TWI767553B

TWI767553B - 無線電力發射器、無線電力接收器及其運行方法

Info

Publication number: TWI767553B
Application number: TW110104430A
Authority: TW
Inventors: 弗拉迪米爾亞歷山大穆拉托夫
Original assignee: 新加坡商聯發科技（新加坡）私人有限公司
Priority date: 2020-02-18
Filing date: 2021-02-05
Publication date: 2022-06-11
Also published as: US20210257862A1; US11949249B2; CN113346636A; TW202133531A; EP3869667B1; EP3869667A1

Abstract

一種運行無線電力發射器的方法，包括：響應於無線電力接收器試圖改變由無線電力發射器提供的電磁參數，從該無線電力接收器接收對第一類型的異物檢測（FOD）執行重新校準的請求；響應於接收到該請求，執行第二類型的FOD以產生FOD結果；當該FOD結果指示存在或可能存在異物時，停止或限制無線電力傳輸，和/或將該FOD結果傳送給該無線電力接收器；和當該FOD結果指示不存在或可能不存在異物時，執行該重新校準並繼續進行該無線電力傳輸。

Description

無線電力發射器、無線電力接收器及其運行方法

本文所述的技術涉及無線電力傳輸，異物的檢測以及不同位準（level）的電力傳輸之間的轉換（transition）。

無線電力傳輸系統（Wireless Power Transfer Systems，WPTS）作為一種無需電線或連接器即可提供電力的便捷方式，正日益普及。目前行業中正在發展的WPTS可以分為兩大類：磁感應（Magnetic Induction，MI）系統和磁諧振（Magnetic Resonance，MR）系統。兩種類型的系統都包括無線電力發射器和無線電力接收器。感應式WPTS通常使用頻率變化作為電力流控制機制，在分配的幾百千赫茲的頻率範圍內運行。MR WPTS通常運行在使用輸入電壓調節來調節輸出電力的單個諧振頻率上。在某些應用中，MR WPTS運行在6.78 MHz的頻率上。

本發明提供無線電力發射器、無線電力接收器及其運行方法。可透過第二類型的異物檢測來減輕異物的影響。

本發明提供的一種運行無線電力發射器的方法，包括：響應於無線電力接收器試圖改變由無線電力發射器提供的電磁參數，從該無線電力接收器接收對第一類型的異物檢測（FOD）執行重新校準的請求；響應於接收到該請求，執行第二類型的FOD以產生FOD結果；當該FOD結果指示存在或可能存在異物時，停止或限制無線電力傳輸，和/或將該FOD結果傳送給該無線電力接收器；和當該FOD結果指示不存在或可能不存在異物時，執行該重新校準並繼續進行該無線電力傳輸。

本發明提供的一種無線電力發射器，包括：電路配置為：響應於無線電力接收器試圖改變由無線電力發射器提供的電磁參數，從該無線電力接收器接收對第一類型的異物檢測執行重新校準的請求；響應於接收到該請求，執行第二類型的異物檢測以產生異物檢測結果；當該異物檢測結果指示存在或可能存在異物時，停止或限制無線電力傳輸，和/或將該異物檢測結果傳送給該無線電力接收器；和當該異物檢測結果指示不存在或可能不存在異物時，執行該重新校準並繼續進行該無線電力傳輸。

本發明提供的一種運行無線電力接收器的方法，包括：當嘗試改變由無線電力發射器提供的電磁參數時，向該無線電力發射器發送對第一類型的異物檢測執行重新校準的請求；從該無線電力發射器接收第二類型的異物檢測結果；當該異物檢測結果指示存在或可能存在異物時，改變一個或複數個無線電力傳輸參數，限制無線電力傳輸或停止該無線電力傳輸；和當該異物檢測結果指示不存在異物或可能不存在異物時，繼續進行該無線電力傳輸並執行該第一類型的異物檢測的重新校準。

本發明提供的一種無線電力接收器，包括：電路配置為：當嘗試改變由無線電力發射器提供的電磁參數時，向該無線電力發射器發送對第一類型的異物檢測執行重新校準的請求；從該無線電力發射器接收第二類型的異物檢測結果；當該異物檢測結果指示存在或可能存在異物時，改變一個或複數個無線電力傳輸參數，限制無線電力傳輸或停止該無線電力傳輸；和當該異物檢測結果指示不存在異物或可能不存在異物時，繼續進行該無線電力傳輸並執行該第一類型的異物檢測的重新校準。

