系統用於施加電力至一單元，該系統包含：一電源供應器，該電源供應器包含：一電力輸入，用於由主電源接收一交流電壓；一整流器，用於轉換該交流電壓成為一直流電壓；一切換器，其係耦合至該電力輸入以及該整流器；一電力輸出，用於施加該直流電壓至該外部裝置；一信號輸入，用於操作該切換器，以致於避免該交流電壓被傳遞至該整流器；一單元，該單元包含：一儲能元件；一信號輸出；其中，該單元能夠經由該電力輸出接收直流電力；其中，該外部裝置能夠經由信號輸出與信號輸入操作該切換器，以避免電力在整流器中消散。

其中，若該切換器受到操作以避免交流電壓被傳遞至該整流器，則該外部裝置可由該儲能元件供電。

依據本發明第十三觀點，提供一配件用於減少一單元的電力消耗，該配件包含：一切換器，其操作是要耦合至該單元的輸入電源供應器；一感測器，用於偵測該單元近旁的裝置或物體；其中該配件依據感測器的結果操作該切換器。

依據本發明第十四觀點，提供一方法用於減少一原本存在之單元的電力消耗，該方法包含：增加一切換器至該原本存在之單元的輸入電源供應器；增加一感測器至該原本存在的單元，用於偵測該原本存在單元近旁的裝置或物體；操作該切換器，依據該感測器的結果。

依據本發明的第十五觀點，提出一初級線圈單元用無線式施加電力和(或)資訊至一次級裝置，該次級裝置可與該初級線圈單元分開，該初級線圈單元包含：一近旁感測器；一切換器耦合在電源供應器和初級線圈單元之間；其中該切換器的操作與該近旁感測器無關；其中，若沒有裝置被該近旁感測器偵測出來，實質上並焦電力由該電源供應器傳送至該初級線圈單元。

依據本發明的第十六觀點提出一系統，該系統包含如前文所描述的任何初級線圈單元，以及可由該初級線圈單元無線式接收電子及(或)資訊的任一可攜式裝置。

所有這些觀點都具有總功率消率減低的優勢。參考本文之具體實施例的詳細描述以及圖示，將更能全面理解並領會本發明的這項以及其他目標、優點及特徵。

第一圖顯示一無線供電系統(100)的例子，係使用電磁感應。當中有一無線式電源供應器(102)，取得電力並將此電力傳送至一可攜式裝置(104)。充電器由主電源取得交流電輸入。它是用主電源整流器(106)整流，以產生直流電力。此直流電力係用一直流-直流變壓器(108)調降成為較低電壓。被調降的電壓是用來驅動一反相器(110)。反相器(110)產生一交流電壓，施加至儲能電路，此儲能電路包括一電容器(114)以及一初級線圈(112)。可攜式裝置(104)具有一次級線圈(116)，有時是一諧振電容器(118)，其係耦合至該初級線圈(112)，因而產生一電壓。此電壓以整流器(120)整流，並用一直流/直流變壓器(122)降壓至一較低電壓，以施加至負載(124)。負載(124)代表可攜式(10)需求電力的部分，並包括像是電池以及充電電路。在無線式電源供應器(102)中有一控制元件(126)。它是用來調整直流/直流變壓器(108)以調節線圈電壓，並產生用於反相器(110)的電脈衝寬度調變信號。它也可用於裝置偵測，並用來偵測可能會不利地影響到操作的外來物體是否出現。

以下的具體實施例描述並不是要限制所描述之本發明的範疇，而是要讓熟悉本技藝的人士製作並使用本發明。各圖示間使用相同參照數字指稱一樣的組件。

第二圖顯示本發明一具體實施例之無線式電源供應器(200)。此具體實施例包括一主電源整流器(128)，一直流/直流變壓器(216)，一反相器(210)，一電容器(214)，一初級線圈(212)，以及一控制單元(208)。此具體實施例也包括一切換器SW1(202)，一儲能單元(204)以及一感測電路(206)。若無線式電源供應器或初級線圈單元(200)是在待命模式(本文中稱為超低電力模式ULP mode)，SW1(202)打開切斷，因此沒有電力是由主電源攫取。在超低電力模式時，僅有的電力攫取元件是感測電路(206)。該感測電路(206)是由儲能元件(204)取得電力。感測電路(206)偵測一物體置於(或移出)該無線式電源供應器(200)的近旁，但並不判定該物體是否為合格的物體，例如像是可用的次級裝置，也不判定該物體是否需要電力。若感測電路(206)偵測到有一物體置入(或移出)該無線式電源供應器(200)近旁，那麼SW1(202)關合起接通以容許無線式電源供應器(200)中的電路接收電力。視需要地，當SW1(202)接通時儲能元件(204)可取得電力以再度充電。無線式電源供應器(200)中的控制元件(208)接著判定i)是否存在一可用裝置，ii)若有一可用裝置是否需要電力；iii)是否出現一外來物體。若有一需要電力的可用裝置並且沒有外來物體出現，那麼控制單元(208)將會啟用反相器(210)，以供應電流至儲能電路，此儲能電路包括初級線圈(212)與電容器(214)，以傳送電力至可攜式裝置(未顯示)。

外來物體可用GB2414121文件中所揭露的方法偵測，此專利納入本文列為參考。若偵測出可用裝置，接著它把電力需求通信至無線式電源供應器(200)。無線式電源供應器(200)測量由初級線圈(212)所攫取的電力，並將此值與裝置通信而來的電力需求做比較。在一具體實施例中，若此兩數值並無明顯差異，那麼無線式電源供應器(200)判定有一可用裝置出現但沒有外來物體出現，並因而啟動全電力傳送至該裝置。

此配置的好處之一就是感測電路(206)可消費極少電力，因為它並不需進行比判定電感是否發生變化更複雜的事情。電感變化閥限值可設得相對較低，以得到高敏感度。假信號並不會對電力消耗造成劇烈影響，因為無線式電源供應器(200)中的控制單元(208)會在傳送全電力之前視需要地確定是否有一可用裝置出現。一般而言，要感測電感變化所需電流要遠小於傳送電力至可攜式裝置的電流，並因而能夠顯著節省電力。可想而知，這些切換器可經配置以將感測電路(206)隔離，並最小化耗損。可想而知，使用二阻斷極體和各種不同切換器的可替換例，可提供一極小耗損的可替換解決方案。

第三圖顯示傳送至初級線圈(212)的範例電力時序圖(未按比例)。第三(a)圖顯示當一外來物體在時刻A置於無線式電源供應器(200)上。感測電路(206)定期地啟動，以了解從上次測量以來是否發生電感變化。外來物體被置於無線式電源供應器(200)之後，會在下一個感測點(B)偵測到一電感變化。這就會觸發該系統連接至主電源。時刻C，系統會研究它是否是一可用裝置，是否它需要電力，以及是否有外來物體出現。若是外來物體，系統並不會接通電源，也就維持在超低電力模式。下一次感測點D，電感會和在點B所得者相同，因為外來物體仍然在那。因此，看不到電感的變化，且該系統會保持在超低電力模式。它會維持在超低電力模式，直到下次電感改變。若該物體移開，會造成另一電感變化，且該系統又會等待可用裝置。

第三(b)圖顯示一範例時序圖，當一可用裝置在時刻E置於無線式電源供應器(200)上。下一個感測點(時刻F)，無線式電源供應器(200)會偵測電感變化，並在時刻G連接主電源以搜尋可用裝置。這做法將會判定是否出現一可用裝置。因此在時刻H系統將會傳送全電力至可攜式裝置。若裝置已完全充滿，控制單元(208)將會判定不再需要進一步的電力，並將系統置入超低電力模式(條件為沒有其他可用裝置需要電力)。移開裝置將會觸發感測電路(206)，但僅在一需要電力的可用裝置放在無線式電源供應器(200)上的時候才會傳送全電力。可想而知，若一外來物體以及一可用裝置均同時出現，該系統能運作。若有多個外來物體同時放下但在不同時刻移開，系統也能運作，反之亦然。

第三(c)圖顯示一範例時序圖，其中有一裝置接收電力並且其後此裝置不同需要電力(舉例來說，由於它已完全充滿或因為該裝置被移開)。在時刻I，無線式電源供應器(200)傳送電力至出現的那個(或多個)裝置。在時刻J，系統如今判定沒有需要電力的裝置出現並因而停止傳送電力。在時刻K，系統進行電感的校正測量。隨後的測量將會和這次的電感測量比較，以便觸發感測電路(206)。這可能會比普通的測量花更多時間，因為要確保校正測量有效而不是大概的測量。在時刻L，系統實施另一次檢查，以判定是否有可用裝置出現，因為很有可能正好在實施校正測量之前有一裝置放到供電單元上。假設未測得裝置，在時刻M系統進入超低電力狀態，其中定期地實施低功率電感測量以感測是否有另外的裝置被放在近旁。

第四圖顯示感測電路(206)的一種實施例。在此具體實施例中，感測電路(206)使用一可變頻率振盪器以偵測電感變化。感測電路(206)具有一振盪器(402)，其頻率有部分是依據外部電感判定。此外部電感是由初級線圈(212)提供。若初級線圈(212)有一端接地，那麼它所使用的最好是電感器被接地的振盪器特性曲線。如此做法使得初級線圈(212)能夠使用單個切換器連結至感測電路(206)。初級線圈(212)可感應式耦合(舉例來說藉由圍繞該初級線圈出線端的繞線)，或可使用一外部電容器或電容而電容式耦合，而不是將初級線圈(212)直接連結至感測電路(206)。第四圖中顯示的範例中，線圈(212)Lp係透過SW3(404)耦合至振盪器(402)。振盪器(402)的輸出係耦合至一微處理器單元(MPU)(406)的數位輸入。振盪器(402)可具有數位、正弦或其他輸出。然而，若使用的是非數位輸出，此信號在傳至MUP(406)之前可被轉換成數位信號(舉例來說，使用一比較器)。不論輸出的形式如何，可在電感器中形成正弦電流，以致避免不必要的諧振造成電磁干擾。在某些具體實施例中，電感器線圈可跨一寬廣的頻率範圍發散。MUP(406)藉由測量信號頻率實施電感值的比較測量。這是是藉由使用該MPU(406)之中的內部計數器，並計數在一給定時間間隔之內的脈衝數達成。

第五圖顯示該感測電路(206)使用一類的振盪器(402)，係以一比較器(502)為基礎。此類振盪器(402)已為眾所周知。例如可參見http：//ironbark.bendigo.latrobe.edu.au/~rice/lc/index2.html。此類振盪器(402)中，主動組件是一比較器(Comp)(502)，若不可反相(+I/P)輸入值大於反相(-I/P)則提供最大輸出，並且與上述情況相反則有最小輸出(通常若不是0V就是接近負值供電)。頻率是由Lp(212)和C1所提出的諧振LC儲能電路判定。C1的選擇是要使得LC電路的共振頻率(1/(2 π √(LC))是在微處理器的頻率輸入範圍中間位置，並且此頻率夠低而沒有從線圈而來的不受歡迎散射。舉例來說，若初級線圈(212)的電感為60μH，那麼約為2nF的C1可得共振頻率為460kHz。可用兩1nF電容器並聯，實際得到2nF的電容數值。許多微處理器能夠輸入1MHz頻率，這就有很寬廣的頻率變異。當一可用裝置放在供電系統上時，若其包含肥粒鐵或與肥粒鐵類似特性的材料，一般來說共振頻率會被降低，舉例來說，該裝置可具有一肥粒鐵芯，或該裝置可包括具有更高飽合特性的材料。然而金屬物體傾向於會增加頻率。除了容許由物體和裝置造成電感變化，可得到一寬廣的頻率範圍，以應付線圈和C1兩者的組件容許值。這在多重線圈的系統中也有用處，詳見後文描述。

