BR112015024207B1

BR112015024207B1 - Sistema de transferência de potência sem fio que inclui um transmissor de potência e um receptor de potência, receptor de potência para um sistema de transferência de potência sem fio, e, método de operação de um sistema de transferência de potência sem fio

Info

Publication number: BR112015024207B1
Application number: BR112015024207-3A
Authority: BR
Inventors: Andries Van Wageningen; Antonius Adriaan Maria Staring; Johannes Gerardus Fredericus Kablau; Wilhelmus Gerardus Maria Ettes
Original assignee: Koninklijke Philips N.V.
Priority date: 2013-07-17
Filing date: 2014-07-11
Publication date: 2021-10-26
Also published as: JP2016516392A; RU2015146657A3; US9444266B2; CN105144535A; US20160118808A1; JP5972497B2; CN105144535B; MX347167B; RU2015146657A; WO2015007624A1; EP2957147B1; MX2015013572A; BR112015024207A2; EP2957147A1; RU2658324C2

Abstract

sistema de transferência de potência sem fio que inclui um transmissor de potência e um receptor de potência, receptor de potência para um sistema de transferência de potência sem fio, e, método de operação de um sistema de transferência de potência sem fio esta invenção se refere a um sistema de transferência de potência sem fio que compreende um transmissor de potência (101) disposto para gerar um sinal de transferência indutiva de potência sem fio para energizar um receptor de potência (105). o sistema compreende um circuito de controle controlado por temperatura que ajusta uma temperatura de operação de uma parte de aquecimento de um dispositivo elétrico. o sistema compreende adicionalmente um receptor (207) para receber uma primeira temperatura de uma parte de um dispositivo elétrico, sendo que o dispositivo elétrico é energizado pelo receptor de potência (105). um comparador (209) compara a temperatura medida com uma primeira temperatura de referência associada ao transmissor de potência (101). em resposta à detecção de que a primeira temperatura excede a temperatura de referência, um controlador (213) passa a restringir a potência do sinal de transferência de potência e/ou gerar um alerta para o usuário. a primeira temperatura pode se referir especificamente a uma superfície de contato do dispositivo elétrico e a temperatura de referência pode ser uma temperatura máxima permitida para uma superfície de contato para receber o dispositivo elétrico durante a transferência de potência.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A invenção se refere à transferência indutiva de potência e, em particular, mas não exclusivamente, a um sistema de transferência indutiva de potência adequado para o padrão de transferência de potência sem fio Qi.

DESCRIÇÃO DO ESTADO DA TÉCNICA

[002] Muitos sistemas exigem uma fiação e/ou contatos elétricos para fornecer energia elétrica a dispositivos. A eliminação desses fios e contatos fornece uma experiência aprimorada para o usuário. Tradicionalmente, isso é feito com o uso de baterias instaladas nos dispositivos, mas tal abordagem tem várias desvantagens como peso extra, volume e a necessidade de substituir ou recarregar frequentemente as baterias. Recentemente, o interesse na abordagem do uso de transferência indutiva de potência sem fio tem sido cada vez maior.

[003] Parte desse interesse maior se deve ao grande aumento no número e variedade de dispositivos portáteis e móveis ocorrido na última década. Por exemplo, o uso de telefones celulares, computadores do tipo tablet, tocadores de mídia, 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 a energização direta do dispositivo com um cabo a partir de uma fonte de alimentação externa.

[004] Como mencionado, os sistemas mais atuais exigem uma fiação e/ou contatos elétricos explícitos que são energizados por uma fonte de alimentação externa. Entretanto, isso tende a não ser prático e exige que o usuário insira fisicamente conectores ou, de outro modo, estabeleça um contato elétrico físico. O uso de fios tende também a ser inconveniente para o usuário. Além disso, os requisitos de alimentação tipicamente diferem de modo significativo e atualmente a maioria dos dispositivos tem sua própria fonte de alimentação dedicada, e o usuário típico acaba 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 externa durante o uso, isso 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 um peso substancial aos dispositivos, além de elevar seu custo e tamanho.

[005] Para fornecer uma experiência ao usuário significativamente aprimorada, foi proposto o uso de uma fonte de alimentação sem fio em que a potência é indutivamente transferida a partir de uma bobina transmissora em um dispositivo transmissor de potência para uma bobina receptora nos dispositivos individuais.

[006] A transmissão de potência através de indução magnética é um conceito bem conhecido, principalmente aplicado em transformadores, que têm um acoplamento forte entre uma bobina transmissora primária e uma bobina receptora secundária. Quando se separa a bobina transmissora primária e a bobina receptora secundária entre dois dispositivos, a transferência de potência sem fio entre elas se torna possível com base no princípio de um transformador de acoplamento fraco.

[007] Tal disposição permite uma transferência de potência sem fio para o dispositivo sem a necessidade de quaisquer fios ou de conexões elétricas físicas. De fato, isso pode simplesmente permitir que um dispositivo seja colocado perto ou sobre a 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.

[008] Além disso, 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, foi definido um padrão de transferência de potência sem fio conhecido como padrão Qi que está atualmente sendo desenvolvido adicionalmente. Os dispositivos transmissores de potência que satisfazem o padrão Qi podem ser usados com dispositivos receptores de potência que também satisfazem o padrão Qi mesmo que eles não sejam do mesmo fabricante ou sejam 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, de acordo com uma drenagem de potência específica).

[009] 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.

[010] Os sistemas de transferência de potência sem fio são utilizados em um número e variedade de aplicações cada vez maiores. Por exemplo, é contínuo o trabalho para expandir o padrão de transferência de potência sem fio Qi visando incluir aplicações de alta potência com potencial de até mais de 1 kW. Tal capacidade de alta potência resulta em sistemas de transferência de potência sem fio sendo práticos para mais e mais aplicações. Todavia, isso também introduz mais desafios e especificamente aumenta o risco de ocorrência de situações indesejáveis. Dessa forma, existe um desejo de introduzir aspectos de controle em sistemas de transferência de potência sem fio que diminuam o risco de ocorrência de situações indesejáveis ou mesmo potencialmente inseguras.

[011] Por exemplo, contempla-se que a transferência de potência sem fio poderá ser usada em uma cozinha para energizar vários aparelhos e dispositivos utilizados em tal ambiente, incluindo dispositivos de alta potência como chaleiras, panelas e liquidificadores, etc.

[012] Entretanto, em tais modalidades, devem ser feitas considerações adicionais para assegurar que situações indesejáveis e inseguras não ocorram. Entre tais considerações, é preciso levar em conta também o comportamento potencial do usuário. Por exemplo, na aplicação para cozinhas pode haver uma variedade de pontos de provisão de energia incluindo alguns com a finalidade de aquecer panelas ou chaleiras, alguns para energizar outros dispositivos como liquidificadores, batedeiras, etc. A disposição e os materiais específicos utilizados podem depender de vários problemas, como preferências estéticas e de design, e, portanto, partes diferentes podem usar materiais diferentes, etc.

[013] Entretanto, os usuários, em geral, não consideram tais aspectos e, tipicamente, ignoram a disposição dos dispositivos. Por exemplo, o usuário pode não considerar que alguns dispositivos devem ser restritos a áreas ou partes específicas da bancada devido às suas características de transferência de potência ou aplicação.

[014] Por isso, um sistema de transferência de potência aprimorado seria vantajoso e, em particular, um sistema que pudesse proporcionar uma experiência aprimorada ao usuário, confiabilidade aumentada, maior flexibilidade, implementação facilitada, maior segurança e/ou desempenho aprimorado.

DESCRIÇÃO GERAL DA INVENÇÃO

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

[016] De acordo com um aspecto da invenção, é fornecido um sistema de transferência de potência sem fio que inclui um transmissor de potência e um receptor de potência, sendo o transmissor de potência disposto para gerar um sinal de transferência indutiva de potência sem fio para energizar o receptor de potência, sendo que o sistema de transferência de potência sem fio compreende: um receptor para receber uma primeira temperatura de uma primeira parte de um dispositivo elétrico, sendo que o dispositivo elétrico compreende uma parte de aquecimento que pode ser aquecida pela potência do sinal de transferência de potência e sendo que a primeira parte é uma superfície de contato do dispositivo elétrico para entrar em contato com o transmissor de potência; um comparador para comparar a primeira temperatura com uma primeira temperatura de referência, sendo a primeira temperatura de referência indicativa de uma temperatura de contato máxima permitida para uma superfície do transmissor de potência para receber o receptor de potência; e um controlador para executar ao menos uma dentre as funções de restringir a potência do sinal de transferência de potência e gerar um alerta para o usuário em resposta à detecção de que a primeira temperatura excede a primeira temperatura de referência; e sendo que o receptor de potência compreende: um primeiro sensor de temperatura para determinar uma segunda temperatura de uma parte de aquecimento do dispositivo elétrico, um transmissor para transmitir ao transmissor de potência mensagens de retroinformação do circuito de controle de potência para solicitar alterações no nível de potência do sinal de transferência de potência durante a transferência de potência, e um controlador de potência para gerar solicitações de alteração de potência para as mensagens de retroinformação do circuito de controle de potência em resposta à segunda temperatura.

[017] A invenção pode fornecer um sistema de transferência de potência sem fio aprimorado em muitas modalidades. Em muitas modalidades, pode ser proporcionada uma experiência aprimorada para o usuário. Em muitas modalidades e cenários a abordagem pode proporcionar uma operação mais segura e proteger, evitar ou mitigar situações indesejáveis. A invenção pode, em particular, ser vantajosa para situações em que diversos dispositivos diferentes podem ser energizados por um ou mais transmissores de potência e/ou onde a unidade fornecedora de potência pode compreender partes diferentes com características físicas e propriedades materiais diferentes.

[018] Em muitas modalidades, pode-se alcançar uma operação aprimorada com uma função de controle de temperatura para controlar a temperatura de operação da parte de aquecimento, e, dessa forma, controlar especificamente a operação de aquecimento, enquanto que uma outra função de controle de temperatura assegura a compatibilidade térmica entre o transmissor de potência e o receptor de potência/dispositivo elétrico. A abordagem pode permitir tanto um aquecimento preciso como uma operação segura e ao mesmo tempo manter baixa a complexidade.

[019] Em muitas modalidades, a invenção pode evitar ou mitigar o risco de danos a uma superfície do objeto/dispositivo/aparelho que compreende o transmissor de potência. Isso pode ser conseguido sem restringir, de modo geral, a operação do sistema de transferência de potência. Dessa forma, o sistema pode monitorar e se adaptar dinamicamente à situação específica.

[020] A primeira temperatura de referência pode ser indicativa de uma temperatura de contato máxima permitida para uma superfície para receber o receptor de potência por/durante a transferência de potência. O receptor de potência pode ser disposto sobre a superfície durante a transferência de potência, e a primeira temperatura pode ser indicativa da temperatura de uma superfície de contato do receptor de potência que está em contato com a superfície (do transmissor de potência). A superfície pode ser uma superfície que compreende, em contato com, ou próxima de (tipicamente dentro de 1, 2, 3 ou 5 cm) uma bobina de transmissão de potência disposta para gerar o sinal de transferência de potência. A temperatura de contato máxima permitida pode ser a temperatura máxima aceitável para uma superfície de um dispositivo elétrico que é colocado em contato com a superfície (do transmissor de potência) durante a transferência de potência. A superfície para receber o receptor de potência pode ser especificamente uma superfície de trabalho de um objeto ou elemento de cozinha que compreende funcionalidade de transferência de potência sem fio (e especificamente o transmissor de potência).

