BR112015008218B1

BR112015008218B1 - Ransmissor de potência sem fio, sistema de transferência de potência, método de operação de um transmissor de potência, e receptor de potência

Info

Publication number: BR112015008218B1
Application number: BR112015008218-1A
Authority: BR
Inventors: Andries Van Wageningen
Original assignee: Koninklijke Philips N.V.
Priority date: 2012-10-16
Filing date: 2013-09-13
Publication date: 2021-12-21
Also published as: CN104704710B; PL2909917T3; JP2018093723A; ES2838648T3; JP6276772B2; US9716388B2; US20150263532A1; RU2639726C2; JP2019115260A; EP2909917B1; WO2014060871A1; CN104704710A; EP2909917A1; BR112015008218A2; JP6860608B2; JP6557368B2; US20170294806A1; RU2015118173A; EP3800765A1; JP2015535168A

Abstract

transmissor de potência sem fio, sistema de transferência de potência, método de operação de um transmissor de potência, e receptor de potência. a presente invenção refere-se a um transmissor de potência (101) que transfere potência para um receptor de potência (105) com o uso de um sinal de potência sem fio. o transmissor de potência (101) compreende um indutor (103) acionado por um gerador de sinal de potência (201) para fornecer o sinal de potência. um controlador de calibração (211) determina se foi feita uma calibração de perda de potência para o emparelhamento do transmissor de potência (101) com o receptor de potência (105). a calibração adapta uma relação esperada entre uma indicação de potência recebida fornecida pelo receptor de potência (105) e uma indicação de potência transmitida para o transmissor de potência (101). um limitador de potência (205) restringe a potência fornecida para o indutor para não exceder um limiar, a menos que uma calibração de perda de potência tenha sido feita para o emparelhamento. a relação esperada pode ser usada para detectar perdas de potência que não foram levadas em conta, por exemplo devido à presença de objetos estranhos. a relação esperada calibrada pode fornecer exatidão aprimorada, permitindo a detecção precisa em níveis mais altos de potência. em níveis mais baixos de potência, tal exatidão não é necessária e não é preciso que a calibração seja feita.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A invenção está relacionada à transferência indutiva de potência e, em particular, mas não exclusivamente, a um sistema de transferência indutiva de potência de acordo com o padrão de transferência de potência sem fio Qi.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] O número e a variedade de dispositivos portáteis e móveis em uso explodiram na última década. Por exemplo, o uso de telefones celulares, tablets, media players, etc. se tornou ubíquo. Tais dispositivos são, de modo geral, energizados por baterias internas e o cenário de uso típico frequentemente exige a recarga de baterias ou energização com fio direto do dispositivo a partir de uma fonte de alimentação externa.

[003] Os sistemas mais atuais exigem uma fiação e/ou contatos elétricos explícitos para serem energizados a partir de uma fonte de alimentação externa. Entretanto, isto tende a não ser prático e exige que o usuário insira fisicamente conectores ou de outro modo estabeleça um contato elétrico físico. Também tende a ser inconveniente para o usuário introduzir fios compridos. Tipicamente, as exigências de alimentação também diferem significativamente e atualmente a maioria dos dispositivos são dotados de sua própria fonte de alimentação dedicada resultando em um usuário típico tendo um grande número de alimentadores diferentes, sendo cada um dedicado a um dispositivo específico. Embora o uso de baterias internas possa evitar a necessidade de uma conexão com fio a uma fonte de alimentação durante o uso, isto apenas fornece uma solução parcial uma vez que as baterias precisarão de recarga (ou substituição, o que é caro). O uso de baterias pode também adicionar substancialmente peso e potencialmente custo e tamanho aos dispositivos.

[004] Para fornecer uma experiência de usuário significativamente aprimorada, foi proposto usar uma fonte de alimentação sem fio onde a potência é transferida de modo indutivo de uma bobina transmissora em um dispositivo transmissor de potência para uma bobina receptora em dispositivos individuais.

[005] A transmissão de potência através de indução magnética é um conceito bem conhecido, principalmente aplicado em transformadores, tendo um acoplamento justo entre uma bobina transmissora primária e uma bobina receptora secundária. Ao separar a bobina transmissora primária e a bobina receptora secundária entre dois dispositivos, a transferência de potência sem fio entre elas torna-se possível com base no princípio de um transformador acoplado de maneira frouxa.

[006] Tal disposição permite uma transferência de potência sem fio para o dispositivo sem necessitar de quaisquer fios ou que conexões elétricas físicas sejam feitas. De fato, pode permitir que simplesmente um dispositivo seja colocado adjacente a ou no topo da bobina transmissora para ser recarregado ou energizado externamente. Por exemplo, os dispositivos de transferência de potência podem ser dispostos com uma superfície horizontal sobre a qual um dispositivo pode simplesmente ser colocado para ser energizado.

[007] Ademais, tais disposições de transferência de potência sem fio podem vantajosamente ser projetadas de modo que o dispositivo transmissor de potência possa ser usado com uma gama de dispositivos receptores de potência. Em particular, um padrão de transferência de potência sem fio conhecido como padrão Qi foi definido e atualmente está sendo desenvolvido adicionalmente. Este padrão permite que os dispositivos transmissores de potência que satisfazem o padrão Qi sejam usados com dispositivos receptores de potência que também satisfazem o padrão Qi sem que sejam do mesmo fabricante ou tendo que ser dedicados um ao outro. O padrão Qi inclui adicionalmente funcionalidades que permitem que a operação seja adaptada ao dispositivo receptor de potência específico (por exemplo dependente de uma drenagem de energia específica).

[008] O padrão Qi é desenvolvido pelo Wireless Power Consortium e mais informações podem, por exemplo, ser encontradas em seu site da web: http://www.wirelesspowerconsortium.com/index.html, onde, particularmente, os documentos dos Padrões podem ser encontrados.

[009] O padrão de potência sem fio Qi descreve que um transmissor de potência precisa ser capaz de fornecer uma potência garantida para o receptor de potência. O nível de potência específico necessário depende do design do receptor de potência. Para especificar a potência garantida, um conjunto de receptores de potência de teste e condições de carga são definidos que descrevem o nível de potência garantido para cada uma das condições.

[010] O Qi originalmente definiu uma transferência de potência sem fio para os dispositivos de baixa potência considerados como sendo dispositivos tendo uma drenagem de energia menor que 5 W. Os sistemas que se enquadram no escopo deste padrão usam acoplamento indutivo entre duas bobinas planas para transferir potência do transmissor de potência para o receptor de potência. A distância entre as duas bobinas é tipicamente de 5 mm. É possível estender esta faixa por ao menos 40 mm.

[011] Entretanto, trabalhos estão em andamento para aumentar a potência disponível e, em particular, o padrão está sendo estendido para dispositivos de potência média tendo esses dispositivos uma drenagem de energia maior que 5 W.

[012] O padrão Qi define uma variedade de requisitos técnicos, parâmetros e procedimentos operacionais que um dispositivo compatível deve satisfazer.

COMUNICAÇÃO

[013] O padrão Qi suporta comunicação do receptor de potência para o transmissor de potência, assim capacitando o receptor de potência a fornecer informações que podem permitir que o transmissor de potência se adapte ao receptor de potência específico. No padrão atual, uma ligação de comunicação unidirecional do receptor de potência para o transmissor de potência foi definida e a aproximação tem por base uma filosofia do receptor de potência sendo o elemento de controle. Para preparar e controlar a transferência de potência entre o transmissor de potência e o receptor de potência, o receptor de potência especificamente comunica as informações para o transmissor de potência.

[014] A comunicação unidirecional é obtida pelo receptor de potência realizando a modulação da carga em que uma carga aplicada à bobina receptora secundária pelo receptor de potência é variada para fornecer uma modulação do sinal de potência. As alterações resultantes nas características elétricas (por exemplo variações no consumo de corrente) podem ser detectadas e decodificadas (demoduladas) pelo transmissor de potência.

[015] Dessa forma, na camada física, o canal de comunicação do receptor de potência para o transmissor de potência usa o sinal de potência como um carreador de dados. O receptor de potência modula uma carga que é detectada por uma alteração na amplitude e/ou fase da corrente ou tensão da bobina transmissora. Os dados são formatados em bytes e pacotes.

[016] Mais informações podem ser encontradas no capítulo 6 da Parte 1 da especificação de potência sem fio Qi (versão 1.0).

[017] Embora o Qi use uma ligação de comunicação unidirecional, foi proposto introduzir comunicação do transmissor de potência para o receptor de potência. Entretanto, tal ligação bidirecional não é trivial para ser incluída e está sujeita a um grande número de dificuldades e desafios. Por exemplo, o sistema resultante ainda precisa ser compatível de trás para frente e por exemplo o transmissor e os receptores de potência que não são capazes de comunicação bidirecional ainda precisam ser suportados. Ademais, as restrições técnicas em termos de, por exemplo, opções de modulação, variações de potência, opções de transmissão, etc. são muito restritivas uma vez que precisam adaptar-se aos parâmetros existentes. Também é importante que o custo e a complexidade sejam mantidos baixos e, por exemplo, é desejável que o requisito de hardware adicional seja minimizado, que a detecção seja fácil e confiscável, etc. Também é importante que a comunicação do transmissor de potência para o receptor de potência não cause impacto, degrade ou interfira com a comunicação do receptor de potência para o transmissor de potência. Ademais, um requisito muito importante é que a ligação de comunicação não degrade de maneira não aceitável a habilidade de transferência de potência do sistema.

[018] Consequentemente, muitos desafios e dificuldades estão associados ao aumento do sistema de transferência de potência como o Qi para incluir a comunicação bidirecional.

CONTROLE DO SISTEMA

[019] Para controlar o sistema de transferência de potência sem fio, o padrão Qi especifica várias fases ou modos em que o sistema pode estar em diferentes momentos da operação. Mais detalhes podem ser encontrados no capítulo 5 da Parte 1 da especificação de potência sem fio Qi (versão 1.0).

[020] O sistema pode estar nas seguintes fases:

FASE DE SELEÇÃO

[021] Esta fase é a fase típica quando o sistema não é usado, isto é, quando não há acoplamento entre um transmissor de potência e um receptor de potência (isto é, nenhum receptor de potência está posicionado nas proximidades do transmissor de potência).

[022] Na fase de seleção, o transmissor de potência pode estar em um modo de espera, mas detectará uma possível presença de um objeto. De modo similar, o receptor esperará a presença de um sinal de potência.

FASE DE PING:

[023] Se o transmissor detecta a possível presença de um objeto, por exemplo, devido a uma alteração de capacitância, o sistema realiza a fase de ping em que o transmissor de potência (ao menos de modo intermitente) fornece um sinal de potência. Este sinal de potência é detectado pelo receptor de potência que envia um pacote inicial para o transmissor de potência. Especificamente, se um receptor de potência estiver presente na interface do transmissor de potência, o receptor de potência comunica um pacote de intensidade de sinal inicial para o transmissor de potência. O pacote de intensidade de sinal fornece uma indicação do grau de acoplamento entre a bobina transmissora de potência e a bobina receptora de potência. O pacote de intensidade de sinal é detectado pelo transmissor de potência.

FASE DE IDENTIFICAÇÃO & CONFIGURAÇÃO:

[024] O transmissor de potência e o receptor de potência então prosseguem para a fase de identificação e configuração em que o receptor de potência comunica ao menos um identificador e uma potência requerida. A informações é comunicada em múltiplos pacotes de dados por modulação da carga. O transmissor de potência mantém um sinal de potência constante durante a fase de identificação e configuração para permitir que a modulação da carga seja detectada. Especificamente, o transmissor de potência fornece um sinal de potência com amplitude, frequência e fase constantes para este propósito (exceto da alteração causada por modulação de carga).

[025] Na preparação da transferência de energia real, o receptor de potência pode aplicar o sinal recebido para energizar seus componentes eletrônicos, mas mantém sua carga de saída desconectada. O receptor de potência comunica pacotes para o transmissor de potência. Esses pacotes incluem mensagens obrigatórias, como o pacote de identificação e configuração ou pode incluir algumas mensagens opcionais definidas, como um pacote de identificação estendida ou pacote de distanciamento de potência.

[026] O transmissor de potência continua configurando o sinal de potência de acordo com as informações recebidas do receptor de potência.

FASE DE TRANSFERÊNCIA DE POTÊNCIA:

[027] O sistema então segue para a fase de transferência de potência em que o transmissor de potência fornece o sinal de potência requerido e o receptor de potência conecta-se a carga de saída para supri-la com a potência recebida.

[028] Durante esta fase, o receptor de potência monitora as condições de carga de saída e especificamente mede o erro de controle entre o valor real e o valor desejado de um certo ponto de operação. Comunica esses erros de controle nas mensagens de erro de controle para o transmissor de potência com uma frequência mínima de, por exemplo, a cada 250 mseg. Isto fornece uma indicação da presença contínua do receptor de potência para o transmissor de potência. Além disso, as mensagens de erro de controle são usadas para implementar um controle de potência de laço fechado onde o transmissor de potência adapta o sinal de potência para minimizar o erro reportado. Especificamente, se o valor real do ponto de operação for igual ao valor desejado, o receptor de potência comunica um erro de controle com um valor de zero resultando em nenhuma alteração no sinal de potência. Caso o receptor de potência comunique um erro de controle diferente de zero, o transmissor de potência ajustará o sinal de potência adequadamente.

[029] Um problema potencial com a transferência de potência sem fio é que a potência pode ser transferida de forma não intencional para, por exemplo, objetos metálicos. Por exemplo, se um objeto estranho, como por exemplo uma moeda, chave, anel, etc., for colocado na plataforma do transmissor de potência disposto para receber um receptor de potência, o fluxo magnético gerado pela bobina transmissora introduzirá correntes parasitas nos objetos de metal que aquecerão os objetos. O aumento de calor pode ser muito significativo e pode, de fato, resultar em risco de dor e lesão a seres humanos que subsequentemente pegam os objetos.

[030] Experimentos têm mostrado que os objetos de metal posicionados na superfície de um transmissor de potência podem atingir uma temperatura elevada indesejada (acima de 60 °C) em temperaturas ambiente normais (20 °C) mesmo a dissipação de potência no objeto, sendo baixas como 500 mW. Para comparação, a queimadura na pele causada por contato com objetos quentes começa em temperaturas ao redor de 65 °C.

[031] Para evitar tais cenários, foi proposto introduzir a detecção de objeto estranho onde o transmissor de potência pode detectar a presença de um objeto estranho e reduzir a potência de transmissão e/ou gerar um alerta de usuário quando uma detecção positiva ocorre. Por exemplo, o sistema Qi inclui a funcionalidade para detectar um objeto estranho e para redução de potência se um objeto estranho é detectado.

[032] A dissipação de potência em um objeto estranho pode ser estimada a partir da diferença entre a potência transmitida e a recebida. Para evitar que potência em excesso seja dissipada em um objeto estranho, o transmissor pode interromper a transferência de potência se a perda de potência exceder um limiar.

[033] No padrão de transferência de potência Qi, o receptor de potência estima sua potência recebida, por exemplo, mediante a medição da tensão e corrente retificadas, multiplicando-as e adicionando uma estimativa das perdas de potência interna no receptor de potência (por exemplo, perdas do retificador, da bobina receptora, partes metálicas que fazem parte do receptor, etc.). O receptor de potência reporta a potência recebida determinada para o transmissor de potência com uma frequência mínima de, por exemplo, a cada quatro segundos.