儲能電路是透過電容器C2將交流電源耦合至未經轉換的輸出端。C2的數值應夠大，以供給交流信號一低阻抗。然而，大電容器占據更多空間並支出較大。在一具體實施例中，100nF是個良好的妥協，因為如此可容許使用既便宜又小型的非電解質陶瓷電容器，直流偏壓經過一分壓器提供至電阻器R1及R2之間所形成的未經轉換之輸出，R1和R2應大致等於供電軌之間未經轉換輸入的偏壓中間值。此值應足夠大，以減少電源軌之間的偏壓電流，因為這將造成能量消耗。然而，此值相對於比較器(502)之輸入阻抗較小。為求得妥協，R1=R2=100k。這要比輸入阻抗要小10倍。配上一3V電源供應器，這會造成偏壓電阻器僅有15μA的電流(45μW功率消耗)。此外，電阻器R4(通常是100k)提供正回授，其可改善瞬時的暫態性能。由R3提供直流負回授，並將轉換輸出橋接至一直流數值，此數與電源軌之間的中間值未轉換輸入相同。電容器C3在轉換輸入和接地之間提供一交流短路，以避免寄生雜訊。如同C2的類似理由，C3可取100nF的數值。

振盪器(402)會由於輸入至高增益比較器(502)的寄生雜訊而開始。跨LC儲能電路的信號將會是正弦波形。不過比較器的輸出將會是數位的，因此使得直接連結至微處理器單元(MPU)(406)的數位輸入(OSC I/P)成為可能。

MPU(406)、比較器(502)以及偏壓電阻器的電源供應是由儲能單元(204)所提供。MPU(406)係經配置以致OSC I/P是連接至其內部計數器。MPU(406)重設該計數器，並等待某一預先決定好的特定時間週期。該時間週期結束時MPU(406)讀取計數器，並且用此數值作為表定的電感測量值。

MPU(406)將會一開始進行一次測量並儲存此數值。它將會定期地進行測量，直到所得測量值與一開始的測量值有顯著差別，此指出已發生電感變化(而不是雜訊)。感測電路(206)接著將會回應此電感變化，其方式是藉由適當地改變其輸出以控制外部切換器。

此類型振盪器(402)的優勢是它啟動迅速，這是因為比較器(502)的高增益，也是因為它能跨一寬廣頻率範圍以及一寬廣電源供應電壓範圍振盪。後面那項特性相當重要，因為大部分儲能技術一般而言電壓會隨時間減小，而且能夠跨一寬廣且低電壓範圍操作將會減少該儲能元件充電或更換之前能夠操作的時間週期。

第六圖顯示感測電路的另一具體實施例。此具體實施例使用一特定的微控制器，是由Microchip® Inc.所製造的PIC16F506。類似的實施例也可能使用來自其他製造商的微控制器或微處理器。PIC16F506具有一內部比較器，後者可用來取代第五圖的外部比較器(Comp)(502)。如此做法允許該系統的尺寸及成本顯著減低。基本的振盪器電路和第四圖所用的一樣，並可使用相同的組件參數。並不把偏壓電阻器R1連接至正極電源，它是連接到由PIC(偏壓)而來的數位輸出。此輸出可如同任一可用之數位輸出一樣配置，舉例來說像是RC0。PIC可供電至25mA，因此實施15μA正是在其能力範圍以內。此一做法容許當振盪器不使用時PIC斷開偏壓，因此提供電力消耗的明顯減少。使用單個繼電器(604)以切換主電源，而且也用來切換線圈。一合適的繼電器(604)是Panasonic DE2BL2-3V。此繼電器(604)具有兩接點(x1,x2)。在「設置」狀態時接點(x1)接上且接點(x2)未接上；在「重置」狀態時接點(x1)是未接上且接點(x2)接上。繼電器(604)具有兩線圈(y1,y2)。若一電脈衝(電壓為2.25V至3.75V且持續時間大約是10-100ms) 施加至y1，繼電器(604)進入「設置」狀態。若一相同脈衝施加至y2，繼電器(604)進入「重置」狀態。繼電器(604)在設定及重置狀態兩者間切換，並可無限期停留。如此做法具有優勢，因繼電器(604)除了接通時很短一瞬之外並不消耗電力。此做法意謂繼電器(604)一般而言並不增加在超低電力狀態下的電力消耗。接點x1與匯入無線供電系統的主電源火線輸入串聯，並且當該系統是在超低電力模式時是用來切斷與主電源的連接。接點x2是用來取代第三圖中的切換器SW3(404)，並且是用來在該系統處於超低電力模式時接通線圈。

在一具體實施例中，MPU(506)確保其電源供應並未耗盡。一簡單方法可判定能用的電力，就是測量輸入電壓，因為通常它會隨著能量耗盡而降低。藉由直接供電至儲能元件(204)可達成這點。PIC16F506中，有一類比至數位轉換器(ADC)，它被會拿來和輸入電壓供應器參照。也有0.6V的參考電壓在其內部生成，以供校正ADC。藉由把ADC配置為要讀取0.6V的參考值，此做法能夠判定電源供應器的電壓。舉例來說，PIC16F506的運作可低至2V的電源供應，但通常是用2.6V供電以確保振盪器可靠操作。因此，舉例來說，2.8V的閥值可能適用於判定電壓不足狀況。ADC轉換器具有8位元(256階)，因此若是採2.8V的電源供應，0.6V的的對照數值應是(0.6/28)*256=54。若讀數高於54，那就指出電源降至2.8V以下。若系統具有一充電電池，那麼當判定為電壓不足的狀況時可將它接通電源一段時間。若系統並不具有充電電池，那麼可簡單地點亮一LED，以通知使用者電池需要更換。不論是哪種情況，電壓不足期間都可供電至該系統以致無線式供電單元(200)繼續運作。

在一具體實施例中，若MPU(406)在其電源供應器上運用一電壓調整器(例如，若儲能單元(204)具有一大幅變異的輸出電壓)，那麼可藉由使用兩個低容許度電阻器(通常是小於1%以下)判定電壓不足狀況，以形成跨儲能單元(204)輸出電壓的分壓器。若在MPU(406)上並無可用的輸入端，那麼可運用偏壓網絡(R1,R2)。確切的偏壓對於振盪器(402)並無重大影響，因此偏壓電阻器可連接至儲能(204)的輸出，而不是連接至已調整後的電壓(R1和R2的比值可調整)。若振盪器(402)(藉由比較器(502,602))，未轉換可暫時重新配置以成為一類比輸入，以致可讀取該偏壓。

繼電器(604)是由從MPU(406)而來的數位輸出OP1及OP2控制。數位輸出控制電晶體Q1和Q2選擇性地脈衝y1或y2。這些可配置至任何可用的數位輸出端點。舉例來說，OP1可配置為RC1，且OP2可配置為RC2。目前的具體實施例中，數位輸出接點並不能供應送出足夠電流以啟用該等繼電器。可能需要運用外部電晶體。可運用MOSFET、JFET或其他類型的電晶體。在一具體實施例中，選用一具有極高斷流電阻的電晶體，以便並未切換至繼電器時最小化其電流消耗。在此例中用的是NMOS，但是也可使用PMOS(PMOS可允許繼電器線圈接地而改善可靠度，隨後在第十三圖中繪出一例)。二極體D1和D2是用來為線圈中所產生的任何反電動勢提供一回歸路徑。OP1耦合至電晶體Q1的閘極，且OP2耦合至電晶體Q2的閘極。Q1和Q2的源極連接至接電。Q1的汲極連接到線圈y1，且Q2 的汲極連接到線圈y2。兩線圈之間的共用連線是連接至正電源供應。此外，還有一輸出埠用於傳送資訊至主處理器，以及一輸入埠用於從主處理器接收資訊。或者，可使用單個雙向連接埠。

第七圖舉例示範出超低電力電路(700)如何與無線式供電主電路(704)交互作用。超低電力電路(700)包括儲能單元(204)以及感測電路(206)。

感測電路(206)包括一微處理器，在本具體實施例中稱為ULP處理器(702)。主電路(704)包括用於無線式電力傳送器的組件(在本例中是主處理器(706)、切換器SW1(202)、主電源整流(218)、直流/直流變壓器(216)、反相器(210)、諧振電容器(214)，以及初級線圈(212))。ULP電路(700)是持續通電(雖然當它沒有主動執行功能時可能是在「休眠」模式)。主電路(704)是由ULP電路(700)控制，並且僅有在ULP電路(700)啟用SW1(202)的時候才通電。ULP處理器(SigU)(702)的輸出埠係連接至主處理器(706)的一輸入埠，且主處理器(SigM)(706)的輸出埠係連接至ULP處理器(702)的一輸入埠。

第八圖顯示一示範性狀態機，其係由無線式電源供應器之一具體實施例的ULP處理器(702)所執行。啟動後，ULP處理器(702)從校準狀態開始(S1)。在此狀態，ULP(702)處理器測量感測電路之振盪器的頻率，以致其後的測量可與此數值做比較。在具有不同感測電路的可替換具體實施例中，此程序可能不同或不必要。校準狀態產生用於頻率比較的上限及下限。該系統保持在校準狀態，直到獲得一可用的校準值。

校準狀態(S1)之後，系統切換至主電源並進入接通電源狀態(S2)。可能有一裝置剛好在校準狀態(S1)執行之前放在該系統上，因此系統可在進入超低電力狀態之前確認是否有可用裝置出現。主電路(704)接通電源需要花時間。因此，狀態機停留在接通電源狀態(S2)，直到主處理器(706)在其輸出判定一高位信號(SigM=1)。待系統接收到此信號，系統將查找計數器啟始為x並進入查找狀態(S3)。

在查找狀態(S3)，系統等待主處理器(706)判定是否有一可用裝置。若主處理器(706)判定並沒有出現可用裝置(或並無外來物體出現)，那麼信號設為低位(SigM=0)。每次執行此狀態，查找計數器遞減一值。系統保持在此狀態，直到主處理器(706)判定一低位信號或查找計數器已到達0，指出此狀態已執行過x次。若SigM=0，那麼系統進入電源切斷狀態(S4)，否則系統進入操作狀態(S6)。

電源切斷狀態(S4)中，ULP處理器(702)等待主電路(704)判定可安全切斷主電源。判定SigM=1之前，主電路(704)以按照順序的方式逐一切斷所有組件的電源，並等待線圈電壓已達接近0的數字。待判定SigM=1，ULP處理器將主電源切斷，並進入超低電力狀態(S5)。

在超低電力狀態(S5)當中，ULP處理器(702)接通感測電路振盪器的電源，測量其頻率並切斷感測電路振盪器的電源。若其頻率落在由校準狀態所決定的閥限之外，那麼系統切換接通主電源並進入接通電源狀態(S2)。直到發生上述情形，系統保持在超低電力狀態(S5)。