[021] A temperatura de referência é especificamente uma temperatura de contato máxima permitida para uma superfície associada ao transmissor de potência, como uma superfície para receber o receptor de potência/dispositivo elétrico quando o mesmo é energizado pelo transmissor de potência. A superfície é especificamente uma superfície para receber o dispositivo elétrico que compreende o receptor de potência para transferência de potência. A temperatura de referência pode ser uma propriedade de um material da parte que forma a superfície para receber o dispositivo elétrico. A temperatura de referência pode ser gerada pelo transmissor de potência. Em algumas modalidades, a temperatura de referência pode ser transmitida do transmissor de potência para o receptor de potência. Em muitas modalidades, a primeira temperatura pode ser uma temperatura de uma parte externa do dispositivo elétrico. A parte pode ser especificamente uma parte do dispositivo elétrico disposta para entrar em contato com superfícies da unidade do transmissor de potência, como a base do dispositivo elétrico.

[022] O controlador pode ser disposto para restringir a potência mediante a interrupção da operação de transferência de potência, e pode ser especificamente disposto para sair da fase/modo de transferência de potência em resposta à detecção de que a primeira temperatura excede a temperatura de referência.

[023] Em algumas modalidades, o controlador pode restringir a potência aplicando um limite superior à potência do sinal de transferência de potência.

[024] Em muitas modalidades, o controlador pode ser disposto para restringir a potência e para gerar o alerta para o usuário em resposta à detecção de que a primeira temperatura excede a temperatura de referência.

[025] A primeira temperatura pode ser recebida de uma fonte externa ou interna.

[026] A primeira temperatura pode ser uma temperatura medida. De acordo com um recurso opcional da invenção, o receptor de potência compreende um segundo sensor de temperatura disposto para medir a primeira temperatura.

[027] A primeira temperatura pode refletir uma medição de uma temperatura, e pode, por exemplo, ser diretamente a temperatura medida ou uma temperatura derivada de uma temperatura medida. A primeira temperatura pode refletir as condições atuais, e o aparelho pode, em muitas modalidades, ser disposto para detectar e reagir a alterações dinâmicas. Por exemplo, o aparelho pode detectar uma ação indesejada do usuário que resulte na primeira temperatura excedendo uma temperatura de referência específica.

[028] De acordo com um recurso opcional da invenção, a primeira temperatura é uma temperatura máxima predeterminada da superfície de contato.

[029] Em muitas modalidades, isso pode proporcionar uma experiência aprimorada para o usuário e/ou uma complexidade reduzida. A temperatura máxima predeterminada pode ser uma temperatura vinculada ao dispositivo elétrico específico. A temperatura de referência pode ser especificamente uma temperatura máxima predeterminada de uma superfície externa da parte de um dispositivo elétrico, e especificamente de uma superfície para entrar em contato com uma superfície de recepção da unidade do transmissor de potência.

[030] De acordo com um recurso opcional da invenção, o controlador é disposto para restringir a potência do sinal de transferência de potência em resposta à detecção de que a primeira temperatura excede a primeira temperatura de referência.

[031] Em muitas modalidades, isso pode proporcionar uma operação aprimorada e pode, em particular, permitir que o sistema lide com situações potenciais em que uma ação do usuário pode resultar em danos potenciais às partes da unidade do transmissor de potência.

[032] De acordo com um recurso opcional da invenção, o controlador é disposto para gerar o alerta para o usuário em resposta à detecção de que a primeira temperatura excede a primeira temperatura de referência.

[033] Em muitas modalidades, isso pode proporcionar operação aprimorada e pode, em particular, permitir que o sistema auxilie ou controle o usuário para evitar ou lidar com situações potenciais em que uma ação do usuário pode resultar em danos potenciais às partes da unidade do transmissor de potência.

[034] De acordo com um recurso opcional da invenção, a primeira parte é uma parte do dispositivo elétrico diferente da parte de aquecimento.

[035] De acordo com um recurso opcional da invenção, o receptor, o comparador e o controlador estão compreendidos no transmissor de potência.

[036] Isso pode proporcionar operação vantajosa em muitas modalidades, e pode especificamente permitir que o transmissor de potência ofereça proteção contra situações indesejáveis e danos potenciais.

[037] De acordo com um recurso opcional da invenção, o receptor é disposto para receber a primeira temperatura obtida do receptor de potência.

[038] Isso pode proporcionar desempenho aprimorado em muitas modalidades e cenários. Em particular, pode ser alcançada uma operação mais precisa em muitos cenários. Em algumas modalidades, a complexidade e a flexibilidade podem ser reduzidas.

[039] A primeira temperatura pode, por exemplo, ser recebida durante uma fase de transferência de potência.

[040] De acordo com um recurso opcional da invenção, o controlador é disposto para restringir a potência do sinal de transferência de potência ou para gerar um alerta para o usuário em resposta à detecção de que o receptor não recebeu a primeira temperatura do receptor de potência.

[041] O controlador pode ser disposto para determinar se uma mensagem de primeira temperatura foi recebida do receptor de potência dentro de um intervalo de tempo durante a transferência de potência; e disposto para executar ao menos uma dentre as funções de gerar um alerta para o usuário e restringir a transferência de potência no caso de nenhuma mensagem de primeira temperatura ter sido recebida dentro do intervalo de tempo, e não gerar um alerta para o usuário e não restringir a transferência de potência no caso de ter sido recebida uma mensagem de primeira temperatura compreendendo um valor para a primeira temperatura que não excede a primeira temperatura de referência.

[042] Isso pode proporcionar uma operação mais confiável e/ou mais segura em muitas situações.

[043] Em muitas modalidades, o controlador pode ser disposto para restringir a potência e para gerar o alerta para o usuário em resposta à detecção de que uma primeira temperatura não foi recebida do receptor de potência (por exemplo, dentro de um dado intervalo de tempo).

[044] De acordo com um recurso opcional da invenção, o transmissor de potência é disposto para transmitir para o receptor de potência uma indicação de uma detecção de que a primeira temperatura excede a primeira temperatura de referência.

[045] Isso pode permitir uma funcionalidade aperfeiçoada e/ou uma experiência aprimorada para o usuário em muitas modalidades. Por exemplo, isso pode permitir que o alerta para o usuário seja gerado no dispositivo elétrico (como uma panela aquecível) em vez de pelo transmissor de potência. Isso pode, por exemplo, gerar um alerta mais perceptível para o usuário que tipicamente será gerado mais próximo do usuário.

[046] De acordo com um recurso opcional da invenção, o sistema de transferência de potência sem fio compreende um segundo transmissor de potência; e o aparelho compreende adicionalmente: um segundo receptor para receber uma segunda temperatura de uma parte de um segundo dispositivo elétrico, sendo o segundo dispositivo elétrico energizado por um segundo receptor de potência energizado pelo segundo transmissor de potência; um segundo comparador para comparar a segunda temperatura com uma segunda temperatura de referência associada ao segundo transmissor de potência; e um segundo controlador para executar ao menos uma dentre as funções de restringir a potência de um sinal de transferência de potência do segundo transmissor de potência e gerar um alerta para o usuário em resposta à detecção de que segunda temperatura excede a segunda temperatura de referência; sendo que a segunda temperatura de referência é diferente da primeira temperatura de referência.

[047] Isso pode, por exemplo, permitir uma disposição flexível onde podem ser adaptadas precauções para propriedades específicas de partes/superfícies individuais do aparelho que podem entrar em contato com o dispositivo elétrico. Por exemplo, um utensílio para uso em uma cozinha pode ser disposto para fornecer energia a uma variedade de dispositivos elétricos e a abordagem pode permitir a adaptação individual às características específicas de partes diferentes do utensílio.

[048] Em algumas modalidades, o aparelho pode compreender um seletor para selecionar a temperatura de referência dentre uma pluralidade de temperaturas de referência em resposta a uma indicação de posição do receptor de potência, em que cada temperatura de referência está associada a um conjunto de posições.

[049] Cada conjunto de posições pode corresponder a uma área de superfície de uma unidade que compreende o transmissor de potência, ou pode, por exemplo, ser uma parte ou elemento diferente da unidade.

[050] Em algumas modalidades, a unidade pode compreender uma pluralidade de bobinas de transmissão ou transmissores de potência e cada conjunto de posições pode ser associado a um subconjunto de bobinas de transmissão ou transmissores de potência. A indicação de posição pode ser uma indicação de qual bobina de transmissão ou transmissor de potência está energizando o dispositivo elétrico ou (frequentemente de modo equivalente) de qual bobina de transmissão ou transmissor de potência está em comunicação com o receptor de potência.

[051] De acordo com um aspecto da invenção, é fornecido um receptor de potência para um sistema de transferência de potência sem fio que inclui adicionalmente um transmissor de potência disposto para gerar um sinal de transferência indutiva de potência sem fio para energizar o receptor de potência, sendo que o receptor de potência compreende: um receptor para receber uma primeira temperatura de uma primeira parte de um dispositivo elétrico, sendo que o dispositivo elétrico compreende uma parte de aquecimento que pode ser aquecida pela potência do sinal de transferência de potência e sendo que a primeira parte é uma superfície de contato do dispositivo elétrico para entrar em contato com o transmissor de potência; um comparador para comparar a primeira temperatura com uma primeira temperatura de referência, sendo a primeira temperatura de referência indicativa de uma temperatura de contato máxima permitida para uma superfície do transmissor de potência para receber o receptor de potência; um controlador para executar ao menos uma dentre as funções de restringir a potência do sinal de transferência de potência e gerar um alerta para o usuário em resposta à detecção de que a primeira temperatura excede a primeira temperatura de referência; um primeiro sensor de temperatura para determinar uma segunda temperatura de uma parte de aquecimento do dispositivo elétrico; um transmissor para transmitir mensagens de retroinformação do circuito de controle de potência para solicitar alterações no nível de potência do sinal de transferência de potência ao transmissor de potência durante a transferência de potência; e um controlador de potência para gerar solicitações de alteração de potência para as mensagens de retroinformação do circuito de controle de potência em resposta à segunda temperatura.

[052] De acordo com um recurso opcional da invenção, o controlador é disposto para gerar solicitações de desativação das mensagens de retroinformação do circuito de controle de potência em resposta à detecção de que a primeira temperatura excede a primeira temperatura de referência.

[053] Isso pode proporcionar operação aprimorada em muitas modalidades, e pode, em particular, possibilitar um aquecimento mais preciso pelo dispositivo elétrico. A abordagem pode permitir tanto um aquecimento preciso como uma operação segura e ao mesmo tempo manter baixa a complexidade.