[034] O transmissor de potência estima sua potência transmitida, por exemplo. Mediante a medição da tensão de entrada CC e corrente do inversor, multiplicando-as e corrigindo o resultado pela subtração de uma estimativa das perdas de potência interna no transmissor, como por exemplo perda de potência estimada no inversor, a bobina primária e as partes metálicas que fazem parte do transmissor de potência.

[035] O transmissor de potência pode estimar a perda de potência subtraindo a potência recebida reportada a partir da transmitida. Se a diferença exceder um limiar, o transmissor assumirá que potência em excesso é dissipada em um objeto estranho e pode, então, interromper a transferência de potência.

[036] Especificamente, a transferência de potência é interrompida quando a perda de potência estimada PT - PR é maior que um limiar onde PT é a potência transmitida estimada e PR é a potência recebida estimada.

[037] As medições podem ser sincronizadas entre o receptor de potência e o transmissor de potência. Para se obter isto, o receptor de potência pode comunicar os parâmetros de uma janela de tempo para o transmissor de potência durante a configuração. Esta janela de tempo indica o período em que o receptor de potência determina a média da potência recebida. A janela de tempo é definida em relação a um período de referência que é o período quando a primeira parte de um pacote de potência recebida é comunicado a partir do receptor de potência para o transmissor de potência. Os parâmetros de configuração para esta janela de tempo consistem em uma duração de janela e um momento do início em relação ao período de referência.

[038] Ao realizar esta detecção de perda de potência, é importante que a perda de potência seja determinada com precisão suficiente para assegurar que a presença de um objeto estranho seja detectada. Primeiramente, precisa ser assegurado que um objeto estranho que absorva potência significativa do campo magnético seja detectado. De modo a assegurar isto, qualquer erro na estimativa da perda de potência calculada a partir da potência transmitida e recebida precisa ser menor que o nível aceitável para a absorção de potência em um objeto estranho. De modo similar, para evitar detecções falsas, a exatidão do cálculo da perda de potência precisa ser suficientemente exata para não resultar em valores de perda de potência estimada que sejam elevados demais quando nenhum objeto estranho está presente.

[039] É substancialmente mais difícil determinar as estimativas das potências transmitida e recebida de maneira suficientemente precisas em níveis de potência mais altos do que para níveis de potência mais baixos. Por exemplo, presumindo que uma incerteza sobre as estimativas das potências transmitida e recebida seja ±3 %, isto pode levar a um erro de - ±150 mW a 5 W de potência transmitida e recebida, e - ±1,5 W a 50 W de potência transmitida e recebida.

[040] Dessa forma, apesar de tal exatidão ser aceitável para uma operação de transferência de potência baixa, não é aceitável para uma operação de transferência de potência alta.

[041] Tipicamente, é necessário que o transmissor de potência seja capaz de detectar o consumo de potência de objetos estranhos de apenas 350 mW ou mesmo inferior. Isto exige uma estimativa muito precisa da potência recebida e da potência transmitida. Isto é particularmente difícil em níveis altos de potência e frequentemente é difícil para os receptores de potência gerarem estimativas que sejam suficientemente precisas. Entretanto, se o receptor de potência superestima a potência recebida, isto pode resultar em não detecção do consumo de potência pelos objetos estranhos. Inversamente, se o receptor de potência subestimar a potência recebida, isto pode levar a detecções falsas onde o transmissor de potência interrompe a transferência de potência apesar de objetos estranhos não estarem presentes.

[042] A US2011/0196544 revela que a detecção de objetos estranhos pode estar baseada na avaliação se uma corrente primária medida para o indutor do transmissor de potência difere de uma corrente primária esperada. A corrente primária esperada é determinada com base na tensão e correntes do receptor de potência medidas após a retificação. Os coeficientes exatos são determinados pelo encaixe da curva com o uso de dados coletados com o uso de leituras de corrente externa e tensão. Entretanto, embora a abordagem possa permitir a detecção de objetos estranhos, tende a exigir processos pouco práticos para determinar as relações esperadas. Embora esta determinação possa ser feita por exemplo durante a produção, tal abordagem apenas permitirá que as relações esperadas para os receptores genéricos sejam determinadas. Como tipicamente haverá um grande grau de variação entre receptores de potência diferentes, isto tipicamente tornará a abordagem inviável ou não prática para níveis mais altos de potência.

[043] A WO2005/109597 revela um sistema de transferência de potência onde o transmissor de potência pode operar em modos diferentes e, em particular, pode automaticamente colocar o transmissor de potência em um modo de encerramento se uma carga parasítica total exceder um dado limiar. Entretanto, para detectar a carga parasítica total, o sistema entra em modos de medição dedicados em que a transferência de potência é eficazmente interrompida pela desconexão da carga do receptor de potência. Dessa forma, a transferência de potência é interrompida e não pode ser feita durante a fase de medição. Para diferenciar entre cargas diferentes do transmissor de potência, a WO2005/109597 revela que modos de medição específicos precisam ser usados sendo que algumas das cargas podem ser desconectadas. Entretanto, tal aproximação não é apenas complexa e pouco prática, mas também resulta em transferência de potência intermitente. Ademais, o sistema é, de forma inerente, relativamente impreciso e, portanto, não adequado para transferência de potências maiores. O sistema inclui calibração apenas para o transmissor de potência, e a mesma abordagem é aplicada Independentemente, por exemplo, do consumo de potência e se a calibração de potência precisa é possível.

[044] A EP 2 490 342 A2 revela um sistema de transferência de potência sem fio onde um dispositivo de transmissão de potência e um dispositivo de recepção de potência comuta as informações da capacidade de potência antes de uma transferência de potência.

[045] Um aprimorado sistema de transferência de potência seria vantajoso. Em particular, uma abordagem que permita o funcionamento otimizado enquanto mantém uma abordagem de fácil utilização seria vantajosa. Em particular, uma abordagem que permite uma operação mais fácil pelo usuário ao mesmo tempo que garanta a operação segura, especificamente em níveis mais altos de de potência, seria vantajoso. Um sistema de transferência de potência aprimorado permitindo flexibilidade aumentada, implementação facilitada, operação facilitada, operação mais segura, risco reduzido de aquecimento de objeto estranho, exatidão aumentada e/ou desempenho aprimorado seria vantajoso.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[046] Consequentemente, a invenção busca de preferência mitigar, aliviar ou eliminar uma ou mais das desvantagens mencionadas acima, individualmente ou em qualquer combinação.

[047] De acordo com um aspecto da invenção, é fornecido um transmissor de potência para transferir potência para um receptor de potência com o uso de um sinal de potência indutivo sem fio, o transmissor de potência que compreende: um indutor para fornecer o sinal de potência; um gerador de sinal de potência para ativar o indutor para fornecer o sinal de potência; um controlador de calibração para determinar se uma calibração de perda de potência foi feita para emparelhamento do transmissor de potência e do receptor de potência, a calibração de perda de potência determinando uma relação inesperada entre uma indicação de potência recebida fornecida pelo receptor de potência e uma indicação de potência transmitida para o transmissor de potência; um limitador de potência disposto para restringir uma potência fornecida ao indutor e não exceder um limiar a menos que uma calibração de perda de potência tenha sido feita para o emparelhamento do transmissor de potência e receptor de potência; um receptor para as indicações de recepção da potência recebida do receptor de potência; e um detector para detectar um consumo de potência parasítica em resposta a um desvio entre uma relação entre uma indicação de potência transmitida e uma indicação de potência recebida e a relação esperada entre uma indicação de potência transmitida e uma indicação da potência recebida excedendo um limiar.

[048] A invenção pode permitir operação mais segura para um sistema de transferência de potência. A abordagem pode permitir segurança aprimorada em níveis maiores de potência ao mesmo tempo que permite baixa complexidade e operação facilitada em níveis mais baixos de potência. Em particular, níveis mais altos de potência podem ser restritos para emparelhamentos dos transmissores de potência e receptores de potência que já foram calibrados de modo que a precisão aprimorada pode ser obtida ao estimar, por exemplo, qualquer perda de potência parasítica, por exemplo, associada a objetos estranhos. Operação mais segura em níveis mais altos de potência pode ser combinada com baixa complexidade e, em particular, desempenho sem calibração em níveis mais baixos. Dessa forma, uma combinação aprimorada de simplicidade e segurança de operação pode ser obtida.

[049] A invenção pode permitir aprimoramento na detecção de potência. Pode tipicamente permitir detecção de objeto estranho aprimorada e pode, em particular, em muitas modalidades, assegurar que a potência dissipada nos objetos estranhos seja mantida em níveis seguros. Isto pode ser obtido mesmo para níveis mais altos de potência.

[050] A relação esperada refere-se a uma indicação de potência recebida para uma indicação de potência transmitida. Por exemplo, a relação esperada pode proporcionar uma indicação de potência recebida esperada para uma indicação de potência transmitida ou pode, por exemplo, 'propiciar uma indicação de potência transmitida para uma indicação de potência recebida. Em um caso anterior, o desvio pode ser determinado como uma diferença entre uma indicação de potência recebida real e uma indicação de potência recebida esperada. No último caso, o desvio pode ser determinado como uma diferença entre a indicação de potência transmitida real e uma indicação de potência transmitida esperada.

[051] A relação esperada pode ser uma função que, como uma entrada, tem uma indicação de potência transmitida e, como uma saída, tem uma indicação de potência recebida. A função pode dessa forma refletir uma indicação de potência recebida que é esperada para uma indicação de potência transmitida. Dessa forma, a função pode ser usada para estimar uma indicação de potência recebida que deve ser recebida durante o funcionamento normal. Se uma indicação de potência recebida real combina com uma indicação de potência recebida esperada (de acordo com um critério de combinação adequado), então pode ser usada como indicação de que condições de operação anormais ocorrem no momento e especificamente pode ser estimado que não há perdas de potência parasíticas (significativas). Entretanto, se uma indicação de potência recebida real não combina com uma indicação de potência recebida esperada, então pode ser usada como uma indicação que condições operacionais anormais existem e especificamente que perdas de potência parasíticas significativas podem estar presentes.

[052] De modo similar, a relação esperada pode ser uma função que, como uma entrada, tem uma indicação de potência recebida e, como uma saída, tem uma indicação de potência transmitida. A função pode dessa forma refletir uma indicação de potência transmitida que é esperada para uma indicação de potência recebida. Dessa forma, a função pode ser usada para estimar uma indicação de potência transmitida que deve ser medida quando uma indicação de potência recebida é recebida durante o funcionamento normal. Se uma indicação de potência transmitida medida real combina com uma indicação de potência transmitida esperada (de acordo com um critério de combinação adequado), então pode ser usada como uma indicação que condições de operação anormais não estão ocorrendo, e especificamente pode ser estimado que não há perdas de potência parasíticas (significativas). Entretanto, se uma indicação de potência transmitida real não combina com uma indicação de potência transmitida esperada, então pode ser usada como uma indicação que condições de operação anormais existem e especificamente que perda de potência parasítica significativa pode estar presente.

[053] A determinação da relação esperada pode especificamente corresponder a, ou incluir, uma adaptação de uma relação esperada. Por exemplo, uma relação esperada padrão ou genérica pode ser fornecida e pode ser ajustada às condições correntes específicas medidas para o transmissor de potência específico e receptor de potência específico. Ademais, a adaptação pode ser contínua e por exemplo inclui uma adaptação contínua e ajuste às condições correntes. Dessa forma, a adaptação pode, por exemplo, fazer a relação esperada ser ajustada para refletir as alterações devido a, por exemplo, variações de temperatura, tolerância e variações de componentes, características de transmissor de potência e/ou receptor de potência, etc.

[054] O desvio pode ser calculado para um valor simples de uma dentre uma indicação de potência recebida ou uma indicação de potência transmitida, como por exemplo um valor corrente de uma das indicações.

[055] A calibração de perda de potência pode comparar as indicações de potência recebida reportadas fornecidas pelo receptor de potência para as indicações de potência transmitida calculadas para o transmissor de potência.

[056] Em algumas modalidades, uma indicação de potência transmitida pode ser um ou mais valores que pode ser usado para calcular a potência de transmissão como, por exemplo, uma corrente indutora, tensão indutora, uma diferença de fase entre tensão e corrente indutoras, uma corrente de entrada de excitador de bobina (por exemplo inversor) ou uma tensão de entrada de excitador de bobina (por exemplo inversor).

[057] Um valor de compensação pode ser determinado para refletir a diferença entre a(s) indicação(ões) de potência recebida e a(s) indicação(ões) de potência transmitida. O valor de compensação pode ser um valor compósito que compreende uma pluralidade de valores. Por exemplo, o valor de compensação pode ser um conjunto de valores para níveis de potência diferentes. Em algumas modalidades, cada elemento do valor de compensação pode ser um valor escalar (ou conjunto de valores escalares). Em algumas modalidades, cada elemento do valor de compensação pode ser uma função, como por exemplo uma função relacionada às indicações de potência recebida para indicações de transmissão de potência esperada ou relacionada às indicações de transmissão de potência esperada para as indicações de potência recebida. A relação esperada pode dessa forma ser indicada por um valor de compensação ou um conjunto de valores de compensações.

[058] A potência sendo restrita pelo limitador de potência pode, por exemplo, ser uma potência complexa no indutor incluindo a potência real (dissipada) e a potência reativa, por exemplo, pode ser a potência aparente. Em algumas modalidades, a potência sendo restrita pode ser apenas a potência real (transmitida).

[059] O limitador de potência pode ser disposto para reduzir a potência aparente do indutor. Especificamente, o limitador de potência pode restringir a potência aparente dada como o produto de tensão RMS e corrente RMS no indutor.

[060] O limitador de potência pode especificamente ser disposto para reduzir a corrente indutora para não exceder um limiar a menos que uma calibração de perda de potência tenha sido feita para o emparelhamento do transmissor de potência e receptor de potência. Isto pode ser particularmente interessante nos casos em que a tensão indutora é mantida substancialmente constante.

[061] A restrição da potência pela restrição da potência aparente, como pela restrição da corrente indutora, pode ser vantajosa em muitas modalidades. Especificamente pela limitação da corrente é possível limitar diretamente o potencial magnético e a tensão induzida. Uma baixa tensão é intrinsecamente mais segura do que uma alta tensão.

[062] O limitador de potência pode também restringir a potência fornecida ao inversor e como consequência, restringir a potência do indutor.

[063] O limiar pode ser um limiar estático fixo. Por exemplo, o limiar (para restringir a potência ao indutor) pode corresponder a uma corrente indutora de 1A, 2A, etc., para uma potência aparente de 10 VA, 20 VA, etc. ou até um nível de potência transmitida de 1 W, 2 W, 5 W, 10 W ou 20 W. Em algumas modalidades, o transmissor de potência pode ser disposto para ajustar o limiar em resposta a uma característica do receptor de potência.