若系統從查找狀態(S3)進入操作狀態(S6)，那就是由於主處理器(706)判定有一可用裝置出現而且沒有外來物體出現。主電路(704)因而啟用所有電路以供應電力至該裝置。系統停留在操作狀態(S6)，直到主處理器(706)判定(SigM=1)。若SigM=1，系統切斷主電源並進入電力重置狀態(S7)。此狀態表示出若不是裝置已完全充滿就是裝置已被移開。不論是兩情況其中哪一項，可再用一新的校準值開始上述程序。

在電力重置狀態，主處理器(706)以按照順序的方式將主電路(704)之元件的電源切斷，等待線圈電壓變得幾近為零，然後判定SigM=0。若ULP處理器(702)判定SigM=0，系統進入校準狀態(S1)。

電力重置狀態與電源切斷狀態類似，除了後者是離開超低電力狀態(S5)，前者是離開校準狀態(S1)。除了有一額外狀態(S7)，可使用由查找狀態所設定的一額外變數，此變數指出電源切斷狀態(S4)之後應是校準狀態(S1)還是超低電力狀態(S5)。

若系統偏移(例如，由於振盪器偏移或環境溫度突然變化)，可能會被誤發。為了避免系統陷入持續接通電源然後回復超低電力的循環之中，可能對於「誤發」的次數具有限制。這可藉由具有一誤發計數器實現，其方法是在每次誤發就漸增其值。可使用一計數器計算每個狀態的次數，每次此計數器溢位時(例如，超過256次的時候)就重設該「誤發計數」。待「誤發計數」超過某一閥值，系統進入校準狀態(S1)以獲取新的校準值。

此外，有一「錯誤狀態」，若出現錯誤可由任何狀態進入此錯誤狀態。有許多不同原因可造成錯誤，且僅有少部分表列於此。例如，若在所設定的周期之後無法接收到一合格的校準值，或主處理器(706)並不判定SigM=1以指示出它已在所設定的周期之中接通電源，就會由於時限已過而發生錯誤。一旦錯誤被清除，系統可進入電源重設狀態(S7)，接著進入校準狀態(S1)。低電壓情況也可將系統帶入錯誤狀態。或者，可有一個別獨立的狀態供電壓不足情況所用。

在一具體實施例中，ULP處理器(702)包括一主ULP主處理器振盪器時鐘，以及一獨立的監視ULP處理器振盪器時鐘或計時器。ULP處理器係經配置，以致每次監視器計時器逾時的時候它會執行一狀態。待執行過與每個狀態關連的指令之後，ULP處理器(702)被置於低電力的「休眠」模式。在此配置中，ULP處理器暫時休止，且所有功能只要有可能均均切斷電源，包括主要ULP處理器振盪器時鐘。當其他ULP處理器功能都暫停的時候，監視器ULP處理器計時器仍保持作用。休眠模式中的電力消耗定為在2V時小於1.2μA，通常是100μA。各狀態之間的時間間隔是在以下兩條件中取得妥協：一是要最大化處理器休眠的時間以節省電力，二是要讓時間間隔夠短而很少可看得出來的延遲。一合適的妥協是標稱時間間隔的設定為288ms，其方式是藉由適當地設定監視器預定標器。

第九圖顯示一些範例時序圖，用於第八圖中顯示之狀態機。這些時序圖顯示出由ULP處理器(702)而來的信號SigU，以及由主處理器(706)而來的信號SigM。一開始系統是在ULP狀態(S5)。第一狀態(圖示中標為1)中ULP電路(700)偵測到出現一電感改變，且切換接上主電源並設定SigU=1。ULP電路(700)進入接通電源狀態(S2)。接下來的第二狀態過渡區(2,3)，主電路(704)仍保持於接通電力並且SigM=0。第三及第四過渡區之間，主電路(704)已完全接通電力並設定SigM=1。主電路(704)現在開始尋找裝置。第四過渡區中，ULP處理器(702)設定SigM=1，以致藉由設定SigU=0確認並且然後它進入查找狀態(S3)。在查找狀態期間，ULP處理器(702)計算狀態周期。

若主處理器(706)判定沒有裝置出現，那麼設定SigM=0。若這是在某固定數目的狀態周期(例如5或是10)當中發生，那麼ULP處理器(702)判定並沒有裝置出現。在範例中，在第五及第六過渡區之間主處理器(706)設定SigM=0。在第六過渡區，ULP處理器(702)看出SigM=0指示出主處理器(706)想要切斷電源。ULP處理器(702)發出SigU=0信號(以指示它的運作良好且準備好可以接手)，且接著進入電源切斷狀態(S4)。

第六過渡區，待主處理器(706)已接收到由ULP處理器(702)傳來的確認，它開始以依照順序的方式切斷所有電源。當它完成此工作，它會等待線圈電壓降到某一臨界值(通常是接近0V)以下，並接著設定SigM=1。當ULP處理器(702)接收此信號(第八狀態)，它接著切換關閉主電源並且進入超低電力狀態(S5)。

若已有裝置出現，那麼在第五與第六狀態之間主處理器(706)反而會讓SigM=1而不是設定SigM=0。這個做法意謂查找狀態期間所計數的周期數可能會超過閥值，且ULP處理器可能會判定有一裝置出現，並因而系統會進入操作狀態(S6)。ULP電路(700)會保持在操作狀態直到它接收SigM=0，此時它會進入電力重置狀態(S7)。

實施狀態機的軟體可用組合語言直接寫入MPU，或可用更高階語言(舉例來說，C語言)並編譯成組合語言，或可用以上兩種方法的混合。最好能用組合語言實施測量功能，因為它意味僅需單個8位元計數器。測量可相隔一時間間隔進行，此時間間隔是由MPU執行一定數目的指令周期所決定。MPU可定期檢查是否計數器溢位，而且若發生此情況則看看溢位計數位元組是否有增加(小心要確保此分叉並不影響所花費時間)。測量的時間間隔是在以下兩因素之間考量：既要具有高敏感度，還要確保MPU在大部分時間為休眠模式。一適當的妥協是1ms，但是可使用較短或較長的週期。PIC可經配置以使用內部的4MHz振盪器以給予低電力消耗，同時容許實行準確測量。

校準常規可設定要觸發感測電路(206)的高閥值與低閥值。任何特定測量週期期間所算得的周期數將會以1為單位改變，通常是依據實施測量時振盪器(402)相位相對於內部時鐘的相位。可為校準程序實施一系列測量(例如5或10次)，以判定最高及最低計數。低閥限值可設為小於最低讀數一固定計數(例如是2)，且高閥限值可設為大於最高讀數某一固定計數。

各測量或一系列測量之前，振盪器(402)及偏壓電路可接通電源。這是藉由接通比較器(502)的電源而達成，並接通連接埠以供應偏壓。同理，待各測量或一系列測量之後，應切斷電源。

在超低電力模式中可能保存電力，因為在大多數時間內系統最可能在此模式中。振盪器(402)喚醒與安定所花費的時間，可因裝置、時間久遠以及氣溫而有所變化。可減少振盪器(402)接通電源所花費的時間，而不是等待一預設的時間間隔(這可包括某些額外的餘裕)，以節省電力。在一循環中實施許多次測量，而且若測量落在高閥值與低閥值之間則提早離開此循環。兩閥值之間的測量當中不太可能會造成隨機雜訊(即使確實出現雜訊，若已出現電感改變，系統將會觸發下一狀態的轉換)。舉例來說，實施一系列七個1ms的測量，並在第一次合格的測量時離開上述循環。使用此技巧，要做決定的總測量時間通常是2ms(因為振盪器一般是在少於1ms以內啟動)。此做法造成超低電力期間極低電力消耗，因為每次狀態轉換MPU(406)和振盪器(402)僅作用2ms。若狀態轉換之間的時間是288ms，那麼MPU(406)在99.3%的時間中是處於休眠模式(其振盪器切斷電源)。使用一PIC16F506，系統在超低電力模式中的電力消耗通常是僅約3μW。此值意謂可使用不可充電的電池(例如，兩個AA或兩個AAA鹼性電池)，因為其壽命應該能有好多年。

雖然範例中顯示一同步的狀態機，其中各狀態之間有相同時間間隔，可能會使用一非同步狀態機，或使用可替換的實施例而無狀態機。狀態機或演算法可在硬體中實現，在一應用例專一積體電路(ASIC)中，在一現場可程式閘極陣列(FPGA)而不是微處理器。

如前述並不在ULP處理器(702)和主處理器(706)之間通信，兩處理器可使用一串列或序列連結通信更複雜的訊息。它們可使用標準匯流排，例如像是12線匯流排。ULP處理器(702)可通信關於所做測量的資訊至主處理器(706)。如此做法使得主處理器(706)能夠估算關於裝置的資訊。舉例來說，主處理器(706)可從所測到的電感變化估算出該裝置是屬於某一特定類型，並且隨之因此調適其頻率和(或)電壓位準/電流/電力位準。這做法可容許較快啟動，因為它會避免需要送出多次不同頻率的探測信號以確定裝置的類型。可藉由改變實施至線圈之信號的頻率以及(或)改變電容與(或)電感，調適該頻率，以改變系統的共振頻率。另外(或除此之外)，系統可使用確實的振盪頻率資訊以直接建立系統的共振頻率。

可使用多種其他的振盪器電路，以取代LC比較器振盪器。舉例來說(但不限於)，可使用以振盪器為基礎的JFET、雙極或MOSFET電晶體、運算放大器或邏輯閘。各種振盪器構形包括(但不限於)可使用Hartley、Clapp與Armstrong。可使用一獨立的線圈以感測是否出現一裝置或其他物體，而不測量初級線圈(212)的電感。

除了使用2線圈閂鎖繼電器，可使用單線圈閂鎖繼電器。如此做法可容許成本減少，因為繼電器僅有一線圈而不是兩線圈。此種繼電器需要一較短(~5ms)的某方向電流脈衝予以「設定」，並需要一反方向的電流脈衝「重設」。此一繼電器可使用形成電橋構形的四個MOSFET電晶體驅動。第十圖顯示由兩互補配對之MOSFET Qa、Qb、Qc、Qd(電阻器Ra、Rb、Rc、Rd並不是驅動該繼電器所必需)所驅動的單線圈繼電器。若A和B均為低位(0)，那麼沒有電流通過。若A和B均為高位(1)也是一樣。然而，若A=1且B=0，電流以某方向流過(也就是「設定」)。與此相反，若A=0且B=1，電流以相反方向流過(也就是「重設」)。藉由施加一脈衝至A，繼電器將會閂鎖在「設定」狀態，且藉由施加脈衝至B，繼電器將會閂鎖在「重設」狀態。

可使用一低階MPU(406)，以減少成本以及尺寸。藉由將接點多路化，可使用一8接點PIC12F510取而代之，節省成本。藉由和驅動繼電器所必需的兩連接埠合併，用於偏壓的獨立輸入輸出埠可被省略。第十圖中，Ra、Rb、Rc和Rd是用來施加偏壓至振盪器(402)。舉例來說，他們可能各自是100k歐姆的電阻器。這些電阻器的出現並不實際影響繼電器驅動器的運作。若A=1且B=0，電流以某一方向通過繼電器，而當A=0且B=1時為相反方向。若A=B=0或A=B=1，沒有電流會通過繼電器。然而，若A=B=1，偏壓(Vbias)通常會是供應壓力的一半，而且若A=B=0，偏壓一般將會是0V。如此做法使得能得採取一便利的方法將施加至振盪器(402)的偏壓接通或切斷，不需有分離獨立的輸入輸出埠。電阻器可相當良好匹配，以避免附加的電流。Rc和Rd可用兩倍於Ra的電阻器取代。雖然當繼電器切換時會有額外電流通過電阻器，脈衝很短且相較於流經繼電器的電流(~15μA)額外電流(一般是50mA)可忽略不計。

