RU2792026C2 - Wireless energy transmission - Google Patents

Wireless energy transmission Download PDF

Info

Publication number
RU2792026C2
RU2792026C2 RU2021124277A RU2021124277A RU2792026C2 RU 2792026 C2 RU2792026 C2 RU 2792026C2 RU 2021124277 A RU2021124277 A RU 2021124277A RU 2021124277 A RU2021124277 A RU 2021124277A RU 2792026 C2 RU2792026 C2 RU 2792026C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
power
configuration
transmitter
power transmission
receiver
Prior art date
Application number
RU2021124277A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2021124277A (en
Inventor
Антониус Адриан Мария СТАРИНГ
Original Assignee
Конинклейке Филипс Н.В.
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 Конинклейке Филипс Н.В. filed Critical Конинклейке Филипс Н.В.
Publication of RU2021124277A publication Critical patent/RU2021124277A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2792026C2 publication Critical patent/RU2792026C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: invention relates to the field of electrical engineering, in particular to wireless energy transmission. Energy transmitter (101) transmits energy to energy receiver (105) by means of an electromagnetic energy transmission signal. Energy transmitter (101) contains output circuit (302, 103) with transmitting coil (103) generating an energy transmission signal in response to an excitation signal generated with exciter (301). Configuration controller (303) switches between energy transmission configurations having different maximum limit values of power and voltage amplitude for the excitation signal. Transmitter (307) transmits to energy receiver (105) a power configuration message containing data indicating voltage amplitude for the first energy transmission configuration, while receiver (305) receives a message with a request for changing energy transmission configuration from energy receiver (105). Specified configuration controller (303) switches energy transmitter (101) to the first energy transmission configuration in response to the specified message with the request for changing energy transmission configuration.
EFFECT: provision of different maximum limit values of power due to combined change in configuration of a transmitter and a receiver.
16 cl, 10 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY

Настоящее изобретение относится к функционированию системы для беспроводной передачи энергии и, в частности, но без исключения, к подходам для поддержки более высоких уровней мощности в системе для беспроводной передачи энергии, такой как система Qi.The present invention relates to the operation of a wireless power transmission system, and in particular, but without exception, to approaches for supporting higher power levels in a wireless power transmission system such as a Qi system.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION

Для питания от внешнего источника питания для большинства современных электрических изделий необходимо обеспечить специальный электрический контакт. Однако это, как правило, непрактично и требует от пользователя физической вставки соединителей или обеспечения физического электрического контакта иным образом. Кроме того, как правило, требования к питанию, значительно отличаются, и в настоящее время большинство устройств поставляются со своими собственными специальными блоками питания, в результате чего типичный пользователь имеет большое количество разных блоков питания, при этом каждый блок питания специально предназначен для конкретного устройства. Хотя использование внутренних батарей может позволить избежать необходимости обеспечения проводного соединения с источником питания во время использования, применение батарей является лишь частичным решением, поскольку батареи нужно будет подзаряжать (или заменять). Использование батарей также может привести к существенному увеличению массы и потенциальному увеличению стоимости и размера устройств. For power from an external power source for most modern electrical products, it is necessary to provide a special electrical contact. However, this is generally impractical and requires the user to physically insert connectors or otherwise make physical electrical contact. Also, power requirements tend to vary considerably, and nowadays most devices come with their own dedicated power supplies, leaving the typical user with a large number of different power supplies, with each power supply specifically designed for a particular device. While the use of internal batteries may avoid the need for a wired connection to the power source during use, the use of batteries is only a partial solution as the batteries will need to be recharged (or replaced). The use of batteries can also lead to a significant increase in weight and a potential increase in the cost and size of devices.

С целью значительного повышения удобства использования было предложено применять беспроводной источник питания, в котором энергия передается посредством индукции от катушки передатчика в устройстве-передатчике энергии к катушке приемника в отдельных устройствах.In order to greatly improve usability, it has been proposed to use a wireless power supply in which energy is transferred by induction from a transmitter coil in a power transmitter device to a receiver coil in separate devices.

Передача энергии посредством магнитной индукции - это хорошо известная концепция, в основном применяемая в трансформаторах, имеющих сильную связь между первичной индуктивностью/катушкой передатчика и вторичной катушкой приемника. Благодаря разделению первичной катушки передатчика и вторичной катушки приемника, между двумя устройствами становится возможной беспроводная передача энергии между ними, основанная на принципе слабосвязанного трансформатора. Power transfer by magnetic induction is a well known concept, mainly applied in transformers having a strong coupling between the primary inductance/transmitter coil and the secondary receiver coil. By separating the primary transmitter coil and the secondary receiver coil, wireless power transmission between the two devices is possible based on the principle of a loosely coupled transformer.

Такое расположение позволяет осуществлять беспроводную передачу энергии на устройство без необходимости использования каких-либо проводов или выполнения физических электрических соединений. В действительности это может позволить просто помещать устройство рядом или сверху катушки передатчика для подзарядки или получения питания от внешнего источника. Например, устройства-передатчики энергии могут быть выполнены с горизонтальной поверхностью, на которую можно просто поместить устройство, чтобы оно получало питание.This arrangement allows power to be transferred wirelessly to the device without the need for any wires or physical electrical connections. In fact, this may allow you to simply place the device near or on top of the transmitter coil to recharge or receive power from an external source. For example, power transmitter devices can be made with a horizontal surface on which the device can simply be placed to receive power.

Кроме того, такие устройства для беспроводной передачи энергии предпочтительно могут быть выполнены таким образом, чтобы устройство-передатчик энергии можно было использовать с различными устройствами-приемниками энергии. В частности, был определен и в настоящее время находится в стадии дальнейшей разработки подход на основе беспроводной передачи энергии, известный как спецификации Qi. Этот подход позволяет использовать удовлетворяющие спецификациям Qi устройства-передатчики энергии вместе с устройствами-приемниками энергии, также удовлетворяющими спецификациям Qi, которые не обязательно должны быть произведены одним и тем же изготовителем или специально предназначены друг для друга. Стандарт Qi также включает некоторые функциональные средства, позволяющие адаптировать функционирование для конкретного устройства-приемника энергии (например, в зависимости от конкретного потребления энергии).In addition, such wireless power transmission devices can preferably be configured such that the power transmitter device can be used with a variety of power receiver devices. In particular, an approach based on wireless power transmission, known as the Qi specification, has been defined and is currently under further development. This approach allows the use of Qi-compliant power transmitter devices with also Qi-compliant power receiver devices that do not have to be made by the same manufacturer or specifically designed for each other. The Qi standard also includes some functionality that allows you to tailor the operation for a specific power sink device (eg, depending on a specific power consumption).

Спецификация Qi разработана Консорциумом беспроводной передачи энергии, на веб-сайте: http://www.wirelesspowerconsortium.com/index.htm l которого имеется дополнительная информация, в частности, некоторые документы спецификации.The Qi specification is developed by the Wireless Power Consortium, at the website: http://www.wirelesspowerconsortium.com/index.htm l which has more information, in particular some specification documents.

Спецификация Qi в первоначальной версии 1.0 определяля маломощную беспроводную передачу энергии, которая на практике была ограничена низкими уровнями мощности ниже 5 Вт. В последующих версиях это было распространено на более высокие уровни мощности, а в версии 1.2, например, предусматривается проверка на соответствие требованиям на уровнях мощности до 15 Вт. The Qi specification in its original version 1.0 defined low power wireless power transmission, which in practice was limited to low power levels below 5W. Later versions extended this to higher power levels, and version 1.2, for example, provides for compliance testing at power levels up to 15W.

Однако желательно поддерживать еще более высокие уровни мощности, и для достижения этого в некоторых случаях были внедрены специализированные разработки. Тем не менее, большая часть предлагаемых подходов для поддержки беспроводной передачи энергии высокого уровня мощности, как правило, неоптимальны, и может возникнуть ряд проблем или нежелательных эффектов. Например, поддержка большого диапазона мощности является сложной задачей. Например, изменения в подаваемой мощности в большом диапазоне могут быть трудно управляемы только путем регулировки или ограничения тока, подаваемого в катушку передатчика энергии. Другая проблема заключается в обеспечении того, чтобы последствия изменения рабочих параметров и условий, например, при изменении уровней мощности, были приемлемыми и, например, могли быть обработаны приемником энергии. Например, существенное и быстрое изменение напряжения возбуждения может привести к возникновению переходного напряжения, наведенного в приемнике энергии, тем самым потенциально вызывая ситуацию перенапряжения (или пониженного напряжения).However, it is desirable to support even higher power levels, and in some cases, specialized designs have been introduced to achieve this. However, most of the proposed approaches to support high power wireless power transmission are generally sub-optimal and a number of problems or undesirable effects may occur. For example, supporting a large power range is a challenge. For example, large range variations in power delivered can be difficult to control just by adjusting or limiting the current supplied to the power transmitter coil. Another problem is to ensure that the effects of changing operating parameters and conditions, such as changing power levels, are tolerable and, for example, can be handled by the power receiver. For example, a significant and rapid change in the drive voltage can cause a transient voltage to be induced in the power receiver, thereby potentially causing an overvoltage (or undervoltage) situation.

Следовательно, является предпочтительным усовершенствованный подход к беспроводной передаче энергии, в частности, является предпочтительным применение подхода, позволяющего повысить гибкость, снизить стоимость, снизить сложность, улучшить поддержку больших диапазонов мощности, улучшить переходные характеристики мощности, улучшить адаптируемость и обратную совместимость, усовершенствовать операцию передачи энергии и/или улучшить характеристики.Therefore, an improved approach to wireless power transmission is preferable, in particular, it is preferable to use an approach that can increase flexibility, reduce cost, reduce complexity, improve support for large power ranges, improve power transient response, improve adaptability and backward compatibility, improve power transmission operation. and/or improve performance.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯDISCLOSURE OF THE INVENTION

Соответственно, предпочтительной задачей настоящего изобретения является уменьшение, смягчение или устранение одного или более из вышеупомянутых недостатков по отдельности или в любой их комбинации.Accordingly, it is a preferred object of the present invention to reduce, alleviate or eliminate one or more of the above disadvantages, alone or in any combination thereof.

В соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения предложен передатчик энергии для беспроводной подачи энергии в приемник энергии посредством электромагнитного сигнала передачи энергии; передатчик энергии содержит: катушку передатчика для генерации сигнала передачи энергии в ответ на сигнал возбуждения, подаваемый в катушку передатчика; возбудитель для генерации сигнала возбуждения; конфигурационный контроллер для переключения между набором конфигураций передачи энергии, причем конфигурации передачи энергии из набора конфигураций передачи энергии имеют различные сочетания максимального предельного значения мощности и амплитуды напряжения для сигнала возбуждения; передатчик для передачи сообщения о конфигурации мощности приемнику энергии, при этом сообщение о конфигурации мощности содержит данные, указывающие на амплитуду напряжения для первой конфигурации передачи энергии из набора конфигураций передачи энергии; приемник для приема от приемника энергии сообщения с запросом на изменение конфигурации передачи энергии; при этом конфигурационный контроллер выполнен с возможностью переключения передатчика энергии в первую конфигурацию передачи энергии в ответ на сообщение с запросом на изменение конфигурации передачи энергии.In accordance with one aspect of the present invention, there is provided a power transmitter for wirelessly supplying power to a power receiver via an electromagnetic power transmission signal; the power transmitter includes: a transmitter coil for generating a power transmission signal in response to an excitation signal applied to the transmitter coil; an exciter for generating an excitation signal; a configuration controller for switching between the set of power transmission configurations, wherein the power transmission patterns of the set of power transmission configurations have different combinations of maximum power limit and voltage amplitude for the drive signal; a transmitter for transmitting a power configuration message to a power receiver, the power configuration message including data indicative of a voltage amplitude for a first power transmission pattern of the set of power transmission patterns; a receiver for receiving, from the power receiver, a request message to change the power transmission configuration; wherein the configuration controller is configured to switch the power transmitter to the first power transmission configuration in response to a request message to change the power transmission configuration.

Настоящее изобретение может обеспечить улучшенные рабочие характеристики и/или улучшенную передачу энергии в различных сценариях. Оно может в различных вариантах реализации обеспечить улучшенную и более эффективную передачу энергии в большом диапазоне уровней мощности. Этот подход может в различных вариантах реализации поддерживать, включать, улучшать или облегчать беспроводную передачу энергии высокой мощности.The present invention may provide improved performance and/or improved power transfer in various scenarios. It may, in various embodiments, provide improved and more efficient power transfer over a wide range of power levels. This approach may, in various implementations, support, enable, enhance, or facilitate high power wireless power transmission.

В различных вариантах реализации может быть достигнуто улучшенное переключение между различными конфигурациями передачи энергии, и, в частности, влияние переходных условий и изменений параметров передачи энергии часто может быть смягчено. В частности, в различных вариантах реализации и сценариях может быть достигнута улучшенная работа при переходном пониженном/повышенном напряжении.In various embodiments, improved switching between different power transmission configurations can be achieved, and in particular, the effects of transient conditions and changes in power transmission parameters can often be mitigated. In particular, improved under/over voltage transient performance can be achieved in various implementations and scenarios.

Указанный набор конфигураций передачи энергии может иметь различные сочетания максимального предельного значения мощности и амплитуды напряжения для сигнала возбуждения в том смысле, что по меньшей мере одно из максимального предельного значения мощности и амплитуды напряжения отличается для различных конфигураций передачи энергии из набора конфигураций передачи энергии.Said set of power transfer patterns may have different combinations of maximum power limit and voltage amplitude for the drive signal in the sense that at least one of the maximum power limit and voltage amplitude is different for different power transfer patterns of the set of power transfer patterns.

Первая конфигурация передачи энергии является потенциальной конфигурацией передачи энергии. Первая конфигурация передачи энергии отличается от текущей конфигурации передачи энергии (являющейся конфигурацией передачи энергии, в которой в данный момент времени работает передатчик энергии).The first power transfer configuration is a potential power transfer configuration. The first power transmission configuration is different from the current power transmission configuration (which is the power transmission configuration in which the power transmitter is currently operating).

Указанный конфигурационный контроллер может быть выполнен с возможностью переключения передатчика энергии из текущей конфигурации передачи энергии в первую конфигурацию передачи энергии в ответ на сообщение с запросом на изменение конфигурации передачи энергии. Указанный конфигурационный контроллер может быть выполнен с возможностью переключения передатчика энергии в первую конфигурацию передачи энергии в ответ на получение сообщения с запросом на изменение конфигурации передачи энергии. Указанное сообщение с запросом на изменение конфигурации передачи энергии может запрашивать изменение текущего режима передачи энергии на первый режим передачи энергии.Said configuration controller may be configured to switch the power transmitter from the current power transmission configuration to the first power transmission configuration in response to a request message to change the power transmission configuration. Said configuration controller may be configured to switch the power transmitter to the first power transmission configuration in response to receiving a request message to change the power transmission configuration. Said power transfer configuration change request message may request changing the current power transfer mode to the first power transfer mode.

Выходная цепь может содержать колебательный (или накопительный) контур, содержащую катушку передатчика, или состоять из этой цепи. Катушка передатчика может быть резонирующим компонентом колебательного контура. Колебательный контур может быть последовательным колебательным контуром или параллельным колебательным контуром. Колебательный контур может содержать один или более конденсаторов.The output circuit may or may consist of an oscillating (or storage) circuit containing a transmitter coil. The transmitter coil may be the resonating component of an oscillatory circuit. The oscillatory circuit may be a series oscillatory circuit or a parallel oscillatory circuit. The oscillatory circuit may contain one or more capacitors.

Амплитуда напряжения может быть, например, амплитудой размаха напряжения, пиковой амплитудой и/или полуамплитудой. В некоторых вариантах реализации и для некоторых сигналов амплитуда напряжения может быть, например, эффективной или среднеквадратичной амплитудой.The voltage amplitude may be, for example, a voltage peak-to-peak amplitude, a peak amplitude, and/or a half-amplitude. In some implementations and for some signals, the voltage amplitude may be, for example, effective or RMS amplitude.

Амплитуда напряжения для конфигурации передачи энергии может быть постоянной амплитудой напряжения для сигнала возбуждения. Передатчик энергии может быть выполнен с возможностью управления уровнем мощности сигнала передачи энергии путем изменения по меньшей мере одного из: частоты, рабочего цикла и амплитуды тока сигнала возбуждения. Амплитуда напряжения может быть постоянной/фиксированной для данной конфигурации передачи энергии. The voltage amplitude for the power transfer configuration may be a constant voltage amplitude for the drive signal. The power transmitter may be configured to control the power level of the power transmission signal by changing at least one of the frequency, duty cycle, and current amplitude of the drive signal. The voltage amplitude may be constant/fixed for a given power transfer configuration.

В некоторых вариантах реализации амплитуда напряжения для конфигурации передачи энергии может быть диапазоном амплитуд напряжения для сигнала возбуждения. Например, амплитуда напряжения для каждой конфигурации передачи энергии может представлять собой максимальное предельное значение амплитуды напряжения и/или минимальное предельное значение амплитуды напряжения. В некоторых вариантах реализации амплитуда напряжения для первой конфигурации передачи энергии, представленная в сообщении о конфигурации мощности, может быть указанием диапазона амплитуд напряжения и/или максимального/минимального предельного значения амплитуды напряжения для первой конфигурации передачи энергии. В некоторых вариантах реализации амплитуда напряжения для первой конфигурации передачи энергии, представленная в сообщении о конфигурации мощности, может быть указанием номинальной или начальной амплитуды напряжения для сигнала возбуждения после переключения к первой конфигурации передачи энергии.In some embodiments, the voltage amplitude for the power transfer configuration may be a range of voltage amplitudes for the drive signal. For example, the voltage amplitude for each power transfer configuration may be a maximum voltage amplitude limit and/or a minimum voltage amplitude limit. In some embodiments, the voltage amplitude for the first power transfer configuration presented in the power configuration message may be an indication of a voltage amplitude range and/or a maximum/minimum voltage amplitude limit for the first power transfer configuration. In some embodiments, the voltage amplitude for the first power transfer configuration presented in the power configuration message may be an indication of the nominal or initial voltage amplitude for the drive signal after switching to the first power transfer configuration.

В соответствии с дополнительным признаком настоящего изобретения данные указывают на относительную разность между амплитудой напряжения для первой конфигурации передачи энергии и амплитудой напряжения для текущей конфигурации передачи энергии.According to a further feature of the present invention, the data indicates the relative difference between the voltage amplitude for the first power transfer configuration and the voltage amplitude for the current power transfer configuration.

Это может обеспечить более высокую эффективность в различных вариантах реализации. Это может обеспечить более эффективный компромисс между точностью и полосой пропускания канала связи в различных вариантах реализации и может обеспечить особенно важную информацию для переходных характеристик при изменении конфигураций передачи мощности.This may provide higher efficiency in various implementations. This may provide a more efficient trade-off between accuracy and communication channel bandwidth in various implementations, and may provide particularly important information for transient responses as power transmission configurations change.

В соответствии с дополнительным признаком настоящего изобретения данные указывают на соотношение между амплитудой напряжения для первой конфигурации передачи энергии и амплитудой напряжения для текущей конфигурации передачи энергии.According to a further feature of the present invention, the data indicates the relationship between the voltage amplitude for the first power transfer configuration and the voltage amplitude for the current power transfer configuration.

Это может обеспечить более высокую эффективность в различных вариантах реализации. Это может позволить более эффективный компромисс между точностью и полосой пропускания канала связи в различных вариантах реализации и может обеспечить особенно важную информацию для переходных характеристик при изменении конфигураций передачи энергии.This may provide higher efficiency in various implementations. This may allow a more efficient trade-off between accuracy and communication channel bandwidth in various implementations, and may provide particularly important information for transient responses as power transmission configurations change.