在說明書及申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。所屬技術領域具有通常知識者應可理解，硬體製造商可能會用不同的名詞來稱呼同一個元件。本說明書及申請專利範圍並不以名稱的差異來作為區分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區分的準則。在通篇說明書及申請專利範圍當中所提及的“包含”及“包括”為一開放式的用語，故應解釋成“包含但不限定於”。“大體上”是指在可接受的誤差範圍內，所屬技術領域具有通常知識者能夠在一定誤差範圍內解決所述技術問題，基本達到所述技術效果。此外，“耦合”一詞在此包含任何直接及間接的電性連接手段。因此，若文中描述一第一裝置耦合在一第二裝置，則代表該第一裝置可直接電性連接於該第二裝置，或通過其它裝置或連接手段間接地電性連接至該第二裝置。以下所述為實施本發明的較佳方式，目的在於說明本發明的精神而非用以限定本發明的保護範圍，本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為准。

接下面的描述為本發明預期的最優實施例。這些描述用於闡述本發明的大致原則而不應用於限制本發明。本發明的保護範圍應在參考本發明的申請專利範圍的基礎上進行認定。

無線電力系統可以提供從第一設備（例如，無線電力發射器）向第二設備（例如，無線電力接收器）提供電力的便捷方式。在許多實施方式中，無線提供的電力可以用於給電子設備中的電池供電和/或充電。

由於在無線電力發射器產生的場中存在異物，無線電力傳輸可能會降低。諸如金屬物體之類的導電物體可能由於導電物體中渦流的誘導而吸收電力。這種物體的存在會大大降低無線電力傳輸的效率。如果存在金屬物體，則效率可能會大大降低（例如，從90％降至40％）。此外，由於吸收的電力，物體的溫度可能顯著升高，這可能是不希望的。變熱（heating）可能是由不經意地位於無線電力發射器產生的場內的異物（例如回形針，硬幣等）引起的。已經開發了用於檢測異物的存在的異物檢測（Foreign object detection，FOD）技術。可能期望在啟動無線電力傳輸之前，電力傳輸期間或從一個電力位準（power level）轉換到另一電力位準之前執行異物檢測。如果檢測到異物，可能會停止（halt）無線電力傳輸。

一些無線電力系統可以在兩種或更多種無線電力傳輸模式下運行，這些無線電力傳輸模式可以對應不同位準的無線電力傳輸。例如，具有發射器1和接收器11的無線電力系統100（諸如圖1所示的無線電力系統）可以在低電力模式下運行。根據一些實施例，在低電力模式下傳輸的電力量可以是5瓦或更小。在某些情況下，儘管可以使用其他名稱，但是這種模式可以稱為“基本電力性能”模式。如果支持，無線電力系統100可以在一個或複數個高電力模式下運行。例如，高電力模式可以是其中可以發生超過5瓦的電力位準的無線電力傳輸模式。在某些情況下，高電力模式可能會將電力位準從5瓦轉換到15瓦，甚至更高。這樣的一個或複數個模式可以被稱為“擴展電力性能”，也可以使用其他名稱。可以理解的是，隨著電力传输位準的增加，可能發生更高等級的電力損耗和異物變熱。因此，在進入高電力模式之前執行異物檢測（FOD）可能是有益的。

異物檢測可通過複數種方式執行，例如通過測量電力損耗，Q因子或諧振頻率。可以在沒有異物的情況下執行測量以確定參數的基線值。這樣的技術可以被認為是“校準”或“重新校準”。為了在實踐中執行異物檢測，可以測量相同的參數（例如，電力損耗，Q因子或諧振頻率），並且測量的參數與校準期間（例如，不存在異物的情況下）測量的參數之間的差如果在可接受範圍之外，則可以確定存在異物或存在異物的可能性很高。為了使校準有效，可以在與執行校準相同的運行電力設定點處執行FOD測量。因此，當存在改變電力位準的請求時，可以執行FOD重新校準。然而，發明人已經意識到，如果在重新校準期間存在異物，則該異物可以被“校準出”（calibrated out），這可能導致隨後的異物檢測無效。

在一些實施例中，在執行FOD重新校準之前，可以使用第二類型的FOD來檢查不存在異物。例如，如果將電力損耗方法用作FOD的主要方法（primary method），則可以執行不同類型的FOD（例如，使用Q因子或諧振頻率測量）來驗證在重新校準電力損耗FOD技術時不存在FO。

在描述執行無線電力傳輸的方法之前现在簡要描述無線電力傳輸系統100和異物檢測的更多細節。

圖1示出了包括無線電力發射器1和無線電力接收器11的無線電力系統100的框圖。無線電力發射器1包括驅動電路7，該驅動電路7可以包括逆變器3和匹配網絡6。逆變器3可以驅動發射線圈10，並且通過匹配網絡6與發射線圈阻抗匹配。

根據一些實施例，無線電力發射器1可以進一步包括穩壓電壓源2（例如，電壓調節器），用於向逆變器3提供經調節的DC電壓。穩壓電壓源2響應於來自控制器5的控制激勵（control stimulus）而產生經調節的DC輸出電壓。在一些實施例中，驅動電路7可以是D或E類放大器，其將逆變器3的輸入處的DC電壓轉換成AC輸出電壓以驅動發射線圈10。產生AC輸出電壓可使能夠（enable）通過電磁感應實現無線電力傳輸。