用於與主處理器(706)通信ULP處理器(702)的輸出埠可和用於振盪器(402,602)的比較器輸出接點多路。當振盪器運作時，主處理器(706)一般將會切斷電源，以致於在此時輸出埠並不需要發揮作用。第十一圖顯示使用一PIC12F510 以及一單線圈繼電器的系統之實施例，其使用第十圖的偏壓配置(使用相同標示)。

使用一單獨繼電器以用來同時切換主電源和線圈兩者，可具有節省成本的優勢。然而，接通電源以及切斷電源之間的額外時間延遲，可能是一項不利因素。已實施校準之後且系統在進入超低電力模式之前要接通電源以確定裝置之際，此現象將會很明白。一替換的做法是使用兩分離獨立的繼電器，一個用於線圈而另一個用於主電源。這做法意謂當實施校準時並不需要將所有元件都切斷電源。一可替換的做法是使用一單獨的繼電器，但保持供給至主處理器(706)的電源(舉例來說配上一電容器)，以致於當暫時切斷主電源以校準時主處理器仍維持過電。

第十二圖顯示本發明的一可替換之具體實施例，其中超低電力系統是一售後維修市場的「改裝」配件。這可用於升級從原製造商或不同(第三方)製造商而取得的無線供電系統。視需要地，無線供電系統可經設計以便在以後更容易升級。第十二圖中，用來供應直流電力至該無線式電源供應器(1214)的的直流電源供應器是換成取代的直流電源供應器(1202)。取代的直流電源供應器(1202)具有一主電源輸入插座、保險絲、在輸入處有一EMI/RFI抑制過濾器。火線接頭是經由主電源繼電器(1206)通往一切換器模式電源供應器(1210)。視需要地，電中性接頭可紬由該繼電器連通，或可直接接線至電源供應器。電源供應器(1210)是經由一電壓調整器調節其輸出，後者也具有過載以及短路保護。調整器的輸出經過一負溫度係數熱阻器(NTC)(1216)通往直流電力輸出插座(1222)。當裝置通電時，無線式電源供應器(1214)可能將會有一大的起動衝量電流。這是一個很短時間的大電流尖峰(可能高達20A或更多)，並可由跨系統供電軌所存在的大電容器之充電所導致。NTC熱阻器(1216)是當其溫度上升時電阻值會減低的一種電阻器。當先接通主電源而然後升溫時，熱阻器限制電流，以致於它在正常運作期間具有低耗損。適當的電阻值約為10Ω。

除了直流電力輸出插座(1222)，也還有一控制插座(1224)(這兩者可結合為一，以至僅需一單獨的纜線)。繼電器(1206)的接點(Coil1、Coil2以及Coil Comm)接通至控制插座(1224)。同時也有^‥âAA電池(1208)出現，其電極也接通至控制插座(1224)。AA電源(1208)可置於電池盒中，可取用而不需暴露出在取代的直流電源供應器(1202)中的其他連接(舉例來說，通電的主電源)。AA電池可為一次電池或可充電電池。

直流電力插座(1222)係連接至無線式電源供應器(1214)上的現存電源輸入插座(1218)。控制插座(1224)係連接至ULP電路，第十三圖顯示出後者的一例。ULP電路具有與第六圖所示相類似的感測電路(206)。然而，在此配置中有第二繼電器(1306)用來把線圈連接至感測電路(206)並切斷連線(第一繼電器(1206)係置於取代的直流電源供應器中)。使用一小表面附著單線圈繼電器(Axicom IM41GR)。電路連接至線圈接頭、接地接頭以及由主處理器(706)而來的一輸出端，後者指示一「可用裝置存在」信號。應該僅有在一裝置接收電力或準備好接收電力時啟動「可用裝置出現」信號(相對於出現一完全充好電的裝置，或所出現的裝置並未經配置可供接收電力)。「可用裝置出現」信號應是由主處理器(706)而來的輸出，其係用來控制一LED輸出(舉例來說，當一裝置在充電時，無線式電源供應器可點亮一LED)。系統應可改裝至該電路，其方式是藉由提供一套件而使用者將此套件焊接至現存電路板。或者，使用者可藉由將該單元送回製造商或零售商進行上述操作。

無線式電源單元可經設計，以供藉由將主電路板上的接點往外接通至一插座而進一步升級。該電路可能很小，並因而實際上整合放入一插頭中，此插頭係連接至它在主電路板(704)上的插座。插座可經安放並經設計，以致並無不美觀的凸出部分。視需要地，輸入輸出接頭可由主處理器(706)連通至插座，以便主處理器(706)與ULP處理器(702)之間能夠完全地溝通，使得像是第八圖中所顯示的控制系統能夠實施。也可有連線使得主處理器(706)能夠判定超低電力系統是否存在，以致於若有一超低電力系統存在時它可以執行不同軟體程式碼。或者，也可有一改裝操作是關於主處理器(706)軟體的程式改寫(重新載入快閃記憶體中)，以調適程式碼符合超低電力操作。

若無線供電系統並未經設計以供進一步升級，那麼ULP處理器(702)可實施類似於第十四圖的一狀態機。系統開始於校準狀態(1402)。實施一校準測量，並用此測量值判定要觸發電感改變的測量閥值之上限及下限。待實施一有效的校準測量，系統進入「回音檢查狀態(Ping state)」(1404)。系統停留在回音檢查狀態一段預設的時間，此時間是藉由每次狀態轉換即遞減一回音檢查計數器而判定其值。待回音檢查計數器達到零，若「裝置出現」值為0，則系統移至「超低電力狀態」。然而，若「裝置出現」值為1，系統移至「操作狀態」(1408)。計數器的設定應使得系統有足夠時間偵測裝置並能「裝置出現」輸出。

超低電力狀態(1406)期間，每一回狀態轉換系統即測量電感。系統停留在此狀態，直到所測得電感值落在由校準狀態(1402)所設定之閥值上限與下限以外。若發現此測量值，錯誤觸發計數就遞減一值，若沒有達0那麼系統進入回音檢查狀態(1404)。若錯誤觸發計數器達到0，系統進入校準狀態(1402)。錯誤觸發計數器定期地重新啟動。

在操作狀態(1408)中，每次狀態轉換時系統檢查裝置出現接點。系統停留在操作狀態(1408)直到裝置出現=0並接著移回校準狀態(1402)。

若無線供電系統遇到錯誤，系統移至錯誤狀態(1410)直到錯誤排除，此時系統移至校準狀態(1402)。

第十五圖顯示一具體實施例，其中仍保留現存直流電源供應器(1502)。然而，在有一主電源切換器(1504)改裝在主電源插座與現存無線式電源供應器(1506)的主電源輸入之間。若現存無線式供電單元(1506)具有一整合式的直流電源供應器(1502)，或是直流電源供應器是一獨立分離的單元(未顯示)，可使用此系統。主電源開關包括主電源繼電器(1206)、儲能元件(1208)，以及供控制纜線使用的一連結器。控制纜線連接至一獨立分離的感測/控制電路(1510)，後者係改裝至現存的無線式電源供應器(1506)。

感測/控制電路(1510)包括一ULP電路，例如像是第十三圖中所顯示的ULP電路。或者，感測/控制電路(1510)可完全獨立，並且不需任何連接至主電路，如接下來的具體實施例所描述。舉例來說，可使用一分離的近旁偵測器。如此做法特別適宜用於改裝第三方系統，因為後者的主電路並不可及。

若沒有可用的裝置存在接點，當近旁偵測器測得一裝置的時候，控制電路可馬上將主電源通，並且當沒有偵測到裝置時切斷電源。

在此改裝例中可使用兩繼電器，以致振盪器電路連至初級線圈的線相對較短。如此做法使得要交流電阻能夠減少，以確保可靠的振盪器操作。主電源繼電器(1206)的MOSFET可替換地能夠置於取代電源供應器之中。

第十六圖顯示儲能單元(204)的一實施例，其中儲能單元可從主電源(704)充電。儲能單元(204)取用直流電源做為其輸入。它是耦合至充電控制器(1602)，其係供應電力至一儲能元件(1604)。視需要地，儲能元件(1604)係一超電容器，但可使用其他元件，像是電池或其他形式的電能儲存裝置。可使用之充電控制器(1602)的一種型式是降壓穩壓器(Buck regulator)，其中輸出電容器是被超電容器取代。降壓穩壓器是使用回授驅動，以致於供固定電流至超電容器。儲能元件(1604)係耦合至儲能單元輸入。可能也有保護電路(1606)以及(或)電壓(電流)調整/限制(1606)在一具體實施例中，也有一輸出指示該儲能元件(1604)的能量位準。

在此具體實施例中，儲能元件(1604)係被監控，以致它並不完全耗盡，避免感測電路(206)操作。當無線式電源供應器傳送電力至負載時，它會從電力輸入充電。此外，感測電路(206)定期監測儲能元件(1604)中的能量，其方法是透過儲能單元(204)而來的能量位準輸出監測。若此值小於某閥限，感測電路(206)啟用SW1(202)，以致儲能元件(1604)可被再充電。

第十七圖顯示一儲能單元(204)，其中有一額外的二極體(1702)用來避免電流反饋進入充電電路。在此具體實施例中也有一切換器(1704)。當感測電路(206)係由儲能單元(204)供電時，切換器(1704)可斷路以避免反向洩漏電流耗盡電容器或電池。除了使用可充電式儲能單元(204)之外，也可能使用一不可充電的主電池。若採此法，係使用具有一可移去蓋子的電池盒，以致當一或多個電池耗盡時可將其移開。

第十八圖顯示一示範性的流程圖，繪出一超低電力系統的操作。此系統首先檢查(1802)儲能元件中的能量位準。若此值很低，那麼連接主電源(1810)並實加電力(1812)給它以充電。若能量並不低，那麼主電源切斷連接(1804)，以減少電力消耗。感測電路(206)接著檢查是否有電感變化(1806)。若無電感變化，那麼在一段等待期間(1808)之後，系統回到開始(1800)。若有電感變化，系統連接(1814)主電源並檢查是否存在一需要電力的裝置(1816)。若無電感變化，系統回到開始(1800)。若有電感變化，系統檢查是否有外來物體出現(1818)(它可能是和裝置同時放下)，若有外來物體那麼系統回到開始(1800)。若無外來物體，那麼系統傳送電力至初級線圈(1820)，以供應電力至可攜式裝置。系統持續檢查裝置仍需要電力(1816)，並且只有當裝置不再需要電力時或一外來物體(1818)被放在無線式電源供應器上的時候，才回到開始(1800)。

在某些具體實施例中，初級線圈單元判定是否有一可用次級裝置出現，以及是否有一次級裝置需要電力。可想而知，這些判定可同時進行或在不同時間實施。舉例來說，若次級裝置傳送一電力需求，此訊息可被解讀為指出有一可用次級裝置出現並且有一次級裝置需要電力。進一步，若一次級裝置需要電力，可想而知該次級裝置並不需發出一電力需求，或發出電力不足訊息，以便求得電力。舉例來說，想要接收涓流充電的次級裝置可仍然被認為是需要電力。