[054] Em algumas modalidades, o aparelho pode compreender um transmissor para transmitir uma solicitação de restrição de transferência de potência ao transmissor de potência em resposta à detecção de que a primeira temperatura excede a temperatura de referência.

[055] De acordo com um recurso opcional da invenção, o receptor de potência compreende adicionalmente um receptor de temperatura de referência para receber a primeira temperatura de referência obtida do transmissor de potência.

[056] Isso pode proporcionar operação e/ou implementação aprimoradas.

[057] De acordo com um recurso opcional da invenção, o comparador é disposto para ajustar a primeira temperatura de referência a um valor predeterminado na ausência da primeira temperatura de referência recebida do transmissor de potência.

[058] Isso pode proporcionar funcionamento otimizado em muitas modalidades. Isso pode, por exemplo, permitir que o receptor de potência assegure que o mesmo funcionará em um ambiente seguro mesmo que não seja controlado por um transmissor de potência.

[059] De acordo com um recurso opcional da invenção, a parte de aquecimento compreende um elemento de aquecimento indutivo disposto para ser aquecido por indução a partir do sinal de transferência de potência.

[060] O elemento de aquecimento pode ser especificamente uma placa de aquecimento.

[061] De acordo com um aspecto da invenção, é fornecido um método de operação para um sistema de transferência de potência sem fio que inclui um transmissor de potência e um receptor de potência, sendo o transmissor de potência disposto para gerar um sinal de transferência indutiva de potência sem fio para energizar o receptor de potência, sendo que o método compreende: receber uma primeira temperatura de uma primeira parte de um dispositivo elétrico, sendo que o dispositivo elétrico compreende uma parte de aquecimento que pode ser aquecida pela potência do sinal de transferência de potência; comparar a temperatura medida com uma primeira temperatura de referência, sendo a primeira temperatura de referência indicativa de uma temperatura de contato máxima permitida para uma superfície do transmissor de potência para receber o receptor de potência; e ao menos uma dentre as funções de restringir a potência do sinal de transferência de potência e gerar um alerta para o usuário em resposta à detecção de que a primeira temperatura excede a primeira temperatura de referência; sendo que um sensor de temperatura do receptor de potência determina uma segunda temperatura de uma parte de aquecimento do dispositivo elétrico, o receptor de potência transmite ao transmissor de potência mensagens de retroinformação do circuito de controle de potência para solicitar alterações no nível de potência do sinal de transferência de potência durante a transferência de potência, e o receptor de potência gera solicitações de alteração de potência para as mensagens de retroinformação do circuito de controle de potência em resposta à segunda temperatura.

[062] Esses e outros aspectos, recursos e vantagens da invenção serão evidentes a partir de e elucidados com referência à(s) modalidade(s) descrita(s) mais adiante neste documento.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[063] As modalidades da invenção serão descritas, somente a título de exemplo, com referência aos desenhos, nos quais:

[064] Figura 1 ilustra um exemplo de um sistema de transferência de potência de acordo com algumas modalidades da invenção;

[065] Figura 2 ilustra um exemplo de um sistema de transferência de potência de acordo com algumas modalidades da invenção;

[066] 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;

[067] 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

[068] Figura 5 ilustra um exemplo de uma unidade para energizar utensílios de cozinha;

[069] Figura 6 ilustra um exemplo de um transmissor de potência de acordo com algumas modalidades da invenção;

[070] Figura 7 ilustra um exemplo de um receptor de potência de acordo com algumas modalidades da invenção; e

[071] Figura 8 ilustra um exemplo de a cenário de transferência de potência de acordo com algumas modalidades da invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE ALGUMAS MODALIDADES DA INVENÇÃO

[072] 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 transmissora/indutor 103. O sistema compreende adicionalmente um receptor de potência 105 que inclui (ou está acoplado a) uma bobina receptora/indutor 107.

[073] 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 transferência de potência, que é propagado como um fluxo magnético pela bobina transmissora 103. O sinal de transferência de potência pode ter, tipicamente, uma frequência entre cerca de 20 kHz a 200 kHz. A bobina transmissora 103 e a bobina receptora 105 são acopladas por acoplamento fraco e, portanto, a bobina receptora capta (ao mesos parte de) o sinal de transferência 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 transferência de potência” é usado principalmente para se referir ao sinal indutivo entre a bobina transmissora 103 e a bobina receptora 107 (o sinal de fluxo magnético), mas será entendido que, por equivalência, esse termo pode ser também considerado e usado como uma referência ao sinal elétrico fornecido para a bobina transmissora 103, ou de fato ao sinal elétrico da própria bobina receptora 107.

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

[075] 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 envia as informações para o transmissor de potência 101. Tal comunicação foi padronizada na Especificação Qi versões 1.0 e 1.1.

[076] No nível físico, o canal de comunicação entre o receptor de potência 105 e o transmissor de potência 101 é implementado usando-se o sinal de transferência de potência como portadora. O receptor de potência 105 modula a carga da bobina receptora 105. Isso resulta em variações correspondentes no sinal de transferência 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 The Wireless Power Consortium” disponível emhttp://www.wirelesspowerconsortium.com/downloads/wireless- power-specification-part-1.html, também chamado de “Qiwireless power specification” (Especificação de potência sem fio Qi), em particular o capítulo 6: Communications Interface.

[077] 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.

[078] Inicialmente, o transmissor de potência 101 está na fase de seleção em que apenas monitora a presença potencial de um receptor de potência. O transmissor de potência 101 pode usar uma variedade de métodos para esse propósito, por exemplo, conforme descrito na Especificação de potência sem fio Qi. Se tal presença potencial for detectada, o transmissor de potência 101 entra na fase de ping onde um sinal de transferência de potência é gerado temporariamente. O receptor de potência 105 pode aplicar o sinal recebido para energizar seus componentes eletrônicos. Após a recepção do sinal de transferência de potência, o receptor de potência 105 transmite um pacote inicial ao transmissor de potência 101. Especificamente, é transmitido um pacote de intensidade de sinal indicando o grau de acoplamento entre o transmissor de potência e o receptor de potência. 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.

[079] Ao receber a mensagem de intensidade de sinal, o transmissor de potência 101 passa para a fase de identificação e configuração. Nessa fase, o receptor de potência 105 mantém sua carga de saída desconectada e se comunica com o transmissor de potência 101 com o uso de modulação da carga. O transmissor de potência fornece um sinal de transferência de potência de amplitude, frequência e fase constantes para esse propósito (com a exceção da alteração causada pela modulação de carga). As mensagens são usadas pelo transmissor de potência 101 para configurar a si mesmo conforme solicitado pelo receptor de potência 105.

[080] Após a fase de identificação e configuração, o sistema passa para a fase de transferência de potência onde ocorre a real transferência de potência. 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. O receptor comunica tais erros de controle ao transmissor de potência 101 e uma taxa mínima de, por exemplo, cada 250 ms para indicar esses erros ao transmissor de potência 101, e para comunicar uma intenção de alteração, ou nenhuma alteração, do sinal de transferência de potência.

[081] Dessa forma, durante a fase de transferência de potência, o receptor de potência controla a potência fornecida. Isso pode ser particularmente importante em modalidades onde o receptor de potência não fornece energia diretamente para uma carga externa, mas com a bobina receptora 107 sendo efetivamente a própria carga. Por exemplo, para um dispositivo elétrico que é um dispositivo aquecível que é aquecido pelo sinal de transferência de potência, a bobina receptora 107 pode ser implementada como um elemento de aquecimento indutivo disposto para ser aquecido por indução a partir do sinal de transferência de potência. Por exemplo, o receptor de potência pode incluir uma placa de aquecimento na qual o sinal de transferência de potência gera correntes parasitas por indução. O elemento de aquecimento aquecerá, portanto, na presença do sinal de transferência de potência e o elemento de aquecimento poderá ser usado para aquecer outros itens. Por exemplo, o dispositivo elétrico pode ser uma chaleira ou uma panela que compreende um elemento de aquecimento que é aquecido pelas correntes parasitas geradas pelo sinal de transferência de potência. O elemento aquecido pode, dessa forma, ser considerado para formar tanto a bobina receptora 107 como a carga.

[082] O dispositivo elétrico é, portanto, um dispositivo de aquecimento elétrico que compreende uma parte de aquecimento, como um elemento de aquecimento, por exemplo, sob a forma de uma placa de aquecimento. No exemplo, o sinal de transferência de potência pode aquecer diretamente a parte de aquecimento por indução das correntes parasitas. Em outras modalidades, o fornecimento de potência a partir do sinal de transferência de potência para a parte de aquecimento pode incluir funções intermediárias. Por exemplo, em algumas modalidades o dispositivo elétrico pode incluir uma bobina receptora separada 107 sob a forma de um indutor no qual corrente é induzida. Essa potência induzida pode ser convertida em um sinal elétrico que é fornecido para a parte de aquecimento. Dessa forma, a parte de aquecimento pode ser conectada eletricamente como uma carga convencional a um receptor de potência sem fio.

[083] No sistema, a operação de controle de potência baseia-se em um sensor de temperatura do receptor de potência 105. Em particular, o receptor de potência compreende um sensor de temperatura da parte de aquecimento que determina uma temperatura de a parte de aquecimento, deste ponto em diante do presente documento chamada de temperatura da parte de aquecimento. O receptor de potência 105 é disposto para determinar alterações de potência desejadas com base na temperatura da parte de aquecimento. Especificamente, se a temperatura da parte de aquecimento estiver abaixo de um primeiro limiar, o receptor de potência 105 poderá solicitar um aumento de potência do sinal de transferência de potência, e se a temperatura da parte de aquecimento estiver acima de um segundo limiar (maior ou igual ao primeiro limiar), o receptor de potência 105 poderá solicitar uma diminuição de potência do sinal de transferência de potência. O receptor de potência 105 pode, então, gerar mensagens correspondentes de retroinformação do circuito de controle de potência e transmiti-las de volta ao transmissor de potência 101. Em resposta, o transmissor de potência 101 aumentará ou diminuirá a potência do sinal de transferência de potência.

[084] Dessa forma, no sistema da Figura 1, a operação de controle de potência baseia-se na temperatura e pode ser usada diretamente para controlar a temperatura de operação da parte de aquecimento, e assim poderá controlar a operação de aquecimento do dispositivo de aquecimento elétrico.

[085] A transferência de potência sem fio como aquela fornecida por sistemas de transferência de potência Qi vem encontrando aceitação cada vez maior e pode ser usada cada vez mais em aplicações diferentes e em contextos diferentes, e com uma variedade maior de configurações, equipamentos, ambientes etc. O atual sistema Qi fornece suporte para a transferência de potência eficiente, e as melhorias e desenvolvimentos pretendidos visam o fornecimento de uma funcionalidade e experiência para o usuário aprimoradas em uma gama mais ampla de aplicações. Entretanto, há um desejo geral de aperfeiçoar adicionalmente a funcionalidade, a flexibilidade e a experiência para o usuário para possibilitar uma absorção maior de transferência de potência sem fio. Especificamente, o aumento para níveis mais altos de potência e uma variedade maior de aplicações resultam em um desejo e necessidade mais prementes de assegurar que o sistema opere com segurança e sem permitir a ocorrência de resultados ou situações não pretendidos e indesejados.