控制器5還可以控制信號產生器9以利用具有選定的無線電力傳輸頻率的信號來驅動逆變器3。作為示例，逆變器3可以以100-205kHz之間的頻率被切換以將電力發送到被設計為根據低電力Qi接收器的Qi規範接收無線電力的無線電力接收器，以及可以以80-300kHz之間的頻率被切換以將電力發到中頻電力Qi接收器。逆變器3可以在更高的頻率被切換，例如，大於1MHz的頻率，或位於6.765MHz-6.795MHz的ISM頻帶內，以向設計為使用MR技術接收無線電力的接收器發射電力。但是，這些頻率僅作為示例提供，因為根據任何合適的規範，無線電力可以各種合適的頻率傳輸。控制器5可以是類比電路或數位電路。控制器5可以是可編程的，並且可以命令信號產生器9基於存儲的程序指令來以期望的傳輸頻率產生信號，使得逆變器3以期望的傳輸頻率進行切換。

匹配網絡6可以包括一個或複數個阻抗匹配網絡，並且通過向逆變器3呈現適當的阻抗來促進無線電力傳輸。匹配網絡可以包括一個或複數個電容性或電感性元件或電容性和電感性元件的任何適當組合。由於發射線圈10可以具有電感性阻抗，因此在一些實施例中，匹配網絡6可以包括一個或複數個電容性元件，當它們與發射線圈10的一個或複數個阻抗結合時，向逆變器3的輸出呈現適於驅動發射線圈10的阻抗。例如，匹配網絡可以將發射線圈10的輸入阻抗旋轉到近似於逆變器3的輸出阻抗，從而減少來自發射線圈10的電力反射（power reflection）。在一些實施例中，在無線電力傳輸期間，可以調節匹配網絡6和發射線圈10的諧振頻率（例如，通過可變電容器和/或切入和切出電容器），並且可以將它們的諧振頻率設置為等於或近似等於逆變器的切換頻率3。

發射線圈10和接收線圈12可以通過任何合適類型的導體來實現。該導體可以是導線，包括實心，單芯導線或利茲導線。在某些情況下，線圈可以由圖案化的導體形成，例如印刷電路板或集成電路的圖案化的導體。

根據安培定律，在發射線圈10中驅動的交流電流會產生振盪磁場。根據法拉第定律，振盪磁場可以在附近的無線電力接收器11的接收器線圈12中感應出交流電流，並在其兩端產生電壓。在接收器線圈12上感應的AC電壓通過匹配網絡13提供給產生未調節DC電壓的整流器14。整流器14可以是同步整流器，或者可以使用二極管和一個或複數個電容器來實現。可以使用DC / DC轉換器15來調節未調節的DC電壓，該DC / DC轉換器15的輸出可以被濾波並且作為輸出電壓Vout被提供給負載。在一些替代實施例中，DC / DC轉換器15可以由線性調節器或電池充電器代替，或者完全省去。

根據一些實施方式，無線電力接收器11可以包括記憶體17和控制邏輯16。控制邏輯16可以包括專用電路（諸如由邏輯門和緩衝器以及其他電路組件形成的專用電路），一個或複數個現場可編程門陣列，微控制器，微處理器或它們的組合。記憶體可以包括易失性和非易失性類型的記憶體中至少一種。控制邏輯16可以與記憶體17通信，並且可以進一步與整流器和DC / DC轉換器或線性調節器或電池充電器至少之一通信。

在一些實施例中，無線電力發射器1可以包括用於與無線電力接收器11通信的通信電路（例如，在控制器5之內或連接到控制器5）。該通信可以帶內通信或帶外通信。類似地，無線電力接收器11可以包括用於與無線電力發射器1進行通信的通信電路（例如，在控制邏輯16內或連接到控制邏輯16）。根據一些實施例，無線電力接收器11可以向無線電力發射器1發送信息，指示在無線電力接收器11處需要的電力，或者請求改變由無線電力發射器1提供的電力位準。作為響應，無線電力發射器1可以相應地增加或減少其電力輸出。無線電力發射器1可以通過改變施加到發送線圈10的電壓驅動位準，和/或施加到發送線圈10的振盪電壓的頻率來控制發送的電力量。可以使用任何合適的電力控制技術。

如圖1所示，如果導電異物20進入由無線電力發射器1的發射線圈10產生的場中，則無線電力傳輸效率可能降低和/或導電異物20可能經受明顯的變熱。舉例來說，導電異物20的示例包括硬幣，回形針和鑰匙。