第十九圖顯示一具體實施例，係用於實施具有兩電力狀態之系統的方法。第一模式(A)中(1902)，系統是處於等同上述的超低電力模式。在此狀態下，感測電路(206)是從儲能單元(204)供電。若儲能單元(204)電力降低，系統接通主電源(1910)以充電。感測電路(206)定期檢查有何變化(1912)指示出可能有一裝置或物體被放在充電器上，或由充電器上移開。若感測電路(206)偵測出已發生變化，那麼系統進入狀態B(1904)。

模式B(1904)中，系統連接至主電源。系統定期對系統進行「回音檢查」(1914)，其方式是藉由調變初級線圈Lp。若有一可攜式裝置出現，那麼系統予以回應(例如，藉由調變其負載)。若系統偵測(1916)有一可用裝置，那麼待檢查並無外來物體存在，系統將會傳送全部電力至初級線圈。系統將會持續送出「回音檢查」訊號，以預先決定的「回意檢查」數目為之，或是進行預先決定的一段時間。這些預先決定的數目可為軟體程式配置(並/或動態地改變)。若在此期間並沒有偵測到裝置，麼系統將會回到狀態A(1902)。

此配置的優點之一是它提供更多機會，可檢查是有有一可用裝置出現。如此做法避免如果第一次回音檢查時並沒無偵測到有一可用裝置在系統上的時候，系統會無限期停留在待命狀態。在些可攜式裝置需要花時間「甦醒」。第一次「回音檢查」可傳送足夠電力以啟動微處理器。然而，要「開機」會比在「回音檢查」期間花費更久時間。此類裝置應在實施第二次「回音檢查」時鑑定出來。

第二十圖顯示一示範性時序圖，以說明第十九圖的方法。第二十(a)圖顯示當外來物體被放在系統上的時候。系統由模式A(1902)開始。系統發現電感變化並接著進入模式B(1904)歷時三次回音檢查。這些「回音檢查」可能是有不同的時間間隔，以抽樣檢查感測電路(206)。若無裝置被偵測到，系統回到模式A(1902)。在此例中，裝置並沒有在第一次「回音檢查」時鑑定出來，但是能在第二次「回音檢查」時鑑定出。

若儲能單元(204)需要一相對較長時間以重新充電，那麼並不為快速充電供電(舉例來說，若儲能單元(204)是一電池，像是鋰離子電池)，接著可使用如第二十一圖的示範流程圖。此流程圖中，若儲能單元(2004)降至一己設定的閥限(2008)以下，或線圈狀態改變(2010)，系統離開休眠模式而切離主電源(2006)並進入模式B。系統停留在模式 B(2004)，直到並無裝置需要充電(2014,1016)，且儲能單元已完全充滿(2018,2022,2020)。

第二十二圖顯示一可替換的具體實施例，其中儲能單元(204)也是用來為主電路(704)供電一段時間。為了減少裝置觸發系統以及系統接通充電而系統通電之間的時間延遲，系統使用儲能元件(1604)當作是一臨時的電源。一旦感測電路(206)被觸發，主電源接通。系統接著將儲能元件(1604)連接至主電路(704)，以供電給不同成分。此做法允許系統鑑定裝置，同時主電源仍在通電。要鑑定一裝置的能量需求，可能少於傳送電力所需的電力。視需要地，若儲能元件(1604)其有一旦除了所有其他供應器之外主電源亦啟用，系統切換過來以致完全從主電源供電。系統接著也供應電儲能單元(204)，以將它充電。

第二十三圖顯示一可替換的具體實施例，其中是使用一單獨的處理器(2302)而不是分別為ULP電路(700)以及主電路(704)使用個別分開的處理器。在此配置中，處理器(2302)僅會啟動在任何特定時間所需的元件。單獨的處理器(2302)會持續由儲能元件(1604)供電，或者若是主電源已啟用那麼它可將其電力輸入切換至主電源。為了節省電力，單獨的處理器(2302)會「切換」時脈，以致它在超低電力模式中會以較低時脈運作。此具體實施例可額外地使用儲能單元(204)，以在它等待主電源啟用之際供應電力給裝置。單獨的處理器(2302)配置可用來實施所有使用兩個或更多處理器的具體實施例。此做法包括從測得電感推算出關於裝置的資訊，並在這之後運用此資訊，例如像是辨別裝置的類型並適當地調整頻率與電壓。

處理器可經配置以成為雙核(或多核)處理器。兩核心可彼此獨立運作。一核心(主核心)是用於主無線式供電電路，且另一核心(ULP核心)是用於ULP功能(例如像是感測電路，還有繼電器的控制)。某些或全部感測電路可納入ULP核心中(例如，用於振盪器電路的比較器以及其他被動元件)。ULP模式期間，主核心可被切斷電源，且在操作模式期間ULP處理器可被切斷電源。轉換期間，兩核心可能均啟用。ULP核心可完全由儲能單元取得電力，或者它可由主電源電路以及儲能單元的組合取得電力，或可能僅由主電源電路取得電力。ULP處理器可為了低電力消耗最佳代(例如，藉著在較低時脈速度運作)，主處理器則不必。ULP核心可和主核心分離(例如，藉由蝕刻溝渠或沉積絕緣材質)，以便最小化電流洩漏。

不同具體實施例中描述許多不同的處理器以及控制單元。第二圖的具體實施例中包括一控制單元(208)以及一感測電路(206)，其包含一積體微處理器，例如第四至第六圖所示。第七圖的具體實施例中包括一ULP電路，其具有一ULP處理器與感測電路分開。在第七圖的具體實施例中，該感測電路可具有其自己的微處理器，或可能沒有。第十六圖的儲能裝置之具體實施例包括一充電控制器。如之前所討論，第二十三圖的具體實施例包括一單獨的處理器，且感測電路並不包括一處理器。第二十六圖的具體實施例包括一微控制器單元，其包括一數位振盪器輸出以及一類比至數位(A/D)輸入。可想而知，微處理器的數目和功能基本上可採任何方式廣布，以便能夠適當控制要啟用的功能並在適當時間可取用。除非所用稱呼不同而有實質上的差異，本文中所使用不同用語，例如處理器、微處理器、MPU、MCU、PIC、ULP處理器、充電控制器、充電單元，或其他控制器稱呼，這些用語的差異並不應被認為是要限制本發明。反而應認為各具體實施例之間的控制器可彼此互換其位置和運作機制。

除了測量感測電路(206)要實施的振盪器(402)頻率，還可以運用許多其他技術。第二十四圖顯二感測電路(206)的一可替換實施例。在此配置中，感測電路(206)使用一線圈Lp(212)，同樣用於偵測以及用於傳送電力。感測電路(206)具有一額外的電感器Lsen(2404)，此電感器與初級線圈Lp(212)形成一電橋。(雖然在此使用的是一電感器，可使用任何阻抗式、電阻式、反應式或其他元件的組合。)此電橋可用一驅動器(402)驅動。在此具體實施例中，振盪器輸出的電壓及頻率是要使得跨Lsen(2404)與Lp(212)之間所形成電橋的電感之功率消耗最小。若橫跨Lp(212)所見的電感改變，就會造成電橋中點M的峰值電壓改變。若一可攜式裝置像是第一圖中所示係放在無線式電源供應器(200)之上，以致次級線圈耦合至初級線圈，此電感會改變。不論在可攜式裝置中是否有一負載，電感都會改變。若一金屬物或一包含磁性材料的物體放在初級線圈Lp(212)近旁，電感也會變化。同理，若一裝置或金屬物體從該無線式電源供應器(200)移開，電感將會改變。

在此具體實施例中，感測電路(206)使用一峰值偵測器(2402)偵測點位M的峰值電壓。峰值偵測器(2402)的輸出送入一微處理器單元(MPU)(406)。MPU(406)定期讀取峰值偵測器(2402)的數值。若在兩次連續讀數之間此值改變，那麼感測電路(206)判定已發生電感改變，且無線式電源供應器檢查是要有一可用的裝置需要電力，或是否是由於外來物體所造成。系統可計算各測量值的即時平均，以減少雜訊的作用。

感測電路(206)可使用由MPU(406)所控制的兩切換器SW3(404)及SW4(408)。所繪出的具體實施例中，SW3(404)是在無線式電源供應器(200)傳送電力至可攜式裝置時用來將感測電路(206)與初級線圈Lp(206)隔離，切換器SW3(404)在待命模式期間接通，並在電力傳遞期間切斷。切換器SW4(408)是用來進一步減少感測電路(206)的電力消耗。MPU(406)僅在各次電感測量期間接通SW4(408)，而不持續供電至振盪器(402)以及峰值偵測器(2402)。雖然在此例中SW3(404)是由感測電路(206)之內的MPU(406)控制，它可另由主要無線式電源供應器(200)之內的控制單元(208)加以控制。

第二十五圖顯示一流程圖，說明該系統的一實施例。此流程圖繪出進行分次的測量，以判定電感改變。在此變化型中，儲能元件(1604)被耗盡然後系統暫時不使用感測電路(206)，而是僅使用裝置鑑別系統至到儲能元件(1604)充電。第二十五圖中，若低於閥值X1則儲能元件(1604)要被充電，若高於閥值X2則是已完全充電。Y是要會觸發感測電路(206)的電感測量差異。在此範例中，記憶體包含在各次測量後更新的電感讀數。此做法意謂電路會隨著時間偏移，例如由於線圈電感隨著環境溫度波動。或者，記憶體並不更新。此做法意謂會有更多錯誤觸發出自於環境情況的波動。然而，如此做法可避免當裝置被很緩慢地帶到系統近旁時，系統被欺騙。

參照第二十五圖，由流程圖的出發處(2502)開始，當SW3和SW4接通時SW1切斷，以致峰值偵測器可讀取(2506)並儲存入記憶體(2508)。當測量完成時，SW4斷路(2510)並測量儲能元件中的能量份量，並將此值存入記憶體中。若能量份量並未在閥限之下(2516)，那麼處理器會等待(2518)並接通SW4(2520)以讓峰值偵測器(2522)準備好，並將此值存入記憶體(2524)。一旦取得第二峰值讀數，SW4斷路(2526)並將兩讀數的絕對值與閥值做比較(2528)。若比較是小於閥值，那麼在電感測量中並沒有足夠大的差異以觸發感測電路，且在回覆讀取儲能元件(2512)中的能量份量，第二次測量蓋寫記憶體中的測量值(2530,2532)。若電測量值的差異觸發感測電路(2528)，或儲能元件需要再充電(2376)，那麼SW3斷路而SW1接通。系統判定是否存在一裝置(2536)，以及裝置是否需要電力(2538)。若沒有外來物體出現(2540)，那麼電力傳送至遠端裝置(2542)。一等待期間之後(2544)，系統檢查該裝置是否仍存在，是否需要電力，還有是否沒有放置外來物體。若不存在一裝置，不需電力，或有一外來物體出現，接著系統檢查儲能元件是否超過其充電閥限(2546)。系統將會持續充電該儲能元件，直到它超過閥限然後回歸待命(2504)。

第二十六圖顯示一感測電路的實施例，其使用一微控制器單元(MCU)(2602)。MCU包括一數位振盪器輸出以及一類比至數位(A/D)輸入。在此實施例中，初級線圈Lp(212)的電感是用來形成一帶通濾波器。此濾波器是用來選擇性地過濾方波信號的基本頻率成分，以產生正弦波信號。然而，隨著Lp(212)的電感改變，帶通頻率也改變，因而更動所得信號的強度與相位兩者。此具體實施例的好處之一，就是濾波與電感偵測是在某一步驟中僅使用被動組件實施。