В соответствии с дополнительным признаком настоящего изобретения первая конфигурация передачи энергии представляет собой конфигурацию передачи энергии из набора конфигураций передачи энергии, имеющую максимальное предельное значение мощности, являющееся по меньшей мере одним из следующего более высокого максимального предельного значения мощности и следующего более низкого максимального предельного значения мощности для максимального предельного значения мощности текущей конфигурации передачи энергии.According to a further feature of the present invention, the first power transmission configuration is a power transmission configuration of a set of power transmission configurations having a maximum power limit that is at least one of the next higher maximum power limit and the next lower maximum power limit for the maximum power limit of the current power transfer configuration.

Это может обеспечить особенно эффективную работу в различных вариантах реализации. Это может, в частности, обеспечить эффективный подход для управления динамическим изменением уровня мощности, который может поддерживать большой диапазон уровней мощности, но при этом поддерживать низкие требования к связи. Это может ограничивать изменения уровня мощности для уменьшения переходных свойств и/или снижения требования к связи, например, путем обеспечения того, что для потенциальных конфигураций передачи мощности не требуется никакой дополнительной информации, кроме амплитуды напряжения.This may provide particularly efficient operation in various implementations. This may in particular provide an efficient approach for dynamic power level control that can support a wide range of power levels while still maintaining low communication requirements. This can limit power level changes to reduce transient properties and/or reduce communication requirements, for example by ensuring that no additional information other than voltage amplitude is required for potential power transfer patterns.

В соответствии с дополнительным признаком настоящего изобретения сообщение о конфигурации мощности содержит данные, указывающие амплитуду напряжения для второй конфигурации передачи энергии из указанного набора конфигураций передачи энергии, при этом первая конфигурация передачи энергии представляет собой конфигурацию передачи энергии из указанного набора конфигураций передачи энергии, имеющую максимальное предельное значение мощности, представляющее собой следующее более высокое максимальное предельное значение мощности для максимального предельного значения мощности в текущей конфигурации передачи энергии, а вторая конфигурация передачи энергии представляет собой конфигурацию передачи энергии из указанного набора конфигураций передачи энергии, имеющую максимальное предельное значение мощности, представляющее собой следующее более низкое максимальное предельное значение мощности для максимального предельного значения мощности в текущей конфигурации передачи энергии.According to a further feature of the present invention, the power configuration message comprises data indicating a voltage amplitude for a second power transmission pattern of said power transmission pattern set, wherein the first power transmission pattern is a power transmission pattern of said power transmission pattern set having a maximum limit a power value representing the next higher maximum power limit value for the maximum power limit value in the current power transmission configuration, and the second power transmission configuration is a power transmission configuration of the specified set of power transmission configurations having a maximum power limit value which is the next higher low maximum power limit for the maximum power limit in the current power transfer configuration.

Это может обеспечить особенно эффективную работу в различных вариантах реализации. Сообщение о режиме мощности может, в частности, предоставлять информацию для ближайших (с точки зрения максимального предельного значения мощности) конфигураций передачи энергии, доступных для передатчика энергии, для соответственного увеличения и уменьшения уровня мощности.This may provide particularly efficient operation in various implementations. The power mode message may specifically provide information for the closest (in terms of maximum power limit) power transmission configurations available to the power transmitter to increase and decrease the power level accordingly.

В соответствии с дополнительным признаком настоящего изобретения заданное значение данных, указывающих амплитуду напряжения, указывает на то, что набор конфигураций передачи энергии не содержит конфигурацию передачи энергии, которая имеет более высокое максимальное предельное значение мощности, чем максимальное предельное значение мощности текущей конфигурации передачи энергии.According to a further feature of the present invention, the set value of the voltage amplitude indicating data indicates that the set of power transmission patterns does not contain a power transmission pattern that has a higher maximum power limit value than the maximum power limit value of the current power transmission pattern.

Это может обеспечить особенно эффективную передачу данных о наличии конфигураций передачи энергии. This can provide a particularly efficient communication of the presence of power transmission configurations.

В некоторых вариантах реализации заданное значение данных, указывающих амплитуду напряжения, указывает на то, что набор конфигураций передачи энергии не содержит конфигурацию передачи энергии, которая имеет более низкое максимальное предельное значение мощности, чем максимальное предельное значение мощности текущей конфигурации передачи энергии.In some embodiments, the set value of data indicating voltage amplitude indicates that the set of power transfer configurations does not contain a power transfer configuration that has a lower maximum power limit than the maximum power limit of the current power transfer configuration.

Это может обеспечить особенно эффективную передачу данных о наличии конфигураций передачи энергии. This can provide a particularly efficient communication of the presence of power transmission configurations.

В некоторых вариантах реализации заданное значение данных, указывающее амплитуду напряжения, указывает на отсутствие изменения амплитуды напряжения в первой конфигурации передачи энергии относительно амплитуды напряжения в текущей конфигурации передачи энергии.In some embodiments, the setpoint data value indicating the voltage amplitude indicates no change in the voltage amplitude in the first power transfer configuration relative to the voltage amplitude in the current power transfer configuration.

В соответствии с дополнительным признаком настоящего изобретения конфигурационный контроллер выполнен с возможностью передачи сообщения о конфигурации мощности в ответ на обнаружение того, что рабочая характеристика передачи энергии соответствует критерию.In accordance with a further feature of the present invention, the configuration controller is configured to transmit a power configuration message in response to detecting that the power transfer performance meets a criterion.

Это может обеспечить особенно предпочтительные характеристики и функционирование во многих вариантах осуществления. Данный подход может поддерживать инициированное передатчиком энергии изменение конфигурации передачи энергии, обеспечивая при этом, чтобы это выполнялось совместно с приемником энергии, тем самым снижая риск нежелательных эффектов в приемнике энергии.This may provide particularly advantageous performance and operation in many embodiments. This approach can support power transmitter-initiated power transfer reconfiguration while ensuring that this is done in conjunction with the power receiver, thereby reducing the risk of unwanted effects at the power receiver.

Рабочие характеристики передачи энергии могут быть, в частности, параметром, указывающим текущий уровень мощности сигнала передачи энергии (для текущей конфигурации передачи энергии), таким как, например, параметр, указывающий частоту или ток сигнала возбуждения.The power transfer performance may in particular be a parameter indicating the current power level of the power transfer signal (for the current power transfer configuration), such as, for example, a parameter indicating the frequency or current of the drive signal.

В соответствии с дополнительным признаком настоящего изобретения конфигурационный контроллер выполнен с возможностью передачи сообщения о конфигурации мощности в ответ на обнаружение того, что текущий уровень мощности передатчика энергии превышает пороговое значение, причем указанное пороговое значение зависит от максимального предельного значения мощности текущей конфигурации передачи энергии.In accordance with a further feature of the present invention, the configuration controller is configured to transmit a power configuration message in response to detecting that the current power level of the power transmitter exceeds a threshold, said threshold being dependent on the maximum power limit of the current power transmission configuration.

Это может обеспечить особенно предпочтительные характеристики и функционирование во многих вариантах осуществления. Данный подход может поддерживать инициированное передатчиком энергии изменение конфигурации передачи энергии, обеспечивая при этом, чтобы это выполнялось совместно с приемником энергии, тем самым снижая риск нежелательных эффектов в приемнике энергии.This may provide particularly advantageous performance and operation in many embodiments. This approach can support power transmitter-initiated power transfer reconfiguration while ensuring that this is done in conjunction with the power receiver, thereby reducing the risk of unwanted effects at the power receiver.

В соответствии с дополнительным признаком настоящего изобретения конфигурационный контроллер выполнен с возможностью передачи сообщения о конфигурации мощности в ответ на получение сообщения с запросом информации о конфигурации мощности от приемника энергии.In accordance with a further feature of the present invention, the configuration controller is configured to transmit a power configuration message in response to receiving a power configuration information request message from a power receiver.

Это может обеспечить особенно предпочтительные характеристики и функционирование во многих вариантах осуществления. Данный подход может поддерживать инициированное приемником энергии изменение конфигурации передачи энергии, обеспечивая при этом, чтобы это выполнялось совместно с передатчиком энергии.This may provide particularly advantageous performance and operation in many embodiments. This approach can support a power receiver-initiated reconfiguration of the power transmission while ensuring that this is done in conjunction with the power transmitter.

В соответствии с дополнительным признаком настоящего изобретения конфигурационный контроллер выполнен с возможностью переключения передатчика энергии в первую конфигурацию передачи энергии после передачи сообщения с подтверждением приемнику энергии, причем указанное сообщение с подтверждением подтверждает получение сообщения с запросом, принятого от приемника энергии.According to a further feature of the present invention, the configuration controller is configured to switch the power transmitter to a first power transmission configuration after transmitting an acknowledgment message to the power receiver, said acknowledgment message acknowledging receipt of the request message received from the power receiver.

Это может обеспечить особенно предпочтительные характеристики и функционирование во многих вариантах осуществления.This may provide particularly advantageous performance and operation in many embodiments.

В соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения предложен приемник энергии для беспроводного приема энергии от передатчика энергии посредством электромагнитного сигнала передачи энергии, содержащий: входную цепь, содержащую катушку приемника энергии, выполненную с возможностью извлечения энергии из сигнала передачи энергии; приемник для приема сообщения о конфигурации мощности от передатчика энергии, причем указанное сообщение о конфигурации мощности содержит данные, указывающие амплитуду напряжения сигнала возбуждения для по меньшей мере первой конфигурации передачи энергии из набора конфигураций передачи энергии, при этом указанные конфигурации передачи энергии из указанного набора конфигураций передачи энергии имеют различные сочетания максимального предельного значения мощности и амплитуды напряжения, и причем указанный сигнал возбуждения предназначен для выходной цепи передатчика энергии, содержащей катушку передатчика, для генерирования сигнала передачи энергии в ответ на сигнал возбуждения, подаваемый в выходную цепь; конфигурационный контроллер, выполненный с возможностью обнаружения предпочтения изменения конфигурации передачи энергии для переключения передатчика энергии в первую конфигурацию передачи энергии; и передатчик для передачи сообщения с запросом на изменение конфигурации передачи энергии передатчику энергии в ответ на обнаружение предпочтения изменения конфигурации передачи энергии, при этом указанное сообщение с запросом на изменение конфигурации передачи энергии содержит запрос на переключение передатчика энергии в первую конфигурацию передачи энергии.In accordance with one aspect of the present invention, there is provided a power receiver for wirelessly receiving power from a power transmitter via an electromagnetic power transmission signal, comprising: an input circuit comprising a power receiver coil configured to extract power from the power transmission signal; a receiver for receiving a power configuration message from a power transmitter, said power configuration message comprising data indicating a drive signal voltage amplitude for at least a first power transmission configuration from a set of power transmission configurations, said power transmission configurations from said set of transmission configurations energies have various combinations of maximum power limit and voltage amplitude, and wherein said drive signal is for a power transmitter output circuit comprising a transmitter coil to generate a power transfer signal in response to a drive signal applied to the output circuit; a configuration controller configured to detect a preference for changing the power transmission configuration to switch the power transmitter to the first power transmission configuration; and a transmitter for transmitting a power transmission configuration change request message to the power transmitter in response to detecting a power transmission configuration change preference, said power transmission configuration change request message comprising a request to switch the power transmitter to the first power transmission configuration.

В соответствии с дополнительным признаком настоящего изобретения конфигурационный контроллер выполнен с возможностью управления передачей энергии для изменения напряжения, наведенного в катушке приемника энергии, перед изменением конфигурации передачи энергии на первую конфигурацию передачи энергии.In accordance with a further feature of the present invention, the configuration controller is configured to control the power transmission to change the voltage induced in the power receiver coil before changing the power transmission configuration to the first power transmission configuration.

Это может обеспечить особенно предпочтительные характеристики и функционирование в различных вариантах реализации. Это может в различных сценариях компенсировать или смягчать переходные колебания напряжения и, например, предотвращать условия для пониженного или повышенного напряжения.This may provide particularly advantageous performance and performance in various implementations. This can, in various scenarios, compensate or mitigate transient voltage fluctuations and, for example, prevent undervoltage or overvoltage conditions.

В соответствии с дополнительным признаком настоящего изобретения конфигурационный контроллер выполнен с возможностью изменения импеданса нагрузки для катушки приемника энергии перед изменением конфигурации передачи энергии на первую конфигурацию передачи энергии.In accordance with a further feature of the present invention, the configuration controller is configured to change the load impedance for the power receiver coil before changing the power transfer configuration to the first power transfer configuration.

Это может обеспечить особенно предпочтительные характеристики и функционирование в различных вариантах реализации.This may provide particularly advantageous performance and performance in various implementations.

В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения предложен способ работы передатчика энергии, беспроводным образом передающего энергию приемнику энергии посредством электромагнитного сигнала передачи энергии, включающий: генерирование сигнала передачи энергии посредством катушки передатчика в ответ на сигнал возбуждения, подаваемый в катушку передатчика; генерирование сигнала возбуждения; переключение между набором конфигураций передачи энергии, причем указанные конфигурации передачи энергии из указанного набора конфигураций передачи энергии имеют различные сочетания максимального предельного значения мощности и амплитуды напряжения для сигнала возбуждения; передачу приемнику энергии сообщения о конфигурации мощности, содержащего данные, указывающие на амплитуду напряжения для первой конфигурации передачи энергии из указанного набора конфигураций передачи энергии; прием сообщения с запросом на изменение конфигурации передачи энергии от приемника энергии; и при этом переключение между указанным набором конфигураций передачи энергии переключает передатчик энергии в первую конфигурацию передачи энергии в ответ на сообщение с запросом на изменение конфигурации передачи энергии.In accordance with one aspect of the present invention, there is provided a method of operating a power transmitter that wirelessly transmits power to a power receiver via an electromagnetic power transfer signal, comprising: generating a power transfer signal via a transmitter coil in response to a drive signal applied to the transmitter coil; generating an excitation signal; switching between a set of power transmission configurations, wherein said power transmission patterns of said set of power transmission configurations have different combinations of maximum power limit and voltage amplitude for the drive signal; transmitting to the power receiver a power configuration message containing data indicative of a voltage amplitude for a first power transmission configuration of said set of power transmission configurations; receiving a power transfer configuration change request message from the power receiver; and wherein switching between said set of power transmission configurations switches the power transmitter to the first power transmission configuration in response to the power transmission configuration change request message.

В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения предложен способ работы приемника энергии, принимающего энергию по каналу беспроводной связи от передатчика энергии посредством электромагнитного сигнала передачи энергии, включающий: извлечение энергии посредством катушки приемника энергии из сигнала передачи энергии; прием от передатчика энергии сообщения о конфигурации мощности, содержащего данные, указывающие амплитуду напряжения сигнала возбуждения для по меньшей мере первой конфигурации передачи энергии из набора конфигураций передачи энергии, причем указанные конфигурации передачи энергии из указанного набора конфигураций передачи энергии имеют различные сочетания максимального предельного значения мощности и амплитуды напряжения, при этом указанный сигнал возбуждения предназначен для выходной цепи передатчика энергии, содержащей катушку передатчика, для генерирования сигнала передачи энергии в ответ на сигнал возбуждения, подаваемый в выходную цепь; обнаружение предпочтения изменения конфигурации передачи энергии для переключения передатчика энергии в первую конфигурацию передачи энергии; и передачу передатчику энергии сообщения с запросом на изменение конфигурации передачи энергии в ответ на обнаружение предпочтения изменения конфигурации передачи энергии, причем указанное сообщение с запросом на изменение конфигурации передачи энергии содержит запрос на переключение передатчика энергии в первую конфигурацию передачи энергии.In accordance with one aspect of the present invention, there is provided a method for operating a power receiver receiving power wirelessly from a power transmitter via a power transmission electromagnetic signal, comprising: extracting power via a power receiver coil from the power transmission signal; receiving from the power transmitter a power configuration message comprising data indicating a voltage amplitude of the drive signal for at least a first power transmission configuration of a set of power transmission configurations, said power transmission patterns of said set of power transmission configurations having different combinations of maximum power limit value and a voltage amplitude, wherein said drive signal is provided to an output circuit of a power transmitter comprising a transmitter coil to generate a power transfer signal in response to a drive signal supplied to the output circuit; detecting a power transmission configuration change preference for switching the power transmitter to the first power transmission configuration; and transmitting to the power transmitter a power transmission configuration change request message in response to detecting a power transmission configuration change preference, said power transmission configuration change request message comprising a request to switch the power transmitter to the first power transmission configuration.

В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения предложена система беспроводной передачи энергии для беспроводной подачи энергии приемнику энергии от передатчика энергии посредством электромагнитного сигнала передачи энергии; при этом передатчик энергии содержит: выходную цепь, содержащую катушку передатчика, для генерирования сигнала передачи энергии в ответ на сигнал возбуждения, подаваемый в выходную цепь; возбудитель для генерирования сигнала возбуждения; конфигурационный контроллер для переключения между набором конфигураций передачи энергии, причем указанные конфигурации передачи энергии из указанного набора конфигураций передачи энергии содержат различные сочетания максимального предельного значения мощности и амплитуды напряжения для сигнала возбуждения; передатчик для передачи приемнику энергии сообщения о конфигурации мощности, причем указанное сообщение о конфигурации мощности содержит данные, указывающие амплитуду напряжения для первой конфигурации передачи энергии из указанного набора конфигураций передачи энергии; приемник для приема от приемника мощности сообщения с запросом на изменение конфигурации передачи энергии; и при этом конфигурационный контроллер выполнен с возможностью переключения передатчика энергии в первую конфигурацию передачи энергии в ответ на указанное сообщение с запросом на изменение конфигурации передачи энергии; и приемник энергии, содержащий: входную цепь, содержащую катушку приемника энергии, выполненную с возможностью извлечения энергии из сигнала передачи энергии; приемник для приема сообщения о конфигурации мощности от передатчика энергии, конфигурационный контроллер, выполненный с возможностью обнаружения предпочтения изменения конфигурации передачи энергии для переключения передатчика энергии в первую конфигурацию передачи энергии; и передатчик для передачи передатчику энергии сообщения с запросом на изменение конфигурации передачи энергии в ответ на обнаружение предпочтения изменения конфигурации передачи энергии, при этом указанное сообщение с запросом на изменение конфигурации передачи энергии содержит запрос на переключение передатчика энергии в первую конфигурацию передачи энергии.In accordance with yet another aspect of the present invention, a wireless power transmission system is provided for wirelessly supplying power to a power receiver from a power transmitter via an electromagnetic power transmission signal; wherein the power transmitter comprises: an output circuit comprising a transmitter coil for generating a power transmission signal in response to a drive signal applied to the output circuit; a driver for generating an excitation signal; a configuration controller for switching between a set of power transfer configurations, said power transfer patterns of said set of power transfer configurations comprising various combinations of a maximum power limit and a voltage amplitude for the drive signal; a transmitter for transmitting a power configuration message to a power receiver, said power configuration message comprising data indicative of a voltage amplitude for a first power transmission pattern of said set of power transmission patterns; a receiver for receiving, from the power receiver, a request message to change the power transmission configuration; and wherein the configuration controller is configured to switch the power transmitter to the first power transmission configuration in response to said power transmission configuration change request message; and a power receiver, comprising: an input circuit containing a power receiver coil configured to extract power from the power transmission signal; a receiver for receiving a power configuration message from the power transmitter, a configuration controller configured to detect a preference for changing the power transmission configuration to switch the power transmitter to the first power transmission configuration; and a transmitter for transmitting a power transmission configuration change request message to the power transmitter in response to detecting the power transmission configuration change preference, said power transmission configuration change request message comprising a request to switch the power transmitter to the first power transmission configuration.