[064] A indicação de potência recebida pode por exemplo ser uma potência recebida estimada gerada pelo receptor de potência ou pode por exemplo ser fornecida como um valor de corrente e/ou de tensão. A indicação de potência recebida pode incluir um consumo de potência de uma carga bem como possivelmente o consumo de potência devido a perdas no receptor de potência. A indicação de potência transmitida pode ser indicativa de uma potência de entrada para o transmissor de potência e/ou para o gerador de sinal de potência. Especificamente, o gerador de sinal de potência pode compreender um inversor ativando o indutor e o sinal transmitido de potência pode ser indicativo da potência de entrada para o inversor. Em algumas modalidades, uma indicação de potência transmitida pode refletir a potência alimentada para o indutor. Em algumas modalidades, uma indicação de potência transmitida pode ser uma indicação de corrente e/ou tensão.

[065] Em algumas modalidades, o detector pode ser disposto para determinar o desvio entre a relação entre uma indicação de potência transmitida e uma indicação de potência recebida e a relação esperada pela comparação de uma indicação de potência de transmissão esperada com uma indicação de potência de transmissão corrente. A indicação de potência de transmissão corrente pode, por exemplo, ser uma potência de transmissão medida, por exemplo, calculada a partir de medições da corrente indutora, tensão indutora, etc. A indicação de potência de transmissão esperada pode ser gerada pela aplicação de uma relação esperada (ou função) para uma indicação de potência recebida. O desvio pode ser considerado excedendo o limiar se a diferença entre a potência de transmissão esperada e a potência de transmissão corrente exceder um limiar.

[066] Em algumas modalidades, o detector pode ser disposto para determinar o desvio entre a relação entre uma indicação de potência transmitida e uma indicação de potência recebida e a relação esperada pela comparação de uma indicação de potência recebida esperada com uma indicação de potência recebida corrente. A indicação de potência de transmissão corrente pode ser gerada como uma potência de transmissão medida, por exemplo, calculada a partir de medições da corrente indutora, tensão indutora, etc. A indicação de potência de recebida esperada pode ser gerada pela aplicação de uma relação esperada (ou função) para uma indicação de potência de transmissão corrente O desvio pode ser considerado como excedendo o limiar se a diferença entre uma indicação de potência recebida esperada e uma indicação de potência recebida excede um limiar.

[067] Um objeto estranho pode ser um objeto que não é um receptor de potência disposto para receber potência por uma transferência de potência sem fio a partir do transmissor de potência.

[068] De acordo com um recurso opcional da invenção, o transmissor de potência compreende adicionalmente: um calibrador para realizar uma calibração de perda de potência para determinar a relação esperada durante uma fase de calibração, a relação esperada sendo determinada por uma comparação entre ao menos uma indicação de potência transmitida e pelo menos uma indicação de potência recebida durante a fase de calibração.

[069] A invenção pode permitir aprimoramento na detecção de potência. Pode tipicamente permitir detecção de objeto estranho aprimorada e pode, em particular, em muitas modalidades, assegurar que a potência dissipada nos objetos estranhos é mantida em níveis seguros. Isto pode ser obtido mesmo para níveis mais altos de potência.

[070] O funcionamento otimizado pode ser fornecido por um processo de calibração. A calibração com base nas indicações de potência recebida e indicações de potência transmitida fornece uma calibração do emparelhamento específico entre o transmissor de potência e o receptor de potência. Dessa forma, ao invés de usar uma calibração genérica para um receptor genérico, a calibração é diretamente para o receptor de potência individual sendo parte da transferência de potência. Como tal, uma exatidão aumentada pode ser obtida, assim permitindo, por exemplo, o funcionamento mais seguro em níveis mais altos de potência.

[071] De acordo com um recurso opcional da invenção, o calibrador é disposto para solicitar uma informação a ser inserida pelo usuário e para apenas realizar a calibração de perda de potência quando a informação inserida pelo usuário é recebida.

[072] Isto pode proporcionar uma exatidão aprimorada da calibração. Em particular, pode assegurar que a calibração pode ser feita ao mesmo tempo que presume que nenhum objeto estranho está presente, permitindo assim uma detecção aprimorada das diferenças resultantes de objetos estranhos.

[073] De acordo com um recurso opcional da invenção, o calibrador é disposto para realizar a calibração de perda de potência pela determinação inicial de uma primeira relação esperada em um primeiro nível de potência e, então, determinação de uma segunda relação esperada a um segundo nível de potência com o uso da primeira relação esperada, o segundo nível de potência sendo maior do que o primeiro nível de potência.

[074] Tal abordagem pode assegurar o funcionamento seguro mesmo durante o processo de calibração. Em particular, pode permitir a detecção de objeto estranho aprimorada por todo o processo de calibração e especificamente em níveis mais altos de potência.

[075] De acordo com um recurso opcional da invenção, o calibrador é disposto para, quando determinar o segundo nível de potência, restringir a potência fornecida ao indutor em resposta a uma detecção que uma relação entre uma indicação de potência transmitida e uma indicação de potência recebida difere da relação esperada entre uma indicação de potência transmitida e uma indicação de potência recebida.

[076] Tal abordagem pode assegurar o funcionamento seguro mesmo durante o processo de calibração e pode especificamente proteger contra aquecimento inaceitável dos objetos estranhos durante todo o processo de calibração. Em muitas modalidades, a potência fornecida ao indutor é restringida para o mesmo nível da fase de transferência de potência.

[077] De acordo com um recurso opcional da invenção, o transmissor de potência compreende adicionalmente um adaptador de relação esperada disposto para adaptar a relação esperada durante uma fase de transferência de potência, a relação esperada sendo adaptada em resposta a uma comparação de ao menos uma indicação de potência transmitida e ao menos uma indicação de potência recebida durante a fase de transferência de potência.

[078] Isto pode permitir uma exatidão aprimorada. Em particular, a fase de transferência de potência é tipicamente muito mais longa que qualquer fase de calibração e consequentemente mais pontos de medições/amostragem podem estar disponíveis para fornecer uma relação esperada mais precisa.

[079] De acordo com um recurso opcional da invenção, uma taxa de adaptação para adaptar a relação esperada durante a fase de transferência de potência é menor que uma taxa de adaptação para determinar a relação esperada durante a fase de calibração.

[080] Isto pode proporcionar exatidão aprimorada ao mesmo tempo que permite procedimentos de calibração relativamente curtos. A constante de tempo para a fase de transferência de potência pode ser tipicamente ao menos 2, 5 ou 10 vezes maior do que a constante de tempo para a fase de calibração.

[081] De acordo com um recurso opcional da invenção, o adaptador de relação esperada é disposto para não adaptar a relação esperada em resposta às indicações de potência transmitida e indicações de potência recebida em resposta a uma detecção que um desvio entre a relação entre uma indicação de potência transmitida e uma indicação de potência recebida e a relação esperada entre uma indicação de potência transmitida e uma indicação de potência recebida excede um limiar.

[082] Isto pode assegurar funcionamento mais confiável e pode especificamente reduzir o risco da presença de um objeto estranho resultando em uma adaptação da relação esperada.

[083] De acordo com um recurso opcional da invenção, o transmissor de potência compreende adicionalmente: uma memória para armazenar identidades e os dados da relação esperada para receptores de potência; um receptor para receber uma primeira identidade do receptor de potência; e em que o controlador de calibração é disposto para determinar se a calibração de perda de potência foi feita para o emparelhamento do transmissor de potência e do receptor de potência em resposta à primeira identidade e as identidades armazenadas na memória.

[084] Isto pode proporcionar funcionamento facilitado e/ou otimizado. Em muitos cenários, pode reduzir o número de calibrações que precisam ser feitas. Por exemplo, pode em muitas modalidades permitir muitas sessões de transferência de potência sem a necessidade da informação inserida pelo usuário dedicado. Pode em muitas modalidades permitir uma transferência de potência mais rápida para receptores de potência que foram anteriormente usados com o transmissor de potência.

[085] O controlador de calibração pode determinar que uma calibração de perda de potência foi feita se um valor de compensação for armazenado na memória para a identidade do receptor de potência.

[086] De acordo com um recurso opcional da invenção, o controlador de calibração é disposto para iniciar a calibração de perda de potência em resposta a uma detecção que nenhum dado de relação esperada válido está armazenado para a primeira identidade.

[087] Isto pode proporcionar uma experiência de usuário aprimorada e pode permitir a calibração a ser feita quando necessário e tipicamente quando os receptores de potência são usados com o transmissor de potência pela primeira vez.

[088] O valor das compensações determinadas pelo processo de calibração pode ser armazenado na memória juntamente com a identidade do receptor de potência.

[089] De acordo com um recurso opcional da invenção, o controlador de calibração é disposto para omitir uma calibração de perda de potência e para extrair os dados da relação esperada para a identidade do receptor de potência a partir da memória se a identidade do receptor de potência combina com uma das identidades armazenadas na memória.

[090] Isto pode proporcionar uma experiência de usuário aprimorada e pode reduzir o número de calibrações necessárias.

[091] De acordo com um aspecto da invenção, é fornecido um sistema de transferência de potência que compreende um transmissor de potência e um receptor de potência, o transmissor de potência sendo disposto para transferir a potência para um receptor de potência com o uso de um sinal de potência indutivo sem fio, o transmissor de potência que compreende: um indutor para fornecer o sinal de potência; um gerador de sinal de potência para acionar o indutor para fornecer o sinal de potência; o sistema de transferência de potência que compreende adicionalmente: um controlador de calibração para determinar se uma calibração de perda de potência foi feito para o emparelhamento do transmissor de potência e receptor de potência, a calibração de perda de potência determina uma relação esperada entre uma indicação de potência recebida fornecida pelo receptor de potência e uma indicação de potência transmitida para o transmissor de potência; um limitador de potência disposto para restringir uma potência fornecida ao indutor para não exceder um limiar a menos que uma calibração de perda de potência tenha sido feita para o emparelhamento do transmissor de potência e do receptor de potência, um receptor para receber indicações de potência recebida do receptor de potência; e um detector para detectar um consumo de potência parasítica em resposta a um desvio entre uma relação entre uma indicação de potência transmitida e uma indicação de potência recebida e a relação esperada entre uma indicação de potência transmitida e uma indicação de potência recebida excedendo um limiar.

[092] De acordo com um aspecto da invenção, é apresentado um método de operação para um transmissor de potência disposto para transferir potência para um receptor de potência com o uso de um sinal de potência indutivo sem fio, o método que compreende: acionamento de um indutor para fornecer o sinal de potência; determinar se uma calibração de perda de potência foi feita para o emparelhamento do transmissor de potência e receptor de potência, a calibração de perda de potência determinando uma relação esperada entre uma indicação de potência recebida fornecida pelo receptor de potência e uma indicação de potência transmitida para o transmissor de potência; restrição de uma potência fornecida ao indutor para não exceder um limiar a menos que uma calibração de perda de potência seja feita para o emparelhamento do transmissor de potência e do receptor de potência; recebimento de indicações de potência recebida do receptor de potência; e detecção de um consumo de potência parasítica em resposta a um desvio entre uma relação entre uma indicação de potência transmitida e uma indicação de potência recebida e a relação esperada entre uma indicação de potência transmitida e uma indicação de potência recebida excedendo um limiar.

[093] De acordo com um aspecto da invenção, é fornecido um receptor de potência para receber potência de um transmissor de potência através de um sinal de potência indutivo sem fio, o receptor de potência que compreende: um indutor para receber o sinal de potência; um controlador de calibração para determinar se uma calibração de perda de potência foi feita para o emparelhamento do transmissor de potência e do receptor de potência, a calibração de perda de potência determinando uma relação esperada entre uma indicação de potência recebida fornecida pelo receptor de potência e uma indicação de potência transmitida para o transmissor de potência; um limitador de potência disposto para restringir uma potência solicitada a partir de um transmissor de potência para não exceder um limiar a menos que uma calibração de perda de potência tenha sido feita para o emparelhamento do transmissor de potência e do receptor de potência; e um detector para detectar um consumo de potência parasítica em resposta a um desvio entre uma relação entre uma indicação de potência transmitida recebida do transmissor de potência e uma indicação de potência recebida do receptor de potência e a relação esperada entre a indicação de potência transmitida e a indicação de potência recebida excedendo um limiar.

[094] Esses e outros aspectos, as características e vantagens da invenção serão evidentes a partir da e elucidadas com referência à(s) modalidade(s) descritas mais adiante neste documento.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[095] As modalidades da invenção serão descritas, somente a título de exemplo, com referência aos desenhos, em que

[096] a Figura 1 ilustra um exemplo de um sistema de transferência de potência que compreende um transmissor de potência e um receptor de potência de acordo com algumas modalidades da invenção;

[097] a Figura 2 ilustra um exemplo de elementos de um transmissor de potência de acordo com algumas modalidades da invenção;

[098] a Figura 3 ilustra um exemplo de elementos de um inversor de meia-ponte para um transmissor de potência de acordo com algumas modalidades da invenção;

[099] a Figura 4 ilustra um exemplo de elementos de um inversor de ponte inteira para um transmissor de potência de acordo com algumas modalidades da invenção; e

[0100] a Figura 5 ilustra um exemplo de elementos de um transmissor de potência de acordo com algumas modalidades da invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE ALGUMAS MODALIDADES DA INVENÇÃO

[0101] A Figura 1 ilustra um exemplo de um sistema de transferência de potência de acordo com algumas modalidades da invenção. O sistema de transferência de potência compreende um transmissor de potência 101 que inclui (ou está acoplado a) uma bobina/indutor transmissor 103. O sistema compreende adicionalmente um receptor de potência 105 que inclui (ou está acoplado a) uma bobina/indutor receptor 107.

[0102] O sistema fornece uma transferência de potência indutiva sem fio do transmissor de potência 101 para o receptor de potência 105. Especificamente, o transmissor de potência 101 gera um sinal de potência que é propagado como um fluxo magnético pela bobina transmissora 103. O sinal de potência pode tipicamente ter uma frequência entre cerca de 100 kHz a 200 kHz. A bobina transmissora 103 e a bobina receptora 105 são acopladas de maneira frouxa e dessa forma a bobina receptora pega (ao menos parte de) o sinal de potência do transmissor de potência 101. Dessa forma, a potência é transferida do transmissor de potência 101 para o receptor de potência 105 através de um acoplamento indutivo sem fio da bobina transmissora 103 para a bobina receptora 107. O termo sinal de potência é principalmente usado para referir-se ao sinal indutivo entre a bobina transmissora 103 e a bobina receptora 107 (o sinal de fluxo magnético), mas será entendido que por equivalência também pode ser considerado e usado como uma referência ao sinal elétrico fornecido para a bobina transmissora 103 ou de fato para o sinal elétrico da bobina receptora 107.

[0103] Na sequência, a operação do transmissor de potência 101 e do receptor de potência 105 será descrita com referência específica para uma modalidade de acordo com o padrão Qi (exceto para o as modificações e melhorias aqui descritas (ou consequentes)). Em particular, o transmissor de potência 101 e o receptor de potência 103 podem substancialmente ser compatíveis com a Especificação Qi versão 1.0 ou 1.1 (exceto para as modificações e melhorias aqui descritas (ou consequentes)).

[0104] Para preparar e controlar a transferência de potência entre o transmissor de potência 101 e o receptor de potência 105 no sistema de transferência de potência sem fio, o receptor de potência 105 comunica as informações para o transmissor de potência 101. Tal comunicação foi padronizado na Especificação Qi versão 1.0 e 1.1.