[086] Figura 2 ilustra um sistema de transferência de potência sem fio que pode proporcionar funcionalidade e/ou operação aperfeiçoadas. O sistema da Figura 2 pode especificamente ilustrar a funcionalidade de controle aperfeiçoada empregada no sistema da Figura 1.

[087] Dessa forma, os sistemas das Figuras 1 e 2 utilizam um circuito de controle de potência com base na temperatura para controlar a temperatura de uma parte de aquecimento de um dispositivo de aquecimento elétrico. O circuito de controle de potência é, consequentemente, usado para controlar a temperatura de operação da parte de aquecimento e, dessa forma, controlar o desempenho de aquecimento do dispositivo de aquecimento elétrico.

[088] Além desse circuito de controle de potência com base na temperatura, o sistema é disposto para avaliar uma temperatura de uma parte do dispositivo elétrico (como uma superfície de contato externa) em relação a uma temperatura de referência associada ao transmissor de potência. Assim, o sistema considera especificamente a relação entre duas temperaturas onde uma se refere ao lado do receptor de potência e a outra se refere ao lado do transmissor de potência da transferência de potência. A temperatura de referência depende de uma característica que está associada ao transmissor de potência e que será tipicamente a mesma independentemente de qual (se houver) receptor de potência estiver presente. Contrariamente, a primeira temperatura não depende, tipicamente, das características do transmissor de potência com o qual o receptor de potência é utilizado, mas se refere às características do dispositivo que é energizado pelo receptor de potência (o dispositivo elétrico). Tipicamente, a primeira temperatura pode ser uma temperatura medida dinamicamente enquanto que a temperatura de referência é, com frequência, um valor predeterminado.

[089] A temperatura de referência é especificamente uma temperaturas máxima aceitável para uma superfície de contato de um aparelho que compreende o transmissor de potência. A temperatura de referência pode ser uma temperatura máxima permitida para uma superfície para receber o dispositivo elétrico durante a transferência de potência. A superfície pode, por exemplo, ser uma superfície plana do transmissor de potência na qual o dispositivo elétrico é colocado para a operação de transferência de potências, isto é, quando é desejada uma transferência de potência.

[090] A primeira temperatura indica especificamente a temperatura atual de uma parte do receptor de potência que entrará em contato com a superfície de contato quando o dispositivo elétrico for colocado sobre a superfície de contato. De fato, a primeira temperatura é fornecida para uma superfície de contato do dispositivo elétrico para entrar em contato com o transmissor de potência. Dessa forma, a temperatura de referência e a primeira temperatura podem ser indicativas de temperaturas (por exemplo, a temperatura máxima permitida e a temperatura medida) de superfícies de contato respectivamente do transmissor de potência e do dispositivo elétrico que entrarão em contato um com o outro durante a transferência de potência.

[091] O sistema é disposto para detectar se a primeira temperatura excede a temperatura de referência. Especificamente, se a temperatura atual da superfície de contato do dispositivo elétrico for maior que uma temperatura máxima permitida para uma superfície de contato sobre a qual o dispositivo elétrico pode ser posicionado durante a transferência de potência, essa condição serão detectada pelo sistema.

[092] Figura 2 ilustra um circuito acionador 201 que está acoplado à bobina de transmissão 103 e que gera o sinal de transferência de potência e o envia para a bobina de transmissão 103. Dessa forma, durante a transferência de potência, o circuito acionador 201 fornece o sinal de transferência de potência para o receptor de potência 105 através da bobina de transmissão 103 (e da bobina receptora 107).

[093] O circuito acionador 201 gera, dessa forma, a corrente e a tensão que é fornecida à bobina transmissora 103. O circuito acionador 201 é tipicamente um circuito de acionamento sob a forma de um inversor que gera um sinal alternado a partir de uma tensão CC. Figura 3 mostra um inversor de meia-ponte. As chaves S1 e S2 são controladas de modo que 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, gerando assim um sinal alternado na saída. Tipicamente, a saída do inversor é conectada à bobina transmissora através de um capacitor de ressonância. Figura 4 mostra um inversor de ponte inteira. As chaves S1 e S2 são controladas de modo que 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.

[094] O circuito acionador 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 ser disposto para executar a identificação e a configuração, bem como as fases de transferência de potência do padrão Qi.

[095] A bobina receptora 107 é acoplada a um controlador do receptor de potência 203, que compreende várias funcionalidades para executar a função de transferência de potência, e é, no exemplo específico, disposto para operar o receptor de potência 105 de acordo com o padrão Qi. Por exemplo, o controlador do receptor de potência 203 pode ser disposto para executar as fases de identificação e configuração, bem como as fases de transferência de potência do padrão Qi.

[096] O controlador do receptor de potência 203 é disposto para receber o sinal de transferência de potência e para extrair a potência durante a fase de transferência de potência. O controlador do receptor de potência 203 é acoplado a uma carga de potência 205 que é a carga energizada a partir do transmissor de potência 101 durante a fase de transferência de potência. A carga de potência 205 pode ser especificamente uma parte de aquecimento, como um elemento de aquecimento aquecido pela potência extraída do sinal de transferência de potência.

[097] Em muitas modalidades, o dispositivo elétrico pode compreender um elemento de aquecimento que é aquecido diretamente pelo sinal de transferência de potência induzindo correntes parasitas no elemento de aquecimento. Dessa forma, a carga 205 e a bobina receptora 107 podem ser integradas em um elemento único sendo a carga energizada diretamente sem o controlador do receptor de potência 203 agindo como um circuito intermediário. Em tais modalidades, o controlador do receptor de potência 203 pode, entretanto, fornecer a tecnologia necessária de controle e interfaceamento que inclui comunicação com o transmissor de potência, controle da potência como parte do circuito de controle de potência, etc.

[098] O controlador de potência 203 pode, adicionalmente, controlar a operação de controle de potência com base na medição da temperatura da parte de aquecimento. Especificamente, o controlador de potência pode gerar solicitações de potência que são enviadas para o transmissor de potência 101 em mensagens de retroinformação do circuito de controle de potência. Por exemplo, se a temperatura da parte de aquecimento estiver abaixo de um limiar, será solicitado um aumento na potência do sinal de transferência de potência, e se a temperatura estiver acima do limiar, será solicitada uma diminuição dessa potência. Assim, o controlador do receptor de potência 203 pode controlar a temperatura de operação da parte/elemento de aquecimento.

[099] O sistema da Figura 2 fornece funcionalidade aperfeiçoada por meio de um controle adicional da operação, e uma funcionalidade específica que, em muitas modalidades, pode evitar a ocorrência de situações indesejadas e potencialmente danosas. In particular, o sistema permite adaptar a operação com base em uma temperatura de uma parte do dispositivo elétrico em relação a uma temperatura de referência que reflete uma característica do transmissor de potência como um dispositivo, aparelho ou outra unidade da qual as funções do transmissor de potência fazem parte. Especificamente, a unidade pode ser uma unidade, dispositivo ou objeto compreendendo as funções do transmissor de potência 101. O uso de um circuito de controle de potência para controlar a temperatura de operação da parte de aquecimento combinado com uma função de controle de temperatura separada que tem por base a comparação entre temperaturas, respectivamente, dos lados de transmissão de potência e de recepção de potência possibilita uma operação eficiente e segurança adicional. Isso pode proporcionar flexibilidade adicional ao permitir que tipos diferentes de receptores de potência e transmissores de potência operem flexivelmente em conjunto sem exigir que a compatibilidade térmica seja projetada para combinações de piores casos.

[0100] O sistema da Figura 2 compreende um receptor de temperatura 207 que recebe uma temperatura, deste ponto em diante do presente documento chamada de a primeira temperatura. A primeira temperatura pode ser recebida de qualquer fonte adequada, interna ou externa.

[0101] A primeira temperatura é indicativa de uma temperatura de uma superfície de contato do dispositivo elétrico disposta para entrar em contato com o transmissor de potência. A superfície de contato do dispositivo elétrico é, frequentemente, uma superfície de base que é colocada sobre uma superfície do transmissor de potência para permitir a transmissão de potência. Dessa forma, o sinal de transferência de potência é, tipicamente, fornecido do transmissor de potência 101 para o receptor de potência 105 através da superfície de contato do transmissor de potência 101 à qual é fornecida a primeira temperatura de referência, e da superfície de contato do receptor de potência 105 à qual é fornecida a primeira temperatura. As duas superfícies de contato estão, consequentemente, em contato durante a transferência de potência (em uma situação de uso típico).

[0102] A primeira temperatura é em muitas modalidades indicativas da temperatura medida, mas pode em algumas modalidades ser indicativa de uma temperatura de operação estimada ou máxima da parte. A parte é, tipicamente, uma parte externa, e a primeira temperatura pode ser especificamente indicativa de uma temperatura atual de uma superfície do dispositivo elétrico. A superfície é, tipicamente, uma superfície de contato que é colocada em contato com uma superfície de contato do transmissor de potência durante operações normais de transferência de potência.

[0103] O receptor de temperatura 207 é acoplado a um comparador 209 que é adicionalmente acoplado a uma fonte de referência 211 que fornece uma temperatura de referência ao comparador 209. A temperatura de referência está associada ao transmissor de potência 101 e especificamente indica uma temperatura de contato máxima permitida para uma superfície para receber o dispositivo elétrico. A superfície pode ser especificamente uma superfície através da qual o dispositivo elétrico é energizado, como uma superfície de um objeto que compreende o transmissor de potência 101 e sobre a qual o dispositivo elétrico pode ser posicionado para a transferência de potência.

[0104] O comparador 209 é disposto para comparar a temperatura medida com uma temperatura de referência associada ao transmissor de potência 101. O comparador 209 é acoplado a um primeiro controlador 213 que detém o resultado da comparação.

[0105] O primeiro controlador 213 é disposto para reagir à detecção de que a primeira temperatura excede a temperatura de referência. Especificamente, se o comparador 209 indicar que a primeira temperatura excede a temperatura de referência, o primeiro controlador 213 poderá restringir a potência do sinal de transferência de potência. A restrição pode ser feita especificamente interrompendo a transferência de potência, saindo da fase/modo de transferência de potência, ou, por exemplo, reduzindo a potência do sinal de transferência de potência em uma dada quantidade, ou restringindo-a para não exceder um dado limiar.

[0106] Em algumas modalidades (particularmente quando o primeiro controlador 213 é implementado no transmissor de potência 101), o primeiro controlador 213 pode restringir a potência modificando a operação do transmissor de potência 101, e, especificamente, modificando a operação do circuito acionador 201. Em outras modalidades (particularmente quando o primeiro controlador 213 é implementado no receptor de potência 105), o primeiro controlador 213 pode modificar a operação do controlador de potência 203. Por exemplo, a operação de controle do circuito de controle pode ser modificada de modo que o receptor de potência 105 transmita continuamente solicitações de desativação até que a primeira temperatura não mais exceda a temperatura de referência (tipicamente com uma margem). Dessa forma, nesse caso, o primeiro controlador 213 poderá transmitir solicitações de desativação mesmo quando a temperatura da parte de aquecimento estiver abaixo do limiar inferior para que seja solicitado um aumento da potência.