Эти и другие аспекты, признаки и преимущества настоящего изобретения станут очевидными и будут разъяснены со ссылкой на вариант (варианты) реализации, описанный ниже.These and other aspects, features, and advantages of the present invention will become apparent and will be explained with reference to the embodiment(s) described below.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны исключительно в качестве примера со ссылкой на чертежи, на которых:Embodiments of the present invention will be described solely by way of example with reference to the drawings, in which:

На ФИГ. 1 представлен пример элементов системы для передачи энергии в соответствии с некоторыми вариантами реализации настоящего изобретения;FIG. 1 shows an example of elements of a power transmission system in accordance with some embodiments of the present invention;

На ФИГ. 2 показан пример набора конфигураций передачи энергии для передатчика энергии в соответствии с некоторыми вариантами реализации настоящего изобретения;FIG. 2 shows an example set of power transfer configurations for a power transmitter in accordance with some embodiments of the present invention;

На ФИГ. 3 показан пример элементов передатчика энергии в соответствии с некоторыми вариантами реализации настоящего изобретения;FIG. 3 shows an example of elements of a power transmitter in accordance with some embodiments of the present invention;

На ФИГ. 4 представлен пример элементов выходного каскада передатчика энергии;FIG. 4 shows an example of the elements of the output stage of the energy transmitter;

На ФИГ. 5 представлен пример элементов выходного каскада передатчика энергии;FIG. 5 shows an example of the elements of the output stage of the energy transmitter;

На ФИГ. 6 представлен пример элементов приемника энергии в соответствии с некоторыми вариантами реализации настоящего изобретения;FIG. 6 shows an example of elements of a power receiver in accordance with some embodiments of the present invention;

На ФИГ. 7 представлен пример сообщения о конфигурации мощности в соответствии с некоторыми вариантами реализации настоящего изобретения; FIG. 7 is an example of a power configuration message in accordance with some embodiments of the present invention;

На ФИГ. 8 представлен пример сообщения с запросом на изменение конфигурации передачи энергии в соответствии с некоторыми вариантами реализации настоящего изобретения; FIG. 8 shows an example of a power transfer configuration change request message in accordance with some embodiments of the present invention;

На ФИГ. 9 представлен пример обмена сообщениями в соответствии с некоторыми вариантами реализации настоящего изобретения; иFIG. 9 shows an example of messaging in accordance with some embodiments of the present invention; And

На ФИГ. 10 представлен пример обмена сообщениями в соответствии с некоторыми вариантами реализации настоящего изобретения.FIG. 10 shows an example of messaging in accordance with some embodiments of the present invention.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯIMPLEMENTATION OF THE INVENTION

В нижеследующем описании основное внимание уделяется вариантам реализации настоящего изобретения, которые могут быть применены в системе для беспроводной передачи энергии, и которые предполагают использование подхода к передаче энергии, например, известного из спецификации Qi. Однако следует понимать, что настоящее изобретение не ограничивается этим вариантом применения, а может быть применено во многих других системах беспроводной передачи энергии.The following description focuses on embodiments of the present invention that can be applied to a system for wireless power transmission, and which involve the use of a power transmission approach such as known from the Qi specification. However, it should be understood that the present invention is not limited to this application, but can be applied to many other wireless power transmission systems.

На ФИГ. 1 представлен пример системы для передачи энергии в соответствии с некоторыми вариантами реализации настоящего изобретения. Указанная система для передачи энергии содержит передатчик 101 энергии, который содержит катушку/индуктивность 103 передатчика (или соединен с ней). Система также содержит приемник 105 энергии, который содержит катушку/индуктивность 107 приемника (или соединен с ней). FIG. 1 shows an example of a power transmission system in accordance with some embodiments of the present invention. Said power transmission system comprises a power transmitter 101 which contains (or is connected to) a transmitter coil/inductance 103 . The system also includes a power receiver 105 which contains (or is connected to) a receiver coil/inductance 107 .

Система обеспечивает электромагнитный сигнал передачи энергии, который может за счет индукции передавать энергию от передатчика 101 энергии приемнику 105 энергии. В частности, передатчик 101 энергии генерирует электромагнитный сигнал, который распространяется в виде магнитного потока катушкой или индуктивностью 103 передатчика (которая, как правило, является частью выходной цепи в виде колебательного или накопительного контура). Сигнал передачи энергии может соответствовать электромагнитной составляющей передачи энергии, представляющей передачу энергии от передатчика энергии приемнику энергии, и может считаться соответствующей составляющей формируемого электромагнитного поля, которое передает энергию от передатчика энергии приемнику энергии. Например, если нагрузка катушки 107 приемника отсутствует, энергия не будет извлекаться приемником энергии из генерируемого электромагнитного поля (за исключением потерь). В таком случае при возбуждении катушки 103 передатчика может быть сгенерировано электромагнитное поле с потенциально высокой напряженностью поля, но уровень мощности сигнала передачи энергии будет нулевым (не считая потерь). В некоторых ситуациях, если присутствует посторонний объект, сигнал передачи энергии можно рассматривать как включающий компонент, соответствующий передаче энергии постороннему объекту, и, таким образом, сигнал передачи энергии можно рассматривать как соответствующий энергии, получаемой из электромагнитного поля, создаваемого передатчиком энергии. The system provides an electromagnetic power transfer signal that can inductively transfer power from the power transmitter 101 to the power receiver 105 . In particular, the energy transmitter 101 generates an electromagnetic signal that is propagated as a magnetic flux by the transmitter coil or inductance 103 (which is typically part of the output circuit in the form of an oscillating or storage circuit). The power transfer signal may correspond to an electromagnetic power transfer component representing the transfer of power from the power transmitter to the power receiver, and may be considered a corresponding component of the generated electromagnetic field that transfers power from the power transmitter to the power receiver. For example, if there is no load on the receiver coil 107, no energy will be extracted by the power receiver from the generated electromagnetic field (except for losses). In such a case, when the transmitter coil 103 is energized, an electromagnetic field with a potentially high field strength can be generated, but the power level of the power transmission signal will be zero (not including losses). In some situations, if a foreign object is present, the power transfer signal can be considered as including a component corresponding to the power transfer of the foreign object, and thus the power transfer signal can be considered as corresponding to the energy received from the electromagnetic field generated by the power transmitter.

Сигнал передачи энергии, как правило, может иметь частоту от приблизительно 20 кГц до приблизительно 500 кГц и зачастую для Qi-совместимых систем, как правило, в диапазоне от 95 кГц до 205 кГц (или, например, для вариантов применения в кухне с высокой мощностью частота может, например, как правило, находиться в диапазоне от 20 кГц до 80 кГц). Катушка 103 передатчика и катушка 107 для приема энергии слабо связаны, и, таким образом, катушка 107 для приема энергии принимает сигнал (по меньшей мере часть сигнала) передачи энергии от передатчика 101 энергии. Таким образом, энергия передается от передатчика 101 энергии к приемнику 105 энергии посредством беспроводной индуктивной связи от катушки 103 передатчика к катушке 107 для приема энергии. Термин «сигнал передачи энергии» в основном используется для обозначения индуктивного сигнала/магнитного поля между катушкой 103 передатчика и катушкой 107 для приема энергии (сигнала магнитного потока). The power transfer signal can typically have a frequency from about 20 kHz to about 500 kHz, and often for Qi-compatible systems, typically in the range of 95 kHz to 205 kHz (or, for example, for high power kitchen applications the frequency may, for example, typically be in the range of 20 kHz to 80 kHz). The transmitter coil 103 and the power receiving coil 107 are loosely coupled, and thus the power receiving coil 107 receives a power transmission signal (at least a portion of the signal) from the power transmitter 101 . Thus, power is transmitted from the power transmitter 101 to the power receiver 105 via wireless inductive coupling from the transmitter coil 103 to the power receiving coil 107. The term "power transfer signal" is mainly used to refer to an inductive signal/magnetic field between the transmitter coil 103 and the power receiving coil (magnetic flux signal) 107 .

В этом примере приемник 105 энергии, в частности, является приемником энергии, который принимает энергию с помощью катушки 107 приемника. Однако в других вариантах реализации приемник 105 энергии может содержать металлический элемент, такой как металлический нагревательный элемент, и в этом случае сигнал передачи энергии непосредственно индуцирует вихревые токи, приводящие к непосредственному нагреванию указанного элемента.In this example, the power receiver 105 is specifically a power receiver that receives power with the receiver coil 107 . However, in other embodiments, power receiver 105 may include a metal element, such as a metal heating element, in which case the power transfer signal directly induces eddy currents resulting in direct heating of said element.

Система выполнена с возможностью передачи значительных уровней мощности, и, в частности, передатчик энергии способен обеспечивать уровни мощности, превышающие 500 мВт, 1 Вт, 5 Вт, 50 Вт, 100 Вт или 500 Вт, в различных вариантах реализации. Например, для вариантов применения, соответствующих технологии Qi, передачи энергии могут, как правило, находиться в диапазоне мощности от 1-5 Вт для электроприборов низкой мощности (базового профиля мощности) до 15 Вт для спецификации Qi версии 1.2, в диапазоне до 100 Вт для электроприборов более высокой мощности, таких как электроинструменты, переносные компьютеры, дроны, роботы и т.п., и свыше 100 Вт и до более чем 1000 Вт для электроприборов очень высокой мощности, таких как кухонные электроприборы.The system is capable of transmitting significant power levels, and in particular, the power transmitter is capable of delivering power levels in excess of 500 mW, 1 W, 5 W, 50 W, 100 W, or 500 W, in various implementations. For example, for Qi applications, power transfers can typically range from 1-5W for low power appliances (basic power profile) up to 15W for Qi specification version 1.2, up to 100W for higher power electrical appliances such as power tools, laptops, drones, robots, etc., and over 100W to over 1000W for very high power electrical appliances such as kitchen appliances.

Далее будут описаны работа передатчика 101 энергии и приемника 105 энергии с конкретной ссылкой на вариант реализации, в целом соответствующий спецификации Qi (за исключением описанных в настоящем документе или (логически вытекающих) модификаций и усовершенствований) или пригодный для спецификации более мощных кухонных электроприборов, разрабатываемой Консорциумом беспроводной энергии. В частности, передатчик 101 энергии и приемник 105 энергии могут соответствовать спецификации Qi версии 1.0, 1.1 или 1.2 (за исключением описанных в настоящем документе или (логически вытекающих) модификаций и усовершенствований) или могут быть совместимыми с ней.The operation of the energy transmitter 101 and the energy receiver 105 will now be described with specific reference to an implementation that generally conforms to the Qi specification (except as described herein or (logically) modifications and improvements) or is suitable for the specification of more powerful kitchen appliances being developed by the Consortium wireless energy. In particular, the power transmitter 101 and the power receiver 105 may conform to or be compatible with the Qi specification version 1.0, 1.1, or 1.2 (except as described herein or (logically) modifications and improvements).

Система по ФИГ. 1 выполнена для поддержки передачи энергии с большим диапазоном уровней мощности. Указанная система поддерживает это посредством того, что передатчик энергии выполнен с возможностью работать в множестве различных конфигураций передачи энергии с конфигурациями, соответствующими различным уровням мощности.The system of FIG. 1 is designed to support power transmission with a wide range of power levels. This system supports this by allowing the power transmitter to operate in a variety of different power transmission configurations with configurations corresponding to different power levels.

В частности, в некоторых конфигурациях передачи энергии используются различные амплитуды напряжения для возбуждения выходной цепи с катушкой 103 передатчика. Как правило, выходная цепь представляет собой последовательный колебательный контур, причем катушка передатчика образует индуктивный резонансный компонент, и указанный последовательный колебательный контур возбуждается сигналом возбуждения с постоянной амплитудой напряжения, а уровень мощности определяется и изменяется путем изменения тока, подаваемого в выходную схему, прямо или косвенно, например, путем изменения частоты возбуждения или рабочего цикла сигнала возбуждения. Тем не менее, большие изменения уровня мощности становится трудно поддерживать таким способом, поскольку достижение требуемых изменений тока и управление ими становится затруднительным. Соответственно, система по ФИГ. 1 позволяет передатчику 101 мощности переключаться между различными конфигурациями передачи энергии, которые могут соответствовать различным максимальным предельным значениям мощности, и использовать различные амплитуды напряжения для сигнала возбуждения, подаваемого в катушку 103 передатчика. В частности, для данной конфигурации передачи энергии амплитуда напряжения сигнала возбуждения может быть постоянной, но для различных конфигураций передачи энергии указанная амплитуда напряжения может различаться. Указанное максимальное предельное значение мощности может быть верхним предельным значением мощности сигнала передачи энергии, которое поддерживается в текущей конфигурации передачи энергии. Указанное предельное значение мощности может быть наложено путем ограничения тока сигнала возбуждения, подаваемого в катушку 103 передатчика. Таким образом, максимальное предельное значение мощности может соответствовать максимальному предельному значению тока.In particular, some power transmission configurations use different voltage amplitudes to drive the output circuit with the transmitter coil 103. Typically, the output circuit is a series tank circuit, wherein the transmitter coil forms an inductive resonant component, and said series tank circuit is driven by a constant voltage amplitude excitation signal, and the power level is determined and varied by varying the current supplied to the output circuit, either directly or indirectly. , for example, by changing the drive frequency or duty cycle of the drive signal. However, large changes in power level become difficult to maintain in this manner, since the required current changes become difficult to achieve and control. Accordingly, the system of FIG. 1 allows the power transmitter 101 to switch between different power transmission configurations, which may correspond to different maximum power limits, and use different voltage amplitudes for the drive signal applied to the transmitter coil 103. In particular, for a given power transfer configuration, the voltage amplitude of the drive signal may be constant, but for different power transfer configurations, said voltage amplitude may differ. The indicated maximum power limit may be an upper power limit of the power transmission signal that is supported in the current power transmission configuration. This power limit can be imposed by limiting the current of the drive signal supplied to the transmitter coil 103 . Thus, the maximum power limit can correspond to the maximum current limit.

Амплитуда напряжения может быть амплитудой от пика до пика, пиковой амплитудой или полуамплитудой для сигнала возбуждения, а сигнал возбуждения в различных вариантах реализации изобретения может быть квадратной волной или прямоугольной волной. В частности, сигнал возбуждения может представлять собой сигнал, который имеет значение либо +Va, либо -Va, либо 0, где Va представляет собой (пиковую) амплитуду напряжения. Сигнал возбуждения может иметь среднее значение, равное 0. В некоторых вариантах реализации сигнал возбуждения может быть сигналом другой формы, таким как, например, синусоидальная волна, треугольная волна и т. п.The voltage amplitude may be peak-to-peak amplitude, peak amplitude, or half-amplitude for the drive signal, and the drive signal in various embodiments of the invention may be a square wave or a square wave. In particular, the drive signal may be a signal that has a value of either +Va or -Va or 0, where Va is the (peak) voltage amplitude. The drive signal may have a mean value of 0. In some implementations, the drive signal may be a different waveform such as, for example, a sine wave, a triangular wave, and the like.

Таким образом, передатчик 101 энергии может быть выполнен с возможностью работы в одной из множества конфигураций передачи энергии, в котором каждая конфигурация передачи энергии конкретно может соответствовать различному сочетанию амплитуды напряжения сигнала возбуждения и максимального предельного значения мощности (и, следовательно, максимального предельного значения тока). Например, как показано на ФИГ. 2, передатчик 101 энергии может быть выполнен с возможностью работы в одной из n различных конфигураций передачи энергии, причем каждая конфигурация имеет соответствующее максимальное предельное значение мощности и сигнал возбуждения с фиксированной амплитудой напряжения. Например, передатчик 101 энергии может быть выполнен с возможностью выбора текущей конфигурации передачи энергии из набора конфигураций передачи энергии, имеющих следующие максимальные предельные значения мощности/максимальные предельные значения тока и амплитуды напряжения управляющего сигнала (в примере приведены эффективные значения амплитуды напряжения и максимального предельного значения тока).Thus, the power transmitter 101 can be configured to operate in one of a variety of power transfer configurations, in which each power transfer configuration specifically can correspond to a different combination of drive signal voltage amplitude and maximum power limit (and therefore maximum current limit) . For example, as shown in FIG. 2, power transmitter 101 may be configured to operate in one of n different power transmission configurations, each configuration having a corresponding maximum power limit and a fixed voltage amplitude drive signal. For example, the power transmitter 101 may be configured to select the current power transfer configuration from a set of power transfer configurations having the following maximum power limits/maximum current and voltage amplitude limits of the control signal (example shows effective voltage amplitude and maximum current limit ).

• 5 В, 1,5 А (7,5 Вт)• 5 V, 1.5 A (7.5 W)

• 9 В, 1 А (9 Вт)• 9 V, 1 A (9 W)

• 5 В, 2 А (10 Вт)• 5 V, 2 A (10 W)

• 12 В, 1 А (12 Вт)• 12 V, 1 A (12 W)

• 9 В, 2 А (18 Вт)• 9 V, 2 A (18 W)

• 12 В, 1,5 А (18 Вт)• 12 V, 1.5 A (18 W)

• 19 В, 1 А (19 Вт)• 19 V, 1 A (19 W)

• 12 В, 2 А (24 Вт)• 12 V, 2 A (24 W)

• 19 В, 2 А (38 Вт)• 19 V, 2 A (38 W)

• 19 В, 3 А (57 Вт)• 19 V, 3 A (57 W)

Таким образом, передатчик 101 энергии может быть выполнен с возможностью работы в одной из множества конфигураций передачи энергии с различными амплитудами напряжения, в которой для достижения более высоких уровней мощности необходимы более высокие амплитуды напряжения. Thus, the power transmitter 101 may be configured to operate in one of a variety of power transmission configurations with different voltage amplitudes, in which higher voltage amplitudes are needed to achieve higher power levels.

На ФИГ. 3 показаны элементы передатчика 101 энергии, изображенного на ФИГ. 1 более подробно.FIG. 3 shows the elements of the energy transmitter 101 shown in FIG. 1 in more detail.

Передатчик 101 энергии содержит возбудитель 301, который выполнен с возможностью генерации сигнала возбуждения, подаваемого в выходную цепь, которая в данном примере представляет собой колебательный контур, образованный катушкой 103 передатчика и конденсатором 302 передатчика. Катушка 103 передатчика в ответ на ее возбуждение сигналом возбуждения генерирует электромагнитное поле и, таким образом, электромагнитный сигнал передачи энергии, который обеспечивает передачу энергии приемнику 105 энергии. Сигнал передачи энергии обеспечен (по меньшей мере) в течение фазы передачи энергии.The power transmitter 101 includes a driver 301 that is configured to generate a drive signal applied to an output circuit, which in this example is an oscillatory circuit formed by a transmitter coil 103 and a transmitter capacitor 302. The transmitter coil 103, in response to being energized by the drive signal, generates an electromagnetic field, and thus an electromagnetic power transfer signal, which enables power to be transferred to the power receiver 105. The power transfer signal is provided (at least) during the power transfer phase.

Возбудитель 301 обычно представляет собой схему возбуждения в виде инвертора, который генерирует знакопеременный сигнал из напряжения постоянного тока. Выход возбудителя 301 обычно представляет собой переключающий мост, генерирующий сигнал возбуждения посредством соответствующего переключения ключей переключающего моста. На ФИГ. 4 показан полумостовой переключающий мост/инвертор. Ключами S1 и S2 управляют таким образом, что они никогда не замыкаются одновременно. Поочередно ключ S1 замыкается, когда ключ S2 разомкнут, и S2 замыкается, когда S1 разомкнут. Указанные ключи размыкаются и замыкаются с требуемой частотой, тем самым генерируя на выходе знакопеременный сигнал. Обычно выход инвертора подключен к индуктору передатчика через резонансный конденсатор. На ФИГ. 5 показан полномостовой переключающий мост/инвертор. Ключами S1 и S2 управляют таким образом, что они никогда не замыкаются одновременно. Ключами S3 и S4 управляют таким образом, что они никогда не замыкаются одновременно. Ключи S1 и S4 поочередно замыкаются, в то время как ключи S2 и S3 разомкнуты, а затем ключи S2 и S3 замыкаются, в то время как ключи S1 и S4 разомкнуты, тем самым создавая прямоугольный сигнал на выходе. Ключи разомыкаются и замыкаются с требуемой частотой.Driver 301 is typically an inverter drive circuit that generates an alternating signal from a DC voltage. The output of the driver 301 is usually a switching bridge, generating a drive signal by appropriately switching the switches of the switching bridge. FIG. 4 shows a half-bridge switching bridge/inverter. The switches S1 and S2 are controlled in such a way that they are never closed at the same time. Alternately, switch S1 is closed when switch S2 is open and S2 is closed when S1 is open. These keys open and close at the required frequency, thereby generating an alternating signal at the output. Typically, the inverter output is connected to the transmitter inductor via a resonant capacitor. FIG. 5 shows a full bridge switching bridge/inverter. The switches S1 and S2 are controlled in such a way that they are never closed at the same time. The switches S3 and S4 are controlled in such a way that they are never closed at the same time. Switches S1 and S4 are alternately closed while switches S2 and S3 are open, and then switches S2 and S3 are closed while switches S1 and S4 are open, thereby creating a square wave output. The keys open and close at the required frequency.