[0105] Nó nível físico, o canal de comunicação do receptor de potência 105 para o transmissor de potência 101 é implementado pelo uso do sinal de potência como carreador. O receptor de potência 105 modula a carga da bobina receptora 105. Isto resulta em variações correspondentes no sinal de potência no lado do transmissor de potência. A modulação da carga pode ser detectada por uma alteração na amplitude e/ou fase da bobina transmissora 105 corrente ou alternativa ou adicionalmente por uma alteração na tensão da bobina transmissora 105. Com base neste princípio, o receptor de potência 105 pode modular os dados que o transmissor de potência 101 demodula. Estes dados são formatados em bytes e pacotes. Mais informações podem ser encontradas em “System description, Wireless Power Transfer, Volume I: Low Power, Part 1: Interface Definition, Version 1,0 Julho de 2010, publicado por Wireless Power Consortium” disponível em http://www.wirelesspowerconsortium.com/downloads/wireless power-specification-part-1.html, também chamada de especificação de potência sem fio Qi, em particular capítulo 6: Communications Interface.

[0106] Para controlar a transferência de potência, o sistema prossegue através de fases diferentes, em particular uma fase de seleção, uma fase de ping, fase de identificação e configuração e uma fase de transferência de potência. Mais informações podem ser encontradas no capítulo 5 da Parte 1 da especificação de potência sem fio Qi.

[0107] Inicialmente, o transmissor de potência 101 está na fase de seleção em que meramente monitora a presença potencial de um receptor de potência. O transmissor de potência 101 pode usar uma variedade de métodos para este propósito, por exemplo, conforme descrito na especificação de potência sem fio Qi. Se tal presença potencial é detectada, o transmissor de potência 101 entra na fase de ping onde um sinal de potência é temporariamente gerado. O receptor de potência 105 pode aplicar o sinal recebido para energizar seus componentes eletrônicos. Após a recepção do sinal de potência, o receptor de potência 105 comunica um pacote inicial para o transmissor de potência 101. Especificamente, um pacote de intensidade de sinal indicando o grau de acoplamento entre o transmissor de potência e o receptor de potência é transmitido. Mais informações podem ser encontradas no capítulo 6.3.1 da Parte 1 da especificação de potência sem fio Qi. Dessa forma, na fase de ping, é determinado se um receptor de potência 105 está presente na interface do transmissor de potência 101.

[0108] Mediante a recepção da mensagem de intensidade de sinal, o transmissor de potência 101 se move para a fase de identificação & configuração. Nesta fase, o receptor de potência 105 mantém sua carga de saída desconectada e comunica com o transmissor de potência 101 com o uso de modulação da carga. O transmissor de potência fornece um sinal de potência de amplitude constante, a frequência e a fase para este propósito (com a exceção da alteração causada por modulação de carga). As mensagens são usadas pelo transmissor de potência 101 para configurar a si mesmo conforme solicitado pelo receptor de potência 105.

[0109] Após a fase de identificação e configuração, o sistema se move para a fase de transferência de potência onde a transferência de potência real ocorre. Especificamente, após ter comunicado seu requisito de potência, o receptor de potência 105 conecta a carga de saída e fornece a ela a potência recebida. O receptor de potência 105 monitora a carga de saída e mede o erro de controle entre o valor real e o valor desejado de um certo ponto de operação. Comunica tais erros de controle para o transmissor de potência 101 em uma frequência mínima de, por exemplo, a cada 250 mseg para indicar esses erros para o transmissor de potência 101 bem como o desejo de uma alteração ou nenhuma alteração do sinal de potência.

[0110] A Figura 2 ilustra o transmissor de potência 101 em mais detalhes.

[0111] A bobina transmissora 103 é acoplada a um gerador de sinal de potência 201 que ativa o indutor para fornecer o sinal de potência. O gerador de sinal de potência 201 dessa forma gera a corrente e a tensão que são alimentadas à bobina transmissora 103. O gerador de sinal de potência 201 é tipicamente um circuito de acionamento sob a forma de um inversor que gera um sinal alternado de uma tensão CC. A Figura 3 mostra um inversor de meia ponte. As chaves S1 e S2 são controladas de modo que elas nunca sejam fechadas ao mesmo tempo. Alternativamente, S1 é fechada enquanto S2 é aberta e S2 é fechada enquanto S1 é aberta. As chaves são abertas e fechadas com a frequência desejada, assim gerando um sinal alternado na saída. Tipicamente, a saída do inversor está conectada à bobina transmissora através de um capacitor de ressonância. A Figura 4 mostra um inversor de ponte inteira. As chaves S1 e S2 são controladas de modo que elas nunca sejam fechadas ao mesmo tempo. As chaves S3 e S4 são controladas de modo que nunca sejam fechadas ao mesmo tempo. As chaves S1 e S4 alternativamente são fechadas enquanto S2 e S3 são abertas e, então, S2 e S3 são fechadas enquanto S1 e S4 são abertas, assim criando um sinal de onda de bloqueio na saída. As chaves são abertas e fechadas com a frequência desejada.

[0112] O gerador de sinal de potência 201 compreende também funcionalidade de controle para operar a função de transferência de potência e pode especificamente compreender um controlador disposto para operar o transmissor de potência 101 de acordo com o padrão Qi. Por exemplo, o controlador pode estar disposto para realizar a identificação e a configuração bem como as fases de transferência de potência do padrão Qi.

[0113] Além disso, o transmissor de potência 101 compreende um controlador de calibração 203 que é disposto para determinar se a calibração de perda de potência foi feita para o emparelhamento do transmissor de potência e do receptor de potência.

[0114] A calibração de perda de potência pode fornecer um ou mais valores de compensação ou de função para a relação esperada entre indicações da potência recebida que são fornecidas pelo receptor e indicações da potência que são transmitidas pelo transmissor de potência 101.

[0115] Especificamente, nos sistemas de transferência de potência como o padrão Qi, o receptor de potência 105 é necessário para comunicar os valores da potência recebida para o transmissor de potência 101. Os valores de potência recebida são indicativos da potência que é recebida pelo receptor de potência 105.

[0116] Em algumas modalidades, o receptor de potência 105 pode reportar um valor de potência recebida que corresponde diretamente à potência que é fornecida à carga do receptor de potência 105. Entretanto, em muitas modalidades, o receptor de potência 105 gerará um valor de potência recebida que inclui também a perda de potência/dissipação no próprio receptor de potência 105. Dessa forma a indicação de potência recebida reportada pode incluir a potência fornecida à carga bem como a perda de potência no próprio receptor de potência 105. Por exemplo, pode incluir perda de potência medida ou estimada nos circuitos de retificação e/ou na bobina receptora.

[0117] Em muitas modalidades, a indicação de potência recebida pode ser fornecida diretamente como um valor de potência. Entretanto, será entendido que em outras modalidades outras indicações podem ser fornecidas, como uma corrente e/ou tensão. Por exemplo, em algumas modalidades, a indicação de potência recebida pode ser fornecida como a corrente ou tensão induzida na bobina receptora 107.

[0118] O transmissor de potência 101 pode ademais calcular uma estimativa da potência transmitida. Como um simples exemplo, a indicação de potência transmitida pode ser determinada como a potência que é alimentada à bobina transmissora 103 ou pode, por exemplo, ser determinada como a potência de entrada para o estágio inversor do gerador de sinal de potência 201. Por exemplo, o transmissor de potência 101 pode medir a corrente através da bobina transmissora, a tensão sobre a bobina transmissora 103 e a diferença de fase entre a tensão e a corrente. Pode, então, determinar a potência correspondente (com média de tempo) com base nesses valores. Como outro exemplo, a tensão de suprimento do inversor é tipicamente constante e o transmissor de potência 101 pode medir o consumo de corrente por meio do inversor e multiplicar isto pela tensão constante para determinar a potência de entrada para o inversor. Esta potência pode ser usada como a indicação de potência do transmissor. Em algumas modalidades, um ou mais valores que podem ser usados para calcular a potência transmitida podem diretamente ser usados como uma indicação de potência do transmissor. Por exemplo, uma corrente de entrada do inversor medida pode ser comparada com uma corrente de entrada do inversor esperada para uma dada indicação de potência recebida (e possivelmente também dependente de outros parâmetros). Se o desvio excede um limiar, o consumo de potência parasítica pode ser considerado elevado demais.

[0119] Em muitas modalidades, uma indicação de potência transmitida ligeiramente mais complexa é gerada. Em particular, a abordagem pode compensar a potência calculada das perdas no próprio transmissor de potência 101. Em particular, as perdas na própria bobina transmissora 103 podem ser calculadas, e a potência de entrada pode ser compensada por este valor para fornecer uma indicação aprimorada da potência que é transmitida da bobina transmissora 103.

[0120] A perda de potência na bobina transmissora 103 pode ser calculada como: Plosscoil = R Icoil2 onde Icoil é a corrente rms através da bobina transmissora 103 e R é resistência equivalente da bobina transmissora 103. Presumindo que a resistência é conhecida, a potência transmitida pode ser estimada por: Ptx = Vcoil- Icoil- COS(Φ) - R • Icoil2 onde Vcoil é a tensão sobre a bobina transmissora 103 e Φ é a fase entre Vcoil e Icoil. R pode depender da frequência da corrente da bobina transmissora, por exemplo, de acordo com uma função como: R = Rb + Rf - f, onde Rb é a parte da resistência equivalente independente da frequência, Rf é a parte da resistência equivalente dependente da frequência, e f é a frequência.

[0121] Tipicamente os valores com média de tempo são usados, por exemplo, com os valores de potência sendo determinados como valores médios em intervalos de tempo adequados, com os intervalos de tempo sendo de preferência sincronizados entre o transmissor de potência 101 e o receptor de potência 105.

[0122] As indicações de potência transmitida e recebida podem ser comparadas. No caso de as indicações serem fornecidas diretamente como níveis de potência, os níveis de potência podem ser comparados uns com os outros. Em um sistema ideal, não há perdas em nenhum local e a potência transmitida será idêntica à potência recebida. Entretanto, nos sistemas práticos, várias perdas ocorrerão, incluindo perdas no transmissor de potência 101, no receptor de potência 105 e de fato por potência sendo absorvida fora do receptor de potência 105 (e transmissor de potência 101). Algumas dessas perdas podem, tipicamente, ser estimadas, como a perda na bobina transmissora 103 ou no retificador do receptor de potência 105. Entretanto, nem todas as perdas de potência podem eficazmente ser estimadas e ainda permanece uma série de perdas de potência desconhecidas mesmo se objetos estranhos não estiverem presentes. Essas perdas de potência parasíticas introduzirão uma diferença entre os níveis de potência compensados. Também, a incerteza da estimativa para as perdas que são estimadas introduzirá uma diferença entre níveis de potência transmitida e recebida reais. Finalmente, a incerteza da medição na determinação dos níveis de potência transmitida e recebida pode introduzir uma incerteza que introduz uma diferença entre a potência transmitida e a recebida.

[0123] Dessa forma, existe uma relação entre a potência transmitida e a potência recebida, e dessa forma entre uma indicação de potência transmitida e a indicação de potência recebida correspondente. Entretanto, nas implementações práticas, a relação exata entre a potência transmitida e a potência recebida não é conhecida uma vez que depende de uma série de fatores desconhecidos. Entretanto, tipicamente, uma relação esperada aproximada pode ser estimada. Por exemplo, uma estimativa de que o nível de potência transmitida é igual ao nível de potência recebida mais a perda na bobina transmissora 103 mais um valor adicional pode ser aplicado. O valor adicional pode ser baseado em uma estimativa da perda de potência total.

[0124] O transmissor de potência 101 é disposto para gerar uma relação esperada que indica a indicação de potência recebida que deve ser recebida durante o funcionamento normal quando uma dada indicação de potência de transmissão é medida e/ou que indica a indicação de potência de transmissão que deve ser medida quando uma dada indicação de potência recebida é recebida do receptor de potência 105. Dessa forma, uma relação esperada (função) é gerada, que para uma entrada de uma indicação de potência recebida que foi recebida fornece uma indicação de potência de transmissão esperada (isto é, aquela que seria esperada durante o funcionamento normal) e/ou que para uma entrada de uma indicação de potência de transmissão medida fornece uma indicação de potência recebida esperada (isto é, aquela que espera-se receber do receptor de potência 105 durante o funcionamento normal).

[0125] Tal função esperada pode permitir que desvios sejam determinados. Por exemplo, a função pode ser considerada como refletindo a situação onde objetos estranhos não estão presentes, isto é, a relação esperada fornece a indicação de potência recebida que deve ser recebida para uma dada indicação de potência de transmissão ou a indicação de potência de transmissão que deve ser medida para uma dada indicação de potência recebida, quando não houver perdas não usuais. Quando uma nova indicação de potência recebida indicando um nível de potência recebido específico é recebido do receptor de potência 105, o transmissor de potência 101 pode avaliar a função para determinar se este nível de potência corresponde a um nível de potência de transmissão calculado de acordo com a função esperada.

[0126] Por exemplo, a função pode proporcionar uma potência de transmissão esperada para um dado nível de potência de recebimento, e o nível de potência recebida pode ser usado como uma entrada. A potência de transmissão esperada pode, por exemplo, corresponder diretamente à potência de transmissão que foi medida/calculada durante a fase de calibração para este nível de potência recebido. A potência de transmissão esperada resultante é então comparada à potência de transmissão calculada. De forma equivalente, a função pode proporcionar uma potência de recebimento esperada para um dado nível de potência de transmissão, e o nível de potência de transmissão calculado pode ser usado como uma entrada. O nível de potência recebido esperado resultante é então comparado ao nível de potência recebida real fornecido do receptor de potência 105.

[0127] Se a comparação revela um desvio que é grande demais, isto indica a presença de uma perda de potência inesperada. Isto pode especificamente ser causado por um objeto estranho colocado próximo demais ou sobre o transmissor de potência 101. Tal perda de potência pode resultar em aquecimento significativo do objeto estranho que pode resultar em dano ou lesão. O transmissor de potência 101 pode, portanto, prosseguir e interromper a transferência de potência em tal cenário.

[0128] A relação esperada dessa forma fornece uma indicação de potência de transmissão esperada ou uma indicação de potência recebida esperada. Se os valores reais combinam com os valores esperados, isso se deve ao fato de que a relação esperada fornece um modelo preciso da transferência de potência. Uma vez que a relação esperada é determinada durante a calibração, onde pode ser garantido que não há perdas de potência parasíticas, a relação esperada modela o cenário quando não há perdas de potência parasíticas. Portanto, se os valores reais combinam com os esperados, a situação corrente corresponderá a uma modelada pela relação esperada, isto é, corresponderá a uma situação sem quaisquer perdas de potência parasíticas. Em outras palavras, se a relação real entre a indicação de potência transmitida real e a indicação de potência recebida real correspondente for a mesma (ou tem um desvio menor do que um dado limiar) então não há no momento perdas parasíticas.