根據一些實施例，被稱為“電力損耗平衡”或“損耗平衡”的方法可以用於評估是否存在異物或存在異物的可能性。在電力損耗平衡中，在校準步驟期間測量不存在異物的情形下與無線電力發射器1和無線電力接收器11相關聯的電力損耗。評估異物的存在可包括測量電力損耗並確定電力損耗是否在可接受的範圍之外。在電力傳輸期間，可以確定由無線電力發射器發射的電力量，並且可以確定（例如，測量）由無線電力接收器接收的電力量。接收器11接收的電力量可以被傳送到無線電力發射器。發射的電力量（基於施加到發射器線圈的電力和發射器損耗）與實際接收的電力（基於傳遞給負載的電力和接收器損耗）之間的差異至少部分歸因於與一個或複數個異物相關的電力損耗。

在一些實施方式中，如果與異物相關聯的電力損耗超過閾值量，則無線電力傳輸將被中斷（interrupted），由此可以移除異物20。取決於運行模式，某些標準（例如Qi標準）可能具有複數個閾值量。例如，在低電力運行模式下，如果與異物相關的電力損耗超過350毫瓦，則無線電力傳輸可能會被中斷。而在高電力運行模式下，如果與異物相關的電力損耗超過750毫瓦，則無線電力傳輸可能會被中斷。應當理解，在Qi標准或其他標準中可以使用其他閾值量，並且本發明不僅限於這些示例值。

在一些實施方式中，可以使用替代類型的異物檢測來執行異物檢測。例如，可以通過測量與發射線圈10相關的品質因數Q來執行異物檢測。例如，無線電力發射器1可以激發發射線圈10中的諧振，然後允許所存儲的能量衰減。觀察到的衰減率取決於發射線圈的Q和它所存在的電路的參數，並且還可能受到任何異物20的影響，這些異物會與發射線圈10產生的電磁場相互作用。異物檢測技術的另一個示例涉及測量無線電力發射器的諧振頻率。超出允許範圍的諧振頻率可能指示存在異物。異物檢測方法的示例在2018年4月19日提交的標題為“檢測無線電力傳輸系統中的異物”的美國專利申請15 / 957,704中進一步詳細描述，該申請的全部內容通過引用合併於此。

圖2根據一些實施例示出了無線電力傳輸方法的示例。在無線電力發射器和無線電力接收器之間的無線電力傳輸已經開始之後，該方法可以從步驟S1開始。在運行期間，無線電力接收器可決定改變從無線電力發射器請求的電力位準。該決定可以由無線電力接收器的控制邏輯16在負載增加或無線電力接收器相對於無線電力發射器的空間位置增加時做出（例如，發射器和接收器之間的未對準可能導致無線電力接收器請求更多電力）。然而，無線電力接收器可基於複數種原因中的任何一個而決定改變從無線電力發射器請求的電力位準，並且本文描述的技術在這方面不受限制。在一些實施例中，無線電力接收器可以請求無線電力發射器從低電力模式轉換到高電力模式。備選地，無線電力接收器可以請求無線電力發射器從高電力模式轉換到低電力模式。

在步驟S2中，無線電力接收器可以將FOD重新校準請求發送到無線電力發射器。如上所述，系統參數可以在不同的電力位準下變化，使得當希望改變電力位準時可能需要重新校準FOD技術。例如，在電力位準至多為5W時，無線電力發射器可以以半橋結構運行，而當傳遞更高的電力位準（例如10-30W）時，以全橋結構運行。作為另一示例，在傳遞5W或更低的負載電力時，無線電力接收器可以運行於5V整流器輸出，在傳遞更高的負載電力（例如10-30W）時可以以更高的電壓（例如10-20V）工作。在一些實施例中，響應於無線電力接收器處的電磁參數（例如，從無線電力發射器接收的電壓，電流或電力）被請求以閾值量（例如，至少10％或50％）或大於閾值量的量進行改變而發送重新校準請求。當系統配置或運行電力參數（例如輸出電壓，電流或電力（電磁參數））發生變化時，執行FOD重新校準，以實現更好的損耗平衡，從而更精確地計算與異物有關的損耗。在一些實施例中，用於請求重新校準的閾值量可以是可變的，並且可以取決於電磁參數的大小。例如，如果試圖增加已經以高電力位準進行的無線電力傳輸，則可以將閾值量設置得較低，以便頻繁進行重新校準。但是，如果電磁參數的值（例如，運行電力）較低，則可以將閾值量設置得較大，以使重新校準不會那麼頻繁地進行。另外，在將修改後的電力位準提供給無線電力接收器之前，可以在無線電力發射器和無線電力接收器之間執行認證過程，以驗證無線電力接收器能夠在所請求的電力位準下運行（例如，驗證無線電力接收器可以處理更高的電力位準）。

發明人已經意識到，如果在重新校準期間在無線電力發射器產生的電磁場中存在異物，但是不超過所選異物檢測方法的閾值量，則異物可能被“校準出”。即，重新校準可能在不存在異物的假設下（實際上存在異物），不適當地重新校準無線電力發射器。這種不適當的重新校準可能導致異物檢測方法無法檢測到異物。