Таким образом, возбудитель 301 генерирует сигнал возбуждения для выходного колебательного контура и, таким образом, для катушки 103 передатчика. Сигнал возбуждения имеет (по существу) постоянную амплитуду напряжения для заданной конфигурации передачи энергии. В этом примере постоянная амплитуда напряжения достигается путем установки постоянного напряжения на шине питания выходной цепи возбудителя, т.е. напряжение V на шине питания мостов, показанных на ФИГ. 4 и 5, являются постоянными для данной конфигурации передачи энергии. Переключение посредством мостовых транзисторов соответственно переключает выходное напряжение между значениями 0 и V для полумоста и между значениями V и -V для полного моста. Таким образом, в указанном примере передатчик энергии может задавать постоянное напряжение на шине питания для любой заданной конфигурации передачи энергии, но с возможностью изменения в зависимости от конфигурации передачи энергии.Thus, the driver 301 generates a drive signal for the output tank circuit and thus for the transmitter coil 103. The drive signal has a (substantially) constant voltage amplitude for a given power transfer configuration. In this example, a constant voltage amplitude is achieved by setting a constant voltage on the power rail of the exciter output circuit, i.e. voltage V on the power rail of the bridges shown in FIG. 4 and 5 are constant for a given power transfer configuration. Switching via bridge transistors respectively switches the output voltage between 0 and V for a half bridge and between V and -V for a full bridge. Thus, in this example, the power transmitter can set the power rail voltage to be constant for any given power transfer configuration, but subject to change depending on the power transfer configuration.

Передатчик 101 энергии также содержит контроллер 303 передатчика энергии, выполненный с возможностью управления работой передатчика 101 энергии в соответствии с требуемыми принципами функционирования. В частности, передатчик 101 энергии может содержать множество функциональных средств, требуемых для осуществления управления мощностью в соответствии со спецификациями Qi.The power transmitter 101 also includes a power transmitter controller 303 configured to control the operation of the power transmitter 101 in accordance with desired operating principles. In particular, the power transmitter 101 may contain a variety of functionalities required to implement power control in accordance with the Qi specifications.

Контроллер 303 передатчика энергии, в частности, выполнен с возможностью управления генерацией сигнала возбуждения возбудителем 301. Контроллер 303 передатчика энергии, в частности, может задавать напряжение на шине питания возбудителя, соответствующее конкретной конфигурации передачи энергии, в которой в данный момент времени работает передатчик энергии.The power transmitter controller 303 is particularly configured to control the generation of the drive signal by the driver 301. The power transmitter controller 303 is particularly capable of setting the driver power rail voltage appropriate to the particular power transfer configuration in which the power transmitter is currently operating.

Контроллер 303 передатчика энергии также может динамическим способом управлять уровнем мощности сигнала возбуждения и, таким образом, сигнала передачи энергии, генерируемого катушкой 103 передатчика. Контроллер 303 передатчика энергии, в частности, содержит контроллер контура мощности, управляющий уровнем мощности сигнала передачи энергии в ответ на сообщения об управлении мощностью, принимаемые от приемника 105 энергии в течение фазы управления мощностью. Управление уровнем мощности, в частности, может быть достигнуто путем управления током сигнала возбуждения или, более типично, путем управления рабочим циклом или частотой сигнала возбуждения. В последнем примере уровень мощности может быть увеличен путем смещения частоты ближе к резонансной частоте выходного колебательного контура, содержащего катушку 103 передатчика, (и/или резонансной частоте колебательного контура приемника 105 энергии, который содержит катушку 107 приемника) и уменьшен путем смещения частоты дальше от резонансной частоты.The power transmitter controller 303 can also dynamically control the power level of the drive signal, and thus the power transfer signal, generated by the transmitter coil 103. The power transmitter controller 303 specifically includes a power loop controller controlling the power level of the power transmission signal in response to power control messages received from the power receiver 105 during the power control phase. Power level control, in particular, can be achieved by controlling the current of the drive signal or, more typically, by controlling the duty cycle or frequency of the drive signal. In the latter example, the power level can be increased by shifting the frequency closer to the resonant frequency of the output tank circuit containing the transmitter coil 103 (and/or the resonant frequency of the power receiver tank circuit 105 that contains the receiver coil 107) and reduced by shifting the frequency further away from the resonant frequency. frequencies.

Кроме того, контроллер 303 передатчика энергии для заданной конфигурации передачи энергии может ограничивать уровень мощности максимальным уровнем мощности. Обычно это делается путем ограничения тока сигнала возбуждения. Ток может быть ограничен активным способом, или в некоторых вариантах реализации максимальное предельное значение мощности может быть задано косвенным (потенциально даже непреднамеренным) способом и, например, путем практического ограничения тока, который может подваться возбудителю источником питания. В некоторых вариантах реализации максимальное предельное значение мощности может быть ограничено алгоритмом управления, например, для предотвращения превышения тепловых характеристик транзисторов переключающего моста. Например, для системы, в которой уровень мощности управляется путем управления частотой и/или рабочим циклом сигнала возбуждения/сигнала передачи энергии, контроллер может непрерывно отслеживать уровень мощности и регулировать частоту в соответствии с требованием, согласно которому уровень мощности не должен превышать максимальное предельное значение мощности для текущей конфигурации передачи энергии. In addition, the power transmitter controller 303 for a given power transmission configuration may limit the power level to the maximum power level. This is usually done by limiting the drive signal current. The current may be actively limited, or in some implementations the maximum power limit may be set in an indirect (potentially even unintentional) manner and, for example, by practically limiting the current that can be supplied to the exciter by the power supply. In some implementations, the maximum power limit may be limited by the control algorithm, for example, to prevent the thermal characteristics of the switching bridge transistors from being exceeded. For example, for a system in which the power level is controlled by controlling the frequency and/or duty cycle of the drive signal/power transmission signal, the controller can continuously monitor the power level and adjust the frequency according to the requirement that the power level should not exceed the maximum power limit. for the current power transfer configuration.

Для приема данных и сообщений от приемника 105 энергии передатчик 101 энергии содержит первый приемник 305, который выполнен с возможностью приема данных и сообщений от приемника 105 энергии (специалисту в данной области техники понятно, что сообщение с данными может содержать один или более битов информации). В этом примере приемник 105 энергии выполнен с возможностью модуляции нагрузкой сигнала передачи энергии, генерируемого катушкой 103 передатчика, а первое устройство 305 связи выполнено с возможностью обнаруживать изменения напряжения и/или тока в катушке 103 передатчика и на их основе демодулировать модуляцию, наложенную нагрузкой. Специалисту в данной области известны принципы модуляции нагрузкой, которые, например, используют в Qi-системах беспроводной передачи энергии, поэтому они не будут описаны более подробно.To receive data and messages from energy receiver 105, energy transmitter 101 includes a first receiver 305 that is configured to receive data and messages from energy receiver 105 (one skilled in the art will appreciate that a data message may comprise one or more bits of information). In this example, the power receiver 105 is configured to load modulate the power transmission signal generated by the transmitter coil 103, and the first communication device 305 is configured to detect changes in voltage and/or current in the transmitter coil 103 and, based on them, demodulate the modulation imposed by the load. The person skilled in the art is familiar with the principles of load modulation, such as those used in Qi wireless power transmission systems, so they will not be described in more detail.

Передатчик 101 энергии также выполнен с возможностью передачи данных приемнику 105 энергии и, соответственно, содержит первый передатчик 307, который выполнен с возможностью передачи данных приемнику энергии, например, посредством специального модулирования сигнала возбуждения и, таким образом, сигнала передачи энергии с использованием частотной, амплитудной и/или фазовой модуляции.The power transmitter 101 is also configured to transmit data to the power receiver 105 and accordingly comprises a first transmitter 307 which is configured to transmit data to the power receiver, for example by specifically modulating the drive signal and thus the power transfer signal using frequency, amplitude and/or phase modulation.

Следует понимать, что в других вариантах реализации могут быть использованы другие подходы для передачи данных между передатчиком 101 энергии и приемником 105 энергии. Например, в некоторых вариантах реализации связь может осуществляться с использованием отдельного канала связи, что может быть достигнуто с использованием отдельной катушки связи или фактически с использованием катушки 103 передатчика. Например, в некоторых вариантах реализации может быть реализована ближняя бесконтактная связь, или высокочастотная несущая (например, с частотой 13,56 МГц) может быть наложена на сигнал передачи энергии.It should be understood that in other implementations, other approaches may be used to transfer data between the transmitter 101 energy and the receiver 105 energy. For example, in some embodiments, communication may be performed using a separate communication channel, which may be achieved using a separate communication coil, or actually using the transmitter coil 103. For example, in some embodiments, short-range contactless communication may be implemented, or a high frequency carrier (eg, 13.56 MHz) may be superimposed on the power transfer signal.

Передатчик 101 энергии также содержит первый конфигурационный контроллер 309, который выполнен с возможностью управления конфигурацией передачи энергии, в которой работает передатчик 101 энергии, и, таким образом, конкретно выполнен с возможностью переключения передатчика 101 энергии между различными конфигурациями передачи энергии из набора возможных конфигураций передачи энергии. The power transmitter 101 also includes a first configuration controller 309 that is configured to control the power transmission configuration in which the power transmitter 101 operates, and thus specifically configured to switch the power transmitter 101 between different power transmission configurations from a set of possible power transmission configurations. .

На ФИГ. 6 показаны некоторые приведенные в качестве примера элементы приемника 105 энергии. FIG. 6 shows some exemplary elements of the energy receiver 105.

Катушка 107 приемника соединена с контроллером 601 приемника энергии, который соединяет катушку 107 приемника с нагрузкой 603. Контроллер 601 приемника энергии включает в себя тракт управления мощностью, который преобразует энергию, полученную катушкой 107 приемника, в сигнал, пригодный для подачи в нагрузку. Кроме того, контроллер 601 приемника энергии может содержать различные функциональные средства контроллера приемника энергии, требующиеся для осуществления передачи энергии, и, в частности, функции, требующиеся для осуществления передачи энергии в соответствии со спецификациями Qi.The receiver coil 107 is connected to a power receiver controller 601 which connects the receiver coil 107 to the load 603. The power receiver controller 601 includes a power control path that converts the power received by the receiver coil 107 into a signal suitable for supply to the load. In addition, the power receiver controller 601 may contain various functionality of the power receiver controller required for performing power transmission, and in particular, functions required for performing power transmission in accordance with Qi specifications.

Приемник 105 энергии дополнительно содержит второй приемник 605, который выполнен с возможностью приема данных, передаваемых передатчиком 101 энергии. В этом примере второе приемное устройство 605 выполнено с возможностью демодуляции амплитудной, частотной и/или фазовой модуляции сигнала передачи энергии для извлечения данных, переданных передатчиком энергии.The energy receiver 105 further comprises a second receiver 605 that is configured to receive data transmitted by the energy transmitter 101. In this example, the second receiver 605 is configured to demodulate the amplitude, frequency, and/or phase modulation of the power transmission signal to extract the data transmitted by the power transmitter.

Для поддержки связи приемника 105 энергии с передатчиком 101 энергии приемник 105 энергии содержит второй передатчик 607. Второй передатчик 607 выполнен с возможностью передачи данных передатчику энергии путем изменения нагрузки катушки 107 приемника в ответ на поступление данных, подлежащих передаче передатчику 101 энергии. Затем изменения нагрузки обнаруживаются и демодулируются передатчиком 101 энергии способом, известным специалистам в данной области техники.To support communication of the power receiver 105 with the power transmitter 101, the power receiver 105 includes a second transmitter 607. The second transmitter 607 is configured to transmit data to the power transmitter by varying the loading of the receiver coil 107 in response to the incoming data to be transmitted to the power transmitter 101. The load changes are then detected and demodulated by the energy transmitter 101 in a manner known to those skilled in the art.

Как указано выше, в других вариантах реализации могут быть использованы другие способы связи, например, может быть использован отдельный и выделенный канал связи ближнего радиуса действия, такой как NFC.As noted above, in other implementations, other communication methods may be used, for example, a separate and dedicated near field communication channel, such as NFC, may be used.

Приемник 105 энергии дополнительно содержит второй конфигурационный контроллер 609, выполненный с возможностью поддержки использования различных конфигураций передачи энергии, и, в частности, он может поддерживать переключение передатчика 101 энергии между различными конфигурациями передачи энергии и управлять ими.The power receiver 105 further comprises a second configuration controller 609 configured to support the use of various power transmission configurations, and in particular, it can support switching of the power transmitter 101 between and control different power transmission configurations.

Таким образом, в системе по ФИГ. 1 для передачи энергии может быть использован ряд различных конфигураций передачи энергии с различными максимальными уровнями мощности, тем самым обеспечивая потенциально большой диапазон поддерживаемых уровней мощности, включая довольно высокие уровни мощности. Кроме того, передатчик энергии и приемник энергии могут быть выполнены с возможностью динамического переключения между различными конфигурациями передачи энергии. Например, операция передачи энергии может первоначально начинаться на низком уровне мощности, а затем постепенно повышать уровень мощности до более высокого уровня. Например, зарядка батареи большой емкости в целях безопасности может начинаться с более низких уровней зарядки, а затем увеличиваться до потенциально высокого уровня с высоким зарядным током, когда обеспечена поддержка безопасности (например, обеспечение отсутствия рядом посторонних металлических объектов). Аналогичным образом, в различных вариантах реализации нагрузка 603 может представлять собой изменяющуюся нагрузку, которая имеет сильно изменяющееся энергопотребление. Например, нагрузка может представлять собой устройство, содержащее двигатель, работающий исключительно с перерывами. Таким образом, во множестве ситуаций может быть желательным изменение между различными конфигурациями передачи энергии, при этом указанные изменения являются потенциально непредсказуемыми как в направлении увеличения мощности, так и в направлении уменьшения мощности.Thus, in the system of FIG. 1, a number of different power transmission configurations with different maximum power levels can be used for power transmission, thereby providing a potentially wide range of supported power levels, including quite high power levels. In addition, the power transmitter and power receiver may be configured to dynamically switch between different power transmission configurations. For example, the power transfer operation may initially start at a low power level and then gradually increase the power level to a higher level. For example, charging a high-capacity battery for safety purposes may start at lower charge levels and then increase to a potentially high level with high charging current when safety support is provided (eg, ensuring there are no foreign metal objects nearby). Similarly, in various implementations, the load 603 may be a varying load that has a highly variable power consumption. For example, the load may be a device containing a motor running exclusively intermittently. Thus, in a variety of situations, it may be desirable to change between different power transmission configurations, such changes being potentially unpredictable in both the power up direction and the power down direction.

Однако, несмотря на то, что в различных вариантах реализации это может обеспечить повышение производительности в более широком диапазоне мощности, также понятно, что существуют потенциальные риски и трудности при переключении между различными конфигурациями передачи энергии с различными напряжениями возбуждения для сигнала возбуждения.However, while this may provide performance improvements over a wider power range in various implementations, it is also understood that there are potential risks and difficulties in switching between different power transfer configurations with different drive voltages for the drive signal.

В частности, изменение напряжения сигнала возбуждения может привести к ступенчатому/переходному изменению индуцированного напряжения на катушке 107 приемника. Таким образом, переключение из одной конфигурации передачи энергии в другую может привести к возникновению пониженного или повышенного напряжения в приемнике энергии. Для некоторых приемников энергии и в некоторых ситуациях такое состояние пониженного или повышенного напряжения может быть полностью приемлемым и может не оказывать какого-либо существенного влияния на работу. Однако для других приемников энергии и/или в других сценариях пониженное напряжение и/или перенапряжение могут оказывать значительное влияние и могут привести к неоптимальной или даже неправильной работе. Действительно, в некоторых ситуациях можно даже предвидеть, что повреждение приемника энергии может возникнуть в результате перенапряжения, если не будут приняты соответствующие меры предосторожности.In particular, a change in the drive signal voltage may result in a step/transient change in the induced voltage across the receiver coil 107. Thus, switching from one power transmission configuration to another can result in undervoltage or overvoltage in the power receiver. For some power receivers and in some situations, such an undervoltage or overvoltage condition may be completely acceptable and may not have any significant effect on operation. However, for other power receivers and/or other scenarios, undervoltage and/or overvoltage can have a significant impact and may result in suboptimal or even incorrect operation. Indeed, in some situations it can even be foreseen that damage to the power receiver may result from overvoltage if appropriate precautions are not taken.

В качестве конкретного примера, передатчик энергии может работать в конфигурации 10 Вт (5 В, 2 А), при этом приемник энергии управляет своим эксплуатационным режимом до 8 В, 1 А. Когда передатчик энергии переключается в следующую более высокую конфигурацию, такую как 12 Вт (12 В, 1 А), приемник энергии с самого начала обнаружит напряжение 12/5*8 = 19,5 В, 2,4 А, что значительно превышает возможности передатчика энергии в этой конфигурации. Соответственно, передача энергии может прерываться из-за генерируемого состояния перенапряжения или превышения мощности. As a specific example, the power transmitter may operate in a 10W (5V, 2A) configuration, with the power receiver controlling its operating mode to 8V, 1A. When the power transmitter switches to the next higher configuration, such as 12W (12V, 1A), the power receiver will detect 12/5*8 = 19.5V, 2.4A from the start, which is far beyond the capability of the power transmitter in this configuration. Accordingly, power transmission may be interrupted due to the generated overvoltage or overpower condition.

Аналогичная ситуация может возникнуть при переключении к конфигурации с пониженной мощностью. Например, если передатчик энергии работает в конфигурации 12 В, 1 А, а приемник энергии принимает только 4 Вт (например, 5 В, 0,8 А), может быть более предпочтительным переключить передатчик энергии в конфигурацию следующего уровня, например, 5 В, 1,5 A. Если это переключение выполнять без подготовки приемника энергии, он после переключения обнаружит напряжение 5/12*5 = 2,1 В, которое может быть слишком низким для поддержки его работы (т.е. при пониженном напряжении). Соответственно, это также приведет к прекращению передачи энергии.A similar situation can occur when switching to a reduced power configuration. For example, if the power transmitter is operating in a 12V, 1A configuration and the power receiver only accepts 4W (5V, 0.8A for example), it may be preferable to switch the power transmitter to the next level configuration, such as 5V. 1.5 A. If this switching is done without preparing the power receiver, it will detect a voltage of 5/12*5 = 2.1 V after switching, which may be too low to support its operation (i.e. at undervoltage). Accordingly, this will also lead to the termination of energy transmission.

Согласно подходу, показанному на ФИГ. 1, реализован конкретный подход к переключению между конфигурациями передачи энергии, который может обеспечивать улучшенные рабочие характеристики в различных вариантах реализации. Данный подход позволяет передатчику энергии и приемнику энергии взаимодействовать для более точного управления переключением конфигурации передачи энергии и, в частности, для того, чтобы приемник энергии был готов к переключению из одной конфигурации передачи энергии в другую и обычно полностью управлял этим переключением, тем самым предотвращая возникновение непредвиденных условий пониженного или повышенного напряжения.According to the approach shown in FIG. 1, a specific approach to switching between power transmission configurations is implemented that may provide improved performance in various implementations. This approach allows the power transmitter and power receiver to cooperate to more precisely control the switching of the power transmission configuration and, in particular, to ensure that the power receiver is ready to switch from one power transmission configuration to another and usually completely controls this switching, thereby preventing the occurrence of unforeseen under or over voltage conditions.