[0129] Como um exemplo, a relação esperada pode ser uma que fornece uma indicação de potência recebida esperada como uma função de uma indicação de potência transmitida. A relação esperada pode, por exemplo, ser determinada com o uso de uma função que tenha, por exemplo, sido determinada durante uma fase de calibração sendo que foi assegurado que objetos estranhos não estavam nas proximidades. Durante a calibração, o receptor de potência pode ter ajustado a potência de saída em níveis diferentes e para cada um dos níveis uma indicação de potência transmitida pode ter sido calculada. Para cada nível, as indicações de potência recebida do receptor de potência 105 podem ter sido registradas e o valor médio determinado. Para cada nível de potência, a indicação de potência transmitida e a indicação de potência recebida (média) pode, então, ser armazenada como a relação esperada. Dessa forma, uma relação esperada foi determinada que, para uma entrada de uma indicação de potência transmitida, fornece a indicação de potência recebida que é esperada quando não há perda de potência parasítica. Uma relação esperada pode ser determinada por todos os valores possíveis da indicação de potência transmitida e da indicação de potência recebida ou apenas para um subconjunto. Em algumas modalidades, a(s) relação(ões) esperada(s) pode(m) por exemplo ser representada(s) por uma função que para valores de uma indicação de potência transmitida fornece um valor da indicação de potência recebida ou por uma função que para um valor de uma indicação de potência recebida fornece um valor da indicação de potência transmitida.

[0130] Durante a transferência de potência normal, o transmissor de potência 101 pode, por exemplo, calcular uma indicação de potência transmitida com base nos valores medidos. Para ao menos algumas dessas indicações de potência transmitida calculadas, o detector 209 determina o que a indicação de potência recebida esperada é, por exemplo, pode acessar uma tabela de consulta que fornece a indicação de potência recebida média que foi encontrada para aquela indicação de potência transmitida durante a fase de calibração. A indicação de potência recebida esperada dessa forma representa a relação esperada entre a indicação de potência transmitida e a indicação de potência recebida para este valor da indicação de potência transmitida.

[0131] O detector 209 então analisa a indicação de potência recebida real que foi recebida do receptor de potência 105. Se a relação entre a indicação de potência transmitida real e a indicação de potência recebida real for igual à relação entre a indicação de potência transmitida real e a indicação de potência recebida esperada (isto é, a relação esperada), então isto reflete que a relação esperada fornece um bom modelo para o cenário real experimentado no momento. Como a relação esperada é determinada para um cenário sem perdas parasíticas, uma relação real que combina com a relação esperada indica que no momento não há perdas parasíticas. Inversamente, se as duas relações não combinam, isto indica que no momento há perdas parasíticas.

[0132] A combinação entre as relações esperada e real pode simplesmente ser determinada comparando-se a indicação de potência recebida esperada determinada à indicação de potência recebida real. Se elas diferirem em menos do que um dado limiar, isto indica que a relação esperada e real estão suficientemente próximas para considerar que não há perdas parasíticas. De outro modo, o detector 209 determina que perdas parasíticas estão presentes no momento.

[0133] Em outras modalidades, a comparação entre a relação esperada com a relação real pode ser avaliada considerando-se uma indicação de potência recebida real e, então, determinando a indicação de potência transmitida esperada que corresponde a este valor. A comparação pode então ser feita comparando-se esta indicação de potência transmitida esperada à indicação de potência transmitida calculada real. Se estiver suficientemente próxima (diferença menor que um limiar), então a diferença entre a relação esperada e a relação de função real é suficientemente próxima para o detector 209 determinar que não há perdas de potência parasíticas. De outro modo, o detector 209 determina que perdas parasíticas estão presentes no momento.

[0134] Dessa forma, em algumas modalidades, o detector 209 pode determinar que as perdas parasíticas estão presentes se a indicação de potência transmitida esperada se desvia da indicação de potência transmitida real em mais de um limiar. Em algumas modalidades, o detector 209 pode determinar que as perdas parasíticas estão presentes se a indicação de potência recebida esperada se desvia da indicação de potência recebida real em mais de um limiar.

[0135] Será entendido que ambas, a abordagem de comparação das indicações de potência recebida esperada e real para uma dada indicação de potência transmitida e a abordagem de comparar as indicações de potência transmitida esperada e real para uma dada indicação de potência recebida (ou ambas) inerentemente correspondem a uma comparação entre a relação esperada entre uma indicação de potência transmitida e uma indicação de potência recebida e a relação real entre elas.

[0136] Entretanto, para poder detectar desvios suficientemente pequenos, a função esperada precisa ser suficientemente precisa. Como a potência máxima aceitável para ser não contabilizada (e dessa forma ser possivelmente dissipada nos objetos estranhos) é um valor constante (tipicamente ao redor de, digamos, 250 mW - 500 mW), a exatidão da função esperada se torna significativamente mais crítica a níveis mais altos de potência do que em níveis mais baixos. Por exemplo, para uma potência transmitida de 1 W, a incerteza pode ser de até, talvez, 25 % enquanto para uma potência transmitida de 50 W, a exatidão necessária é 0,5 % para o mesmo desempenho de detecção.

[0137] Os fatores desconhecidos da relação entre a potência transmitida e recebida enquadram-se em diferentes categorias. Alguns fatores serão constantes e dependerão das características do transmissor de potência 101 e do receptor de potência 105. Tais fatores incluem dissipação de potência nos gabinetes dos dispositivos, quaisquer tendências constantes nas operações de medição, etc. Outros fatores podem ser aleatórios e diferentes, como o ruído da medição.

[0138] No sistema da Figura 1, uma calibração de perda de potência pode ser feita para o emparelhamento do transmissor de potência 101 e do receptor de potência 105. Esta calibração de perda de potência pode determinar a relação esperada e pode especificamente introduzir uma compensação ou adaptação a uma função existente ou predeterminada de modo que isto reflita com maior precisão a relação entre a potência transmitida e a recebida. Em particular, tal calibração pode compensar a primeira categoria dos fatores desconhecidos. Por exemplo, uma calibração pode refletir a tendência nas medições, as perdas de potência em vários circuitos do transmissor de potência 101 e do receptor de potência 105, etc. Dessa forma, se uma calibração de perda de potência foi feita e a relação esperada foi adaptada adequadamente, um resultado significativamente mais preciso pode ser obtido. De fato, tipicamente, a calibração de perda de potência pode reduzir a incerteza de, digamos, ±5 % a cerca de ±0,5 %. Tal aprimoramento pode permitir que o sistema seja usado em níveis substancialmente mais altos de potência ao mesmo tempo que permite a mesma exatidão de detecção de quaisquer perdas de potência não contabilizadas.

[0139] Portanto, frequentemente é vantajoso realizar uma calibração de perda de potência e adaptar a relação esperada para ser mais precisa. Entretanto, a calibração de perda de potência é uma operação adicional que pode ser considerada inconveniente e pouco prática para muitos usuários. Portanto, é altamente desejável reduzir o número de calibrações de perda de potência necessário.

[0140] Consequentemente, o sistema das Figuras 1 e 2 é disposto para adaptar a operação do sistema de modo que o número de calibrações de perda de potência possa ser minimizado ao mesmo tempo que ainda permita a operação de alta potência.

[0141] No sistema, o controlador de calibração 203 determina se uma calibração de perda de potência foi feita para o emparelhamento específico do transmissor de potência e do receptor de potência. Observa-se que a calibração não é meramente uma calibração para o transmissor de potência 103 ou uma calibração para o receptor de potência 105. Ao invés disso, é uma calibração que é para o emparelhamento específico do transmissor de potência e do receptor de potência e especificamente fornece uma relação esperada para este par/combinação específico de transmissor de potência e receptor de potência.

[0142] O controlador de calibração 203 é acoplado a um limitador 205 que é alimentado por uma indicação se a calibração de perda de potência foi feita ou não. O limitador 205 é adicionalmente acoplado ao gerador de sinal de potência 201 e pode fornecer uma entrada de controle que restringe a potência que pode ser fornecida, e que especificamente pode restringir a corrente máxima da bobina.

[0143] O limitador 205 é disposto para restringir a potência para a bobina transmissora 103 a menos que uma calibração de perda de potência tenha sido feita para o emparelhamento do transmissor de potência e do receptor de potência. Dessa forma, se nenhuma calibração de perda de potência foi feita, a potência (e em muitas modalidades especificamente a potência aparente ou corrente do indutor/bobina) é restrita para ficar abaixo de um limiar (possivelmente adaptável). O limiar é tipicamente selecionado para assegurar que o não contabilizado da perda de potência que pode ser detectado com o uso de uma relação esperada não adaptada padrão é suficientemente baixo para assegurar o funcionamento seguro. Entretanto, se uma calibração de perda de potência foi feita para o emparelhamento, a relação esperada foi adaptada para ser significativamente mais precisa. Consequentemente, o desempenho da detecção para perdas de potência não contabilizadas é significativamente aprimorado e portanto o limitador 205 permite potência acima do limiar.

[0144] O sistema pode dessa forma permitir o funcionamento seguro em altos níveis de potência (por exemplo até 50 W ou 100 W) ao mesmo tempo que permite a operação livre de calibração para baixos níveis de potência (por exemplo até 5 W). Dessa forma, uma experiência de usuário mais conveniente é fornecida ao mesmo tempo capacitando transferências de potência de alto nível seguras.

[0145] O limitador 205 pode por exemplo restringir a corrente pode fornecer um sinal de controle para o gerador de sinal de potência 201 indicando uma corrente máxima da bobina. Como outro exemplo, o limitador 205 pode incluir um limitador de corrente na conexão do gerador de sinal de potência 201 com a bobina transmissora 103. Como outro exemplo, o limitador 205 pode incluir um limitador de corrente para a corrente de entrada do gerador de sinal de potência.

[0146] A restrição da potência pode especificamente ser pela restrição da corrente do indutor/bobina. Tal abordagem pode ser particularmente adequado para modalidades ou cenários em que a tensão indutora é mantida substancialmente constante. Este pode ser o caso em muitas modalidades mantendo uma tensão de calha (tensão de suprimento) para o circuito de acionamento (e especificamente para um inversor) constante durante o funcionamento. Entretanto, a corrente indutora pode também ser um parâmetro de segurança útil para controlar mesmo quando a tensão indutora varia, uma vez que a corrente indutora depende, também, da tensão indutora.

[0147] Um outro exemplo de uma potência que pode ser restrita é a potência aparente que pode ser dada como o produto da tensão RMS e a corrente RMS para o indutor ou equivalentemente como as raízes quadradas das somas da potência real quadrada e potência reativa.

[0148] O transmissor de potência 101 da Figura 2 compreende adicionalmente a funcionalidade para detectar o consumo de potência parasítica, como tipicamente o consumo de potência parasítica por um objeto estranho. Um consumo de potência parasítica é um consumo de potência que não está associado ao receptor de potência 105, e que pode, tipicamente, estar associado a objetos estranhos que podem ser colocados próximos à bobina transmissora 103, como por exemplo chaves, anéis ou moedas posicionadas no transmissor de potência 101.

[0149] O transmissor de potência 101 compreende um receptor 207 que é disposto para receber as mensagens do receptor de potência 105. As mensagens são fornecidas pela modulação da carga como será conhecido pelo versado na técnica.

[0150] O receptor 207 pode especificamente receber indicações de potência recebida do receptor de potência 105. As indicações de potência recebida fornecem uma indicação da potência consumida pelo receptor de potência 105. Em algumas modalidades, as indicações de potência recebida podem incluir alguma consideração de perdas de potência no receptor de potência 105.

[0151] O receptor 207 é acoplado a um detector 209 que é disposto para detectar o consumo de potência parasítica. Particularmente, o detector 209 é disposto para detectar se o consumo de potência parasítica excede um dado limiar. O detector 209 faz isso pela determinação do desvio entre a relação real entre a indicação de potência transmitida e a indicação de potência recebida e a relação esperada entre esses valores. Dessa forma, se não há consumo de potência parasítica, a relação real entre a indicação de potência recebida e a indicação de potência transmitida é provavelmente quase a mesma da relação esperada, isto é, como a relação esperada reflete/modela a situação de transferência de potência onde não há perdas de potência parasíticas, a relação real combinará com esta relação esperada quando de fato não há perdas de potência parasíticas presentes. Entretanto, se há um consumo de potência parasítica substancial, isto não será refletido na relação esperada (como isto é determinado durante a fase de calibração quando pode ser garantido que não há perdas de potência parasíticas), mas será refletido na relação real. Portanto, o desvio entre esses será relativamente grande permitindo assim o consumo de potência parasítica a ser detectado a partir deste desvio. Em outras palavras, em um cenário que não se assemelha ao cenário de calibração quando não existem perdas de potência parasíticas, a relação esperada será um modelo pobre para a operação real, e portanto fornecerá os valores esperados que desviam substancialmente dos valores reais.

[0152] Em algumas modalidades, os desvios podem ser detectados pela comparação dos valores da indicação de potência recebida (isto é, entre os valores reais e esperados). Em algumas modalidades, os desvios podem ser detectados pela comparação dos valores de indicação de potência de transmissão (isto é, entre os valores reais e esperados).

[0153] Por exemplo, o desvio pode ser detectado pela derivação da indicação de potência transmitida esperada da indicação de potência recebida fornecida pelo receptor de potência 105 e comparando isto com a indicação de potência transmitida calculada real. Alternativa ou adicionalmente, a indicação de potência recebida esperada pode ser derivada da indicação de potência transmitida calculada real e o resultado pode ser comparado com a indicação de potência recebida real fornecida pelo receptor de potência 105.

[0154] Dessa forma, o detector 209 detecta se o consumo de potência parasítica que não é refletida na relação esperada é tão elevado que causa um desvio em relação à relação real para exceder um limiar.

[0155] Quando o emparelhamento do transmissor de potência 101 e do receptor de potência 105 é calibrado, a relação esperada será uma relação esperada calibrada ou adaptada, isto é, refletirá as características específicas do emparelhamento específico do transmissor de potência 101 e do receptor de potência 105. Dessa forma, não fornecerá meramente os valores genéricos esperados (das indicações de potência recebida ou das indicações de potência de transmissão), mas fornecerá valores que são esperados para aquele transmissor de potência 101 e receptor de potência 105 específicos. Dessa forma, a relação esperada pode refletir as características específicas dos dispositivos individuais, como por exemplo características que dependem das variações do componente. Consequentemente, a detecção será precisa em níveis mais altos de potência, assim permitindo uma detecção de consumo de potência parasíticas até mesmo relativamente pequeno.

[0156] A detecção de um consumo de potência parasítica acima de um limiar pode ser causada pela presença de um objeto estranho. Portanto, o detector 209 é disposto para fornecer um sinal de controle para o gerador de sinal de potência 201 que faz a operação da transferência de potência ser interrompida. A abordagem pode consequentemente impedir o aquecimento inaceitável dos objetos estranhos e fornecer um funcionamento seguro.