在此具體實施例中，數位方波輸出係經由C2交流耦合至Lp(212)與C1的並聯組合。Lp和C1的諧振頻率鄰近振盪器頻率。此組合接著經過C3交流耦合至由R1與R2所形成的位準偏移器。R1和R2增加一直流組件至該信號，以避免負壓進入MCU。R1之上是施以振盪器的幹線電壓。這是由MCU(2602)的一輸出端點提供。如此做法意謂若沒有進行測量那麼MCU(2602)可移去此電壓，並避免經由R1及R2的功率消耗。由位準偏移器而來的輸出係實施至MCU(2602)的類比至數位轉換器輸入。

一般來說，可用較高電力消耗取得較大敏感度，因此要在兩者之間做一取捨。舉例來說，可使用放大器，使用相位敏感度偵測而不是峰值偵測，使用較高電壓位準，或有較長攫取時間並因此較少時間感測電路(206)是在休眠模式。可讓此取捨軟體能加以配置，以致於可依據系統所處何處，最佳化敏感度以及電力消耗。

感測電路(206)內的振盪器之頻率可動態適應。這可能是要將頻率設在電感對輸出強度曲線上最敏感的部分，或將頻率設在低功率消耗的位置，或將頻率設在兩者之間的最佳取捨之處。可在接通電源時、定期或每次感測電路(206)重置時採用此頻率。例如，若裝置或金屬物體置於無線式電源供應器(200)上，它可能會把感測電路(200)帶到接近其動態範圍的極限。感測電路(206)可調整振盪器，以便感測下個事件時可將它帶回到接近整個範圍的中央。實施系統的一可替換方式，是一直將該頻率調為最大振幅之處。波幅的任何減少即指出已發生變化。

第二十七圖顯示第二十六圖之電路的示範操作。第二十七(a)圖顯示MCU(2602)之內的一信號(由其內部振盪器時脈取得)。第二十七(b)圖顯示由MCU(2602)的振盪器輸出，其係實加至阻抗電橋。第二十七(c)圖顯示在電橋中點的信號符合某一組狀況。信號的振幅及(或)相位不同。第二十七圖(D)顯示不同情況之下在該電橋中點的信號(舉例來說，若一裝置或金屬物體置於無線式電源供應器之上)。一般而言，第二十七(d)圖與第二十七(c)在振幅及(或)相位有所不同。微處理器(2602)先容許振盪器信號安頓下來。為了每次的電感測量，由A/D轉換器取得一些讀數，其係由某給定參考點0開始每隔一特定數目的時脈周期實施。這三個讀取點在第二十七(a)圖中標為i、ii、iii。A/D轉換器在這些讀取點所讀到的數值，在第二十七(c)及第二十七(d)圖中繪出。可看出，此範例中第二十七(d)圖的例子所取得讀數和第二十七(c)圖的例子之讀數不同，指示出已發生某些變化。在不同點位抽樣信號而不是僅測量峰值信號有一優點，就是感測電路(206)可變得更敏感，因為電路對相位變化還有振幅同樣作出反應。在一具體實施例中，測量點位並不剛好落在偵測頻率周期的相同點位。更明確地說，相較於接近0而易於被雜訊引發錯誤的兩數值，至少可得到一顯著振幅的讀數。要確保如此結果的方法之一是讓測量的時間間隔不固定(例如，讀取i與讀取ii之間的時間間隔和讀取ii與讀取iii之間的時間間隔不一樣)。

感測電路(206)可對相位敏感，因為可能由於在次級線圈中添加亞鐵或其他類似材料而造成阻抗的改變，此變化正好平衡了負載的阻抗。使得感測電路(206)對相位敏感的另一做法是以不同頻率實施兩次尖峰振幅測量，因為感應阻抗具有與交流電阻耗損無關的不同頻率。

第二十八圖顯示第二十六圖之實施例的可替換具體實施例，其中使用一峰值偵測器。某些MPU並不具有高速的類比至數位轉換器，使得相位敏感技術不實用。在此例中，峰值偵測器是由二極體D1(2802)與電容器C4形成。

第二十九圖顯示一可替換具體實施例，其中使用相位敏感偵測。電容器C1與初級線圈Lp(212)形成一帶通濾波器，與第二十六圖的具體實施例類似。同時還有直流阻絕電容器C2和C3以及位準偏移器(R1、R2)。然而，由位準偏移器來的輸出係耦合至內部比較器的輸入，後者是此具體實施例所運用的微控制器(2902)。可使用供電軌之間中間值的一內部參照，設定其他輸入。此比較器是用來從位準偏移器產生一乾淨的數位信號，前者係正弦波形並被調小。由比較器而來的數位信號是耦合至相位偵測器(2904)的一輸入端，另一輸入端是來自振盪器的輸出。相位偵測器(2904)的輸出係耦合至MCU的類比輸入端。隨著初級線圈(212)的電感實際改變，在偏移偏移器的信號相位將會相對於振盪器輸出而變化。相位偵測器(2904)具有一類比電壓輸出，係代表信號相對於振盪器輸出之間的相位差，並因而可做為電感的度量。

舉例來說，可使用一或閘(2906)耦合至一低通濾波器實現此相位偵測器(2904)，該低通濾波器係一串聯電阻器(2908)與一電容器(2910)接地。視需要地，在通往相位偵測器的兩路徑其中之一，可用一相位偏移器(2906)。如此做法可用來偏壓系統，以致於當帶通反應是集中於振盪器頻率的時候，相位偵測器(2904)輸出是在其範圍的中間值。那麼就可能區辨電感是正偏離還是負偏離中央頻率。相位偏移器(2906)應提供90度的相移。這可藉由使用圖中所顯示的兩RC網路(2912,2914,2916,2918)實施，這是犧牲了訊號調降所達成。一可替換例是要相移施加至相位偵測器之第二輸入的振盪器信號，而不是將額外的衰減引入信號路徑。在此例中，信號可使用第二比較器被轉換成數位信號。

第三十圖顯示第二十四圖之具體實施例的變化型。感測電路(206)並末具有獨立分離的阻抗(第二十四圖中的Lsen)，感測電路(206)使用的諧振電容器(214)與初級線圈串聯。第二十四圖概述的感測子電路，在目前第三十圖所繪出之具體實施例中指稱為感測電路。振盪器(402)實施至電容器(814)連接到反相器(210)輸出端的那一點。電容器(214)與電感器(212)的中點連接至峰值偵測器(2402)。若一裝置放在初級線圈(212)近旁，跨初級線圈(212)所見的有效電感將會改變，因而改變此電容器-電感器組合的共振頻率。這將會接著改變峰值偵測器之信號的振幅和(或)相位。此具體實施例的優勢是它不需為了感測電路而有額外的阻抗元件。然而，這可能意謂需要有兩切換器以將感測電路和初級線圈隔離。

第三十一圖顯示本發明一例，其中無線式電源供應器(200)具有一直流輸入，而不是主電源輸入。在此範例中，直流電源供應器(3102)是位於主電源插頭，且有一電纜(3104)傳遞直流電力至無線式電源供應器(200)。直流電源供應器(3102)包括主電源整流器(218)以及一直流/直流變壓器(216)。然而，它也可在通到主電源整流器(218)之前包括一切換器(3108)。直流電源供應器和無線式電源供應器(200)之間的電纜(3104)包括另一線路，以致直流電源供應器(3102)中的切換器(3108)可由感測電路(206)控制。

也可使用直流電源供應器(3102)而不需無線式電源供應器(200)供電給不同裝置。具有直流電力輸入的其他裝置可由第三十一圖的直流電源供應器(3102)得到好處。此類裝置將會具有一儲能單元(204)，當它在待命狀態期間會供電給一小MPU(406)。一旦從一刺激物接收到觸發信號，該裝置會經由電纜(3104)發出信號以接通切換器SW2(3108)。此刺激物可能是由一遠方控制信號而來(例如光學、無線、RF、超音波)，或由一近旁感測器而來，或由另一裝置而來，或來自計時器等等。或者，該裝置可一按鈕切換器，其啟用SW2(3108)而不需分開的儲能單元(1604)irm微處理器(406)。

第三十二圖顯示一智慧型電源供應器(3102)的一具體實施例，其係以邏輯(3202)控制電源供應器(3102)的類似程序。此相同的電源供應器(3102)可控制電源供應器(3102)的電壓位準以及休眠周期。此類電源供應器是用來供電給較新的筆記型電腦。一簡單的指令或邏輯電位可控制該電源供應器(3102)的各個層面，並可啟動並終止電力攫取低得多的休眠周期。

第三十三圖顯示一具體實施例，其中並未使用一獨立分開的儲能元件(1604)。此配置中，在主電源整流器之前不可能有切換器(3108)，因為並沒有第二個電源。反而，主電源整流器(218)操作輸出。感測電路(206)切斷主電源整流單元(218)的輸出。接著把切換器(3108)置於主電源整流單元(218)和所有其他單元之間(或其他各種實際可行的方法)。會有耗損與主電源整流單元有關。切換器(3108)也可置於系統中的其他位置，以選擇性地保持系統待命期間有不同部位在運作。

第三十四圖顯示一具體實施例，其中電力輸入是直流電。此具體實施例的一應用是汽車應用例。此操作十分類似第三十三圖的具體實施例。

第三十五圖顯示一具體實施例，其中並未使用一獨立分開的感測電路(206)。反而裝置係藉由定期施加電力至初級線圈(212)偵測，所使用的方法如GB2414121文件所揭示(納入本文列為參考)。然而，此具體實施例與GB2414121不同處在於它有一儲能單元(204)並有一切換器(3502)以將由主電源而來的電源供應切斷。待命期間，控制單元(208)係由儲能元件(1604)供電。控制單元(208)也能用來經反相器(210)由儲能元件(1604)傳遞電力給初級線圈(212)。偶爾施加電力至初級線圈(212)一小段時間，以檢查裝置是否通信回覆告知其存在。然而，裝置要通信所需的電力位準小於傳送全功率至裝置所需電力。控制單元(208)因而能夠啟用反相器(210)以傳送一較低的電力位準，並因此由儲能元件 (1604)所攫取的電力數量較少。若控制單元(208)接收到一裝置存在的信號，那麼它可接通主電源整流器(218)以致系統是由主電源供電而不是由儲能單元(204)供電。若有一可用裝置出現，那麼它也可通信其電力需求。無線式電源供應器(200)測量由初級線圈(212)所攫取的電力，並將此值與該裝置的電力需求做比較。若此兩者並無明顯差異，那麼無線式電源供應器(200)判定有一可用裝置出現但沒有外來物體出現，並因而啟動全功率傳送至該裝置。

無線式電源供應器(200)可藉由僅監控由初級線圈(212)所攫取電力，單純偵測某物出現，而不接收由裝置接收而來的通信。若接續的測量之間所攫取電力有所改變(或是大於一臨界值)，那麼要不是有一裝置攫取電力就是有一外來物體出現。在本具體實施例中，無線式電源供應器(200)在施加全功率前判定是否有一外來物體出現。此方法與感測電路(206)類似，除了反相器(210)係當做振盪器(402)使用。為了減少電力消耗，頻率可偏移以遠離諧振，且有一大的電抗以減低功率消耗。實施至反相器(210)的供電軌電壓可減低。