[0107] Alternativa ou adicionalmente, o primeiro controlador 213 pode gerar um alerta para o usuário. O primeiro controlador 213 é especificamente acoplado a uma interface de usuário 215 que pode ser controlada pelo primeiro controlador 213 para fornecer um alerta para o usuário. O alerta para o usuário pode, por exemplo, ser uma indicação visual (por exemplo, uma luz piscante) ou uma indicação audível (por exemplo, um som de aviso). Em algumas modalidades, podem ser gerados alertas mais complexos para o usuário, como uma exibição textual ou gráfica descrevendo a causa da geração do alerta.

[0108] Assim, o sistema da Figura 2 pode detectar que uma temperatura de uma parte do dispositivo elétrico excede uma temperatura adequada para o transmissor de potência 101. Por exemplo, o sistema pode detectar que uma primeira temperatura, que reflete uma temperatura de uma superfície de contato do dispositivo elétrico, excede uma temperatura de referência representando uma temperatura de contato máxima permitida para uma superfície de contato específica do transmissor de potência. Consequentemente, o sistema pode detectar que se o dispositivo elétrico estiver posicionado sobre a superfície específica do transmissor de potência, é possível que possam ocorrer danos a essa superfície. O sistema pode lidar com tais riscos gerando um alerta para o usuário (possivelmente antes de o dispositivo elétrico ser posicionado sobre a superfície) e/ou reduzindo ou desligando a energia (tipicamente quando o dispositivo elétrico está posicionado sobre a superfície).

[0109] A abordagem fornece, dessa forma, uma opção de controle opcional que permite ao sistema detectar situações potencialmente indesejáveis e agir para evitar esses casos ou mitigar as consequências.

[0110] No sistema das Figuras 1 e 2, um dispositivo elétrico sem fio compreende uma parte de aquecimento que é energizada por um sinal de transferência de potência gerado por um transmissor de potência. O receptor de potência inclui um sensor de temperatura que determina uma temperatura da parte de aquecimento, e um controlador de potência que gera mensagens de retroinformação do circuito de controle de potência com base na temperatura determinada. O receptor de potência compreende um transmissor para transmitir as mensagens de retroinformação ao transmissor de potência.

[0111] Com isso, pode ser implementado um circuito de controle de potência que permite ao transmissor de potência 101 controlar o sinal de transferência de potência gerado para fornecer uma quantidade adequada de potência para o receptor de potência 103. A potência é controlada com base em uma temperatura da parte de aquecimento do dispositivo elétrico e, dessa forma, o circuito de controle de potência pode controlar especificamente a potência do sinal de transferência de potência para gerar uma temperatura desejada para a parte de aquecimento.

[0112] Além desse circuito de controle de potência controlado por temperatura, o sistema é disposto para levar em conta também uma outra temperatura de uma parte do dispositivo elétrico. Essa temperatura (a primeira temperatura) é especificamente comparada com uma temperatura de referência que representa uma temperatura de contato máxima permitida para uma superfície do transmissor de potência para receber o receptor de potência. Dessa forma, além do circuito de controle de potência com base na temperatura, que pode ser usado especificamente para manter uma temperatura desejada da parte/elemento de aquecimento do dispositivo elétrico, o sistema inclui uma funcionalidade para comparar uma outra temperatura de uma parte do dispositivo elétrico com uma temperatura máxima permitida da superfície de contato do transmissor de potência 101 que é disposta para receber o receptor de potência 105. Essa segunda temperatura (a temperatura da parte de aquecimento) se refere à superfície de contato do dispositivo elétrico que entrará em contato com o transmissor de potência 101. Se a temperatura dessa parte do dispositivo elétrico exceder a temperatura máxima de contato, o sistema irá restringir a potência do sinal de transferência de potência ou gerar um alerta para o usuário.

[0113] Esse controle da segunda temperatura não corresponde simplesmente a um controle de temperatura convencional que procura controlar uma temperatura de operação de um elemento de aquecimento para obter um valor desejado. Na verdade, tipicamente é feito um controle de temperatura padrão com base no aumento ou na diminuição da potência transmitida em resposta à comparação feita pelo dispositivo elétrico de uma temperatura medida com uma referência de temperatura local refletindo a temperatura desejada. Todavia, em vez de simplesmente ajustar uma temperatura de operação preferencial, o controle da segunda temperatura está envolvido com a interoperação entre o transmissor de potência e o dispositivo elétrico. De fato, o controle da segunda temperatura visa comparar uma temperatura característica do dispositivo elétrico com uma temperatura característica do transmissor de potência. Assim, o controle não visa simplesmente fornecer uma temperatura desejada de um elemento de aquecimento, mas é, em vez disso, uma comparação relativa entre valores que representam dispositivos diferentes. O controle pode usar essa condição para detectar se as operações do transmissor de potência e do dispositivo elétrico são compatíveis entre si.

[0114] Por exemplo, um transmissor de potência pode ser fornecido, por exemplo, em um ambiente de cozinha onde os dispositivos a serem energizados (por exemplo, utensílios de cozinha) podem ser posicionados diretamente sobre a superfície de bancada através da qual o sinal de transferência de potência será transmitido. Esse transmissor de potência pode ser usado com uma variedade de utensílios distintos, e muitos dispositivos elétricos diferentes podem ser posicionados sobre a superfície de trabalho. Dispositivos diferentes têm, tipicamente, requisitos diferentes e também características de temperatura diferentes.

[0115] Quando um dispositivo de aquecimento elétrico é posicionado sobre a superfície de trabalho, o transmissor de potência pode fornecer um sinal de transferência de potência que resulta no aquecimento desejado na parte/elemento de aquecimento. A potência do sinal de transferência de potência pode ser controlada através de um circuito de controle de potência, e esse circuito de controle de potência pode ser padronizado. Consequentemente, um dispositivo de aquecimento elétrico pode controlar a potência do sinal de transferência de potência para fornecer a temperatura de operação desejada do elemento de aquecimento. O circuito de controle de potência pode manter essa temperatura solicitando que a potência do sinal de transferência de potência seja aumentada ou diminuída.

[0116] Como o circuito de controle de potência pode ser padronizado, essa abordagem pode ser usada com todos os dispositivos de aquecimento elétricos e com todos os transmissores de potência que são compatíveis com o padrão. De fato, podem ser usadas as mesmas mensagens de controle de potência que aquelas para dispositivos elétricos não aquecidos. Entretanto, apesar de essa abordagem e padronização assegurar a compatibilidade operacional entre todos os transmissores de potência e dispositivos elétricos do padrão, ela não trata de todos os problemas.

[0117] Os inventores constataram que um problema de tais dispositivos de aquecimento elétricos é que o dispositivo de aquecimento elétrico pode, potencialmente, gerar temperaturas que poderiam danificar o transmissor de potência. A fim de evitar que um dispositivo de aquecimento danifique superfícies, estas são produzidas usando-se materiais resistentes ao calor e capazes de suportar qualquer temperatura aplicada a qualquer dispositivo de aquecimento. Tal abordagem impõe restrições tanto aos materiais das superfícies como aos elementos de aquecimento.

[0118] Contudo, na abordagem das Figuras 1 e 2, o controle da segunda temperatura pode ser usado para medir dinamicamente a compatibilidade térmica entre a superfície de contato do transmissor de potência 101 e a temperatura correspondente do dispositivo de aquecimento elétrico. Isso pode proporcionar uma liberdade maior de projeto aos fabricantes de transmissores de potência e do dispositivo de aquecimento elétrico e, ao mesmo tempo, evitar danos. Em particular, essa abordagem pode eliminar a necessidade de os fabricantes projetarem todos os produtos com vistas à utilização em todas as situações de pior caso.

[0119] A abordagem pode, por exemplo, permitir que diversos transmissores de potência sejam desenvolvidos de acordo com um padrão, mas ainda assim permitir que os transmissores de potência usem vários materiais para as superfícies de contato de receptores de potência. Os materiais diferentes podem ter resistências térmicas diferentes (em particular no sentido de serem capazes de suportar calor sem sofrer danos). Ao mesmo tempo, podem ser desenvolvidos vários dispositivos de aquecimento elétricos de acordo com o padrão, em que os dispositivos de aquecimento diferentes têm propriedades térmicas diferentes, e especificamente de modo que dispositivos de aquecimento diferentes exibam características térmicas diferentes em situações diferentes. Apesar de todos os dispositivos serem compatíveis com o padrão, não é uma exigência que todos os dispositivos de aquecimento elétricos sejam termicamente compatíveis com todos os transmissores de potência. Em vez disso, pode ser contemplado que algumas combinações de dispositivos de aquecimento elétricos e transmissores de potência possam potencialmente resultar em situações em que o dispositivo de aquecimento elétrico possa causar danos a uma superfície de contato do transmissor de potência.

[0120] Como exemplo, uma variedade de transmissores de potência para aplicações de cozinha pode incluir um transmissor implementado com uma superfície de contato de madeira e um outro com uma superfície de contato de granito, como, por exemplo, uma bancada em madeira ou granito. Uma variedade de dispositivos de aquecimento elétricos pode, por exemplo, incluir uma chaleira na qual o elemento de aquecimento está compreendido dentro de um material termicamente isolante (resultando em uma baixa temperatura da parte que é colocada sobre a superfície de trabalho). Todavia, a fim de aprimorar a transferência de potência, uma outra chaleira pode ter o elemento de aquecimento exposto e, de fato, em contato com a bancada. A primeira chaleira pode ser usada com os dois tipos de bancada, enquanto a segunda chaleira pode ser usada apenas com a superfície de contato/bancada em granito. Embora um usuário pudesse restringir manualmente as operações entre produtos compatíveis, enganos inevitáveis (por exemplo, quando utilizado por pessoas idosas) poderiam resultar em danos potenciais para a bancada.

[0121] Na abordagem do sistema das Figuras 1 e 2, qualquer tal incompatibilidade entre um receptor de potência e um transmissor de potência pode ser detectada automaticamente e, em resposta, a potência do sinal de transferência de potência pode ser restringida ou um alerta para o usuário (por exemplo, sinal de alarme) pode ser gerado.

[0122] A abordagem baseia-se na comparação das características térmicas do transmissor de potência com as características térmicas do receptor de potência e essa comparação permite que o sistema detecte uma situação potencialmente indesejável. Usa-se, então, a comparação de valores representando propriedades de dispositivos diferentes.

[0123] Especificamente, o sistema compara uma temperatura que é específica do receptor de potência (é não é inerentemente conhecida pelo transmissor de potência) com uma propriedade (a temperatura de contato máxima permitida para uma superfície do transmissor de potência para receber o receptor de potência) que é específica do transmissor de potência (e não é inerentemente conhecida pelo receptor de potência). A comparação se refere às características de temperatura de dois dispositivos diferentes e reflete as propriedades dos dois dispositivos.