[0157] O transmissor de potência 101 da Figura 2 compreende um calibrador 211 que é capaz de realizar uma calibração de perda de potência para o emparelhamento do transmissor de potência 101 e receptor de potência 105. O calibrador 211 pode dessa forma realizar uma calibração de perda de potência para determinar a relação esperada entre as indicações de potência recebida e as indicações de potência transmitida. A calibração pode gerar uma relação esperada aprimorada pela modificação de uma relação esperada padrão ou nominal ou pode diretamente gerar uma nova relação esperada específica para o emparelhamento. A calibração, isto é, a determinação (ou adaptação) da relação esperada pode ser feita de modo que pode ser assumida com certeza suficientemente elevada que reflete um cenário sem perdas de potência parasíticas. Isto pode, por exemplo, ser feito com o uso de uma operação de calibração onde o usuário é solicitado a assegurar que não há objetos estranhos nas adjacências. Alternativa ou adicionalmente, pode ser obtida pela execução da calibração por um longo intervalo de tempo e, que pode ser presumido que para a maior parte do tempo não há perdas de potência parasíticas. Isto pode por exemplo ser combinado com procedimentos de calibração mais complexos que por exemplo podem ignorar os valores quando as diferenças entre a potência de transmissão calculada e a potência de recebimento excede um dado nível.

[0158] Dessa forma, o calibrador 211 pode determinar valores específicos que são então usados para adaptar a relação ou pode equivalentemente de forma direta para determinar a relação esperada. Por exemplo, em algumas modalidades, o calibrador 211 pode determinar um valor adicional que deve ser adicionado a uma relação esperada padrão ou nominal. Tal valor adicional pode, por exemplo, representar o consumo de potência que é não contabilizado na relação esperada nominal.

[0159] Como outro exemplo, o calibrador pode determinar coeficientes ou outros parâmetros de uma função que representa a relação esperada. Os coeficientes podem ser determinados diretamente ou um valor de modificação para os coeficientes nominais pode ser aplicado. Por exemplo, uma função nominal pode ser armazenada que é considerada para representar uma relação esperada típica entre as indicações de potência recebida reportada e as indicações de potência transmitida. Várias medições associadas podem ser feitas durante o processo de calibração e um encaixe de curva pode ser feito entre a relação esperada e os conjuntos de dados obtidos. Dessa forma, os parâmetros nominais podem ser modificados até uma função ser fornecida que tem uma adaptação justa o suficiente aos valores medidos. Esses parâmetros podem, então, ser usados para definir a relação esperada adaptada.

[0160] Equivalentemente, o calibrador 211 pode proporcionar uma relação esperada específica para uso. Por exemplo, uma série de medições pode ser feita para fornecer pontos de amostragem relacionados a indicação de potência recebida à incitação da potência transmitida para vários valores diferentes da indicação de potência recebida/ indicação de potência transmitida. Uma tabela de busca pode ser gerada diretamente com base nessas medições de modo que para uma dada, digamos, indicação de potência recebida a tabela de busca armazenará a indicação de potência transmitida correspondida obtida a partir das medições. Em algumas modalidades, os pontos de medição podem ser usados diretamente, isto é, os pares obtidos da indicação de potência recebida e indicação de potência transmitida podem diretamente ser armazenados na tabela de busca. Entretanto, tipicamente algumas médias, filtração ou nivelamento serão aplicados. Também será entendido que a interpolação pode ser usada para as indicações de potência recebida/indicações de potência transmitida que não correspondem diretamente aos valores armazenados.

[0161] O calibrador 211 está no exemplo da Figura 2 disposto para realizar a calibração de perda de potência com base nos valores da indicação de potência recebida reportada, isto é, tem por base as medições e dados que podem ser gerados durante o funcionamento normal. Em outras modalidades, o calibrador 211 pode alternativa ou adicionalmente ser disposto para realizar uma calibração dedicada que por exemplo tem por base as medições, mensagens ou operações que não são de operações normais de uma operação de transferência de potência.

[0162] No exemplo da Figura 2, o calibrador 211 recebe várias indicações de potência recebida do receptor de potência 105. Também determina várias indicações de potência transmitida para o transmissor de potência 101. Pode ser feita, então, a média em uma janela de tempo para fornecer estimativas mais confiáveis. As janelas de tempo são sincronizadas entre o transmissor de potência 101 e o receptor de potência 105 de modo que os valores correspondentes sejam gerados. O par resultante da indicação de potência recebida média e uma indicação de potência transmitida média fornece um ponto de dados para a relação esperada. A relação esperada é consequentemente adaptada de modo que forneça uma relação que forneça uma aproximação ao ponto de dados conforme pode ser obtido.

[0163] Tipicamente, o calibrador 211 gerará uma pluralidade de pontos de dados que correspondem a níveis de potência diferentes. Dessa forma, após gerar um ponto de dados, o receptor de potência 105 pode alterar a carga e o transmissor de potência 101 pode alterar a potência transmitida adequadamente. Esta alteração do nível de potência pode ser obtida com o uso de operações de mensagem e controle definidas para a operação de transferência de potência normal. Quando o novo nível de potência foi ajustado, o calibrador 211 segue para repetir o processo de medição para gerar um novo ponto de dados com uma indicação de potência transmitida medida e a correspondente indicação de potência recebida.

[0164] O calibrador 211 pode, então, seguir para gerar a relação esperada adaptada ou calibrada, por exemplo, por meio de diferentes parâmetros de uma função nominal relacionada à indicação de potência recebida para uma indicação de potência transmitida correspondente. Especificamente, os algoritmos de adaptação de curva podem ser usados. Como outro exemplo, os pontos de dados podem ser armazenados em uma tabela de busca com valores para outros níveis de potência sendo gerados por interpolação.

[0165] O calibrador 211 pode também restringir a calibração aos pontos de dados em níveis mais altos de potência para gerar uma relação esperada. Uma vez que o desvio entre a potência transmitida e recebida poderia ser esperado como sendo o maior em níveis altos de potência, o calibrador 211 pode consequentemente ser capaz de estabelecer uma relação precisa para os níveis de potência mais relevantes. Um desvio em baixos níveis de potência pode já ser suficientemente baixos para não exigir qualquer calibração específica (emparelhamento). Alternativamente, o calibrador 211 pode extrapolar a relação dos níveis mais altos de potência para os níveis mais baixos de potência, por exemplo, pela adaptação proporcional da função que calcula a potência transmitida dos parâmetros medidos.

[0166] Após a calibração, a relação esperada consequentemente reflete estreitamente a relação entre uma indicação de potência recebida e uma indicação de potência transmitida para este transmissor de potência específico 101 e o receptor de potência 105, isto é, para o emparelhamento específico deste transmissor de potência 101 e receptor de potência 105. A relação esperada adicionalmente reflete estar relação quando não há perdas de potência parasíticas. Consequentemente, uma avaliação de perda de potência parasítica pode ser feita, permitindo assim o funcionamento seguro em níveis mais altos de potência.

[0167] Conforme anteriormente mencionado, a calibração de perda de potência pode ser feita sob a presunção que não há perdas parasíticas associadas a objetos estranhos. Para assegurar isto, o calibrador 211 é disposto para solicitar uma informação a ser inserida pelo usuário. A informação inserida pelo usuário é tomada como uma confirmação que o cenário necessário de calibração está estabelecido, e especificamente que não há objetos estranhos próximos ao transmissor de potência 101. O calibrador 211 é disposto para apenas prosseguir e realizar a calibração de perda de potência quando tal entrada de confirmação do usuário é recebida. Dessa forma, é assegurado que nenhuma potência é absorvida em particular por objetos de metal durante a fase de calibração e que consequentemente a diferença entre a potência transmitida e a potência recebida é apenas devido ao transmissor de potência 101 e ao receptor de potência 105 e portanto deve ser incluído na calibração.

[0168] Como um exemplo mais específico, antes de iniciar a fase de calibração em que a calibração de perda de potência é feita, o transmissor de potência 101 pode avaliar uma ou mais condições para assegurar que os valores da potência recebida sejam adequados para a calibração. As condições a seguir podem ser. por exemplo, aplicadas:

CONDIÇÃO 1:

[0169] Pode ser necessário que o usuário seja instruído para impedir a presença de qualquer objeto estranho (em particular metálico) perto da superfície da interface do transmissor de potência. As instruções podem por exemplo ser fornecidas em uma interface de usuário, como uma tela, do transmissor de potência 101. As instruções podem também ser fornecidas em um manual do usuário para o transmissor de potência 101. O transmissor de potência pode por exemplo em tais exemplos fornecer uma indicação que requeira que o usuário leia as instruções no manual.

CONDIÇÃO 2:

[0170] Uma resposta de usuário pode ser necessária em resposta à indicação pelo transmissor de potência 101. O transmissor de potência 101 pode indicar ao usuário que uma calibração deve ser feita, por exemplo, por uma indicação visual sendo chaveadas ou o desejo de fazer uma calibração sendo indicada em uma tela. Em resposta, pode ser requerido que o usuário fornece uma informação inserida pelo usuário ativa, por exemplo, pelo pressionamento de um botão adequado. A indicação do desejo de realizar a calibração pode dessa forma ser considerado como um requisito para o usuário para assegurar que nenhum objeto estrangeiro/de metal está posicionado perto da superfície do transmissor de potência 101. A entrada de confirmação fornecida pelo usuário pode ser considerada como uma confirmação pelo usuário que nenhum objeto estranho/de metal está presente perto da superfície do transmissor de potência.

CONDIÇÃO 3:

[0171] Pode ser necessário que o usuário ajustou o transmissor de potência 101 no modo de calibração. Em algumas modalidades, a interface do usuário do transmissor de potência 101 pode proporcionar meios para colocar o transmissor de potência em um modo de calibração (ou até sair do transmissor de potência 101 de tal modo). Se o usuário ajusta o transmissor de potência 101 para o modo de calibração, é presumido que o usuário realizou os procedimentos de segurança necessários e não foi posicionado quaisquer objetos estranhos/de metal perto da superfície do transmissor de potência.

[0172] Em algumas modalidades, o receptor de potência 105 pode também ser capaz de entrar em um modo de calibração de perda de potência, por exemplo, para permitir que realize a calibração para cargas diferentes de receptor de potência. Em tais casos, o transmissor de potência 101 pode aguardar a confirmação que o receptor de potência 105 está no modo de calibração antes da calibração de perda de potência ser iniciada. A confirmação pode, por exemplo, ser fornecida por uma informação inserida pelo usuário ou pode, por exemplo, ser fornecida pelo receptor de potência 105 comunicando uma mensagem por modulação da carga do sinal de potência onde a mensagem indica que o receptor de potência 105 entrou no modo de calibração.

[0173] Em algumas modalidades, um novo receptor de potência 105 pode ser posicionado perto do transmissor de potência 101 para uma transferência de potência começar. Se a potência requerida pelo receptor de potência 105 for suficientemente baixa, isto é, menor do que o limiar usado pelo limitador 205, o transmissor de potência 101 pode prosseguir diretamente para fornecer a potência para o receptor de potência 105 sem qualquer calibração sendo requerida. Entretanto, uma vez que nenhuma calibração foi feita, o limitador 205 restringe a corrente da bobina à bobina transmissora 103, e os níveis de potência acima do nível que corresponde a esta corrente máxima não são suportados pelo transmissor de potência 101. Entretanto, se o receptor de potência 105 requer tal potência mais alta, o transmissor de potência 101 segue para iniciar uma fase de calibração onde a calibração de perda de potência é feita. A fase pode ser iniciada pela solicitação de uma informação inserida pelo usuário confirmando que nenhum objeto estranho está presente e que a calibração deve seguir em frente. Quando a confirmação é recebida, o calibrador 211 prossegue para realizar a calibração e gera vários pontos de dados das indicações de potência recebida e indicações de potência transmitida para o emparelhamento do transmissor de potência 101 e o receptor de potência 105 específicos. Então prossegue para adaptar a relação esperada para combinar os pontos de dados. Após a calibração, o transmissor de potência 101 prossegue para sustentar o nível de potência mais alto enquanto continuamente monitorando perdas de potência parasíticas não contabilizadas. Se uma perda de potência é detectada, a fase de transferência de potência é interrompida.

[0174] Dessa forma, a abordagem pode proporcionar operação de fácil utilização e segura com calibrações reduzidas para apenas serem feitas quando necessário para sustentar níveis mais altos de potência.

[0175] Em muitas modalidades, o transmissor de potência 101 pode reduzir ainda mais várias calibrações que são feitas e pode de fato restringir as calibrações para apenas serem feitas se alta potência é necessária e o receptor de potência 105 não foi anteriormente usado com o transmissor de potência 101.

[0176] Um exemplo de tal transmissor de potência 101 é ilustrado na Figura 3. O transmissor de potência 101 corresponde ao da Figura 2 exceto que inclui adicionalmente uma memória de calibração 501 acoplada ao controlador do calibrador 203.

[0177] No exemplo da Figura 3, o controlador do calibrador 203 é disposto para armazenar os dados de calibração na memória da calibração 501 após uma calibração ter sido feita. Dessa forma, assim que uma calibração de perda de potência é feita pelo calibrador 211, os valores de calibração resultantes são alimentados no controlador do calibrador 203 que armazena-os na memória da calibração 501. Além disso, uma identidade do receptor de potência 105 para a qual a calibração foi feita é armazenada.

[0178] A identidade do receptor de potência 105 é determinada em resposta a uma mensagem que é transmitida do receptor de potência 105 pela modulação da carga. Os sistemas de transferência de potências como Qi compreendem provisões para o receptor de potência 105 comunicar uma identidade (por exemplo um número de identidade exclusivo) para o transmissor de potência 101. Em particular, no Qi, a identidade do receptor de potência 105 é fornecida para o transmissor de potência 101 como parte da fase de identificação e configuração. Dessa forma, o controlador do calibrador 203 pode extrair esta identidade e armazena-a junto com os valores de compensação que são determinados durante a calibração.

[0179] Será entendido que os valores de calibração armazenados podem por exemplo ser valores de compensação, coeficientes ou outros parâmetros de uma função descrevendo a relação esperada. De forma equivalente, os valores de compensação podem diretamente ser a relação esperada adaptada. Por exemplo, o controlador do calibrador 203 pode diretamente armazenar os valores correspondentes para indicações de potência recebida e indicações de potência transmitida. Especificamente, o controlador do calibrador 203 pode armazenar os valores de compensação que definem uma tabela de busca.

[0180] Na modalidade da Figura 3, quando um novo receptor de potência 105 é detectado, o controlador do calibrador 203 segue para determinar se a calibração de perda de potência foi feita para este emparelhamento do transmissor de potência e do receptor de potência com base na identidade do receptor de potência 105 e as identidades que são armazenadas na memória da calibração 501.

[0181] Especificamente, se houver uma combinação entre a identidade fornecida pelo receptor de potência 105 durante a fase de identificação e configuração e uma das identidades armazenadas na memória da calibração 501, o emparelhamento específico do transmissor de potência e do receptor de potência foi calibrado anteriormente. Consequentemente, o controlador do calibrador 203 pode extrair os valores de compensação e usa estes dados para fornecer uma relação esperada adaptada que é especificamente adaptada a este emparelhamento de transmissor de potência 101 e receptor de potência 105.

[0182] Como resultado, uma relação esperada mais precisa é fornecida sem qualquer necessidade de realizar uma (nova) calibração de perda de potência. A transferência de potência então prossegue normalmente com o limitador 205 permitindo níveis de potência acima desses que correspondem ao limiar da corrente da bobina limitadora.

[0183] Se nenhuma combinação é encontrada na memória da calibração 501, o controlador do calibrador 203 considera que nenhuma calibração de perda de potência foi feita. Consequentemente, prossegue com a transferência de potência ao mesmo tempo que restringe a corrente máxima da bobina para ficar abaixo do limiar.