第三十六圖顯示一具體實施例，其中有多個初級線圈(212,3606,3608,3610)出現。這些初級線圈可各自用於供應電力至一可攜式裝置。如此做法容許多個裝置同時接收電力。或者，初級線圈(212,3606,3608,3610)可彼此不同，以致可有不同類型裝置接收電力，如WO2004038888文件所提供的例子。或者，無線式電源供應器(200)的某些配置具有線圈陣列，以容許裝置放在一連續表面上的任何位置還依然能接收電力。此類系統的一例是如WO03105308所描述。在具有多個線圈的無線式電源供應器(200)中，感測電路(3602)可在某些或全部線圈之間共用，不需多個感測電路(206)。每次有一裝置(或其他物體)放置在無線式電源供應器(200)表面上，或移開無線式電源供應器(200)，感測電路(3602)被觸發。接著，無線式電源供應單元(200)將會輪詢每個工作中的線圈，以檢查哪個線圈在其近旁有可用裝置存在。接著，待先檢查外來物體是否存在之後，無線式電源供應器(200)將會供電至需要電力的線圈。在一具體實施例中，電源供應上的某些裝置可需要電力或不需電力，舉例來說某些裝置的電池已充飽。因此無線式電源供應器可分成多份，以致某些部分啟動而其他部分未啟動。

第三十六圖中，使用多個切換器(3612)以便將無線式電源供應器(200)中的所有線圈並聯接通。若一裝置(或一物體)置於線圈(212,3606,3608,3610)任一個的近旁，感測電路(3602)將會觸發，因為任何個別電感變化將會改變該並聯組合的總電感。在此具體實施例中，主電源控制電路輪詢各個線圈，以判定哪個線圈需要供電。或者，切換器可由MPU獨立控制，而不是如第二十一圖那樣所有切換器一起成組作用。在如此的系統中，MPU必須為各個線圈實施分別測量。雖然這意謂總偵測時間較長(因此待命功率較大)，這並不意謂對電感變化的敏感度會比較高。

初級線圈(Lp1,Lp2,212,3606,3608,3610)等等，可藉由圍繞各個初級線圈(212,3606,3608,3610)纒繞數的圈感應線圈耦合，而不是耦合至直流接線。如此做法可節省某些或全都的切換器(3612)。

第三十七圖顯示一系統的具體實施例，此系統係用來最小化供應至多個頻道的電力以節省功率。此配置容許可用初級線圈的任意組合，以視需要充電或供電。此做法也容許感測與感測控制單元(3702)分別使用切換器(3714,3716,3718,3720)暫停各頻道或主線圈，容許各自具有獨立的超低電力模式。可運用如第三十六圖之具體實施例中所用者類似的多極切換器(3704)。一旦所有均切斷電源，系統甚至可接著切斷主電源，並且也控制輔助裝置及電力。

第三十七圖中各初級線圈(212,3606,3608,3610)具有與其相關的個別分離之驅動器/控制單元。當然，另外可實施一單獨的驅動器/控制單元(3604)，如第三十六圖中所繪出者。

第三十八圖顯示一具體實施例，其係在一多頻道系統中使用一超低電力系統。各頻道或初級線圈控制器可先關閉次級系統然後關閉初級線圈，以用於更低的電力消耗。此系統容許一直流電源供應器(3102)經由一邏輯通信鏈在遠端加以控制。

第三十九圖顯示一電源供應器的具體實施例，其係使用被感測電路(3702)控制的切換器SW2(3108)直接關閉電源。

第四十圖中所繪出的具體實施例中，充作是一感測電路的近旁偵測器(4002)是用來初步偵測一裝置或外來物體已被放在該無線式電源供應器(200)近旁。它也偵測是否有一裝置或外來物體被移動離開無線式電源供應器(200)。此近旁偵測器(4002)係與初級線圈(212)完成分離，並因此並沒有和後者連接。在一具體實施例中，近旁偵測器(4002)僅曉得發生了裝置或物體出現的狀況有所改變。

視需要地，可使用在無線式電源供應器(200)中的另一線圈，形成一感應式近旁感測器，此線圈和用來傳送電力的線圈分開獨立。可使用的近旁偵測器(4002)之原型是一電容式近旁偵測器。物體的出現造成兩金屬電極之間的介電係數改變。或者，電容會由於感測器和物體之間的互電容變化而有所改變。另一類的近旁偵測器(4002)是霍爾效應感測器，其回應磁場變化而有電壓的變化。在可攜式裝置中有鐵芯或具有相同性質的其他材料出現，可造成磁場變化。

有許多不同方式實施近旁偵測器(4002)。可使用一光偵測器，舉例來說像是一光電池裝置。若一裝置放在該無線式電源供應器(200)上，較少環境光進入光電池中，因而指出有裝置出現。波動之光條件所產生的錯誤觸發將不會有重大影響。或者，可使用一LED或雷射以可見或不可見的頻率生成光線，並偵測其反射光。另一選項是一超音波近接偵測器。也可能使用以接觸為基礎的偵測器，例如像是壓力偵測器。若一裝置放在無線式電源供應器(200)上，所加壓力足以造成電接觸，因而提供感測電路所會提供的相同信號。在可攜式裝置中可能有一元件有助其偵測。例如，該裝置可包含一永久磁體。若此磁體是在該無線式電源供應器(200)近旁，會藉由磁吸力啟用在該無線式電源供應器(200)之中的開關。可發揮近接偵測器功能的其他感測電路可包括霍爾感測器、簧感測器、運動感測器、切換器、壓力感測器、光感測器，或能夠偵測在該初級線圈單元近旁有一物體出現的任何其他偵測器。

感測電路(206)可使用許多可能的配置。可使用其他電抗元件和(或)電阻元件形成該電橋，而不是使用一電感元件。電抗元件可能是電容式或電感式。可形成一諧振以便增加電橋對於電感變化的敏感度。

在某些具體實施例中，分離的能量來源是一外部構件。這些外部構件可包括能源收穫(藉此攫取由RF發射裝置而來散逸在環境中的能量)、太陽能、熱能、風能、動能、水力發電，等等。可使用一不可充電的電源，像是一初級電池，而不是使用一可充電能源。可運用的其他儲能型式包括燃料電池。另一儲能型式是使用儲存在彈簧中的能量。類似技術已使用在發條式收音機、照明燈和手電筒。使用者可上緊一手把以將能量儲存在彈簧中。另一具體實施例中，主要直流電源供應器可提供額外的少量電力輸出，例如30mW，自己就有待命模式。

實施感測電路(206)的另一方法是定期送出短暫的能量回音檢查(舉例來說，以RF或其他頻率)，並等待一可用裝置回覆，其方式是藉由以相同或不同頻率送回一訊息。此等回音檢查的訊息可使用相同的感應式線圈傳送，或可使用一分離的天線。或者，裝置本身可啟動該程序。感測電路(206)可定期聆聽資訊回音檢查，以便它可判定有一裝置出現。該資訊可能是正弦音調，或其他型式音調(例如方波或三角波)，或脈衝序列，或資訊封包。

主電源整流器(218)可包括一變壓器用來將交流電降壓，一二極體電橋用來將交流電壓轉換成直流電壓以及一平滑電容器。也可有其他組件，例如像是電感器或濾波器，以便為電磁式應用例減少漣波。也可能有一直流至直流轉換器 (此可為切換模式直流至直流轉換器)以將直流電壓轉換成不同直流電壓。可使用一半橋接電路(2二極體)而不是全二極體電橋(包含四個二極體)，或者是一中央漸低變壓器與兩二極體一起使用。這些二極體是肖特基二極體。可使用電晶體(可為MOSFET電晶體)減低電壓降幅，而不用二極體。當主電源開關運作時，可使用技術避免瞬變突波。可運用濾波器。或者可用具有可變接通電阻的一MOSFET逐漸為負載通電。可使用串聯連接。

具體實施例中描述磁場以及線圈兩者可具有各種型式。所產生電磁場相對於電力傳送表面的定向可能是垂宜、水平或其他方向。線圈可能是平面螺旋線圈，具有一鐵芯或不具鐵芯；可以是印刷電路板線圈。線圈可圍繞一亞鐡棒或四方形長桿。線圈可具有遮罩或沒有遮罩。線圈的軸線可平行或垂直於電力傳送表面。待便感測所用的電流和(電壓)通常會比電力傳送期間的電流和電壓更小。感測待命期間施加的頻率可不同於電力傳送期間所施加的頻率，或與後者相同。操作及(或)待命期間，某些或全部電壓、電流和頻率可有所變化。

該等切換器可以是電磁繼電器、MOSFET電晶體、固態繼電器，或其他組件。閂鎖繼電器也是選項，他們並不依靠要能持繼存在的一控制電壓，並且因此漏電流以及電力損失將比較少。然而閂鎖繼電器要比非閂鎖式的繼電器顯著更為費錢。或者，可使用非閂鎖式繼電器，其係經配置以致控制電壓未出現時SW1切斷而SW4接通。如此形成一電子閂鎖，使得當主控制邏輯單元接通電源時，供應它自己的電力至繼電器以保持它們的狀態。

雖然本發明的操作是以感應式無線供電系統(200)作為例子說明，本發明也可應用於其他類型的無線供電系統。例如，可使用係經由RF發射能量的無線式供電系統。無線式電力也可由漸逝波耦合(例如Witricity)發射。電力也會藉由電容式耦合傳送。電力也可光學式傳遞。也可使用其他型式的感應式、電容式、電磁式、靜電式或電磁式電力傳送器。可攜式裝置並不需要具有一儲能裝置。無線式電力發射器需要有一連線通至主電源。發射器可藉由一內部或外部電源供電，像是一電池、超電容、燃料電池或燃料供能發電器，或其他電源。或者，系統可藉由其他方法獲取電力(例如能量收穫、太陽能、風能、動能、熱能、水力發電等等)。

第四十一圖顯示使用本發明之具體實施例額外控制一輔助電路。這可能是會被此控制影響的額外裝置。若SW1(202)接通以容許主電源流通至無線式電源供應器(200)，它也容許主電源流通至輔助輸出插座。連接至此插座的任何裝置也會通電。

第四十二圖顯示遙控之輔助單元的一具體實施例。主電路(704)控制一信號要被送至一次級裝置(4202)，此信號視需要控制額外電源和(或)功能(舉例來說，經由一切換器(4204))。可藉由傳統的電線連接、光纖、無線、自由空間光學、超音波等等傳送此信號。可知，此無線控制可以是任何類型的接收器/發射器配對，或收發器配對(4206,4210)。通信格式的某些範例包括Zigbee、Zwave、(網格網路)電源線載波、X10或其他格式。這些控制技術更容易控制其他系統功能(4208)，因為它們是經設計要控制應用例、恆溫調節器、照明以及其他通電裝置。這可能是一簡單的指令集，傳送指令以控制外部裝置。輔助單元可包括一電池或其他電源，以便當某些或所有輔助單元切斷主電源供應時能提供一些電力。在一具體實施例中，當輔助單元之內的其他電路與主電源供應器脫離耦合時，主電源用作其他電源以供應電力至接收電路。