[0124] A abordagem pode permitir uma detecção automatizada da incompatibilidade térmica entre um transmissor de potência e um receptor de potência. Incluindo tal verificação de compatibilidade, o sistema permite, então, por exemplo, que seja desenvolvido um padrão comum que proporcione maior flexibilidade de design permitindo a possibilidade de receptores de potência e dispositivos elétricos termicamente incompatíveis.

[0125] Os dois controles de temperatura pode, consequentemente, suportar funções diferentes e fornecer uma operação geral aprimorada. Especificamente, o circuito de controle de potência controlado por temperatura pode controlar a parte de aquecimento para ter uma temperatura de operação desejada, e, dessa forma, pode proporcionar um controle flexível do ponto de operação para um desempenho de temperatura desejada. O circuito de controle de potência controlado por temperatura pode, especificamente, levar em conta os requisitos de operação durante o aquecimento e pode assegurar que o aquecimento desejado seja fornecido pela parte de aquecimento. Além desse controle operacional, o controle da segunda temperatura pode assegurar que os dispositivos sejam termicamente compatíveis. Assim, enquanto o controle da primeira temperatura pode ser direcionado para controlar o desempenho de aquecimento de pares específicos de transmissores de potência e dispositivos elétricos, a segunda temperatura pode considerar uma incerteza resultante da possibilidade de haver muitas combinações possíveis de receptores de potência e transmissores de potência, incluindo algumas combinações que não são termicamente compatíveis. Essas combinações podem incluir cenários em que um ajuste dentro de uma faixa de operação normal do receptor de potência resulte em danos a uma superfície de contato do transmissor de potência. O sistema pode proporcionar proteção adicional de segurança e, portanto, permitir flexibilidade de projeto substancialmente maior. No texto a seguir, a abordagem será exemplificada com foco em uma modalidade específica na qual um utensílio/unidade/objeto/elemento de cozinha é disposto para fornecer potência sem fio a uma pluralidade de dispositivos elétricos diferentes, cada um dos quais compreendendo um receptor de potência. Os dispositivos elétricos podem, então, ser especificamente utensílios de cozinha como chaleiras, panelas, potes, liquidificadores, etc.

[0126] Uma aplicação exemplificadora específica será aqui descrita na qual uma unidade de cozinha pode compreender duas zonas para processamento de alimentos, a saber:1. Zona de cocção. Essa zona pode compreender, por exemplo, um fogão de cocção indutiva sobre o qual panelas, potes, chaleiras, etc., podem ser aquecidos. A zona de cocção fornece várias bobinas de transmissão, cada uma das quais pode energizar um dispositivo elétrico, que especificamente pode ser um utensílio de cozinha aquecível, como uma chaleira, panela, etc. Os dispositivos elétricos podem compreenderespecificamente um elemento de aquecimento no qual o aquecimento é alcançado pela indução de correntes parasitas. Os dispositivos elétricos aquecíveis podem se tornar muito quentes e suas partes externas e superfícies de contato podem ficar extremamente quentes. Consequentemente, a zona é gerada para ser capaz de suportar altas temperaturas, como temperaturas tipicamente de ao menos 200°C. Dessa forma, os dispositivos aquecíveis podem ser aquecidos a uma alta temperatura enquanto estiver posicionado em algum lugar da zona de cocção. O usuário pode controlar o aquecimento por meio de uma interface de usuário adequada, e a funcionalidade de controle no receptor de potência e no transmissor de potência adequados pode assegurar a transferência de potência e o aquecimento adequados (por exemplo, com o uso do circuito de controle de retroinformação).2. Zona de preparação. A zona pode compreender também várias bobinas de transmissão que podem energizar vários dispositivos elétricos por transferência de potência sem fio. Os dispositivos elétricos podem ser especificamente utensílios de cozinha como batedeiras, liquidificadores, etc. Entretanto, ao contrário da zona de cocção, a zona de preparação não se destina a aplicações de aquecimento. Consequentemente, a zona de preparação não é projetada para ter resistência ao calor, e tipicamente a temperatura de contato máxima aceitável para um item posicionado na zona de preparação é substancialmente menor que a temperatura de superfícies de contato de utensílios de cozinha aquecíveis.

[0127] Em ambas as zonas, pode ser fornecida de trabalho que compreende bobinas potência para a transferência de potência sem fio a dispositivos elétricos que podem ser posicionados sobre a superfície de trabalho. Contudo, enquanto a zona de cocção destina-se a dispositivos aquecíveis e, dessa forma, é projetada para suportar altas temperaturas, a zona de preparação destina-se a dispositivos elétricos que não são projetados para aquecimento, e que, consequentemente, não são usados para aquecer superfícies de trabalho. Assim, a superfície de trabalho da zona de preparação não precisa ser projetada para suportar altas temperaturas, mas pode, em vez disso (por exemplo, por razões estéticas), ser fabricada a partir de materiais sensíveis a altas temperaturas.

[0128] As superfícies de trabalho da zona de preparação e da zona de cocção podem, dessa forma, ser construídas a partir de materiais diferentes, como, por exemplo, cerâmica ou vidro com resistência relativamente alta ou, por exemplo, madeira laminada com vulnerabilidade térmica relativamente alta. De fato, em alguns cenários, a zona de cocção pode ser produzida a partir de um material que seja sensível a temperaturas mais elevadas. Tais unidades podem permitir o uso de dispositivos aquecíveis, que isolam eficazmente as superfícies de contato do elemento de aquecimento, mas não de dispositivos que não fornecem tal isolamento térmico.

[0129] Um exemplo do ambiente de cozinha exemplificador é mostrado na Figura 5. No exemplo, a zona de cocção 501 compreende dois transmissores de potência Tx2, Tx1 e a zona de preparação 503 compreende dois transmissores de potência Tx4, Tx3. No exemplo, a chaleira 505 está sendo energizada por um dos transmissores de potência TX1 da zona de cocção 501. Consequentemente, a temperatura da chaleira 505 pode ser alta. Um pote 507 também é posicionado sobre a superfície de trabalho da zona de cocção, mas não está sendo energizado e, portanto, pode não ter uma temperatura elevada. Nesse cenário, pode ser aceitável que um usuário mova o pote 507 para uma parte da zona de preparação 503 onde o mesmo não será energizado (e, portanto, não aquecido). Entretanto, se a chaleira 505 for movida para a zona de preparação 503, a temperatura poderá exceder aquela que o material da zona de preparação 503 pode suportar, e isso pode resultar em danos.

[0130] Assim, embora a abordagem de vários transmissores de potência com propósitos diferentes possa oferecer várias vantagens, ela também pode ser suscetível a situações potencialmente indesejadas. Por exemplo, se um dispositivo aquecível for posicionado sobre um transmissor de potência da zona de preparação em vez de um transmissor de potência da zona de cocção, os dispositivos poderão ser aquecidos a uma temperatura que causará danos à superfície de trabalho com baixa resistência ao calor.

[0131] O exemplo na Figura 5 com a zona de cocção e a zona de preparação de alimentos pode, certamente, ser estendido para incluir outras zonas. Por exemplo, pode ser uma vantagem ter uma zona junto à mesa onde os usuários consomem alimentos/bebidas, ou qualquer outro local onde dispositivos elétricos sem fio possam ser colocados.

[0132] O sistema da Figura 2 pode evitar ou reduzir o risco de ocorrência de tais situações e ao mesmo tempo permitir que sejam usados materiais diferentes com transmissores de potência/bobinas transmissoras de potência.

[0133] Por exemplo, o receptor de potência pode informar ao transmissor de potência a temperatura máxima e/ou a temperatura real da base do dispositivo elétrico. O transmissor de potência pode, então, com base em uma comparação da temperatura que a superfície de trabalho pode suportar (isto é, a temperatura de referência no exemplo) e da temperatura máxima e/ou temperatura real da base do dispositivo elétrico (isto é, a primeira temperatura no exemplo) determinar se a transmissão de potência será permitida e a que nível. Dessa forma, o transmissor pode especificamente impedir a transferência de potência, ou pode restringir o nível de potência do sinal de transferência de potência a um patamar conhecido para evitar uma temperatura que exceda a temperatura permitida. Se o receptor de potência não fornecer nenhum dado sobre temperatura, o transmissor de potência poderá impedir a transferência de potência.

[0134] O transmissor de potência pode, em alguns exemplos, opcionalmente informar o usuário sobre o estado do sistema. Por exemplo, o transmissor pode fornecer ao usuário informações que indicam:- se o transmissor energiza o utensílio;- se o nível de potência está reduzido;- se o utensílio está quente demais para a superfície de trabalho (um alarme pode ser gerado); e/ou- a temperatura real da base do utensílio.

[0135] Em algumas modalidades, o sistema pode não modificar a transferência de potência, mas pode simplesmente gerar um alerta para o usuário indicando especificamente que o dispositivo elétrico não deve ser utilizado com o transmissor de potência específico. Por exemplo, o transmissor de potência pode ser um na zona de preparação, e se o receptor de potência for um dispositivo aquecível, um alerta para o usuário poderá ser gerado se o usuário tentar energizá-lo usando um transmissor de potência da zona de preparação. O usuário poderá, em vez disso, mover o dispositivo elétrico para um transmissor de potência na zona de cocção. Dessa forma, o dano à superfície de trabalho da zona de preparação pode ser evitado.

[0136] As funções de controle adicional descritas com referência à Figura 2 podem ser implementadas em unidades ou elementos diferentes em modalidades diferentes. Em particular, cada um dos blocos funcionais/recursos pode (em geral, de modo independente) ser implementado no transmissor de potência 101, no receptor de potência 105, ou pode ser distribuído entre os mesmos.

[0137] Como exemplo, em algumas modalidades, a funcionalidade pode ser implementada no transmissor de potência 101. Um exemplo de transmissor de potência 101 para tal modalidade é ilustrado na Figura 6. O exemplo corresponde diretamente ao sistema da Figura 2, mas com as diferentes funções de controle adicional sendo ilustradas como parte do transmissor de potência 101.

[0138] No exemplo, o transmissor de potência compreende o receptor de temperatura 207 que pode receber a primeira temperatura a partir de uma fonte interna ou externa. O transmissor de potência compreende adicionalmente o comparador 209, assim como a fonte de referência 211. Com base na comparação, o primeiro controlador 213 passa a controlar a transferência de potência através do circuito acionador 201 e/ou gerar um alerta para o usuário através da interface de usuário 215.

[0139] Como exemplo de um sistema onde a funcionalidade de controle é fornecida no transmissor de potência, o receptor de temperatura 207 pode receber a primeira temperatura de um primeiro sensor de temperatura posicionado sobre ou muito próximo da superfície da superfície de trabalho da cozinha de modo que possa medir a temperatura de um dispositivo elétrico colocado sobre a superfície de trabalho. Por exemplo, o sensor de temperatura pode ser posicionado sobre ou muito próximo da superfície na posição de uma bobina de transmissão de um dos transmissores de potência da zona de preparação. Quando um dispositivo elétrico é posicionado sobre o transmissor de potência, o sensor de temperatura pode entrar em contato com a base do dispositivo elétrico permitindo, assim, a medição da temperatura dessa superfície de contato.