[0184] Se potência mais alta do que pode ser fornecida pelo transmissor de potência 101 sob esta restrição for necessária para o receptor de potência 105, o controlador do calibrador 203 segue e inicia uma calibração de perda de potência como anteriormente descrito. O resultado de tal calibração é então usado para gerar uma relação esperada mais precisa que pode ser usada a níveis mais altos de potência. Ademais, os resultados da calibração são armazenados na memória da calibração 501 juntamente com a identidade do receptor de potência 105. Da próxima vez que o receptor de potência 105 for usado com o transmissor de potência 101, ele pode ser diretamente suportado no nível de potência mais alto sem necessitar que nova calibração seja feita.

[0185] Será entendido que em algumas modalidades, os critérios podem ser impostos para que os valores armazenados de compensação sejam considerados válidos. Especificamente, pode ser necessário que o período desde a última calibração seja menor que um dado limiar. Dessa forma, quando os resultados da calibração são armazenados, o controlador do calibrador 203 pode também armazenar um carimbo de tempo ou um prazo de validade. Se os dados de compensação armazenados não forem válidos para o receptor de potência 105, pode ser preciso realizar uma nova calibração de perda de potência.

[0186] Em algumas modalidades, o calibrador 211 pode ser disposto para realizar a calibração em uma pluralidade de subfases ou submodos em que os resultados da(s) fase(s)/modo(s) anterior(es) é(são) usado(s) na corrente.

[0187] Especificamente, o calibrador 211 pode primeiramente realizar uma calibração de perda de potência em que os valores de compensação são feitos para um primeiro conjunto ou intervalo de níveis de potência. Por exemplo, uma calibração pode ser feita ao mesmo tempo que mantém o nível de potência baixo, por exemplo 5 W. Neste nível de potência baixo, uma relação esperada padrão ou nominal pode ser usada para detectar se não contabilizações inaceitáveis para a perda de potência ocorreram. Em particular, mesmo uma relação esperada relativamente imprecisa pode permitir que o sistema detecte se a perda de potência em um objeto estranho aumenta além de, digamos, 250 mW. Com base nesta primeira operação de calibração, o calibrador 211 pode prosseguir para adaptar-se à relação esperada para fornecer uma indicação da relação mais precisa entre as indicações de potência transmitida e indicações de potência recebida.

[0188] O calibrador pode, então, prosseguir e realizar uma segunda operação de calibração de perda de potência para um segundo conjunto ou intervalo de níveis de potência onde o segundo conjunto/intervalo inclui níveis de potência que são maiores do que para a primeira operação de calibração. Por exemplo, uma calibração pode ser feita para níveis de potência até, digamos, 20 W. Durante esta segunda operação de calibração, o detector 209 continua a monitorar as perdas de potência parasíticas que são inaceitavelmente elevadas. Entretanto, isto é feito com o uso da relação esperada que resultou da primeira operação de calibração. Consequentemente, embora a adaptação tenha sido baseada nos pontos de dados para níveis de potência abaixo de 5 W, ela muito provavelmente fornece uma estimativa mais precisa da relação entre as indicações de potência transmitida e indicações de potência recebida também para os níveis mais altos de potência. Consequentemente, a detecção confiável de, por exemplo, objetos estranhos pode ser feita a níveis mais altos de potência, como até o limiar de 20 W. Consequentemente, o nível de potência pode ser aumentado e os valores de compensação para os níveis mais altos de potência podem ser determinados. A relação esperada pode consequentemente ser adicionalmente refinada para fornecer uma estimativa mais precisa em níveis mais altos de potência.

[0189] O calibrador pode, por exemplo, continuar e realizar uma terceira operação de calibração, por exemplo, para níveis de potência até 50 W. Esta terceira operação de calibração pode usar a relação esperada resultante da segunda calibração.

[0190] Como um exemplo específico da operação do transmissor de potência 101 da Figura 3, o calibrador 203 pode primeiramente verificar se o emparelhamento do receptor de potência e o transmissor de potência foi calibrado antes. Se não, o transmissor de potência 101 entra em um primeiro submodo de calibração em que o nível de saída de potência é restrito. Se foi calibrado, o transmissor de potência 101 então entra um segundo submodo de calibração em que os níveis mais altos de potência podem ser aplicados. Em outras modalidades, a calibração pode, em tais casos, ser completamente omitida.

[0191] No primeiro submodo de calibração, o transmissor de potência 101 limita o nível da transferência de potência para um nível máximo conservador que permite a detecção dos objetos estranhos com o uso da relação esperada nominal, isto é, é considerada segura mesmo se o transmissor de potência 101 não possuir informações de calibração para o receptor de potência específico 103.

[0192] Espera-se que a exatidão da potência recebida esteja dentro de uma faixa de tolerância pré- definida em relação à potência recebida real.

[0193] O transmissor de potência 101 então segue o procedimento padrão para entrar no modo de transferência de potência. Ao mesmo tempo que fornece potência ao receptor de potência 103, o transmissor de potência 101 mede os parâmetros necessários para determinar a potência transmitida e ao mesmo tempo coleta os valores da potência recebida reportada. O transmissor de potência 101 também verifica se a diferença entre a potência transmitida e a recebida não excede um limiar de segurança, isto é, o detector detecta que o desvio da relação esperada não excede um dado limiar.

[0194] Após coletar valores suficientes de potência recebida, o transmissor de potência 101 prossegue e gera uma relação esperada calibrada. Especificamente, a relação esperada pode ser aquela que permite que a indicação de potência recebida esperada seja calculada a partir de vários parâmetros do transmissor relacionados à potência transmitida do transmissor de potência 101.

[0195] Especificamente, o transmissor de potência 101 pode determinar uma função que permite que uma potência recebida seja calculada como uma função dos parâmetros medidos do transmissor de potência 101. A função pode ser considerada como a potência recebida reportada esperada ou como uma potência transmitida calibrada para o receptor de potência 101 específico. Alternativamente, o transmissor de potência pode determinar a função que permite que a diferença entre a potência transmitida e a recebida seja determinada como uma função dos parâmetros medidos.

[0196] Os parâmetros medidos do transmissor de potência podem incluir, por exemplo: o corrente da bobina o tensão da bobina o frequência do sinal de potência o corrente do inversor o tensão cc.

[0197] Quando o primeiro submodo de calibração estiver concluído, o calibrador 211 pode prosseguir para o segundo submodo de calibração.

[0198] No segundo submodo de calibração, o transmissor de potência 101 não limita o nível máximo de transferência de potência nem a corrente da bobina, mas permite um nível de potência até um nível de potência máximo como indicado pelo receptor de potência 101. O transmissor de potência 101 pode usar os valores de potência recebida para os níveis mais altos de potência estenderem a calibração para níveis mais altos de potência.

[0199] Em algumas modalidades, o transmissor de potência 101 pode ser disposto para adaptar a relação esperada durante uma fase de transferência de potência.

[0200] A adaptação da fase de transferência de potência pode ser baseada na comparação das indicações de potência transmitida e indicações de potência recebida que são determinadas e recebidas durante a fase de transferência de potência normal. Especificamente, a mesma abordagem conforme descrita para a calibração de perda de potência pelo calibrador 211 pode ser usada.

[0201] Entretanto, a taxa de adaptação durante a fase de transferência de potência normal é tipicamente substancialmente mais baixa do que durante uma calibração. Dessa forma, especificamente, uma constante de tempo para a adaptação do valor de compensação durante a fase de transferência de potência pode ser maior do que uma constante de tempo para determinar o valor de compensação durante a fase de calibração. Tipicamente, a diferença na taxa/constante de tempo da adaptação é de pelo menos 2,5 ou mesmo 10 vezes.

[0202] A taxa de adaptação mais lenta durante a fase de transferência de potência reflete que a adaptação pode tipicamente ser feita com uma duração muito mais longa, com o uso de mais pontos de medição, sendo a relação esperada razoavelmente precisa e o cenário de medição é menos certo do que durante a fase de calibração (por exemplo, nenhum envolvimento específico do usuário é incluído para assegurar que não há objetos estranhos). Dessa forma, a adaptação durante a fase de transferência de potência é frequentemente usada para ajustar ou refinar a relação esperada.

[0203] Assim, durante a fase de transferência de potência, o transmissor de potência 101 pode aprimorar a exatidão da relação esperada com o uso da mesma abordagem usada durante a calibração de perda de potência. Ademais, como pode ser esperado, o transmissor de potência 101 coleta muito mais valores de potência recebida reportada neste modo do que no modo de calibração (devido ao período de tempo aumentado em que o transmissor de potência 101 está nesta fase) e como o transmissor de potência não pode confiar muito nos valores de potência recebida reportada na fase de calibração, o transmissor de potência 101 adapta a relação esperada de maneira mais conservadora do que no modo de calibração. Por exemplo, o transmissor de potência 101 adapta a relação esperada apenas com alterações marginais e apenas após receber os dados de um período de tempo mais longo.

[0204] Ademais, para evitar que a relação esperada seja adaptada para refletir, por exemplo, a presença dos objetos estranhos, a relação esperada não é adaptada quando é detectado que o desvio entre a relação real entre a indicação de potência transmitida e a indicação de potência recebida e a relação esperada entre estas excede um limiar.

[0205] Especificamente, se um ponto de dados fica fora de certas margens, o transmissor de potência 101 ignora o ponto de dados quando adapta a relação esperada. Além disso, se a diferença entre as relações esperada e real estiver acima de um dado limiar, o transmissor de potência 101 interromperá a transferência de potência. Em outras palavras, o detector 209 é operacional conforme anteriormente descrito.

[0206] Em algumas modalidades, o transmissor de potência 101 pode não prosseguir diretamente para interromper a fase de transferência de potência, mas pode prosseguir e entrar em um modo de perda de potência excedida. Neste modo, o transmissor de potência 101 não adapta a relação esperada. Pode, entretanto, reduzir o nível de potência da transferência de potência quando suspeita-se que um objeto estranho pode absorver potência do campo magnético.

[0207] O transmissor de potência 101 pode envolver o usuário, por exemplo, fornecendo um alerta de usuário para indicar um aviso. Pode, por exemplo, pedir uma confirmação de que objetos estranhos não estão perto da superfície da interface do transmissor de potência 101 e usar tal confirmação para retornar ao modo normal.

[0208] O transmissor de potência 101 pode também retornar ao modo normal se valores adicionais de potência recebida levam a uma perda de potência que não mais excede o limiar.

[0209] Se a perda de potência continuar a exceder o limiar, o transmissor de potência 101 altera do modo de perda de potência excedente para um modo de erro e encerra a transferência de potência.

[0210] O transmissor de potência 101 da Figura 3 pode especificamente adaptar uma relação esperada que permite a estimativa da potência transmitida a partir de valores de potência recebida fornecidos pelo receptor de potência 105.

[0211] Após a coleta de dados suficientes/valores de potência recebida, o transmissor de potência 101 pode armazenar os parâmetros que são necessários para calcular a potência transmitida para este receptor de potência 103 em particular. Os parâmetros são armazenados em uma localização na memória da calibração 501 que pode ser acessado com o uso do identificador do receptor de potência 105.

[0212] Esta abordagem pode ser aplicada no modo de calibração, mas também no modo de transferência de potência normal. A diferença entre esses dois modos pode ser obtida aplicando-se um fator de adaptação relativamente grande e usando uma quantidade limitada de valores de potência recebida no modo de calibração, reduzindo assim o tempo de calibração. Um fator de adaptação relativamente pequeno e uma grande quantidade de valores de potência recebida podem ser usados no modo de transferência de potência normal quando da adaptação dos parâmetros para calcular a potência transmitida.

[0213] O seguinte processo de adaptação pode ser, por exemplo, feito para cada valor de potência recebida.

[0214] O transmissor de potência 101 pode primeiramente medir a corrente da bobina e a potência de entrada da bobina de transmissão 103 e consequentemente estimar a perda de potência na bobina de transmissão 103 de acordo com uma função padrão.

[0215] Esta função de perda de potência poderia, por exemplo, ser a seguinte. Ploss = R Icoil 2 onde Icoil é a corrente da bobina na bobina de transmissão 103, Ploss é a perda de potência estimada no transmissor de potência 101, R representa a resistência equivalente para calcular a perda de potência como função de Icoil R pode depender transmissora, por exemplo, R = Rb + Rf f, da frequência da corrente da de acordo com a função como: onde bobina Rb é a parte independente da frequência da resistência equivalente, Rf é a parte dependente da frequência da resistência equivalente, e f é a frequência.

[0216] Amostras desses (três) parâmetros são então armazenadas na memória, por exemplo, a cada milissegundo.

[0217] Na recepção de uma mensagem de potência recebida do receptor de potência 105, o transmissor de potência 101 pode prosseguir para:

[0218] fazer a média das amostras da corrente da bobina primária para gerar Icoilavg

[0219] fazer a média das amostras da potência de entrada para a bobina primária gerar Pinavg

[0220] fazer a média das amostras da perda de potência na bobina de transmissão para gerar Plossavg

[0221] A média é aplicada na janela de tempo que é indicada pelo receptor de potência 105 para ser usada quando o receptor de potência 105 determinou a potência recebida reportada.

[0222] Presume-se que o transmissor de potência não tenha alterado a frequência na janela de tempo.

[0223] A diferença (PDiff) entre a média calculada da potência transmitida (PPT) e a potência recebida reportada (PPR) é então determinada como: PDiff = PPT - PPR, onde PPT é determinado como Pinavg - Plossavg; onde Pinavg é a entrada média para a bobina primária, Plossavg é a perda de potência média na bobina transmissora, Plossavg é determinado como R Icoilavg2; onde Icoilavg é a corrente média da bobina.

[0224] O valor PDiff consequentemente representa uma diferença entre a potência de transmissão e a potência recebida fornecida do receptor de potência 105. Também representa um desvio da relação real entre a potência transmitida e a potência recebida da relação esperada, uma vez que, nesse caso, a relação esperada é que PPT - PPR deve ser zero, isto é, que PPT - como calculado acima, deve ser igual à potência recebida reportada PPR.

[0225] O valor PDiff pode assim ser usado diretamente como uma indicação da perda de potência parasítica que não é contabilizada na relação esperada. Dessa forma, PDiff pode ser diretamente usado pelo detector 209 para estimar se um objeto estranho está presente.

[0226] Ademais, o transmissor de potência 101 pode prosseguir e adaptar a relação esperada. Especificamente, a relação esperada é representada por (entre outros) o parâmetro da parte independente da frequência da resistência equivalente.

[0227] O transmissor de potência pode adaptar este parâmetro e calcular uma nova parte independente da frequência da resistência equivalente (Rbnew) de modo que após o recálculo da potência transmitida de acordo com a explicação acima, a diferença entre a potência transmitida e a recebida muda em direção a um valor que é próximo a zero.

[0228] Em muitos casos, pode ser desejável ter uma tendência para o desvio e a diferença entre as mudanças da potência transmitida e recebida pode portanto ser mudada em direção a um valor intermediário entre dois valores: PDiffMin e PDiffMax.

[0229] Esses limites são por exemplo: PDiffMin = -300 mW, PDiffMax = 50 mW.