Указанный подход основан на обмене информацией между передатчиком энергии и приемником энергии для управления изменениями в конфигурации передачи энергии и координации этих изменений. Обмен сообщениями, в частности, может позволить приемнику энергии управлять изменением конфигурации передачи энергии для передатчика энергии, так что этот обмен может быть обеспечен без изменения, приводящего к неприемлемому воздействию на приемник энергии (например, он может позволить приемнику энергии компенсировать указанные эффекты).This approach is based on the exchange of information between the power transmitter and the power receiver to manage and coordinate changes in the power transmission configuration. The exchange of messages, in particular, may allow the power receiver to manage a change in the power transfer configuration for the power transmitter, so that this exchange can be provided without a change that leads to unacceptable effects on the power receiver (for example, it can allow the power receiver to compensate for these effects).

Таким образом, в данном примере передатчик 101 энергии содержит первый конфигурационный контроллер 309, выполненный с возможностью управления передатчиком 101 энергии для работы в конфигурации передачи энергии, выбранной из множества конфигураций передачи энергии, каждая из которых может представлять собой различное сочетание (по существу) с постоянной амплитудой напряжения сигнала возбуждения для выходной цепи, содержащей катушку 103 передатчика, и максимальным предельным значением мощности сигнала передачи энергии/сигнала возбуждения. Кроме того, передатчик 101 энергии выполнен с возможностью передачи сообщения о конфигурации мощности приемнику 105 энергии, которое содержит данные, указывающие амплитуду напряжения для сигнала возбуждения для одной или более конфигураций передачи энергии из набора конфигураций передачи энергии.Thus, in this example, the power transmitter 101 comprises a first configuration controller 309 configured to control the power transmitter 101 to operate in a power transfer configuration selected from a plurality of power transfer configurations, each of which may be a different combination of (substantially) constant the voltage amplitude of the drive signal for the output circuit containing the transmitter coil 103, and the maximum power limit of the power transmission signal/drive signal. In addition, the power transmitter 101 is configured to transmit a power configuration message to the power receiver 105, which contains data indicative of a voltage amplitude for the drive signal for one or more power transmission patterns of the set of power transmission patterns.

Сообщение о конфигурации мощности, в частности, может содержать данные, описывающие амплитуду напряжения для конфигурации передачи энергии для одной или более возможных конфигураций передачи энергии, в которые потенциально может переключаться передатчик 101 энергии. В различных вариантах реализации сообщение о конфигурации мощности может, в частности, предоставлять информацию об амплитуде напряжения для следующей более высокой и/или следующей более низкой конфигурации передачи энергии в данной (например, заданной или ранее сообщенной) последовательности конфигураций передачи энергии, в которой может работать передатчик 101 энергии. Например, указанные конфигурации передачи энергии могут быть упорядочены в порядке максимального предельного значения мощности (и в порядке амплитуды напряжения в случае, если некоторые конфигурации передачи энергии имеют одинаковое максимальное предельное значение мощности), а сообщение о конфигурации мощности может указывать на значение следующей более высокой и более низкой конфигурации передачи энергии в соответствии с этой последовательностью. Сообщение о конфигурации мощности, соответственно, может обеспечивать амплитуду напряжения для непосредственно более высокого максимального предельного значения мощности и непосредственно более низкого максимального предельного значения мощности.The power configuration message, in particular, may contain data describing the voltage amplitude for the power transmission configuration for one or more possible power transmission configurations that the power transmitter 101 can potentially switch to. In various implementations, the power configuration message may specifically provide voltage amplitude information for the next higher and/or next lower power transfer configuration in a given (e.g., predetermined or previously reported) sequence of power transfer patterns in which the transmitter 101 energy. For example, said power transfer patterns may be ordered in order of maximum power limit (and in order of voltage amplitude in case some power transfer patterns have the same maximum power limit), and the power configuration message may indicate the value of the next higher and lower power transfer configuration according to this sequence. The power configuration message can accordingly provide a voltage amplitude for an immediately higher maximum power limit and an immediately lower maximum power limit.

Индикация напряжения может быть задана в виде абсолютного значения или, например, в виде относительного значения относительно амплитуды напряжения текущей конфигурации передачи энергии. The voltage indication may be given as an absolute value or, for example, as a relative value relative to the voltage amplitude of the current power transfer configuration.

В данном подходе приемник 105 энергии, соответственно, может быть снабжен информацией о конфигурациях передачи энергии, в которые может переключаться передатчик энергии. In this approach, the power receiver 105 can accordingly be provided with information about the power transmission configurations into which the power transmitter can switch.

Второй приемник 605 указанного приемника 105 энергии может принимать сообщение о конфигурации мощности, а приемник 105 энергии, соответственно, может быть информирован о потенциальных изменениях в конфигурации передачи энергии и результирующих изменениях амплитуды напряжения. Соответственно, указанный приемник энергии имеет информацию, которая позволяет ему оценивать результат последующего изменения в конфигурации передачи энергии.The second receiver 605 of said power receiver 105 may receive a power configuration message, and the power receiver 105 accordingly may be informed of potential changes in the power transfer configuration and resulting changes in voltage amplitude. Accordingly, said power receiver has information that allows it to evaluate the result of a subsequent change in the power transmission configuration.

Кроме того, приемник 105 энергии содержит второй конфигурационный контроллер 609, который выполнен с возможностью обнаружения предпочтения конфигурации передачи энергии для переключения передатчика энергии в конфигурацию (одну из конфигураций) передачи энергии, указанную в данном сообщении о конфигурации мощности.In addition, the power receiver 105 includes a second configuration controller 609 that is configured to detect a power transmission configuration preference for switching the power transmitter to the power transmission configuration (one of the configurations) indicated in the power configuration message.

Желание/запрос/предпочтение изменения конфигурации передачи энергии может быть обнаружено любым подходящим образом и с использованием любого подходящего алгоритма/критерия. Этот алгоритм/критерий не зависит от какого-либо конкретного подхода или требования, или даже от того, где определяется указанное предпочтение, с помощью какой функции или даже с помощью какого устройства или аппарата. Таким образом, указанный подход основан на обнаружении вторым конфигурационным контроллером 609 того, что существует предпочтение для изменения конфигурации передачи энергии, но не зависит от того, где, почему или каким образом происходит указанное предпочтение.The desire/request/preference to change the power transmission configuration can be detected in any suitable manner and using any suitable algorithm/criteria. This algorithm/criteria does not depend on any particular approach or requirement, or even on where the indicated preference is determined, by what function, or even by what device or apparatus. Thus, this approach is based on the detection by the second configuration controller 609 that there is a preference for changing the power transfer configuration, but does not depend on where, why or how the preference occurs.

В различных вариантах реализации указанное предпочтение может быть определено в приемнике 105 энергии, в частности, вторым конфигурационным контроллером 609. Например, второй конфигурационный 609 может определять, что передача энергии осуществляется близко к максимальному предельному значению мощности для текущей конфигурации передачи энергии, и что существует потребность в увеличении мощности и, следовательно, предпочтение отдается переключению в конфигурацию передачи энергии с более высоким максимальным предельным значением мощности.In various implementations, this preference may be determined at the power receiver 105, in particular, the second configuration controller 609. For example, the second configuration controller 609 may determine that the power transfer is close to the maximum power limit for the current power transfer configuration and that in power increase and hence preference is given to switching to a power transmission configuration with a higher maximum power limit.

В некоторых вариантах реализации предпочтение переключения в другую конфигурацию передачи энергии может определяться, например, передатчиком энергии, а второй конфигурационный контроллер 609 может обнаруживать это предпочтение, например, в ответ на свойство сигнала передачи энергии или на передачу данных от передатчика энергии. Например, передатчик энергии может передавать запрос на изменение конфигурации передачи энергии приемнику энергии, когда передатчик энергии определяет, что такое переключение является желательным. Действительно, в различных вариантах реализации передатчик энергии может быть выполнен с возможностью передачи сообщения о конфигурации мощности в ответ на определение передатчиком энергии того, что имеется предпочтение для изменения конфигурации передачи энергии, и, следовательно, сообщение о конфигурации мощности само по себе может быть сообщением с запросом на изменение конфигурации передачи энергии.In some implementations, a preference for switching to a different power transfer configuration may be determined, for example, by the power transmitter, and the second configuration controller 609 may detect this preference, for example, in response to a property of the power transfer signal or data transmission from the power transmitter. For example, the power transmitter may transmit a request to change the power transmission configuration to the power receiver when the power transmitter determines that such a switch is desired. Indeed, in various embodiments, the power transmitter may be configured to transmit a power configuration message in response to the power transmitter determining that there is a preference for changing the power transmission configuration, and therefore the power configuration message itself may be a message with a request to change the power transmission configuration.

Второй передатчик 607 может быть выполнен с возможностью передачи сообщения с запросом на изменение конфигурации передачи энергии передатчику энергии в ответ на обнаружение предпочтения изменения конфигурации передачи энергии. В различных вариантах реализации указанная передача может быть обусловленной, например, специально обусловленной амплитудой напряжения для соответствующей конфигурации передачи энергии, соответствующей определенному критерию. The second transmitter 607 may be configured to transmit a power transfer configuration change request message to the power transmitter in response to detecting a power transfer configuration change preference. In various embodiments, said transfer may be conditioned, for example, by a specially conditioned voltage amplitude for the corresponding power transfer configuration corresponding to certain criteria.

Например, второй конфигурационный контроллер 609 в ответ на обнаружение пожелания изменить конфигурацию передачи энергии на заданную потенциальную конфигурацию передачи энергии может оценивать, не приведет ли изменение этой потенциальной конфигурации передачи энергии к неприемлемому состоянию пониженного или повышенного напряжения, которое может возникнуть в приемнике энергии в результате указанного переключения. В качестве простого примера, второй конфигурационный контроллер 609 может просто определить, превышает ли отношение между амплитудой напряжения текущей конфигурации передачи энергии и амплитудой напряжения потенциальной конфигурации передачи энергии некоторое пороговое значение, которое считается приемлемым для конкретного приемника энергии (в конкретных обстоятельствах). Если это так, второй передатчик 607 может перейти к передаче сообщения с запросом на изменение конфигурации передачи энергии указанному передатчику энергии, а в противном случае сообщение с запросом на изменение конфигурации передачи энергии не передается.For example, the second configuration controller 609, in response to detecting a desire to change the power transfer configuration to a predetermined potential power transfer configuration, may evaluate whether changing that potential power transfer configuration would result in an unacceptable under or over voltage condition that could occur in the power receiver as a result of said switching. As a simple example, the second configuration controller 609 can simply determine if the ratio between the voltage amplitude of the current power transfer configuration and the voltage amplitude of the potential power transfer configuration exceeds some threshold that is considered acceptable for a particular power receiver (in particular circumstances). If so, the second transmitter 607 may proceed to transmit a power transmission configuration change request message to said power transmitter, otherwise no power transmission configuration change request message is transmitted.

В еще одних вариантах реализации второй передатчик 607 может быть выполнен с возможностью всегда передавать сообщение с запросом на изменение конфигурации передачи энергии передатчику 101 энергии, если обнаружено предпочтение изменения конфигурации передачи энергии. В таких вариантах реализации приемник 105 энергии может быть выполнен с возможностью адаптации работы или конфигурации приемника 105 энергии в ответ на амплитуду напряжения запрошенной конфигурации передачи энергии и, как правило, в ответ на соотношение между амплитудой напряжения запрошенной конфигурации передачи энергии и амплитудой напряжения текущей конфигурации передачи энергии.In still other embodiments, the second transmitter 607 may be configured to always send a power transfer configuration change request message to the power transmitter 101 if a preference for changing the power transfer configuration is detected. In such implementations, power receiver 105 may be configured to adapt the operation or configuration of power receiver 105 in response to the voltage amplitude of the requested power transfer configuration, and generally in response to the relationship between the voltage amplitude of the requested power transfer configuration and the voltage amplitude of the current transmission configuration. energy.

Например, если изменение амплитуды напряжения достаточно мало, не возникнет никаких проблемных условий пониженного или повышенного напряжения и, соответственно, не потребуется никаких изменений в работе или конфигурации. Однако если указанное изменение амплитуды напряжения достаточно велико, это может привести к неприемлемым переходным характеристикам и, например, к переходному перенапряжению до тех пор, пока контур управления мощностью не сможет адаптировать уровень мощности и т. п. В таком случае работа приемника 105 энергии может быть адаптирована вторым конфигурационным контроллером 609 в рамках подготовки к изменению конфигурации передачи энергии. Например, входная цепь может быть изолирована от чувствительной цепи, которая может быть восприимчива к состоянию перенапряжения. В частности, в различных вариантах реализации может быть отключена нагрузка 603. For example, if the change in voltage amplitude is small enough, no undervoltage or overvoltage problem conditions will occur, and thus no operation or configuration changes will be required. However, if this change in voltage amplitude is large enough, it can lead to unacceptable transient response and, for example, transient overvoltage until the power control loop can adapt the power level, etc. In such a case, the operation of the power receiver 105 may be adapted by the second configuration controller 609 in preparation for changing the power transmission configuration. For example, the input circuit may be isolated from a sensitive circuit that may be susceptible to an overvoltage condition. In particular, load 603 may be disabled in various implementations.

Первый приемник 305 может принимать сообщение с запросом на изменение конфигурации передачи энергии от приемника 105 энергии, и в ответ на это первый конфигурационный контроллер 309 может перейти к переключению передатчика 101 энергии в новую конфигурацию передачи энергии. В некоторых вариантах реализации сообщение с запросом на изменение конфигурации передачи энергии может указывать конфигурацию передачи энергии, например, указывать, запрашивается ли переключение передатчика 101 энергии на более высокое или более низкое максимальное предельное значение мощности. В еще одних вариантах реализации это может быть неявным, например, за счет наличия только одной потенциальной конфигурации передачи энергии. The first receiver 305 may receive a power transfer configuration change request message from the power receiver 105, and in response, the first configuration controller 309 may proceed to switch the power transmitter 101 to the new power transfer configuration. In some embodiments, the power transfer configuration change request message may indicate the power transfer configuration, eg, indicate whether power transmitter 101 is requested to switch to a higher or lower maximum power limit. In still other embodiments, this may be implicit, for example, by having only one potential power transfer configuration.

Таким образом, в указанной системе изменение конфигурации передачи энергии не выполняется исключительно передатчиком 101 энергии, а выполняется во взаимодействии между передатчиком энергии и приемником энергии. Приемник энергии не только информируется о возможном влиянии изменения конфигурации передачи энергии, но также контролирует, происходит ли изменение конфигурации передачи энергии. Таким образом, изменение конфигурации передачи энергии в принципе может быть инициировано передатчиком энергии или приемником энергии, но указанный подход позволяет приемнику энергии контролировать, происходит или не происходит изменение конфигурации передачи энергии. Thus, in this system, the power transmission reconfiguration is not performed exclusively by the power transmitter 101, but is performed in cooperation between the power transmitter and the power receiver. The power receiver is not only informed of the possible effect of a power transmission configuration change, but also controls whether a power transmission configuration change occurs. Thus, a power transfer reconfiguration can in principle be initiated by a power transmitter or a power receiver, but this approach allows the power receiver to control whether or not a power transfer reconfiguration occurs.

Соответственно, данный подход может позволить гибкий подход, который может эффективно поддерживать широкий диапазон уровней мощности путем использования диапазона различных конфигураций передачи энергии с различными напряжениями и максимальными предельными значениями мощности. Этот подход может использоваться с широким диапазоном передатчиков и приемников энергии без риска, например, возникновения неприемлемых условий перенапряжения или пониженного напряжения. Даже можно гарантировать, что данное изменение конфигурации передачи энергии происходит только таким образом, и происходит только если указанное изменение приемлемо для конкретного приемника энергии. Таким образом, указанный подход может позволить адаптировать передачу энергии к конкретному передатчику энергии и соответствующему приемнику энергии.Accordingly, this approach may allow for a flexible approach that can effectively support a wide range of power levels by using a range of different power transmission configurations with different voltages and maximum power limits. This approach can be used with a wide range of power transmitters and receivers without the risk of, for example, unacceptable overvoltage or undervoltage conditions. It can even be guaranteed that a given change in power transmission configuration only occurs in this manner, and only occurs if said change is acceptable to a particular power receiver. Thus, this approach may allow power transmission to be tailored to a particular power transmitter and corresponding power receiver.

Данный подход также может обеспечить улучшенную обратную совместимость и, например, позволить введение в системы, в которых некоторые приемники энергии не поддерживают различные конфигурации передачи энергии. Такой приемник энергии не будет содержать функциональных средств для генерирования и передачи сообщения с запросом на изменение конфигурации передачи энергии, и, соответственно, передатчик энергии не будет переключать конфигурацию передачи энергии, даже если это считается целесообразным для него.This approach can also provide improved backwards compatibility and, for example, allow introduction into systems where some power receivers do not support different power transfer configurations. Such a power receiver would not include the functionality to generate and transmit a power transfer configuration change request message, and accordingly, the power transmitter would not switch the power transfer configuration, even if it would be beneficial for it to do so.

В некоторых вариантах реализации сообщение о конфигурации мощности также может содержать указание максимального уровня мощности в указанной конфигурации (конфигурациях) передачи энергии, для которой (которых) предусмотрен (предусмотрены) индикатор (индикаторы) напряжения. Например, сообщение о конфигурации мощности может явным образом указывать максимальный уровень мощности с помощью выделенных данных, например, предоставляя значение в ваттах или предоставляя ссылку на один из заданного набора уровней.In some embodiments, the power configuration message may also include an indication of the maximum power level in said power transmission configuration(s) for which voltage indicator(s) is(are). For example, the power configuration message may explicitly indicate the maximum power level with dedicated data, such as by providing a value in watts or by providing a reference to one of a given set of levels.

Однако в различных вариантах реализации сообщение о конфигурации мощности может не содержать каких-либо данных, определяющих максимальное предельное значение мощности для указанной конфигурации (конфигураций) передачи энергии. В некоторых таких вариантах реализации сообщение о конфигурации мощности само по себе может (неявно) указывать некоторую информацию об уровнях максимальной мощности. Например, как указано выше, сообщение о конфигурации мощности может само по себе указывать, действительно ли существует более высокое и/или более низкое максимальное предельное значение мощности. В некоторых вариантах реализации максимальные предельные значения мощности для указанного набора конфигураций передачи энергии предварительно определены и известны приемнику энергии (или, например, сообщены приемнику энергии во время инициализации передачи энергии). В этом случае приемник энергии будет иметь сведения о максимальном предельном значении мощности для следующей более высокой и следующей более низкой конфигурациях передачи энергии, и, таким образом, сообщение о конфигурации мощности неявно, путем обеспечения указания напряжения, также обеспечивает указание максимальных предельных значений мощности. However, in various implementations, the power configuration message may not contain any data defining the maximum power limit for the specified power transmission configuration(s). In some such implementations, the power configuration message itself may (implicitly) indicate some information about maximum power levels. For example, as noted above, the power configuration message may itself indicate whether a higher and/or lower maximum power limit exists. In some implementations, the maximum power limits for a specified set of power transfer configurations are predetermined and known to the power receiver (or, for example, communicated to the power receiver during power transfer initialization). In this case, the power receiver will be aware of the maximum power limit for the next higher and next lower power transmission configurations, and thus the power configuration message implicitly, by providing a voltage indication, also provides an indication of the maximum power limits.