[0140] O comparador 209 do transmissor de potência 101 pode comparar essa temperatura com uma temperatura de referência que pode representar especificamente uma temperatura de contato máxima permitida para o material da superfície de trabalho da zona de preparação. Se a temperatura medida exceder a temperatura de referência, o controlador de potência 303 do transmissor de potência 101 passará a restringir ou possivelmente encerrar a transferência de potência. Alternativa ou adicionalmente, o controlador de potência 303 pode controlar a interface de usuário 215 para gerar um alerta para o usuário. Por exemplo, a unidade de cozinha incluindo o transmissor de potência 101 pode gerar um alarme visual ou audível.

[0141] Desse modo, o transmissor de potência 101 pode, consequentemente, ter uma funcionalidade que possa evitar ou reduzir a probabilidade de um dispositivo elétrico danificar a superfície de trabalho da zona de preparação.

[0142] Em muitas modalidades, a temperatura de referência pode, consequentemente, representar uma temperatura de contato máxima permitida para uma superfície de um objeto compreendendo o transmissor de potência 101. A superfície pode ser especificamente uma superfície superior destinada a receber receptores de potência para transferência de potência sem fio. A primeira temperatura pode representar a temperatura máxima que a superfície de trabalho pode suportar.

[0143] Esse parâmetro pode, por exemplo, ser determinado durante a fabricação e, dessa forma, pode ser um limite de temperatura previamente configurado para a superfície de trabalho. Como outro exemplo, esse parâmetro pode ser armazenado durante a instalação como, por exemplo, ajustando-se uma chave DIP, ou através de uma interface de instalação. Em algumas modalidades, a temperatura de referência pode ser um limite de temperatura que é determinado pela detecção do tipo de material usado para fabricar a superfície de trabalho.

[0144] Na maioria das modalidades, o receptor de temperatura 207 é disposto para receber a primeira temperatura obtida do receptor de potência 105.

[0145] A comunicação da temperatura de referência ao transmissor de potência 101 pode, em algumas modalidades, ser feita através de modulação de carga do sinal de transferência de potência, como, por exemplo, é conhecido para o sistema de comunicação Qi. Entretanto, tal comunicação exige que o sinal de transferência de potência esteja presente e, dessa forma, limita a comunicação com modos operacionais específicos, como, por exemplo, em situações em que a transferência de potência ativa está em andamento. Além disso, a modulação de carga pode ser suscetível a ruídos causados por variações da carga.

[0146] Portanto, em algumas modalidades, a primeira temperatura pode, alternativa ou adicionalmente, ser comunicada com uso de um sistema ou canal de comunicação secundário (frequentemente chamado de sinalização fora de banda (via canal dedicado)). Por exemplo, em muitas modalidades, o transmissor de potência 101 e o receptor de potência 105 podem compreender a funcionalidade de comunicação de campo próximo (NFC - Near Field Communication) que a ambos trocar dados em um link de comunicação de curto alcance.

[0147] NFC é uma técnica de comunicação em que a comunicação em si usa o campo próximo gerado por uma antena transmissora que tipicamente é uma bobina (plana). A antena receptora (que, tipicamente, também é uma bobina (plana)) é posicionadas no campo próximo do transmissor. A comunicação é uma comunicação de (muito) curto alcance com um alcance de, tipicamente, não mais que 10 cm e frequentemente de apenas alguns centímetros. Um sistema NFC específico foi padronizado pelo NFC Forum e informações específicas podem ser encontradas nas especificações padrão desenvolvidas, incluindo, por exemplo, ISO/IEC_18092, “Information technology - Telecommunications and information exchange between systems - Near Field Communication - Interface and Protocol (NFCIP-1)”, Segunda Edição, 15 de março de 2013.

[0148] O uso de um sistema de comunicação de curto alcance com um alcance de comunicação de no máximo, digamos, 20 cm fornece a vantagem de que se a primeira temperatura puder ser comunicada do receptor de potência 105 para o transmissor de potência 101, então o transmissor de potência 101 será inerentemente posicionado muito próximo, e tipicamente sobre a bobina de transmissão, do transmissor de potência 101. Dessa forma, usando-se a comunicação de curto alcance, a funcionalidade de controle controla automaticamente a operação com base em dispositivos substancialmente co-localizados. Por exemplo, para um transmissor de potência situado na zona de preparação, pode- se assumir que se a primeira temperatura puder ser recebida de um receptor de potência, então esse receptor de potência precisará estar posicionado na zona de preparação.

[0149] Em algumas modalidades, a primeira temperatura é uma temperatura máxima predeterminada de uma superfície do dispositivo elétrico. O receptor de potência 105 pode ser disposto para transmitir essa temperatura máxima predeterminada ao transmissor de potência 101 que poderá então compará-la com a temperatura de referência armazenada.

[0150] A primeira temperatura pode, dessa forma, em algumas modalidades ser uma temperatura máxima predeterminada em vez de uma temperatura medida. A temperatura máxima predeterminada pode ser uma temperatura que reflete a temperatura máxima que a superfície pode alcançar durante a operação (sem falhas) do dispositivo elétrico. A temperatura máxima pode depender da operação e do algoritmo de controle do receptor de potência ou pode, por exemplo, depender das características físicas do receptor de potência, bem como da potência máxima que pode ser fornecida pelo transmissor de potência (por exemplo, conforme limitado pelos padrões ou especificações do sistema de transferência sem fio). A temperatura máxima predeterminada pode, por exemplo, ser determinada durante a fabricação ou a fase de projeto do dispositivo elétrico e pode ser armazenada no receptor de potência.

[0151] O comparador 209 pode, então, comparar a temperatura máxima predeterminada recebida com uma temperatura de referência que reflete a temperatura máxima permitida para uma superfície para receber o dispositivo elétrico. Se a temperatura máxima predeterminada recebida através do link de comunicação de curto alcance (ou por modulação de carga para uma transferência de potência ativa) exceder a temperatura de referência para a superfície, então o dispositivo elétrico específico tem o potencial de danificar a superfície. Consequentemente, pode ser gerado um alarme para o usuário instando-o a mover o dispositivo elétrico, e/ou a transferência de potência para o receptor de potência poderá ser inibida. Por exemplo, a transferência de potência pode ser impedida ou apenas permitida abaixo de um dado limite de potência que assegure que não haverá temperaturas que possam danificar a superfície.

[0152] Na maioria das modalidades, a primeira temperatura é uma temperatura medida, isto é, é um valor que fornecido diretamente por um sensor de temperatura, ou pode ser uma temperatura que foi derivada de tal medida. Essas temperaturas podem permitir uma adaptação dinâmica das funções de controle e podem fornecer especificamente flexibilidade e facilidade de uso aprimoradas. Por exemplo, um dispositivo elétrico pode operar sem nenhuma modificação desde que a temperatura atual não exceda níveis aceitáveis. Por exemplo, pode ser usado um pote em ambientes de baixa emissão de calor mesmo que o mesmo esteja posicionado na zona de preparação, mas com a potência sendo restrita se a temperatura de uma superfície aumentar para níveis que possam danificar a superfície de trabalho.

[0153] Em algumas modalidades, a primeira temperatura pode, portanto, ser medida diretamente por um sensor de temperatura em contato com a parte relevante do dispositivo elétrico. Em muitas modalidades, a primeira temperatura pode refletir uma temperatura de uma superfície que entrará em contato com uma superfície do transmissor de potência quando o receptor de potência for posicionado sobre o transmissor de potência para a transferência de potência. A primeira temperatura pode, portanto, ser fornecida por um sensor de temperatura que está em contato com a dita superfície.

[0154] Em algumas modalidades, a primeira temperatura pode ser calculada ou estimada a partir de uma temperatura fornecida por um sensor de temperatura que não está em contato direto com a parte ou superfície específica do dispositivo elétrico, ou seja, pode ser feita uma medição indireta.

[0155] Por exemplo, pode ser feita uma medição em outra parte do dispositivo elétrico e pode ser usado um modelo térmico para avaliar a temperatura correspondente na parte relevante, como, por exemplo, sobre a superfície de contato. O modelo térmico pode ser um modelo complexo que leva em conta outros parâmetro de funcionamento, uma pluralidade de medições de temperatura, etc. Em outras modalidades, o modelo pode, por exemplo, ser um simples tabela de pesquisa que, para um dado valor de temperatura medida fornece a temperatura estimada/medida indiretamente da parte relevante.

[0156] Por exemplo, a primeira temperatura pode ser medida medindo-se a temperatura real do elemento de aquecimento e, então, usar a resistência térmica de uma camada de isolamento entre o elemento de aquecimento e uma base do utensílio para determinar a temperatura esperada na base do elemento de aquecimento.

[0157] A determinação da temperatura é, tipicamente, feita no receptor de potência para que a primeira temperatura transmitida ao transmissor de potência possa ser usada diretamente como uma estimativa/medição da temperatura atual da parte relevante do dispositivo elétrico. Isso permite ao transmissor de potência usar uma abordagem padrão para todos os dispositivos elétricos e não é necessário considerar características específicas de cada dispositivo elétrico.

[0158] Em muitas modalidades, o transmissor de potência é disposto adicionalmente para restringir a potência do sinal de transferência de potência e/ou para gerar um alerta para o usuário em resposta à detecção de que uma primeira temperatura não foi recebida do receptor de potência (por exemplo, dentro de um dado intervalo de tempo).

[0159] Dessa forma, se o transmissor de potência 101 detectar a presença de um receptor de potência 105 que deverá ser energizado (ou que está sendo energizado), o transmissor passa a monitorar a existência de mensagens de dados sendo recebidas, indicando a primeira temperatura. Se nenhuma mensagem for recebida, o transmissor de potência poderá encerrar qualquer transferência de potência em andamento ou impedir uma nova de ser iniciada. Alternativamente, o transmissor pode permitir a transferência de potência, porém restringi-la a um nível que assegure que um dispositivo externo não será aquecido a temperaturas inaceitáveis. Isso pode assegurar que não serão alcançadas temperaturas inaceitáveis mesmo para dispositivos que não suportem a funcionalidade aperfeiçoada (ou que apresentem falha).

[0160] Tipicamente, um alerta para o usuário poder ser gerado também em tais cenários para indicar ao usuário a razão pela qual o dispositivo elétrico não está sendo energizado. De fato, em algumas modalidades, a transferência de potência pode prosseguir normalmente, mas com a geração de um alerta para o usuário informando-o do risco potencial. Em tal modalidade, o usuário pode, então, tomar uma decisão sobre a ação adequada a ser tomada (se houver).

[0161] Deverá ser entendido que a abordagem pode ser usada para uma pluralidade de transmissores de potência. De fato, no exemplo específico (por exemplo, da Figura 5), é fornecido um aparelho com uma pluralidade de transmissores de potência. A funcionalidade mostrada na Figura 2 ou 6 pode ser fornecida para cada um desses transmissores de potência. Além disso, a temperatura de referência que é usada para a comparação pode ser diferente para transmissores de potência diferentes. Especificamente, a temperatura de referência para os transmissores de potência situados na zona de preparação pode ser substancialmente menor que a temperatura de referência para os transmissores de potência situados na zona de cocção.