[0230] O transmissor de potência consequentemente adapta o parâmetro Rbnew para resultar em um cálculo próximo a PDiff= -125 mW.

[0231] Por exemplo, o transmissor de potência pode derivar a nova parte independente da frequência da resistência equivalente (Rbnew) da seguinte forma. PpTnew = PpToid + fator de adaptação • (PPR - 125 mW - PPTold), com ppTnew sendo a nova potência transmitida estimada, ppTold sendo a antiga potência transmitida estimada, e fator de adaptação sendo um valor escalar que controla a taxa da adaptação.

[0232] Ademais ppTnew = pinavg - plossnew; onde plossnew = Rnew Icoilavg 2; com Rnew = Rbnew + Rf

[0233] Isto leva a uma adaptação do parâmetro Rbnew de acordo com a seguinte equação: Rbnew= (Pinavg - (PpToid + fato de adaptação • (PPR - 125 mW - PPTold))) / Icoilavg2 - Rf

[0234] A descrição anterior focou na implementação das funções no transmissor de potência 101. Entretanto, será entendido que em algumas modalidades, a detecção do consumo de potência parasítica pode ser feita no receptor de potência 105. Por exemplo, o receptor de potência 105 pode compreender uma memória que armazena os valores de calibração para diferentes transmissores de potência. Se uma configuração de transferência de potência é detectada como tendo sido feita com um transmissor de potência 101 para o qual o receptor de potência 105 tem dados de calibração, pode prosseguir e solicitar um nível de potência que pode ser relativamente elevado. Entretanto, se não houver dados de calibração na memória, o receptor de potência 105 prossegue para restringir as solicitações de potência para níveis de potência que permitam o funcionamento seguro que dizem respeito a, por exemplo, objetos estranhos potenciais.

[0235] Por exemplo, um receptor de potência 105 pode energizar duas cargas diferentes ou pode ser capaz de funcionar em dois modos diferentes. Por exemplo, pode operar em um modo de carga lento, assim limitando a corrente de carga para a bateria a, por exemplo, 1 A ou pode operar em um modo de carga rápida, permitindo assim uma corrente de carga à bateria de, por exemplo, 2 A ou mais. Como um outro exemplo, pode ser capaz de operar em um modo de carga onde carrega uma bateria para um dispositivo ou em um modo de operação completa onde fornece potência suficiente para o dispositivo operar sem retirar corrente da bateria. Se o receptor de potência 105 detecta que o transmissor de potência 101 corresponde a um emparelhamento de calibração armazenado na memória, pode prosseguir para solicitar potência suficiente para ambas as cargas ou até dar suporte para ambos os modos operacionais. Entretanto, se não há dados de calibração para o transmissor de potência 101, pode prosseguir apenas para solicitar potência suficiente para uma carga ou para o modo que demanda menos potência. Por exemplo, pode permitir apenas uma carga lenta da bateria e não carga rápida ou operação completa do dispositivo.

[0236] Também, em algumas modalidades, a detecção de se a relação corrente entre as indicações de potência de transmissão e as indicações de potência recebida combinam com a relação esperada pode ser feita no receptor de potência 105. Especificamente, o transmissor de potência 101 pode comunicar a potência de transmissão calculada corrente para o receptor de potência 105 que pode, com base na indicação de potência recebida determinada e nos dados de calibração, prosseguir para determinar se a potência de transmissão calculada corrente corresponde à potência de transmissão esperada. Será entendido que a maioria dos princípios e abordagens da descrição anterior podem ser usados de forma equivalente no receptor de potência 105.

[0237] Será entendido que a descrição acima para maior clareza descreveu as modalidades da invenção com referência a diferentes circuitos, unidades e processadores funcionais. Entretanto, será evidente que qualquer distribuição adequada da funcionalidade entre os diferentes circuitos, unidades ou processadores funcionais pode ser usada sem se desviar da invenção. Por exemplo, a funcionalidade ilustrada para ser feita por processadores ou controladores separados pode ser feita pelo mesmo processador ou controladores. Por isso, as referências a unidades ou circuitos funcionais específicos são apenas para serem consideradas como referências para os meios adequados de fornecer a funcionalidade descrita e não como indicadoras de uma estrutura física ou organização lógica ou física.

[0238] A invenção pode ser implementada em muitas formas adequadas, incluindo hardware, software, firmware ou qualquer combinação deles. A invenção pode, opcionalmente, ser implementada ao menos parcialmente como software de computador sendo executado em um ou mais processadores de dados e/ou processadores de sinal digital. Os elementos e componentes de uma modalidade da invenção podem ser física, funcional e logicamente implementados de qualquer maneira adequada. De fato, a funcionalidade pode ser implementada em uma unidade única, em uma pluralidade de unidades ou como parte de outras unidades funcionais. Como tal, a invenção pode ser implementada em uma unidade única ou pode ser física e funcionalmente distribuída entre diferentes unidades, circuitos e processadores.

[0239] Embora a presente invenção tenha sido descrita em conjunto com algumas modalidades, não é intencionado limitar-se à forma específica aqui apresentada. Ao invés disso, o escopo da presente invenção é limitado apenas pelas reivindicações em anexo. Adicionalmente, embora um recurso possa parecer ser descrito em conjunto com modalidades específicas, o versado na técnica reconheceria que vários recursos das modalidades descritas podem ser combinados de acordo com a invenção. Nas reivindicações, o termo que compreende não exclui a presença de outros elementos ou etapas.

[0240] Ademais, embora individualmente mencionados, uma pluralidade de meios, elementos, circuitos ou etapas de métodos pode ser implementada, por exemplo, por um circuito, unidade ou processador único. Adicionalmente, embora recursos individuais possam estar incluídos em reivindicações diferentes, eles podem possivelmente de forma vantajosa ser combinados, e a inclusão em reivindicações diferentes não implica que uma combinação de recursos não seja viável e/ou vantajosa. A inclusão de um recurso em uma categoria das reivindicações também não implica em uma limitação a esta categoria, mas ao invés disso indica que o recurso é igualmente aplicável a outras categorias de reivindicação, conforme for adequado. Ademais, a ordem dos recursos nas reivindicações não implica em nenhuma ordem específica em que os recursos precisam ser trabalhados e, em particular, a ordem das etapas individuais em uma reivindicação de método não implica que as etapas precisam ser feitas nesta ordem. Ao invés disso, as etapas podem ser feitas em qualquer ordem adequada. Além disso, referências singulares não excluem uma pluralidade. Dessa forma, as referências a “um/a”, “uns/umas”, “primeiro/a”, “segundo/a”, etc. não impossibilita uma pluralidade. Sinais de referência nas reivindicações são fornecidos meramente como exemplo esclarecedor e não deverão ser interpretados como limitadores do escopo das reivindicações de nenhuma forma.

Claims

1. TRANSMISSOR DE POTÊNCIA (101) PARA TRANSFERIR POTÊNCIA PARA UM RECEPTOR DE POTÊNCIA (105) COM O USO DE UM SINAL DE POTÊNCIA INDUTIVO SEM FIO, sendo o transmissor de potência (101) caracterizado por compreender: um indutor (103) para fornecer o sinal de potência; um gerador de sinal de potência (201) para acionar o indutor (103) para fornecer o sinal de potência; um controlador de calibração (211) para determinar se foi feita uma calibração de perda de potência para o emparelhamento do transmissor de potência (101) com o receptor de potência (105), sendo que a calibração de perda de potência determina uma relação esperada entre uma indicação de potência recebida fornecida pelo receptor de potência (105) e uma indicação de potência transmitida para o transmissor de potência (101); um limitador de potência (205) disposto para restringir uma potência fornecida ao indutor (103) para não exceder um limiar, a menos que uma calibração de perda de potência tenha sido feita para o emparelhamento do transmissor de potência (101) com o receptor de potência (105); um receptor (207) para receber indicações de potência recebida do receptor de potência (105); e um detector (209) para detectar um consumo de potência parasítica em resposta a um desvio entre a relação entre a indicação de potência transmitida e a indicação de potência recebida e a relação esperada entre a indicação de potência transmitida e a indicação de potência recebida excedendo um limiar.

2. TRANSMISSOR DE POTÊNCIA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender adicionalmente: um calibrador (211) para fazer uma calibração de perda de potência para determinar a relação esperada durante uma fase de calibração, sendo que a relação esperada é determinada por uma comparação de ao menos uma indicação de potência transmitida e pelo menos uma indicação de potência recebida durante a fase de calibração.

3. TRANSMISSOR DE POTÊNCIA, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo calibrador (211) ser disposto para solicitar uma informação inseria pelo usuário e para fazer a calibração de perda de potência apenas quando a informação inserida pelo usuário for recebida.

4. TRANSMISSOR DE POTÊNCIA, de acordo com uma das reivindicações 2 ou 3, caracterizado pelo calibrador (211) ser disposto para fazer a calibração de perda de potência, determinando inicialmente uma primeira relação esperada em um primeiro nível de potência e, então, determinando uma segunda relação esperada em um segundo nível de potência com o uso da primeira relação esperada, sendo o segundo nível de potência maior do que o primeiro nível de potência.

5. TRANSMISSOR DE POTÊNCIA, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo calibrador (211) ser disposto para, quando determinar o segundo nível de potência, restringir a potência fornecida ao indutor em resposta à detecção de que uma relação entre a indicação de potência transmitida e a indicação de potência recebida difere da relação esperada entre a indicação de potência transmitida e a indicação de potência recebida.

6. TRANSMISSOR DE POTÊNCIA, de acordo com a adicionalmente um adaptador da relação esperada disposto para adaptar a relação esperada durante uma fase de transferência de potência, sendo a relação esperada adaptada em resposta à comparação entre pelo menos uma indicação de potência transmitida e pelo menos uma indicação de potência recebida durante a fase de transferência de potência.

7. TRANSMISSOR DE POTÊNCIA, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pela taxa de adaptação para adaptar a relação esperada durante a fase de transferência de potência ser mais baixa do que a taxa de adaptação para determinar a relação esperada durante a fase de calibração.

8. TRANSMISSOR DE POTÊNCIA, de acordo com uma das reivindicações 6 ou 7, caracterizado pelo adaptador de relação esperada ser disposto não para adaptar a relação esperada em resposta a indicações de potência transmitida e indicações de potência recebida em resposta a uma detecção que um desvio entre a relação entre a indicação de potência transmitida e a indicação de potência recebida e a relação esperada entre a indicação de potência transmitida e a indicação de potência recebida excede um limiar.

9. TRANSMISSOR DE POTÊNCIA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 4 ou 6, caracterizado adicionalmente por: uma memória (203) para armazenar identidades e os dados da relação esperada para receptores de potência; um receptor (207) para receber uma primeira identidade do receptor de potência (105); e sendo que o controlador de calibração (203) é disposto para determinar se foi feita a calibração de perda de potência para o emparelhamento do transmissor de potência (101) com o receptor de potência (103) em resposta à primeira identidade e às identidades armazenadas na memória.

10. TRANSMISSOR DE POTÊNCIA, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo controlador de calibração (203) ser disposto para iniciar uma calibração de perda de potência em resposta a uma detecção que nenhum dado válido esperado da relação está armazenado para a primeira identidade.

11. TRANSMISSOR DE POTÊNCIA, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo controlador de calibração (203) ser disposto para omitir a calibração de perda de potência e para extrair os dados esperados da relação para a identidade do receptor de potência (105) da memória se a identidade do receptor de potência (105) tiver correspondência com uma das identidades armazenadas na memória.

12. SISTEMA DE TRANSFERÊNCIA DE POTÊNCIA, caracterizado por compreender um transmissor de potência (101) e um receptor de potência (105), sendo o transmissor de potência (101) disposto para transferir potência para um receptor de potência (105) com o uso de um sinal de potência indutivo sem fio, sendo que o transmissor de potência (101) compreende: um indutor (103) para fornecer o sinal de potência; um gerador de sinal de potência (201) para acionar o indutor (103) para fornecer o sinal de potência; o sistema de transferência de potência compreende adicionalmente: um controlador de calibração (211) para determinar se foi feita uma calibração de perda de potência para o emparelhamento do transmissor de potência (101) com o receptor de potência (105), sendo que a calibração de perda de potência determina uma relação esperada entre uma indicação de potência recebida fornecida pelo receptor de potência (105) e uma indicação de potência transmitida para o transmissor de potência (101); um limitador de potência (205) disposto para restringir uma potência fornecida ao indutor (103) para não exceder um limiar, a menos que uma calibração de perda de potência tenha sido feita para o emparelhamento do transmissor de potência (101) com o receptor de potência (105); um receptor (207) para receber indicações de potência recebida do receptor de potência (105); e um detector (209) para detectar um consumo de potência parasítica em resposta a um desvio entre a relação entre a indicação de potência transmitida e a indicação de potência recebida e a relação esperada entre a indicação de potência transmitida e a indicação de potência recebida excedendo um limiar.

13. MÉTODO DE OPERAÇÃO DE UM TRANSMISSOR DE POTÊNCIA (101) DISPOSTO PARA TRANSFERIR POTÊNCIA PARA UM RECEPTOR DE POTÊNCIA (105) COM O USO DE UM SINAL DE POTÊNCIA INDUTIVO SEM FIO, sendo o método caracterizado por compreender: acionar um indutor (103) para fornecer o sinal de potência; determinar se foi feita uma calibração de perda de potência para o emparelhamento do transmissor de potência (101) com o receptor de potência (105), sendo que a calibração de perda de potência determina uma relação esperada entre uma indicação de potência recebida fornecida pelo receptor de potência (105) e uma indicação de potência transmitida para o transmissor de potência (101); restringir a potência fornecida ao indutor (103) para não exceder um limiar, a menos que uma calibração de perda de potência tenha sido feita para o emparelhamento do transmissor de potência (101) com o receptor de potência (105); e receber indicações de potência recebida do receptor de potência (105); e detectar um consumo de potência parasítica em resposta a um desvio entre a relação entre a indicação de potência transmitida e a indicação de potência recebida e a relação esperada entre a indicação de potência transmitida e a indicação de potência recebida excedendo um limiar.

14. RECEPTOR DE POTÊNCIA (105) PARA RECEBER POTÊNCIA DE UM TRANSMISSOR DE POTÊNCIA (101) ATRAVÉS DE UM SINAL DE POTÊNCIA INDUTIVO SEM FIO, o receptor de potência (105) caracterizado por compreender: um indutor (103) para receber o sinal de potência; um controlador de calibração para determinar se foi feita uma calibração de perda de potência para o emparelhamento do transmissor de potência (101) com o receptor de potência (105), sendo que a calibração de perda de potência determina uma relação esperada entre uma indicação de potência recebida fornecida pelo receptor de potência (105) e uma indicação de potência transmitida para o transmissor de potência (101); e um limitador de potência disposto para restringir uma potência solicitada por um transmissor de potência para não exceder um limiar, a menos que uma calibração de perda de potência tenha sido feita para o emparelhamento do transmissor de potência (101) com o receptor de potência (105); um detector para detectar um consumo de potência parasítica em resposta a um desvio entre uma relação entre uma indicação de potência transmitida recebida do transmissor de potência (101) e uma indicação de potência recebida do receptor de potência (105) e a relação esperada entre a indicação de potência transmitida e a indicação de potência recebida excedendo um limiar.