圖3示出了電力傳輸與時間的對照圖的示例，其示出了前述的問題。隨後在點A，B和C進行的FOD重新校準具有逐漸增加的發射電力位準，導致與FO相關的電力損耗被“校準出”，並最終導致FO中的電力消耗過大。

在一些實施例中，可以通過在執行所請求的第一類型的異物檢測的重新校準之前在步驟S3中執行第二類型的異物檢測來避免這種情況。這可以有助於確保在執行重新校準時不存在異物。第二類型的異物檢測可以測量與第一類型的異物檢測所測量的參數不同的至少一個參數（例如，電力損耗，Q因數或諧振頻率）。例如，如果所請求的重新校準是電力損耗方法的異物檢測，則可以在該重新校準之前執行不同（第二）類型的異物檢測，例如測量Q因子和/或諧振頻率的異物檢測。如果第二類型的異物檢測測量Q因子和/或諧振頻率，則無線電力發射器可以測量系統Q因子和/或自諧振頻率，它們是存在無線電力接收器的情況下，無線電力發射器的發射線圈的Q因子和諧振頻率。在一些實施例中，第二類型的異物檢測可以在重新校準請求發送後的預定時間間隔內執行。

在步驟S4中，基於第二類型的異物檢測的結果，可以採取進一步的動作。

例如，如果第二類型的異物檢測檢測到沒有異物或很可能不存在異物，則無線電力發射器和無線電力接收器可以繼續執行所請求的針對第一類型的異物檢測的重新校準。可能會進行修改後的電力的傳輸。

如果第二類型的異物檢測檢測到存在異物或可能存在異物，則無線電力發射器可以採取一個或複數個其他動作來減輕異物的影響。例如，在一些實施例中，無線電力發射器可以立即停止（stop）無線電力傳輸。在一些實施例中，無線電力發射器可以不停止無線電力傳輸，並且可以將第二類型的異物檢測的結果報告給無線電力接收器。然後，無線電力接收器可以基於第二類型的異物檢測的結果採取行動。例如，在一些實施例中，無線電力接收器可以繼續請求原始電力位準，可以向無線電力發射器發送一組新的FOD校準參數，可以降低其輸出電力，或者可以指示無線電力發射器停止無線電力傳輸。

圖3A示出了電力傳輸與時間的對照圖的示例。第一類型的FOD（例如，電力損耗平衡）可以在電力傳輸之前（Before Power Transfer，BPT）執行。當未檢測到異物時，電力增加到點“A”。第一類型的FOD可以在電力傳輸（During Power Transfer，DPT）期間執行，其檢測到可接受的電力損耗程度，如虛線所示。然後，無線電力發射器可以從無線電力接收器接收到將電力傳輸的位準增加到點“B”的請求，這可以是從低電力模式到高電力模式的轉換。無線電力發射器可以為第一類型的FOD發送重新校準請求。然後在重新校準之前執行第二類型的FOD。在該示例中，在時間間隔“FOD OPI”（電力中斷時執行異物檢測）中停止電力傳輸。在時間間隔FOD OPI期間，執行第二類型的FOD。例如，可以執行包括測量Q因子的FOD。在該示例中，第二類型的FOD在第一個電力中斷中未檢測到異物，因此進行重新校準，並允許電力傳輸增加到點“B”。如果在隨後的電力中斷中通過執行Q因子方法檢測到異物，則不允許進行重新校準並不允許電力增加到“C”點，從而可基於第二類型的FOD方法的結果有效地結束電力傳輸。