В различных вариантах реализации сообщение о конфигурации мощности, как указано конкретно, может обеспечивать амплитуду напряжения для конфигурации передачи энергии, которая имеет максимальное предельное значение мощности, являющееся по меньшей мере одним из следующего более высокого максимального предельного значения мощности или следующего более низкого максимального предельного значения мощности по отношению к максимальному предельному значению мощности в текущей конфигурации передачи энергии, или в различных вариантах реализации предпочтительно, чтобы указанная конфигурация передачи энергии, которая имеет максимальное предельное значение мощности, являлась по меньшей мере одним из следующего более высокого максимального предельного значения мощности и следующего более низкого максимального предельного значения мощности по отношению к указанному максимальному предельному значению мощности в текущей конфигурации передачи энергии (таким образом, амплитуда напряжения может быть предусмотрена как для следующей более высокой, так и для следующей более низкой конфигураций передачи энергии).In various implementations, the power configuration message, as specifically stated, may provide a voltage amplitude for a power transfer configuration that has a maximum power limit that is at least one of the next higher maximum power limit or the next lower maximum power limit. with respect to the maximum power limit in the current power transmission configuration, or in various implementations, it is preferred that said power transmission configuration which has the maximum power limit be at least one of the next higher maximum power limit and the next lower maximum power limit in relation to the specified maximum power limit in the current power transmission configuration (thus, the voltage amplitude can be foreseen deducted for both the next higher and next lower power transfer configurations).

Таким образом, в различных вариантах реализации указанное сообщение о конфигурации мощности может содержать информацию о двух конфигурациях передачи энергии, которые соответствуют следующему более низкому и более высокому доступному предельному значению мощности. Это может обеспечить эффективную систему, в которой уровни мощности могут гибко изменяться при сохранении небольшой сложности и узкой полосы пропускания связи. Например, новые данные должны передаваться только после изменения конфигурации передачи энергии, и данные требуются только для одной или двух конфигураций передачи энергии. В частности, связь ограничена очень небольшим количеством параметров, и нет необходимости передавать данные для всех конфигураций передачи энергии, которые поддерживаются передатчиком энергии. На практике это является существенным преимуществом, поскольку связь между передатчиком энергии и приемником энергии очень медленная в системах беспроводной передачи энергии, таких как Qi-системы.Thus, in various implementations, said power configuration message may contain information about two power transfer patterns that correspond to the next lower and higher available power limit. This can provide an efficient system in which power levels can be changed flexibly while maintaining low complexity and low communication bandwidth. For example, new data only needs to be transmitted after a change in power transmission configuration, and data is only required for one or two power transmission configurations. In particular, communication is limited to a very small number of parameters and it is not necessary to transmit data for all power transmission configurations that are supported by the power transmitter. In practice, this is a significant advantage since communication between a power transmitter and a power receiver is very slow in wireless power transmission systems such as Qi systems.

Данный подход также может обеспечить возможность ограничения ступенчатых изменений напряжения небольшими перепадами. Например, большое изменение уровня мощности разбивается на множество меньших ступеней, приводя к сглаживанию переходных процессов.This approach can also provide the ability to limit voltage step changes to small steps. For example, a large power level change is broken down into many smaller steps, resulting in smoother transients.

В этом примере передатчик энергии соответственно передает приемнику энергии информацию о следующей конфигурации с более высоким напряжением или следующей конфигурации с более низким напряжением, доступной из набора конфигураций передачи энергии, поддерживаемых указанным передатчиком энергии. Затем приемник энергии может запросить переключение к более низкой или более высокой конфигурации. Поскольку приемнику энергии требуется более высокая или более низкая мощность, он может перебирать указанные конфигурации. Это позволяет избежать изменения конфигурации передатчика энергии без предупреждения, что может вызвать трудности или даже привести к повреждению приемника энергии.In this example, the power transmitter accordingly transmits to the power receiver information about the next higher voltage configuration or the next lower voltage configuration available from the set of power transmission configurations supported by said power transmitter. The power receiver may then request a switch to a lower or higher configuration. Because the power receiver needs more or less power, it can iterate over these configurations. This avoids changing the configuration of the power transmitter without warning, which can cause difficulties or even damage the power receiver.

В различных вариантах реализации указание амплитуды напряжения преимущественно может быть предоставлено в виде относительной разности между амплитудой напряжения для потенциальной конфигурации передачи энергии и амплитудой напряжения для текущей конфигурации передачи энергии и, в частности, в виде соотношения между ними. Это может быть особенно предпочтительным в вариантах реализации изобретения, в которых указаны только смежные конфигурации передачи энергии, поскольку это может способствовать нормализации значения, которое должно быть передано, тем самым обеспечивая более точное представление для заданного количества битов. Например, если максимальный шаг амплитуды напряжения между смежными конфигурациями передачи энергии является множителем, составляющим, например, 2, указание данного отношения должна охватывать только диапазон, например, от 1 до 2, несмотря, например, на указанный набор конфигураций передачи энергии, охватывающий диапазон амплитуд напряжения, например, до множителя 10. In various embodiments, the voltage amplitude indication can advantageously be provided as a relative difference between the voltage amplitude for the potential power transfer configuration and the voltage amplitude for the current power transfer configuration, and in particular as a ratio between the two. This may be particularly advantageous in embodiments in which only contiguous power transfer patterns are specified, as this may help normalize the value to be transmitted, thereby providing a more accurate representation for a given number of bits. For example, if the maximum voltage amplitude step between adjacent power transfer patterns is a multiplier of, for example, 2, the indication of this ratio should only cover the range, for example, from 1 to 2, despite, for example, the specified set of power transfer patterns covering the amplitude range voltage, for example, up to a factor of 10.

Пример возможного сообщения о конфигурации мощности показан на ФИГ. 7. В этом примере сообщение о конфигурации мощности называется пакетом данных о конфигурации подачи энергии (Power Supply Configuration, PSC), который передается от передатчика энергии к приемнику энергии. В этом примере пакет данных PSC содержит два поля, каждое из которых составляет 8 бит. Первое поле содержит значение данных шагового понижения напряжения, а второе поле содержит значение данных шагового повышения напряжения, причем первое поле указывает относительное изменение амплитуды напряжения сигнала возбуждения, если передатчик энергии переключается в следующую конфигурацию с более низкой передачей энергии, а второе поле указывает относительное изменение амплитуды напряжения сигнала возбуждения, если передатчик энергии переключается в следующую конфигурацию с более высокой передачей энергии. В качестве конкретного примера указанные значения могут быть предоставлены в соответствии со следующим протоколом:An example of a possible power configuration message is shown in FIG. 7. In this example, the power configuration message is referred to as a Power Supply Configuration (PSC) packet, which is transmitted from a power transmitter to a power receiver. In this example, the PSC data packet contains two fields, each of which is 8 bits. The first field contains the voltage step down data value and the second field contains the voltage step up data value, wherein the first field indicates the relative change in drive signal voltage amplitude if the power transmitter switches to the next lower power transmission configuration, and the second field indicates the relative amplitude change excitation signal voltage if the power transmitter switches to the next higher power transfer configuration. As a specific example, these values may be provided according to the following protocol:

Шаговое понижение напряжения: Напряжение на нагрузке уменьшится на 1/64 этого множителя при активации следующей более низкой конфигурации передачи энергии (значение в диапазоне 64…255). Voltage step down: The load voltage will decrease by 1/64 of this factor when the next lower power transfer configuration is activated (value in the range 64…255).

Шаговое повышение напряжения: Напряжение на нагрузке увеличится на 1/64 этого коэффициента при активации следующей более высокой конфигурации передачи энергии (значение в диапазоне 64…255). Voltage Step Up: Load voltage will increase by 1/64 of this factor when the next higher power transfer configuration is activated (value in the range 64…255).

В некоторых вариантах реализации заданное значение указанного поля данных, содержащего данные, указывающие амплитуду напряжения для потенциальной конфигурации передачи энергии, может быть использовано для указания того, что текущая конфигурация передачи энергии является экстремальной конфигурацией передачи энергии в том смысле, что она является конфигурацией передачи энергии на самом высоком или самом низком уровне мощности. In some implementations, a specified value of a specified data field containing data indicating the voltage amplitude for a potential power transfer configuration may be used to indicate that the current power transfer configuration is an extreme power transfer configuration in the sense that it is a power transfer configuration on highest or lowest power level.

Таким образом, заданное значение для поля данных амплитуды напряжения в сообщении о конфигурации мощности может быть использовано для указания приемнику энергии о том, что данный набор конфигураций передачи энергии, поддерживаемых указанным передатчиком энергии, не включает в себя какую-либо конфигурацию передачи энергии, имеющую более высокое максимальное предельное значение мощности. Аналогичным образом, заданное для поля данных амплитуды напряжения в сообщении о конфигурации мощности может быть использовано для указания приемнику энергии о том, что данный набор конфигураций передачи энергии, поддерживаемых указанным передатчиком энергии, не включает в себя какую-либо конфигурацию передачи энергии, имеющую более высокое максимальное предельное значение мощности.Thus, a set value for the voltage amplitude data field in the power configuration message can be used to indicate to the power receiver that a given set of power transfer patterns supported by said power transmitter does not include any power transfer pattern having more than high maximum power limit. Similarly, the specified voltage amplitude data field in the power configuration message can be used to indicate to a power receiver that a given set of power transfer patterns supported by said power transmitter does not include any power transfer pattern having a higher maximum power limit.

Например, для PSC по ФИГ. 7 значение 0 в указанных полях может указывать на то, что не существует следующей более высокой или более низкой конфигурации (т.е. 0 в поле «Шаговое понижение напряжения» указывает на отсутствие более низкой конфигурации передачи энергии, а 0 в поле «Шаговое повышение напряжения» указывает на отсутствие более высокой конфигурации передачи энергии).For example, for the PSC of FIG. 7, a value of 0 in these fields may indicate that there is no next higher or lower configuration (i.e., a 0 in the Voltage Step Down field indicates no lower power transfer configuration, and a 0 in the Step Up voltage" indicates the absence of a higher power transfer configuration).

В некоторых вариантах реализации заданное значение данных, указывающих амплитуду напряжения, указывает на отсутствие изменения амплитуды напряжения в потенциальной конфигурации передачи энергии относительно амплитуды напряжения в текущей конфигурации передачи энергии. Например, для сообщения с PSC по ФИГ. 7 значение 64 может указывать на то, что амплитуда напряжения не будет изменяться (но может измениться максимальное предельное значение мощности).In some embodiments, the voltage amplitude indicative data setpoint indicates that there is no change in the voltage amplitude in the potential power transfer configuration relative to the voltage amplitude in the current power transfer configuration. For example, for communicating with the PSC of FIG. 7, a value of 64 may indicate that the voltage amplitude will not change (but the maximum power limit may change).

Также понятно, что сообщение с запросом на изменение конфигурации передачи энергии может быть передано в любом подходящем формате или с использованием любого подходящего протокола. Один пример представлен на ФИГ. 8. В этом примере сообщение с запросом на изменение конфигурации передачи энергии называется пакетом данных специального запроса/следующей конфигурации (Specific ReQuest/next configuration, SRQ/nc), который передается от приемника энергии к передатчику энергии. В этом примере сообщение SRQ/nc содержит восьмибитное поле данных, но используется только один бит b0 данных этого поля данных. Этот бит данных указывает направление запроса, т.е., является ли указанный запрос запросом на конфигурацию передачи энергии с увеличенным или уменьшенным максимальным предельным значением мощности.It is also understood that the power transfer configuration change request message may be transmitted in any suitable format or using any suitable protocol. One example is shown in FIG. 8. In this example, the power transfer configuration change request message is referred to as a Specific ReQuest/next configuration (SRQ/nc) data packet, which is transmitted from the power receiver to the power transmitter. In this example, the SRQ/nc message contains an eight-bit data field, but only one data bit b 0 of this data field is used. This data bit indicates the direction of the request, ie whether the specified request is for a power transfer configuration with an increased or decreased maximum power limit.

В различных вариантах реализации указанный передатчик энергии также может отвечать на указанное сообщение с запросом на изменение конфигурации передачи энергии и, в частности, может в своем ответе подтверждать указанный запрос. Ответное сообщение, в частности, может указывать время изменения конфигурации передачи энергии. Ответное сообщение, в частности, может указывать время для указанного изменения, или указанное время ответного сообщения может само по себе указывать время для изменения конфигурации передачи энергии. Например, передатчик энергии может перейти к изменению конфигурации передачи энергии через заданное время после передачи ответного сообщения.In various embodiments, said power transmitter may also respond to said message with a request to change the power transmission configuration and, in particular, may acknowledge said request in its response. The response message, in particular, may indicate the time of change of the power transmission configuration. The response message, in particular, may indicate the time for the specified change, or the specified time of the response message may itself indicate the time to change the power transmission configuration. For example, the power transmitter may proceed to change the power transmission configuration after a predetermined time after the transmission of the response message.

В качестве конкретного примера, ответное сообщение может быть одним из следующих примеров:As a specific example, the response message may be one of the following:

ACK: Запрошенная новая конфигурация передачи энергии становится активной в течение оговоренного (TBD) количества мс после подтверждения пакета данных SRQ/en; ACK : The requested new power transfer configuration becomes active within the specified (TBD) number of ms after the acknowledgment of the SRQ/en data packet;

NAK: Передатчик энергии отклонил запрос и продолжает использовать текущую конфигурацию передачи энергии (например, потому что переключение может привести к превышению допустимой мощности источника питания в текущем эксплуатационном режиме). NAK : The power transmitter has rejected the request and is continuing to use the current power transfer configuration (eg because a switchover could over-capacity the power supply in the current operating mode).

В некоторых вариантах реализации передатчик энергии может инициировать потенциальное изменение конфигурации передачи энергии.In some embodiments, the power transmitter may initiate a potential reconfiguration of the power transfer.

Например, первый конфигурационный контроллер 309 может быть выполнен с возможностью передачи сообщения о конфигурации мощности в ответ на обнаружение того, что рабочая характеристика передачи энергии удовлетворяет критерию, и, в частности, в ответ на обнаружение того, что текущий уровень мощности передатчика энергии превышает пороговое значение, причем указанное пороговое значение зависит от максимального предельного значения мощности в текущей конфигурации передачи энергии.For example, the first configuration controller 309 may be configured to transmit a power configuration message in response to detecting that the power transfer performance satisfies the criterion, and in particular in response to detecting that the current power level of the power transmitter exceeds a threshold. , wherein said threshold depends on the maximum power limit in the current power transmission configuration.

Например, первый конфигурационный контроллер 309 может непрерывно отслеживать уровень мощности сигнала возбуждения и сравнивать его с максимальным предельным значением мощности для текущей конфигурации передачи энергии. Если (например, отфильтрованный по нижним частотам) уровень мощности сигнала возбуждения превышает, скажем, 90% от максимального предельного значения мощности, первый конфигурационный контроллер 309 может оценить вероятную целесообразность переключения в конфигурацию передачи энергии, имеющую более высокое максимальное предельное значение мощности, и, соответственно, приступить к передаче сообщения о конфигурации мощности.For example, the first configuration controller 309 may continuously monitor the power level of the drive signal and compare it to the maximum power limit for the current power transfer configuration. If the (e.g., low-pass filtered) drive signal power level exceeds, say, 90% of the maximum power limit, the first configuration controller 309 may judge whether it is appropriate to switch to a power transfer configuration having a higher maximum power limit, and accordingly , start transmitting the power configuration message.

В качестве другого примера, первый конфигурационный контроллер 309 может отслеживать частоту сигнала возбуждения, и если она слишком сильно отклоняется от заданной резонансной частоты колебательного контура, содержащего катушку 103 передатчика, (что указывает на то, что сигнал возбуждения по существу расстроен относительно номинального эксплуатационного режима с целью уменьшения мощности сигнала передачи энергии для текущей амплитуды напряжения) указанный передатчик энергии может приступить к передаче сообщения о конфигурации мощности.As another example, the first configuration controller 309 can monitor the frequency of the drive signal, and if it deviates too much from the desired resonant frequency of the tank circuit containing the transmitter coil 103 (indicating that the drive signal is substantially detuned from the nominal operating mode with to reduce the power of the power transmission signal for the current voltage amplitude), said power transmitter may proceed to transmit a power configuration message.

В этом случае передача сообщения о конфигурации мощности, соответственно, не только предоставляет информацию об амплитудах напряжения для потенциальных конфигураций передачи энергии, но также обеспечивает указание того, что изменение конфигурации передачи энергии требуется/запрашивается передатчиком энергии. Например, в двух приведенных выше примерах сообщение о конфигурации мощности может указывать на решение переключиться в конфигурацию передачи энергии с более высоким максимальным предельным значением мощности и решение переключиться в конфигурацию передачи энергии с более низким максимальным предельным значением мощности соответственно. В некоторых таких вариантах реализации сообщение о конфигурации мощности может дополнительно содержать указание на то, требуется ли переключение на более высокое или более низкое максимальное предельное значение мощности.In this case, the transmission of the power configuration message accordingly not only provides voltage amplitude information for potential power transmission configurations, but also provides an indication that a change in the power transmission configuration is required/requested by the power transmitter. For example, in the two examples above, the power configuration message may indicate a decision to switch to a power transmission configuration with a higher maximum power limit and a decision to switch to a power transmission configuration with a lower maximum power limit, respectively. In some such implementations, the power configuration message may further include an indication of whether a switch to a higher or lower maximum power limit is required.

В некоторых вариантах реализации приемник энергии может инициировать изменение конфигурации передачи энергии. Например, аналогично подходу, описанному для передатчика энергии, второй конфигурационный контроллер 609 может определять текущий уровень извлеченной мощности и сравнивать его с пороговым значением, отражающим максимальное предельное значение мощности для текущей конфигурации передачи энергии. В качестве альтернативы или дополнительно, он может измерять частоту сигнала передачи энергии и обнаруживать, если указанная частота слишком сильно отклоняется от номинального значения.In some embodiments, the power receiver may initiate a change in the power transfer configuration. For example, similar to the approach described for the power transmitter, the second configuration controller 609 may determine the current level of extracted power and compare it with a threshold value reflecting the maximum power limit for the current power transmission configuration. Alternatively or additionally, it can measure the frequency of the power transmission signal and detect if the indicated frequency deviates too much from the nominal value.

Обнаружение таких рабочих характеристик может быть обнаружением предпочтения изменения конфигурации передачи энергии, и в ответ указанный приемник энергии может передавать передатчику энергии сообщение с запросом на информацию о конфигурации мощности. В некоторых вариантах реализации это сообщение может быть запросом, обращенным к передатчику энергии, на передачу сообщения о конфигурации мощности, и, соответственно, передатчик энергии может передавать указанное сообщение о конфигурации мощности, тем самым предоставляя приемнику энергии информацию о возможности изменения конфигурации передачи энергии, а также о соответствующих последствиях для амплитуды напряжения. The detection of such performance may be detection of a preference for changing the power transmission configuration, and in response, said power receiver may send a message requesting power configuration information to the power transmitter. In some implementations, this message may be a request to the power transmitter to transmit a power configuration message, and accordingly, the power transmitter may transmit said power configuration message, thereby providing the power receiver with information about the possibility of changing the power transmission configuration, and also about the corresponding consequences for the voltage amplitude.

Конкретный пример возможного обмена сообщениями относительно инициированного приемником энергии изменения конфигурации передачи энергии представлен на ФИГ. 9, а возможный обмен сообщениями относительно инициированного приемником энергии изменения конфигурации передачи энергии представлен на ФИГ. 10. Данные примеры включают в себя следующие сообщения:A specific example of a possible messaging regarding a power receiver-initiated power transfer configuration change is shown in FIG. 9, and a possible exchange of messages regarding a power receiver-initiated power transfer configuration change is shown in FIG. 10. These examples include the following messages:

CE Ошибка управления (мощностью), используемая приемником энергии для управления его уровнями мощности и напряжения до соответствующих целевых точек.CE The (power) control error used by the power receiver to control its power and voltage levels to the appropriate target points.