第四十三圖顯示一可替換的具體實施例，它類似於第二十七圖的具體實施例，除了感測電路(206)直接發射信號。

第四十四圖及第四十五圖顯示可替換的具體實施例，其中無線式電源供應器與其他電子設備整合。無線供電系統之內的控制電路能，夠控制電力供應至電子元件電路之其餘部分。

雖然此系統係示範為一無線式供電系統，也可實至其他系統，其中該系統回應有一物體、人或動物在它近旁而離開待命模式。

一類可用的系統是無線射頻辨識(RFID)以及相關技術，例如像是近場通信(NFC)以及免接觸智慧卡。在這些系統中，讀取機(4606)與一標籤(4604)或裝置之間係藉由無線射頻或感應式方法交換資訊。標籤/裝置(4604)可能是被動式，其係從接收到的電磁能量取得電力，無需內部電池。或者，標籤/裝置(4604)可為主動式並具有內部供電電池。該等裝置一般具有一天線，其包含一線圈、發射/接收電路，以及微處理器或其他用於控制的邏輯單元。一簡單標籤可能是被動式，並且單純發射傳回一序號表示其身份。內嵌在行動電話上的更複雜NPC裝置可在讀取機與電話機之間發射並接收資訊。讀取機是用於多種目的，舉例來說像是免現金支付系統、廣告、當地資訊。此類系統最好不要永久開啟，因為他們可能並不是經常有人來訪。

第四十六圖顯示本發明的一例，其係使用在一射頻識別系統(實施至NFC以及其他免接觸支付系統)。若射頻識別標籤(4604)置於讀取機(4602)近旁，感測電路(206)判定在其近旁有標籤/裝置出現。系統因而連接主電源供應器並為讀取機(4602)接通電源。讀取機接著檢查在近旁的標籤/裝置(4604)並與他們通信。讀取機(4602)並不需要傳送電力至標籤/裝置。待讀取機(4602)已完成和所有在附近之標籤/裝置(4604)的通信，可再進入待命狀態。系統停留在此狀態直到下一次改變發生(標籤/裝置被移開或放置)。

以上係本發明的具體實施例之描述。可有許多變異及改變而不會偏離文後隨附申請專利範圍所定義之本發明的精神及其更寬廣觀點，申請專利範圍應以包括均等論在內的專利法原則加以解釋。以單數指稱的任何申請專利範圍之元素，例如用「一個(a、an)」、「該(the)」或「所稱(said)」，不應解讀為是要限制該元素為單數。

100‧‧‧Wireless power system 無線供電系統

102‧‧‧Wireless power supply 無線式電源供應器

104‧‧‧Portable device 可攜式裝置

106‧‧‧Rectifier 整流器

108‧‧‧DC-DC converter 直流-直流變壓器

110‧‧‧Inverter 反相器

112‧‧‧Primary coil 初級線圈

114‧‧‧Capacitor 電容器

116‧‧‧Secondary coil 次級線圈

118‧‧‧Resonant capacitor 諧振電容器

120‧‧‧Rectifier 整流器

122‧‧‧DC/DC converter 直流/直流變壓器

124‧‧‧Load 負載

126‧‧‧Control element 控制元件

200‧‧‧Wireless power supply 無線式電源供應器

202‧‧‧Switch 切換器

204‧‧‧Energy storage 能量儲存裝置

206‧‧‧Sense circuit 感測電路

208‧‧‧Control unit 控制單元

210‧‧‧Inverter 反相器

212‧‧‧Primary coil 初級線圈

214‧‧‧Capacitor 電容器

216‧‧‧DC-DC converter 直流-直流變壓器

218‧‧‧Mains Rectifier 主電源整流器

402‧‧‧Oscillator 振盪器

404‧‧‧SW3 切換器

406‧‧‧Microprocessor unit 微處理器單元

408‧‧‧SW4 切換器

502‧‧‧Comparator 比較器

604‧‧‧Relay 繼電器

700‧‧‧Ultra low power circuit 超低電力電路

702‧‧‧ULP processor 超低電力處理器

704‧‧‧Main wireless power circuit 無線式供電主電路

706‧‧‧Main processor 主處理器

1202‧‧‧Replacement DC power Supply 取代的直流電源供應器

1206‧‧‧Mains relay 主動源繼電器

1208‧‧‧AA cells AA電池

1210‧‧‧Power supply 電源供應器

1214‧‧‧Wireless power supply 無線式電源供應器

1216‧‧‧NTC thermistor 負溫度係數熱阻器

1218‧‧‧Existing power input socket 現存電源輸入插座

1222‧‧‧DC power output socket 直流電力輸出插座

1224‧‧‧Control socket 控制插座

1306‧‧‧relay 繼電器

1402‧‧‧Calibration state 校準狀態

1404‧‧‧Ping state 回音檢查狀態

1406‧‧‧Ultra Low Power state 超低電力狀態

1408‧‧‧Operate state 操作狀態

1410‧‧‧Error state 錯誤狀態

1502‧‧‧Existing DC power supply 現存直流電源供應器

1504‧‧‧Main switch 主電源切換器

1506‧‧‧Existing wireless power supply 現存無線式電源供應器

1510‧‧‧sense/control circuit 感測/控制電路

1602‧‧‧Charge controller 充電控制器

1604‧‧‧Energy storage element 儲能元件

1606‧‧‧Voltage/current Regulation/limitation 電壓(電流)調整/限制

1702‧‧‧Diode 二極體

1704‧‧‧Switch 切換器

1800-1820‧‧‧Step 步驟

1902-1920‧‧‧Step 步驟

2002-2022‧‧‧Step 步驟

2302‧‧‧Processor 處理器

2402‧‧‧Peak detector 峰值偵測器

2404‧‧‧Inductor 電感器

2502-2548‧‧‧Step 步驟

2602‧‧‧Microcontroller unit 微控制器單元

2802‧‧‧Diode 二極體

2902‧‧‧Microcontroller 微控制器

2904‧‧‧Phase detector 相位偵測器

2906‧‧‧OR gate 或閘

2908‧‧‧Resistor 電阻器

2910‧‧‧Capacitor 電容器

3102‧‧‧DC power supply 直流電源供應器

3104‧‧‧Cable 電纜

3108‧‧‧Switch 切換器

3202‧‧‧logic 邏輯單元

3502‧‧‧Switch 切換器

3606‧‧‧Primary coil 初級線圈

3608‧‧‧Primary coil 初級線圈

3610‧‧‧Primary coil 初級線圈

3612‧‧‧Switch 切換器

3702‧‧‧Sense control unit 感測控制單元

3704‧‧‧Multipole switch 多極切換器

3714‧‧‧Switch 切換器

3716‧‧‧Switch 切換器

3718‧‧‧Switch 切換器

3720‧‧‧Switch 切換器

4002‧‧‧Proximity detector 近旁偵測器

4202‧‧‧Second device 次級裝置

4204‧‧‧Switch 切換器

4206‧‧‧Receiver 接收器

4208‧‧‧System functions 系統功能

4210‧‧‧Transmitter 發射器

4604‧‧‧Tag 標籤

4606‧‧‧Reader 讀取機

C1-C4‧‧‧Capacitors 電容器

D1‧‧‧Diode 二極體

D2‧‧‧Diode 二極體

Lp‧‧‧Primary coil 初級線圈

Lsen‧‧‧Inductor 電感器

OP1‧‧‧Digital output 數位輸出

OP2‧‧‧Digital output 數位輸出

Q1‧‧‧Transistor 電晶體

Q2‧‧‧Transistor 電晶體

Qa‧‧‧MOSFET 金氧半導體場效電晶體

Qb‧‧‧MOSFET 金氧半導體場效電晶體

Qc‧‧‧MOSFET 金氧半導體場效電晶體

Qd‧‧‧MOSFET 金氧半導體場效電晶體

Ra‧‧‧Resistor 電阻器

Rb‧‧‧Resistor 電阻器

Rc‧‧‧Resistor 電阻器

Rd‧‧‧Resistor 電阻器

X1‧‧‧Threshold 閥值

X2‧‧‧Threshold 閥值

x1‧‧‧Contact 接點

x2‧‧‧Contact 接點

y1‧‧‧Coil 線圈

y2‧‧‧Coil 線圈

第一圖顯示先前技藝的無線供電系統之一例。

第二圖顯示一極低電壓無線式電源供應器的一具體實施例。

第三圖顯示供電至該初級線圈的時序圖之例子。

第四圖顯示一代表性的感測電路。

第五圖顯示第四圖之感測電路的實施例，其使用一比較器。

第六圖顯示第四圖之感測電路的實施例，其使用一微控制器。

第七圖顯示連接至一無線式供電電路的代表性超低電力電路。

第八圖顯示由一ULP處理理執行之示範性狀態機。

第九圖顯示第八圖之狀態機的舉例時序圖。

第十圖顯示由互補式場效電晶體驅動的單線圈繼電器。

第十一圖顯示第四圖之感測電路的實施例，其使用一微控制器以及一單線圈繼電器。

第十二圖顯示超低電力系統的改裝應用例。

第十三圖顯示第四圖之感測電路的實施例，其使用一第二繼電器。

第十四圖顯示一並未經設計要升級之無線供電系統的狀態機。

第十五圖顯示一實施例，其保留一現存的直流電源供應器。

第十六圖顯示一代表性可充電儲能單元的具體實施例。

第十七圖顯示第十六圖的實施例，其避免反饋傳至充電電路。

第十八圖顯示無線式電源供應操作的示範流程圖。

第十九圖顯示無線式電源供應操作的流程，其中有兩個供電狀態。

第二十圖顯示第十九圖的時序圖。

第二十一圖顯示一範例操作流程圖，其中儲能單元需要相對較長的充電時間。

第二十二圖顯示第二圖的替換例，其中儲能單元也供電至主電路。

第二十三圖顯示第二圖的替換例，其中一單獨的處理器發揮ULP以及主電路的功能。

第二十四圖顯示一代表性的感測電路，其使用一額外感測電感器。

第二十五圖顯示一流程圖；其示範實施分次測量以判定電感變化。

第二十六圖顯示第四圖的感測電路，其運用一微控制器。

第二十七圖顯示第二十六圖之電路的示範操作。

第二十八圖顯示代表性感測電路，其使用一峰值偵測器。

第二十九圖顯示代表性感測電路，其使用一相位偵測電路。

第三十圖顯示一無線式電源供應器的具體實施例，其具有一感測電路係使用一電容器與該初級線圈串聯。

第三十一圖顯示第二圖具有直流電力輸入之具體實施例。

第三十二圖顯示第二圖具有智慧型電源供應器之具體實施例。

第三十三圖顯示第二圖的一具體實施例，其中並未使用一分離的儲能元件。

第三十四圖顯示第二圖的具體實施例，其中電力輸入為直流。

第三十五圖顯示第二圖的一具體實施例，其中並未使用一感測電路。

第三十六圖顯示第二圖的具體實施例，其中有多個初級線圈。

第三十七圖顯示第三十六圖的具體實施例，其允許多個初級線圈的組合。

第三十八圖顯示第三十七圖的具體實施例，其允許遙控一直流電源供應器。

第三十九圖顯示第三十六圖的一具體實施例，其允許遙控一直流電源供應器。

第四十圖顯示第二圖的一具體實施例，其使用一近旁感測器。

第四十一圖顯示第二圖的一具體實施例，其具有輔助的主電源源出。

第四十二圖顯示第二圖的一具體實施例，其具有一輔助電路的遙控。

第四十三圖顯示第四十二圖的一具體實施例，其中感測電路可直接取用該遙控器。

第四十四圖顯示第二圖的一具體實施例，其整合至另一電子裝置。

第四十五圖顯示第二圖的一具體實施例，其整合至另一電子裝置。

第四十六圖顯示第二圖的一具體實施例，其使用射頻識別。