圖3B示出了另一個示例，其中第二類型的FOD方法的結果符合將發射電力從點“A”增加到點“B”和點“C”的要求。

重新校準請求的格式的示例在圖4和圖5中示出。圖4根據一些實施例示出了從無線電力接收器發送到無線電力發射器的重新校準請求（例如，在步驟S2中）的示例。B1和B2位元組可以與包括估計的接收電力值的先前實施方式不同。B0位元組中的模式欄位可以被設置為011。如圖4所示，B1位元組可以包括兩個欄位：最小異物時隙重複（Min FO Slot Rep）欄位和最大異物時隙持續（Max FO Slot-time Sustainable）欄位。Min FO Slot Rep欄位指示最小FO時隙重複時間，它是後續FO檢測時隙之間的最小時間。在一些實施例中，最小FO時隙重複時間可以在0.5s-4s之間（包括端點）。然而，由於FO時隙重複時間可以具有任何合適的值，所以本文描述的技術不限於這裡的示例。FO時隙是執行定期的（regular）FOD的時隙。Max FO Slot-time Sustainable欄位指示FO時隙的最大長度，在一些實施例中，其可以在10μs-320μs之間（包括端點）。然而，本文描述的技術在這方面不受限制，因為Max FO Slot-time Sustainable欄位可以具有任何合適的值。B2位元組可以包括FO存在的可能性（FO Presence Probability）欄位，其可以指示FO存在的可能性。在一些實施例中，該可能性可以具有介於0（指示FO存在的可能性為零）和1（指示FO存在的可能性為100％）之間的值，該值可以以任何形式來表達，例如，二進制形式。在一些實施例中，FO存在可能性欄位的長度可為四位元。在一些實施例中，無線電力接收器可使用與無線電力發射器所使用的技術不同的技術來測量FO存在的可能性，例如基於測量無線電力接收器的一個或複數個位置中的溫度。例如，均勻變熱可以指示由於環境因素導致的變熱，例如無線電力接收器在陽光下或以其他方式處於高溫（elevated temperature）位置。然而，無線電力接收器的不同位置上的溫度變化可以指示由於異物引起的局部變熱。無線電力接收器不同位置（例如，不同側）的溫度傳感器可以測量溫度，以及如果存在足夠大的差異（例如，移動設備的屏幕側和移動設備背面的溫度之間），無線電力接收器可以確定FO存在的可能性高。當無線電力發射器被通知FO存在的可能性高時，它可以採取各種措施，例如停止或限制無線電力傳輸。在一些實施例中，當無線電力接收器通知無線電力發射器有高的FO存在可能性（Foreign object Presence Probability，FOPP）時，無線電力發射器可以為任一FOD技術調整其FOD閾值量。

圖5根據一些實施例示出了指示從無線電力接收器發送到無線電力發射器的各種等級的FOPP的代碼的示例以及無線電力發射器（PTX）的後續動作的圖。在一些實施例中，偶數代碼可以被分配給可選（推薦）的動作，奇數代碼可以被分配給強制請求。例如，二進制代碼0000或0001可能指示沒有察覺到FO，並且可能允許轉換到更高的電力位準。無線電力接收器可週期性地向無線電力發射器發送消息（例如，封包），該消息包括指示無線電力發射器接收的電力量的信息。響應於低FOPP，如由二進制代碼0000或0001所指示的，可以將這種消息的重複率設置為最低頻率。二進制代碼0011或0010可能指示不太可能出現FO，但是指示無線發射器接收的電力量的信息可能具有增大的變化（increased variance）。無線電力發射器可以隨時間對這種電力信息求平均以減少噪聲的影響。響應於如由0011或0010的二進制代碼指示的稍高的（slightly elevated）FOPP，無線電力發射器可以減少平均電力信息的時間段，以便更快地做出響應。通常，無線電力發射器可能僅在超出範圍的FOD測量的數量達到一定值（例如3-5次）後才停止無線電力傳輸。當存在FO的可能性為高時（例如，當二進制代碼為0011或0010時），此數量可減少（例如，減少到2-3次）。二進制代碼0100或0101可指示意識到FO存在的可能性較高。無線電力發射器可以查看其當前的FOPP估計。二進制代碼0110或0111可能指示沒有FO，但是FO存在的不確定性很高。例如，PTX可以響應於從無線電力接收器接收到的高的FOPP值而將其FOPP值設置為較高的值。當PRX指示高的FOPP時，PTX可能會重新考慮FOD閾值量，並使FOD閾值量更容易被超過。二進制代碼1000或1001可能指示存在FO，但是FO存在的不確定性很高。PTX可以重新考慮FOD閾值量。二進制代碼1010或1011可能指示無線電力接收器在熱的環境中以高電力運行，因此需要格外小心。如果在無線電力傳輸期間測得的Q因子較低，則無線電力發射器可以增加其FOPP估計值。二進制代碼1100或1101可能指示無線電力接收器在熱的環境中以最高電力運行，因此需要格外小心。如果Q因子為低，則無線電力發射器可以停止無線電力傳輸。二進制代碼1110或1111可能指示存在異物可能性為最高等級。如果Q因子為低，則無線電力發射器可以停止無線電力傳輸。

在一些實施例中，無線電力發射器可以向無線電力接收器發送重新校準的請求。圖6根據一些實施例示出了從無線電力發射器發送到無線電力接收器的重新校準請求的示例。位元組B0可以包括重新校準的請求。位元組B1可以包括FO存在的可能性，其可以具有與以上基於圖4所討論的格式相同的格式。FO存在的可能性可以基於FOD，例如使用本文描述的技術。基於FO存在的可能性，無線電力接收器可以採取各種動作，其中之一可以包括將重新校準的請求發送到無線電力發射器（例如，在步驟S2中）。