RP/0 Пакет принятой энергии, используемый приемником энергии для информирования передатчика энергии о количестве получаемой энергии.RP/0 Received power packet used by the power receiver to inform the power transmitter of the amount of power received.

ACK Подтверждение; используется передатчиком энергии для указания того, что он принимает запрос.ACK Acknowledgment; used by the power transmitter to indicate that it is accepting a request.

NEGO Запрос на согласования; используется приемником энергии для инициирования последовательности согласования.NEGO Request for approval; used by the power receiver to initiate the matching sequence.

GRQ/psc Общий запрос/конфигурация подачи энергии; используется приемником энергии для запроса передатчика энергии на отправку сообщения PSC.GRQ/psc General query/power supply configuration; used by the power receiver to request the power transmitter to send a PSC message.

PSC Конфигурация подачи энергии; используется передатчиком энергии для передачи параметров следующей более высокой и следующей более низкой конфигураций мощности.PSC Power supply configuration; used by the power transmitter to transmit parameters for the next higher and next lower power configurations.

SRQ/nc Специальный запрос/следующая конфигурации; используется приемником энергии для запроса о следующей более высокой или более низкой конфигурации.SRQ/nc Special request/next configuration; used by the power receiver to request the next higher or lower configuration.

SRQ/en Специальный запрос/завершение согласования; используется приемником энергии для прекращения последовательности согласования и указания на то, что согласованная конфигурация должна стать активной в течение оговоренного количества миллисекунд.SRQ/en Special request/completion of negotiation; used by the power receiver to terminate the negotiation sequence and indicate that the negotiated configuration should become active within a specified number of milliseconds.

В некоторых вариантах реализации приемник энергии, как указано выше, может определять, приведет ли изменение амплитуды напряжения, связанное с переключением конфигурации передачи энергии, к неприемлемому условию перенапряжения или понижения напряжения, и если это не грозит, переходить к передаче сообщения с запросом на изменение конфигурации передачи энергии.In some implementations, the power receiver, as noted above, can determine if a change in voltage amplitude associated with switching the power transmission configuration will result in an unacceptable overvoltage or undervoltage condition, and if not, proceed to send a configuration change request message. energy transfer.

В некоторых вариантах реализации приемник энергии может быть выполнен с возможностью компенсации работы приемника энергии перед переключением в указанную конфигурацию передачи энергии таким образом, что результирующее изменение напряжения становится приемлемым, даже если оно произошло не без некоторых изменений в работе.In some embodiments, the power receiver may be configured to compensate for the operation of the power receiver prior to switching to said power transfer configuration such that the resulting voltage change becomes acceptable even if it did not occur without some change in operation.

Например, второй конфигурационный контроллер 609 может быть выполнен с возможностью перед изменением конфигурации передачи энергии модифицировать операцию передачи энергии для изменения наведенного напряжения в направлении, противоположном изменению напряжения, которое произойдет в последующем изменении конфигурации передачи энергии.For example, the second configuration controller 609 may be configured, before changing the power transfer configuration, to modify the power transfer operation to change the induced voltage in the opposite direction of the voltage change that will occur in a subsequent power transfer configuration change.

Например, для изменения, которое увеличивает амплитуду напряжения сигнала возбуждения и, таким образом, приводит к увеличению переходного напряжения в катушке 107 приемника, когда происходит изменение конфигурации передачи энергии, второй конфигурационный контроллер 609 перед указанным изменением может приступить к снижению наведенного напряжения в катушке 107 приемника. Когда затем происходит указанное изменение, напряжение на катушке 107 приемника может увеличиваться, но из-за предыдущего снижения напряжения это увеличение может быть приемлемым и не приведет, например, к условиям повреждающего перенапряжения.For example, for a change that increases the amplitude of the drive signal voltage and thus results in an increase in the transient voltage in the receiver coil 107 when the power transfer configuration is changed, the second configuration controller 609 may proceed to reduce the induced voltage in the receiver coil 107 before said change. . When this change then occurs, the voltage across the receiver coil 107 may increase, but due to the previous voltage drop, this increase may be acceptable and will not lead to damaging overvoltage conditions, for example.

В некоторых вариантах реализации второй конфигурационный контроллер 609 может быть выполнен с возможностью изменения полного сопротивления нагрузки до переключения в указанную конфигурацию передачи энергии, и, в частности, это изменение полного сопротивления нагрузки может быть выполнено вместе с изменением наведенного напряжения.In some embodiments, the second configuration controller 609 may be configured to change the load impedance prior to switching to the specified power transfer configuration, and in particular, this change in load impedance may be performed along with a change in the induced voltage.

Например, передача энергии может продолжаться при нагрузке сигнала передачи энергии, которая близка к максимальному предельному значению мощности для текущей конфигурации передачи энергии. Соответственно, может быть предпочтительным переключение к следующему более высокому максимальному предельному значению мощности, и это может быть обнаружено вторым конфигурационным контроллером 609 (например, на основании получения сообщения о конфигурации мощности или на основании его собственной оценки характеристик передачи энергии). Соответственно, он может передавать передатчику энергии сообщение с запросом на изменение конфигурации передачи энергии и в то же время продолжать уменьшать импеданс/сопротивление, что приводит к снижению напряжения и повышению тока, обеспечивающих такой же уровень мощности, но при более низком напряжении. После изменения конфигурации передачи энергии импеданс может быть снова изменен в соответствии с новыми условиями.For example, power transfer may continue with a load of the power transfer signal that is close to the maximum power limit for the current power transfer configuration. Accordingly, it may be preferable to switch to the next higher maximum power limit, and this may be detected by the second configuration controller 609 (eg, based on receipt of a power configuration message or based on its own estimate of power transfer characteristics). Accordingly, it can send a message to the power transmitter requesting a change in the power transmission configuration and at the same time continue to reduce the impedance/resistance, resulting in a lower voltage and higher current, providing the same level of power but at a lower voltage. After changing the power transmission configuration, the impedance can be changed again according to the new conditions.

В качестве конкретного примера, описанная выше ситуация может быть рассмотрена, когда передатчик энергии может работать в конфигурации 10 Вт (5 В, 2 А), при этом приемник энергии задает свой эксплуатационный режим 8 В, 1 А. Когда передатчик энергии переключается в следующую более высокую конфигурацию, такую как 12 Вт (12 В, 1 А), приемник энергии первоначально получит напряжение 12/5*8 = 19,5 В и ток 2,4 А, что выходит далеко за пределы возможностей передатчика энергии в этой конфигурации. Соответственно, передача энергии может прерываться из-за генерируемого состояния перенапряжения или превышения мощности. Чтобы предотвратить возникновение этой ситуации, приемник энергии перед переключением должен установить уровень мощности, например, 4 В, 0,5 А. В последнем случае после переключения приемник энергии работает при 12*/5*4=9,6 В, 1,2 А (т.е. 11,5 Вт при условии отсутствия потерь).As a specific example, the situation described above can be considered where the power transmitter can operate in a 10W (5V, 2A) configuration, with the power receiver setting its operating mode to 8V, 1A. When the power transmitter switches to the next higher high configuration, such as 12W (12V, 1A), the power receiver will initially receive a voltage of 12/5*8=19.5V and a current of 2.4A, which is far beyond the capability of the power transmitter in this configuration. Accordingly, power transmission may be interrupted due to the generated overvoltage or overpower condition. To prevent this situation from occurring, the power receiver must set a power level before switching, for example, 4 V, 0.5 A. In the latter case, after switching, the power receiver operates at 12*/5*4=9.6 V, 1.2 A (i.e. 11.5 W assuming no loss).

Аналогичным примером при переключении в конфигурацию с меньшей мощностью может быть ситуация, когда передатчик энергии работает в конфигурации с напряжением 12 В, и током 1 А, а приемник энергии принимает только 4 Вт (например, 5 В, 0,8 А). Затем указанная система может переключиться в конфигурацию следующего более низкого уровня для передатчика энергии, например, 5 В, 1,5 А. Если это переключение выполнять без подготовки приемника энергии, он после переключения получит напряжение 5/12*5 = 2,1 В, которое может быть слишком низким для поддержки его работы (т.е. пониженное напряжение). Соответственно, это также приведет к прекращению передачи энергии. Однако эта проблема может быть решена путем увеличения индуцированного напряжения при подготовке переключения.A similar example when switching to a lower power configuration would be when the power transmitter is operating in a 12V, 1A configuration and the power receiver is only receiving 4W (eg 5V, 0.8A). This system can then switch to the next lower level configuration for the power transmitter, for example 5 V, 1.5 A. If this switch is performed without preparing the power receiver, it will receive a voltage of 5/12 * 5 = 2.1 V after switching, which may be too low to support its operation (i.e. undervoltage). Accordingly, this will also lead to the termination of energy transmission. However, this problem can be solved by increasing the induced voltage in preparation for switching.

Предыдущие примеры сосредоточены на вариантах реализации, в которых амплитуда напряжения сигнала возбуждения, подаваемого в выходную цепь из возбудителя, является постоянной для любой заданной конфигурации передачи энергии. Однако данный подход также может быть подходящим для вариантов реализации, в которых амплитуда напряжения не является постоянной во время работы передатчика энергии в заданной конфигурации передачи энергии.The previous examples have focused on implementations in which the voltage amplitude of the drive signal applied to the output circuit from the driver is constant for any given power transfer configuration. However, this approach may also be suitable for implementations in which the voltage amplitude is not constant during operation of the power transmitter in a given power transfer configuration.

Например, в некоторых вариантах реализации передатчик энергии может быть выполнен с возможностью работы в заданном диапазоне амплитуд напряжения для каждой конфигурации передачи энергии. Например, для каждой конфигурации передачи энергии может быть задана максимальная амплитуда напряжения, и, таким образом, каждая конфигурация передачи энергии может быть связана с различным сочетанием максимального предельного значения мощности и максимальной амплитуды (предельного значения) напряжения для сигнала возбуждения. For example, in some embodiments, the power transmitter may be configured to operate over a given range of voltage amplitudes for each power transfer configuration. For example, each power transfer pattern may be given a maximum voltage amplitude, and thus each power transfer pattern may be associated with a different combination of maximum power limit and maximum voltage amplitude (limit) for the drive signal.

В таком случае указание амплитуды напряжения, передаваемое в сообщении о конфигурации мощности, может указывать максимальную амплитуду (предельное значение) напряжения для соответствующей потенциальной конфигурации передачи энергии. Соответственно, приемник энергии может быть выполнен с возможностью определения максимального переходного напряжения или перепада напряжения, которые могут произойти при переключении из текущей конфигурации передачи энергии в потенциальную конфигурацию передачи энергии. Например, при переключении в новую конфигурацию передачи энергии передатчик энергии всегда может запускаться при максимальной амплитуде напряжения, а приемник энергии, отслеживающий текущую амплитуду напряжения (например, путем сравнения наведенного в данный момент времени напряжения с напряжением, возникшим сразу после переключения передатчика энергии в текущую конфигурацию передачи энергии), может определять наведенную амплитуду напряжения сразу после переключения в новую конфигурацию передачи энергии.In such a case, the voltage amplitude indication conveyed in the power configuration message may indicate the maximum voltage amplitude (limit value) for the respective potential power transfer configuration. Accordingly, the power receiver may be configured to determine the maximum voltage transient or voltage drop that may occur when switching from a current power transfer configuration to a potential power transfer configuration. For example, when switching to a new power transmission configuration, the power transmitter can always start at the maximum voltage amplitude, and the power receiver that monitors the current voltage amplitude (for example, by comparing the voltage induced at a given time with the voltage that occurred immediately after switching the power transmitter to the current configuration power transfer) can determine the induced voltage amplitude immediately after switching to a new power transfer configuration.

Аналогичным образом, указанная амплитуда напряжения для данной конфигурации передачи энергии может иметь минимальное предельное значение, а сообщение о конфигурации мощности может дополнительно или альтернативно указывать минимальное предельное значение амплитуды напряжения для потенциальной конфигурации передачи энергии. Соответственно, это может позволить приемнику мощности определять наименьшее индуцированное напряжение, которое будет испытываться сразу после изменения конфигурации передачи энергии.Similarly, the specified voltage amplitude for a given power transfer configuration may have a minimum limit value, and the power configuration message may additionally or alternatively indicate a minimum voltage amplitude limit for a potential power transfer configuration. Accordingly, this may allow the power receiver to determine the smallest induced voltage that will be experienced immediately after a power transfer configuration change.

В некоторых вариантах реализации амплитуда напряжения, указанная в сообщении о конфигурации мощности, может не быть максимальным и/или минимальным предельным значением амплитуды напряжения, но может быть, например, номинальной или начальной амплитудой напряжения. Например, передатчик энергии может быть выполнен с возможностью при переключении конфигурации передачи энергии инициировать новую конфигурацию передачи энергии с заданной амплитудой напряжения для сигнала возбуждения, и эта начальная амплитуда напряжения может быть передана приемнику энергии в сообщении о конфигурации мощности. Приемник энергии, соответственно, может определять индуцированное напряжение сразу после переключения конфигурации передачи энергии, например, путем анализа начальной амплитуды напряжения для потенциальной конфигурации передачи энергии в отношении текущей амплитуды напряжения или в отношении начальной амплитуды напряжения для текущей конфигурации передачи энергии. После переключения амплитуда напряжения может быть впоследствии изменена приемником энергии, но это, как правило, осуществляется настолько медленно, что приемник энергии не испытывает никаких переходных процессов или перепадов.In some embodiments, the voltage amplitude indicated in the power configuration message may not be a maximum and/or minimum voltage amplitude limit, but may be, for example, a nominal or initial voltage amplitude. For example, the power transmitter may be configured, upon switching the power transfer configuration, to initiate a new power transfer pattern with a given voltage amplitude for the drive signal, and this initial voltage amplitude may be communicated to the power receiver in a power configuration message. The power receiver can accordingly determine the induced voltage immediately after switching the power transfer configuration, for example by analyzing the initial voltage amplitude for the potential power transfer configuration in relation to the current voltage amplitude or in relation to the initial voltage amplitude for the current power transmission configuration. After switching, the voltage amplitude can be subsequently changed by the power receiver, but this is usually done so slowly that the power receiver does not experience any transients or spikes.

Амплитуда напряжения, например, может быть указана в сообщении о конфигурации мощности как относительное значение в отношении, например, начальной амплитуды напряжения для текущей конфигурации передачи энергии. В некоторых вариантах реализации амплитуда напряжения для потенциальной конфигурации передачи энергии может быть предоставлена в виде относительного указания в отношении текущей амплитуды напряжения. Например, соотношение между начальной амплитудой напряжения для потенциальной конфигурации передачи энергии и текущей амплитудой напряжения может быть включено в сообщение о конфигурации мощности. Это может способствовать определению приемником энергии шагового напряжения при переключении конфигурации передачи энергии (например, приемнику не нужно отслеживать изменения амплитуды напряжения) и, как правило, является осуществимым благодаря очень медленному изменению амплитуды напряжения.The voltage amplitude, for example, may be indicated in the power configuration message as a relative value with respect to, for example, the initial voltage amplitude for the current power transfer configuration. In some embodiments, the voltage amplitude for a potential power transfer configuration may be provided as a relative indication of the current voltage amplitude. For example, a relationship between the initial voltage amplitude for a potential power transfer configuration and the current voltage amplitude may be included in the power configuration message. This can help the power receiver detect the step voltage when switching the power transfer configuration (eg, the receiver does not need to track changes in voltage amplitude) and is generally feasible due to the very slow change in voltage amplitude.

Указанный подход, предусматривающий наличие изменяемой амплитуды напряжения, в частности, может допускать или поддерживать варианты реализации, в которых уровнем мощности сигнала передачи энергии управляют (по меньшей мере частично) путем изменения амплитуды напряжения сигнала возбуждения. Например, может быть обеспечен подход, в котором амплитуда напряжения сигнала возбуждения адаптируется на основе сообщений об ошибках управления мощностью от приемника энергии. This variable voltage amplitude approach, in particular, may allow or support implementations in which the power level of the power transmission signal is controlled (at least in part) by varying the voltage amplitude of the drive signal. For example, an approach may be provided in which the voltage amplitude of the drive signal is adapted based on power control error messages from the power receiver.

Следует понимать, что в приведенном выше описании варианты реализации настоящего изобретения для ясности представлены со ссылкой на различные функциональные схемы, блоки и процессоры. Однако очевидно, что может быть использовано любое подходящее распределение функциональных возможностей между различными функциональными схемами, блоками или процессорами без отступления от принципа настоящего изобретения. Например, функциональные средства, показанные как выполняемые отдельными процессорами или контроллерами, могут выполняться одними и теми же процессором или контроллерами. Следовательно, ссылки на конкретные функциональные блоки или схемы следует рассматривать только как ссылки на пригодные средства для обеспечения описанных функциональных возможностей, а не как указание на строгую логическую или физическую структуру или организацию.It should be understood that in the above description, embodiments of the present invention are presented with reference to various functional circuits, blocks, and processors for clarity. However, it is clear that any suitable distribution of functionality between different functional circuits, blocks or processors can be used without departing from the principle of the present invention. For example, functionality shown as being performed by separate processors or controllers may be performed by the same processor or controllers. Therefore, references to specific functional blocks or diagrams should be considered only as references to suitable means for providing the described functionality, and not as an indication of a strict logical or physical structure or organization.

Настоящее изобретение может быть реализовано в любой подходящей форме, включая аппаратное обеспечение, программное обеспечение, аппаратно реализованное программное обеспечение или любое их сочетание. Настоящее изобретение также может быть реализовано по меньшей мере частично в виде компьютерного программного обеспечения, работающего на одном или более процессорах для обработки данных и/или процессорах для обработки цифровых сигналов. Элементы и компоненты одного варианта реализации настоящего изобретения могут быть физически, функционально и логически реализованы любым подходящим образом. В действительности функциональные возможности могут быть реализованы в одном блоке, в множестве блоков или как часть других функциональных блоков. В силу этого настоящее изобретение может быть реализовано в одном блоке или может быть физически или функционально распределено между разными блоками, схемами и процессорами.The present invention may be implemented in any suitable form, including hardware, software, firmware, or any combination thereof. The present invention may also be implemented at least in part as computer software running on one or more data processors and/or digital signal processors. The elements and components of one embodiment of the present invention may be physically, functionally and logically implemented in any suitable manner. Indeed, functionality may be implemented in a single block, in multiple blocks, or as part of other functional blocks. Because of this, the present invention may be implemented in a single unit, or may be physically or functionally distributed among different units, circuits, and processors.

Хотя настоящее изобретение было описано на примере некоторых вариантов реализации, оно не ограничивается конкретной формой, изложенной в данном документе. Объем охраны настоящего изобретения ограничивается только приложенной формулой изобретения. Кроме того, хотя может показаться, что признак описан на примере конкретных вариантов реализации, для специалиста в данной области техники будет очевидно, что различные признаки описанных вариантов реализации могут быть объединены в соответствии с настоящим изобретением. В формуле изобретения термин «содержащий» не исключает наличия других элементов или этапов.Although the present invention has been described in terms of some embodiments, it is not limited to the specific form set forth herein. The scope of protection of the present invention is limited only by the appended claims. In addition, although it may seem that the feature is described in terms of specific implementations, it will be obvious to a person skilled in the art that various features of the described embodiments can be combined in accordance with the present invention. In the claims, the term "comprising" does not exclude the presence of other elements or steps.

Понятно, что ссылка на предпочтительное значение не означает какого-либо ограничения помимо того, что оно является значением, определенным в конфигурации инициализации обнаружения постороннего предмета, т. е. оно является предпочтительным в силу того, что его определяют в процессе адаптации. Ссылки на предпочтительное значение могут быть заменены, например, ссылками на первое значение. It is understood that reference to a preferred value does not imply any limitation other than that it is the value defined in the foreign object detection initialization configuration, i.e., it is preferred by virtue of being determined by the adaptation process. References to the preferred value may be replaced by, for example, references to the first value.