圖7根據一些實施例示出了指示從無線電力發射器發送到無線電力接收器（PRX）的各種等級的FOPP的代碼以及無線電力接收器的後續動作的示圖。某些FOPP代碼可以用於非重新校準的請求，而其他的FOPP代碼可以用作重新校準的請求。在一些實施例中，偶數代碼可以被分配給可選（推薦）的動作，並且奇數代碼可以被分配給強制請求。二進制代碼0000或0001可能指示沒有察覺到FO。二進制代碼0010或0011可能指示FO的存在可能性很小，但是FO損失估計值具有增加的变化（例如，根據複數次測量得出的結果）。作為響應，無線電力接收器可以更頻繁地將關於接收到的電力量的信息發送給無線電力發射器。二進制代碼0100或0101可能指示存在FO的可能性高，並且可能使無線電力接收器以比較低等級的FOPP的情況下更為頻繁的方式發送有關接收到的電力量的信息。二進制代碼0110或0111可能指示不存在FO，但存在FO的不確定性很高。無線電力接收器可以降低請求的電力位準並且盡快發送關於接收到的電力量的信息。二進制代碼1000或1001可能指示存在FO，但是存在FO的不確定性很高。作為響應，對於1000，無線電力接收器可以請求重新校準。對於1001，可能請求在高電力點重新校準。對於1010，指示可能存在FO，並且請求在低電力點和高電力點都重新校準。對於1011，指示可能存在FO，並且請求至少在三個電力點重新校準。對於1100，指示存在FO的可能性很高，並且請求至少在四個電力點重新校準。對於1101，指示存在FO的可能性很高，建議停止。對於1110，指示FO的存在幾乎是肯定的，需要降低電力並執行重新校準。對於1111，指示現在正在停止無線電力傳輸。

如上所述，可以使用控制器5或控制邏輯16來分別控制無線電力發射器或接收器，該控制器5或控制邏輯16可以由任何適當類型的電路來實現。例如，控制器5或控制邏輯16可以使用硬件或硬件和軟件的組合來實現。當使用軟件來實現時，可以在任何合適的處理器（例如，微處理器）或處理器集合上執行合適的軟件代碼。可以以複數種方式來實現一個或複數個控制器，例如利用專用硬件或利用微代碼或軟件進行編程以執行上述功能的通用硬件（例如，一個或複數個處理器）。

為此，應當理解，本文所述實施例的一種實現方式包括至少一種編碼有計算機程序（即，複數個可執行指令）的計算機可讀存儲介質（例如，RAM，ROM，EEPROM，閃存或其他存儲技術，或者其他有形的，非暫時性的計算機-可讀存儲介質編碼的計算機可讀介質，當該計算機程序在一個或複數個處理器上執行時，執行上述一個或複數個實施例的功能。另外，應當理解，對計算機程序的引用不限於在主機計算機上運行的應用程序，該計算機程序在被執行時執行以上討論的功能中的任何功能。術語計算機程序和軟件在本文中按照一般意義使用，指代可以對一個或複數個處理器進行編程以實現本文討論的技術的各個方面的任何類型的計算機代碼（例如，應用軟件，固件，微代碼或任何其他形式的計算機指令）。

本發明雖以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明的範圍，任何所屬技術領域具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可做些許的更動與潤飾，因此本發明的保護範圍當視申請專利範圍所界定者為准。

100:無線電力系統 2:穩壓電壓源 3:逆變器 7:驅動電路 6,13:匹配網絡 10:發射線圈 9:信號產生器 5:控制器 1:無線電力發射器 20:導電異物 12:接收線圈 14:整流器 15:DC / DC轉換器 16:控制邏輯 17:記憶體 11:無線電力接收器 S1, S2, S3, S4:步驟 20:導電異物 12:接收線圈 14:整流器 15:DC / DC轉換器 16:控制邏輯 17:記憶體 11:無線電力接收器

圖1根據一些實施例示出了無線電力傳輸系統的框圖。圖2根據一些實施例示出了無線電力傳輸方法的示例。圖3示出了電力傳輸與時間的對照圖的示例。圖3A和圖3B示出了電力傳輸與時間的對照圖的示例。圖4根據一些實施例示出了從無線電力接收器發送到無線電力發射器的重新校準請求的示例。圖5根據一些實施例示出了指示從無線電力接收器發送到無線電力發射器的各種等級的FOPP的代碼的示例以及無線電力發射器（PTX）的後續動作的圖。圖6根據一些實施例示出了從無線電力發射器發送到無線電力接收器的重新校準請求的示例。圖7根據一些實施例示出了指示從無線電力發射器發送到無線電力接收器（PRX）的各種等級的FOPP的代碼以及無線電力接收器的後續動作的示圖。

S1,S2,S3,S4:步驟

Claims

一種運行無線電力發射器的方法，包括：響應於無線電力接收器試圖改變由無線電力發射器提供的電磁參數，從該無線電力接收器接收對第一類型的異物檢測執行重新校準的請求；響應於接收到該請求，執行第二類型的異物檢測以產生異物檢測結果；當該異物檢測結果指示存在或可能存在異物時，停止或限制無線電力傳輸，和/或將該異物檢測結果傳送給該無線電力接收器；和當該異物檢測結果指示不存在或可能不存在異物時，執行該重新校準並繼續進行該無線電力傳輸。
如請求項1所述的方法，其中，該第一類型的異物檢測測量電力損耗。
如請求項2所述的方法，其中，該第二類型的異物檢測測量Q因子和/或系統自諧振頻率。
如請求項1所述的方法，其中，該無線電力接收器發送該請求，以嘗試從該無線電力傳輸的低電力模式改變為該無線電力傳輸的高電力模式，或者從該無線電力傳輸的高電力模式改變為該無線電力傳輸的低電力模式。
如請求項1所述的方法，其中，響應於該無線電力接收器試圖將該電磁參數以大於或等於閾值量的量進行改變而發送該請求。
如請求項5所述的方法，其中該電磁參數包括通過該無線電力發射器發射的電磁場提供給該無線電力接收器的電壓、電流或電力位準。
如請求項6所述的方法，其中該閾值量可根據通過該無線電力發射器發射的該電磁場提供給該無線電力接收器的該電壓、該電流或該電力位準的大小而動態地改變。
如請求項5所述的方法，其中，該閾值量為至少10%。
如請求項5所述的方法，其中，該閾值量為至少50%。
如請求項1所述的方法，其中，當該異物檢測結果指示不存在異物或可能不存在異物時，該方法還包括將該異物檢測結果傳送給該無線電力接收器。
一種無線電力發射器，包括：電路配置為：響應於無線電力接收器試圖改變由無線電力發射器提供的電磁參數，從該無線電力接收器接收對第一類型的異物檢測執行重新校準的請求；響應於接收到該請求，執行第二類型的異物檢測以產生異物檢測結果；當該異物檢測結果指示存在或可能存在異物時，停止或限制無線電力傳輸，和/或將該異物檢測結果傳送給該無線電力接收器；和當該異物檢測結果指示不存在或可能不存在異物時，執行該重新校準並繼續進行該無線電力傳輸。
如請求項11所述的無線電力發射器，其中，該第一類型的異物檢測測量電力損耗。
如請求項12所述的無線電力發射器，其中，該第二類型的異物檢測測量Q因子和/或系統自諧振頻率。
如請求項11所述的無線電力發射器，其中，該無線電力接收器發送該請求，以嘗試從該無線電力傳輸的低電力模式改變為該無線電力傳輸的高電力模式，或者從該無線電力傳輸的高電力模式改變為該無線電力傳輸的低電力模式。
如請求項11所述的無線電力發射器，其中，響應於該無線電力接收器試圖將該電磁參數以大於或等於閾值量的量進行改變而發送該請求。
如請求項15所述的無線電力發射器，其中，其中該電磁參數包括通過該無線電力發射器發射的電磁場提供給該無線電力接收器的電壓、電流或電力位準。
如請求項15所述的無線電力發射器，其中，該閾值量為至少10%。
如請求項15所述的無線電力發射器，其中，該閾值量為至少50%。
一種運行無線電力接收器的方法，包括：當嘗試改變由無線電力發射器提供的電磁參數時，向該無線電力發射器發送對第一類型的異物檢測執行重新校準的請求；從該無線電力發射器接收第二類型的異物檢測結果；當該異物檢測結果指示存在或可能存在異物時，改變一個或複數個無線電力傳輸參數，限制無線電力傳輸或停止該無線電力傳輸；和當該異物檢測結果指示不存在異物或可能不存在異物時，繼續進行該無線電力傳輸並執行該第一類型的異物檢測的重新校準。
如請求項19所述的方法，其中，該第一類型的異物檢測測量電力損耗，並且該第二類型的異物檢測測量Q因子和/或系統自諧振頻率。
如請求項19所述的方法，其中，該請求包括存在異物的可能性的指示。
如請求項21所述的方法，其中，該無線電力接收器被配置為通過測量溫度變化來確定該存在異物的可能性。
一種無線電力接收器，包括：電路配置為：當嘗試改變由無線電力發射器提供的電磁參數時，向該無線電力發射器發送對第一類型的異物檢測執行重新校準的請求；從該無線電力發射器接收第二類型的異物檢測結果；當該異物檢測結果指示存在或可能存在異物時，改變一個或複數個無線電力傳輸參數，限制無線電力傳輸或停止該無線電力傳輸；和當該異物檢測結果指示不存在異物或可能不存在異物時，繼續進行該無線電力傳輸並執行該第一類型的異物檢測的重新校準。
如請求項23所述的無線電力接收器，其中，該第一類型的異物檢測測量電力損耗，並且該第二類型的異物檢測測量Q因子和/或系統自諧振頻率。
如請求項23所述的無線電力接收器，其中，該請求包括存在異物的可能性的指示。
如請求項23所述的無線電力接收器，其中，該無線電力接收器被配置為通過測量溫度變化來確定該存在異物的可能性。