Кроме того, хотя множество средств, элементов, схем или этапов способа перечислены по отдельности, они могут быть реализованы, например, с помощью одной схемы, блока или процессора. Кроме того, хотя отдельные признаки могут быть включены в разные пункты формулы изобретения, предпочтительно они могут быть объединены и их включение в разные пункты формулы изобретения не означает, что сочетание признаков невозможно и/или не предпочтительно. Кроме того, включение признака в одну категорию пунктов формулы изобретения не подразумевает ограничения этой категорией, а наоборот указывает на то, что этот признак в равной степени применим к другим категориям пунктов формулы изобретения, когда это уместно. Кроме того, порядок признаков в формуле изобретения не подразумевает какой-либо конкретный порядок, в котором эти признаки должны работать, и, в частности, порядок отдельных этапов в формуле изобретения не подразумевает, что эти этапы должны выполняться в указанном порядке. Наоборот, этапы могут выполняться в любом подходящем порядке. Кроме того, упоминания в единственном числе не исключают множественного числа. Таким образом, ссылки на грамматические средства выражения формы единственного числа, а также термины «первый», «второй» и т.п. не исключают множества. Ссылочные позиции в формуле изобретения представлены исключительно в качестве поясняющего примера и их никоим образом не следует рассматривать как ограничивающие объем охраны формулы изобретения.In addition, although a plurality of means, elements, circuits, or method steps are listed individually, they may be implemented, for example, using a single circuit, block, or processor. In addition, although individual features may be included in different claims, they may preferably be combined and their inclusion in different claims does not mean that a combination of features is not possible and/or not preferred. In addition, the inclusion of a feature in one category of claims does not imply a limitation to that category, but rather indicates that the feature is equally applicable to other categories of claims, where appropriate. Furthermore, the order of the features in the claims does not imply any particular order in which the features are to operate, and in particular, the order of the individual steps in the claims does not imply that the steps must be performed in that order. Rather, the steps may be performed in any suitable order. In addition, references in the singular do not exclude the plural. Thus, references to the grammatical means of expressing the singular form, as well as the terms "first", "second", etc. do not exclude sets. Reference positions in the claims are provided solely as an illustrative example and should in no way be construed as limiting the scope of the claims.

Claims (37)

1. Передатчик (101) энергии для беспроводной подачи энергии приемнику (105) энергии посредством электромагнитного сигнала передачи энергии, содержащий:1. An energy transmitter (101) for wirelessly supplying energy to an energy receiver (105) by means of an electromagnetic energy transmission signal, comprising: выходную схему (302, 103), содержащую катушку (103) передатчика для генерации сигнала передачи энергии в ответ на сигнал возбуждения, подаваемый в выходную схему (302, 103);an output circuit (302, 103) comprising a transmitter coil (103) for generating a power transmission signal in response to a drive signal supplied to the output circuit (302, 103); возбудитель (301) для генерации сигнала возбуждения;an exciter (301) for generating an excitation signal; конфигурационный контроллер (309) для переключения между набором конфигураций передачи энергии, причем указанные конфигурации передачи энергии из набора конфигураций передачи энергии имеют различные сочетания максимального предельного значения мощности и амплитуды напряжения для сигнала возбуждения;a configuration controller (309) for switching between a set of power transfer configurations, wherein said power transfer patterns of the set of power transfer configurations have different combinations of maximum power limit and voltage amplitude for the drive signal; приемник (305) для приема от приемника (105) энергии сообщения с запросом на изменение конфигурации передачи энергии;a receiver (305) for receiving from the energy receiver (105) a message with a request to change the energy transmission configuration; и отличающийся тем, что также содержитand differing in that it also contains передатчик (307) для передачи сообщения о конфигурации мощности приемнику (105) энергии, причем сообщение о конфигурации мощности содержит данные, указывающие амплитуду напряжения для первой конфигурации передачи энергии из набора конфигураций передачи энергии;a transmitter (307) for transmitting a power configuration message to a power receiver (105), the power configuration message comprising data indicative of a voltage amplitude for a first power transmission pattern of the set of power transmission patterns; причем конфигурационный контроллер (309) выполнен с возможностью переключения передатчика (101) энергии в первую конфигурацию передачи энергии в ответ на указанное сообщение с запросом на изменение конфигурации передачи энергии.wherein the configuration controller (309) is configured to switch the power transmitter (101) to the first power transmission configuration in response to said power transmission configuration change request message. 2. Передатчик энергии по п. 1, в котором данные указывают на относительную разность между амплитудой напряжения в первой конфигурации передачи энергии и амплитудой напряжения в текущей конфигурации передачи энергии.2. The power transmitter of claim 1, wherein the data indicates a relative difference between the voltage amplitude in the first power transmission configuration and the voltage amplitude in the current power transmission configuration. 3. Передатчик энергии по п. 2, в котором данные указывают на соотношение между амплитудой напряжения в первой конфигурации передачи энергии и амплитудой напряжения в текущей конфигурации передачи энергии.3. The power transmitter of claim 2, wherein the data indicates a relationship between a voltage amplitude in the first power transmission configuration and a voltage amplitude in the current power transmission configuration. 4. Передатчик энергии по любому предыдущему пункту, в котором первая конфигурация передачи энергии представляет собой конфигурацию передачи энергии из набора конфигураций передачи энергии, имеющую максимальное предельное значение мощности, являющееся по меньшей мере одним из следующего более высокого максимального предельного значения мощности и следующего более низкого максимального предельного значения мощности для максимального предельного значения мощности в текущей конфигурации передачи энергии.4. The power transmitter according to any preceding claim, wherein the first power transmission configuration is a power transmission configuration of a set of power transmission configurations having a maximum power limit that is at least one of the next higher maximum power limit and the next lower maximum power limit for the maximum power limit in the current power transfer configuration. 5. Передатчик мощности по любому предыдущему пункту, в котором сообщение о конфигурации мощности содержит данные, указывающие амплитуду напряжения для второй конфигурации передачи энергии из указанного набора конфигураций передачи энергии, при этом первая конфигурация передачи энергии представляет собой конфигурацию передачи энергии из указанного набора конфигураций передачи энергии, имеющую максимальное предельное значение мощности, представляющее собой следующее более высокое максимальное предельное значение мощности для максимального предельного значения мощности в текущей конфигурации передачи энергии, а вторая конфигурация передачи энергии представляет собой конфигурацию передачи энергии из указанного набора конфигураций передачи энергии, имеющую максимальное предельное значение мощности, представляющее собой следующее более низкое максимальное предельное значение мощности для максимального предельного значения мощности в текущей конфигурации передачи энергии.5. The power transmitter according to any preceding claim, wherein the power configuration message comprises data indicating a voltage amplitude for a second power transmission pattern from said set of power transmission patterns, wherein the first power transmission pattern is a power transmission pattern from said set of power transmission patterns. having a maximum power limit value representing the next higher maximum power limit value for the maximum power limit value in the current power transmission configuration, and the second power transmission configuration is a power transmission configuration from the specified set of power transmission configurations having a maximum power limit value, representing the next lower maximum power limit for the maximum power limit in the current power transfer configuration. 6. Передатчик энергии по любому предыдущему пункту, в котором заданное значение данных, указывающее амплитуду напряжения, указывает на то, что данный набор конфигураций передачи энергии не содержит конфигурацию передачи энергии, которая имеет более высокое максимальное предельное значение мощности, чем максимальное предельное значение мощности в текущей конфигурации передачи энергии.6. The power transmitter according to any preceding claim, wherein the given data value indicating the voltage amplitude indicates that the given set of power transmission configurations does not contain a power transmission configuration that has a higher maximum power limit value than the maximum power limit value in current power transmission configuration. 7. Передатчик энергии по любому предыдущему пункту, в котором конфигурационный контроллер (309) выполнен с возможностью передачи сообщения о конфигурации мощности в ответ на обнаружение того, что рабочая характеристика передачи энергии соответствует критерию.7. The power transmitter of any preceding claim, wherein the configuration controller (309) is configured to transmit a power configuration message in response to detecting that the power transfer performance meets the criterion. 8. Передатчик энергии по любому предыдущему пункту, в котором конфигурационный контроллер (309) выполнен с возможностью передачи сообщения о конфигурации мощности в ответ на обнаружение того, что текущий уровень мощности передатчика энергии превышает пороговое значение, причем указанное пороговое значение зависит от максимального предельного значения мощности в текущей конфигурации передачи энергии.8. The power transmitter according to any previous claim, wherein the configuration controller (309) is configured to transmit a power configuration message in response to detecting that the current power level of the power transmitter exceeds a threshold, said threshold being dependent on a maximum power limit. in the current power transmission configuration. 9. Передатчик энергии по любому предыдущему пункту, в котором конфигурационный контроллер (309) выполнен с возможностью передачи сообщения о конфигурации мощности в ответ на получение сообщения о запросе информации о конфигурации мощности от приемника энергии.9. The power transmitter of any preceding claim, wherein the configuration controller (309) is configured to transmit a power configuration message in response to receiving a power configuration information request message from the power receiver. 10. Передатчик энергии по любому предыдущему пункту, в котором конфигурационный контроллер (309) выполнен с возможностью переключения передатчика энергии в первую конфигурацию передачи энергии после передачи сообщения с подтверждением приемнику энергии, причем указанное сообщение с подтверждением подтверждает сообщение с запросом, принятое от приемника энергии.10. The power transmitter according to any preceding claim, wherein the configuration controller (309) is configured to switch the power transmitter to the first power transfer configuration after transmitting an acknowledgment message to the power receiver, said acknowledgment message acknowledging the request message received from the power receiver. 11. Приемник энергии для беспроводного приема энергии от передатчика (101) энергии посредством электромагнитного сигнала передачи энергии, содержащий:11. An energy receiver for wirelessly receiving energy from an energy transmitter (101) by means of an electromagnetic energy transmission signal, comprising: входную схему (601, 107), содержащую катушку (107) приемника энергии, выполненную с возможностью извлечения энергии из сигнала передачи энергии;an input circuit (601, 107) comprising a power receiver coil (107) configured to extract power from the power transmission signal; конфигурационный контроллер (609), выполненный с возможностью обнаружения предпочтения изменения конфигурации передачи энергии для переключения передатчика энергии в первую конфигурацию передачи энергии из набора конфигураций передачи энергии; и отличающийся тем, что также содержитa configuration controller (609) configured to detect a power transmission configuration change preference for switching the power transmitter to a first power transmission configuration of the set of power transmission configurations; and differing in that it also contains приемник (605) для приема сообщения о конфигурации мощности от передатчика (101) энергии, причем указанное сообщение о конфигурации мощности содержит данные, указывающие амплитуду напряжения сигнала возбуждения по меньшей мере для первой конфигурации передачи энергии из набора конфигураций передачи энергии, причем указанные конфигурации передачи энергии из указанного набора конфигураций передачи энергии имеют различные сочетания максимального предельного значения мощности и амплитуды напряжения, а сигнал возбуждения предназначен для выходной цепи (302, 103) передатчика (101) энергии, содержащей катушку (103) передатчика для генерирования сигнала передачи энергии в ответ на сигнал возбуждения, подаваемый в выходную цепь;a receiver (605) for receiving a power configuration message from a power transmitter (101), wherein said power configuration message comprises data indicating a drive signal voltage amplitude for at least a first power transmission configuration from a set of power transmission configurations, said power transmission configurations from the specified set of power transmission configurations have different combinations of the maximum power limit value and voltage amplitude, and the excitation signal is intended for the output circuit (302, 103) of the power transmitter (101), containing the transmitter coil (103) for generating a power transmission signal in response to the signal excitation supplied to the output circuit; передатчик (607) для передачи передатчику энергии сообщения с запросом на изменение конфигурации передачи энергии в ответ на обнаружение предпочтения изменения конфигурации передачи энергии, причем указанное сообщение с запросом на изменение конфигурации передачи энергии содержит запрос на переключение передатчика энергии в первую конфигурацию передачи энергии.a transmitter (607) for transmitting a power transmission configuration change request message to the power transmitter in response to detecting a power transmission configuration change preference, said power transmission configuration change request message comprising a request to switch the power transmitter to the first power transmission configuration. 12. Приемник энергии по п. 11, в котором конфигурационный контроллер (609) выполнен с возможностью управления передачей энергии для изменения напряжения, наведенного в катушке приемника энергии, перед изменением конфигурации передачи энергии на первую конфигурацию передачи энергии.12. The power receiver of claim 11, wherein the configuration controller (609) is configured to control the power transfer to change the voltage induced in the coil of the power receiver before changing the power transfer configuration to the first power transfer configuration. 13. Приемник мощности по п. 11 или 12, в котором конфигурационный контроллер (609) выполнен с возможностью изменения полного сопротивления нагрузки для катушки приемника энергии перед изменением конфигурации передачи энергии на первую конфигурацию передачи энергии.13. The power receiver of claim 11 or 12, wherein the configuration controller (609) is configured to change the load impedance for the power receiver coil before changing the power transfer configuration to the first power transfer configuration. 14. Способ работы передатчика (101) энергии для беспроводной подачи энергии приемнику (105) энергии посредством электромагнитного сигнала передачи энергии, включающий:14. A method of operating the energy transmitter (101) for wirelessly supplying energy to the energy receiver (105) by means of an electromagnetic energy transmission signal, including: генерирование сигнала передачи энергии посредством передающей катушки (103) в выходной цепи (302, 103) в ответ на сигнал возбуждения, подаваемый в выходную цепь (302, 103);generating a power transmission signal by the transmission coil (103) in the output circuit (302, 103) in response to the drive signal applied to the output circuit (302, 103); генерирование сигнала возбуждения;generating an excitation signal; переключение между набором конфигураций передачи энергии, причем указанные конфигурации передачи энергии из указанного набора конфигураций передачи энергии имеют различные сочетания максимального предельного значения мощности и амплитуды напряжения для сигнала возбуждения;switching between a set of power transmission configurations, wherein said power transmission patterns of said set of power transmission configurations have different combinations of maximum power limit and voltage amplitude for the drive signal; передачу сообщения о конфигурации мощности приемнику (105) энергии, причем указанное сообщение о конфигурации мощности содержит данные, указывающие амплитуду напряжения для первой конфигурации передачи энергии из указанного набора конфигураций передачи энергии;transmitting a power configuration message to a power receiver (105), said power configuration message comprising data indicative of a voltage amplitude for a first power transmission configuration from said set of power transmission configurations; прием от приемника (105) энергии сообщения с запросом на изменение конфигурации передачи энергии; иreceiving from the energy receiver (105) a request message to change the energy transmission configuration; And при этом указанное переключение между указанным набором конфигураций передачи энергии переключает передатчик (101) энергии в первую конфигурацию передачи энергии в ответ на сообщение с запросом на изменение конфигурации передачи энергии.wherein said switching between said set of power transfer configurations switches the power transmitter (101) to the first power transfer configuration in response to the power transfer configuration change request message. 15. Способ работы приемника энергии для беспроводного приема энергии от передатчика (101) энергии посредством электромагнитного сигнала передачи энергии, включающий:15. The method of operation of the energy receiver for wirelessly receiving energy from the energy transmitter (101) by means of an electromagnetic energy transmission signal, including: извлечение энергии посредством катушки (107) приемника энергии из сигнала передачи энергии;extracting energy by means of the energy receiver coil (107) from the energy transmission signal; прием сообщения о конфигурации мощности от передатчика (101) энергии, причем указанное сообщение о конфигурации мощности содержит данные, указывающие амплитуду напряжения сигнала возбуждения по меньшей мере для первой конфигурации передачи энергии из набора конфигураций передачи энергии, причем указанные конфигурации передачи энергии из указанного набора конфигураций передачи энергии имеют различные сочетания максимального предельного значения мощности и амплитуды напряжения, а сигнал возбуждения предназначен для выходной цепи (302, 103) передатчика (101) энергии, содержащей катушку (103) передатчика для генерации сигнала передачи энергии в ответ на сигнал возбуждения, подаваемый в выходную цепь;receiving a power configuration message from the power transmitter (101), wherein said power configuration message contains data indicating a voltage amplitude of the drive signal for at least a first power transmission configuration from a set of power transmission configurations, said power transmission configurations from a specified set of transmission configurations energy have various combinations of maximum power limit and voltage amplitude, and the excitation signal is intended for the output circuit (302, 103) of the energy transmitter (101), containing the transmitter coil (103) for generating an energy transmission signal in response to the excitation signal supplied to the output chain; обнаружение предпочтения изменения конфигурации передачи энергии для переключения передатчика энергии в первую конфигурацию передачи энергии; иdetecting a power transmission configuration change preference for switching the power transmitter to the first power transmission configuration; And передачу передатчику энергии сообщения с запросом на изменение конфигурации передачи энергии в ответ на обнаружение предпочтения изменения конфигурации передачи энергии, причем указанное сообщение с запросом на изменение конфигурации передачи энергии содержит запрос на переключение указанного передатчика энергии в первую конфигурацию передачи энергии.transmitting a power transmission configuration change request message to the power transmitter in response to detecting a power transmission configuration change preference, said power transmission configuration change request message comprising a request to switch said power transmitter to the first power transmission configuration. 16. Система беспроводной передачи энергии, содержащая передатчик (101) энергии по любому из пп. 1-10 и приемник (105) энергии по любому из пп. 11-13, причем система выполнена с возможностью беспроводной подачи энергии приемнику (105) энергии от передатчика (101) энергии посредством электромагнитного сигнала передачи энергии.16. A wireless power transmission system, comprising an energy transmitter (101) according to any one of paragraphs. 1-10 and receiver (105) energy according to any one of paragraphs. 11-13, wherein the system is configured to wirelessly power the power receiver (105) from the power transmitter (101) via an electromagnetic power transmission signal.
RU2021124277A 2019-01-16 2020-01-02 Wireless energy transmission RU2792026C2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP19152176.4 2019-01-16

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2021124277A RU2021124277A (en) 2023-02-16
RU2792026C2 true RU2792026C2 (en) 2023-03-15

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014171774A1 (en) * 2013-04-17 2014-10-23 인텔렉추얼 디스커버리 주식회사 Wireless power transmission apparatus and method therefor
RU2596604C2 (en) * 2010-08-23 2016-09-10 Оссиа Инк. Wireless power transmission system
RU2638297C1 (en) * 2013-11-22 2017-12-13 Тошиба Электроникс Еуроп Гмбх Method for wireless transmission of electric energy
RU2656246C2 (en) * 2013-06-04 2018-06-04 Конинклейке Филипс Н.В. Wireless inductive power transfer

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2596604C2 (en) * 2010-08-23 2016-09-10 Оссиа Инк. Wireless power transmission system
WO2014171774A1 (en) * 2013-04-17 2014-10-23 인텔렉추얼 디스커버리 주식회사 Wireless power transmission apparatus and method therefor
RU2656246C2 (en) * 2013-06-04 2018-06-04 Конинклейке Филипс Н.В. Wireless inductive power transfer
RU2638297C1 (en) * 2013-11-22 2017-12-13 Тошиба Электроникс Еуроп Гмбх Method for wireless transmission of electric energy

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10910878B2 (en) Wireless power transmission apparatus and method
EP3457525A1 (en) Foreign object detection in a wireless power transfer system
CN108702028A (en) Wireless induction type power transmission
US20230299622A1 (en) Wireless power transfer
CN108352724B (en) Wireless inductive power transfer
JP2023517568A (en) wireless power transfer
WO2021037740A1 (en) A power transmitter, system and method therefor
RU2792026C2 (en) Wireless energy transmission
CN113422440A (en) Dynamic resonance of wireless power supply system
EP4084281A1 (en) Wireless power transfer
EP4102681A1 (en) Wireless power transfer
US11916403B2 (en) Power transfer apparatus and method therefor
EP4369566A1 (en) Wireless power transfer
EP4318853A1 (en) Wireless power transfer
EP4096081A1 (en) Wireless power transfer
WO2024099712A1 (en) Wireless power transfer