[0162] Em algumas modalidades, o sistema da Figura 2 pode incluir um seletor para selecionar a temperatura de referência dentre uma pluralidade de temperaturas de referência em resposta a uma indicação de posição do receptor de potência em que cada temperatura de referência está associada a um conjunto de posições. As temperaturas de referência para os diferentes conjuntos serão tipicamente diferentes (e, em geral, substancialmente diferentes).

[0163] Por exemplo, o receptor de temperatura 207 pode ser disposto para receber primeiras temperaturas de uma pluralidade de receptores de potência diferentes, sendo que, tipicamente, cada receptor de potência é energizado por um transmissor de potência diferente ou uma bobina transmissora de potência. O comparador 209 pode comparar cada temperatura recebida com uma temperatura de referência, mas com a temperatura de referência específica usada dependendo do local onde o receptor de potência está posicionado. Especificamente, a temperatura de referência pode depender de qual transmissor de potência recebe a primeira temperatura (através do link de comunicação de curto alcance). Se o comparador 209 detectar que a primeira temperatura recebida excede a temperatura de referência selecionada, o comparador enviará essa informação ao primeiro controlador 213 e, consequentemente, o primeiro controlador 213 passará a restringir o nível de potência do sinal de transferência de potência gerado pelo transmissor de potência associado à unidade de comunicação de curto alcance que recebeu a primeira temperatura.

[0164] (Deverá ser entendido que o receptor de temperatura 207 nesse caso pode ser considerado distribuído e que inclui todas as unidades de comunicação de curto alcance dos transmissores de potência diferentes, ou o receptor de temperatura 207 pode ser considerado uma unidade central que recebe as primeiras temperaturas a partir de unidades de comunicação de curto alcance diferentes).

[0165] A indicação de posição usada para selecionar a temperatura de referência a ser usada pode, tipicamente, ser uma indicação de qual transmissor de potência/bobina transmissora de potência o receptor de potência está sendo acoplado, e isso pode, tipicamente, ser indicado por qual unidade de comunicação de curto alcance está recebendo a primeira temperatura. Dessa forma, em muitas modalidades, a temperatura de referência é selecionada em função de qual unidade de comunicação de curto alcance recebe a primeira temperatura.

[0166] O sistema pode, portanto, fornecer funcionalidade diferente para transmissores de potência/bobinas transmissoras de potência em zonas diferentes. A temperatura de referência para a zona de preparação pode, por exemplo, ser selecionada para ser muito menor que a temperatura de referência para a zona de cocção.

[0167] Em algumas modalidades, a detecção de que a primeira temperatura excede a temperatura de referência resultará em um alerta para o usuário gerado no lado do transmissor de potência, por exemplo, pela unidade de cozinha. Entretanto, em algumas modalidades, a unidade pode compreender um transmissor disposto para transmitir ao receptor de potência a indicação da detecção de que a primeira temperatura excede a temperatura de referência. O receptor de potência pode, então, (alternativa ou adicionalmente) gerar um alerta para o usuário. Por exemplo, o dispositivo elétrico pode compreender uma luz de aviso que acende se estiver posicionada em um transmissor de potência situado sob uma superfície que poderia ser danificada pela temperatura atual de uma superfície de contato do dispositivo elétrico. A indicação pelo dispositivo elétrico pode, em muitas modalidades, ser mais imediata do que se fornecida (apenas) no lado de transmissão.

[0168] Deverá ser entendido que quaisquer meios adequados de comunicação podem ser usados para comunicar dados do transmissor de potência para o receptor de potência. Por exemplo, os dados podem ser modulados para o sinal de transferência de potência, ou em muitas modalidades a comunicação NFC de curto alcance pode ser uma comunicação bidirecional.

[0169] Em algumas modalidades, o comparador 209 pode ser incluído no receptor de potência 105.

[0170] Em tais modalidades, a fonte de referência 211 pode compreender um receptor que é disposto para receber a temperatura de referência obtida do transmissor de potência 101. Por exemplo, o transmissor de potência 101 pode ser disposto para transmitir a temperatura de referência para o receptor de potência 105 quando o transmitir detectar a presença do receptor de potência 105. A comunicação pode ser especificamente através do link de comunicação NFC de curto alcance. A fonte de referência 211 pode, dessa forma, receber a temperatura de referência através do link de comunicação NFC quando o dispositivo elétrico está posicionado de modo a acoplar com o transmissor de potência 101.

[0171] A temperatura de referência é alimentada no comparador 209 que também recebe a primeira temperatura do receptor de temperatura 207. Nesse caso, o receptor de temperatura 207 pode receber a primeira temperatura de uma fonte interna, como de um sensor de temperatura em contato com a parte relevante do dispositivo elétrico (ou de um sensor de temperatura que fornece uma medição a partir da qual a primeira temperatura pode ser estimada/calculada).

[0172] Se o comparador 209 detectar que a primeira temperatura excede a temperatura de referência, o receptor de potência 105 poderá, em algumas modalidades, transmitir uma indicação dessa detecção para o transmissor de potência 101. Em resposta, o transmissor de potência 101 poderá restringir o potência do sinal de transferência de potência e/ou gerar um alerta para o usuário.

[0173] Portanto, em tais cenários, o primeiro controlador 213 pode ser considerado implementado no receptor de potência 105 e para restringir potência/gerar alertas para o usuário mediante a comunicação de mensagens adequadas ao transmissor de potência 101. De modo similar, poderia ser considerado que o primeiro controlador 213 é implementado no transmissor de potência 101 e recebe mensagens do comparador 209 incluído no receptor de potência 105, o que resulta no controle da potência do sinal de transferência de potência pelo primeiro controlador 213.

[0174] Dessa forma, em uma modalidade exemplificadora onde a maior parte da funcionalidade de controle aperfeiçoada está compreendida no receptor de potência 105, o transmissor de potência 101 pode comunicar a temperatura máxima permitida da superfície de trabalho para o receptor de potência 105. O receptor de potência 105 pode, então, decidir, com base na temperatura permitida da superfície de trabalho e na temperatura máxima e/ou temperatura real da base do utensílio, se:- a recepção de potência é permitida, e- a que nível de potência.

[0175] O receptor passa, então, a controlar a operação de transferência de potência adequadamente.

[0176] O dispositivo elétrico pode, opcionalmente, informar o usuário sobre o estado do sistema, e pode especificamente indicar:- se está sendo energizado,- se o nível de potência está reduzido,- se o dispositivo elétrico está quente demais para a superfície de trabalho (geração de alarme), e/ou- a temperatura real da base do utensílio

[0177] Uma vantagem de uma abordagem que inclui essa funcionalidade no receptor de potência é que o receptor de potência não precisa esperar por uma decisão do transmissor de potência. Essa abordagem pode, com frequência, permitir uma indicação mais rápida ao usuário sobre um risco de danos potenciais à superfície de trabalho.

[0178] Por exemplo, o receptor de potência pode monitorar a primeira temperatura constantemente e controlar a transferência de potência de modo que a mesma jamais exceda o valor da primeira temperatura de referência.

[0179] Como outro exemplo, o receptor de potência poderia usar outra temperatura de referência, tipicamente predeterminada, considerada segura para qualquer superfície e/ou para ser tocada por um ser humano. O controlador (213) pode permitir que essa temperatura de referência predeterminada seja excedida somente se tiver recebido uma primeira temperatura de referência do transmissor de potência (ao qual está associada para a transferência de potência). Entretanto, se o receptor de potência não estiver associado a nenhum transmissor de potência (ou se estiver associado a um que não tenha fornecido uma temperatura de referência), o receptor usará a temperatura de referência predeterminada. Por exemplo, se o dispositivo compreendendo o receptor de potência tiver sido energizado por um transmissor de potência na zona de cocção e o usuário levantar o dispositivo para colocá-lo em outro local, o receptor de potência poderá avisar o usuário de que a primeira temperatura excede a temperatura de referência predeterminada. Isso pode evitar que o usuário toque uma parte excessivamente quente do dispositivo e/ou evitar que o usuário coloque o dispositivo elétrico em uma área onde a superfície de recepção não possa suportar uma temperatura elevada.

[0180] Assim, em algumas modalidades, o receptor de potência pode ser disposto para determinar a temperatura de referência como uma temperatura de referência predeterminada no caso de uma temperatura de referência não ter sido recebida de um transmissor de potência associado (isto é, do transmissor de potência que fornece potência). A temperatura de referência predeterminada pode ser armazenada no receptor de potência e pode não estar associada a nenhum transmissor de potência. Ao invés disso, a temperatura de referência predeterminada pode ser uma temperatura de referência padrão ou nominal usada na ausência de uma temperatura de referência específica sendo fornecida por um transmissor de potência. Se uma temperatura de referência específica for recebida de um transmissor de potência que fornece potência ao receptor de potência (ou apenas executando uma comunicação com uso de um sistema de comunicação de curto alcance), essa temperatura de referência poderá sobrescrever a temperatura de referência predeterminada desde que o receptor de potência esteja acoplado a esse transmissor de potência.

[0181] Figura 7 ilustra um exemplo de receptor de potência no qual a funcionalidade de controle da Figura 2 é implementada no mesmo.

[0182] Em algumas modalidades, o primeiro controlador 213 pode ser implementado no receptor de potência 105 e pode restringir a potência do sinal de transferência de potência solicitando ao transmissor de potência 101 que reduza a potência do sinal de transferência de potência. Por exemplo, em resposta à detecção de que a primeira temperatura excede a temperatura de referência, o primeiro controlador 213 poderá estabelecer que sejam transmitidas solicitações de desativação ao transmissor de potência 101 até que a primeira temperatura seja reduzida a um nível razoável. O primeiro controlador 213 pode especificamente modificar a operação do circuito de controle de potência para fazer com que as mensagens de controle de erro informadas solicitem a desativação do sistema. Isso pode, por exemplo, permitir que o sistema seja usado com um transmissor de potência padrão não aperfeiçoado.

[0183] Dessa forma, o receptor de potência 105 suporta um circuito de controle de potência no qual mensagens de retroinformação do circuito de controle de potência são transmitidas do receptor de potência 105 para o transmissor de potência 101. As mensagens de retroinformação do circuito de controle de potência podem solicitar que a potência do sinal de transferência de potência seja aumentada, diminuída ou mantida. O transmissor de potência 101 pode, então, ajustar a potência do sinal de transferência de potência adequadamente.

[0184] Especificamente, conforme ilustrado na Figura 7, o receptor de potência 105 pode compreender um transmissor de controle de potência 701 que é disposto para transmitir mensagens de retroinformação do circuito de controle de potência para o transmissor de potência 101. As mensagens de retroinformação do circuito de controle de potência podem ser transmitidas especificamente por modulação de carga e podem ser transmitidas especificamente ao menos a cada 250 milissegundos correspondendo às especificações Qi. As mensagens de retroinformação do circuito de controle de potência podem solicitar a ativação ou a desativação do sinal de transferência de potência. Ao receber uma mensagem de retroinformação do circuito de controle de potência, o transmissor de potência 101 pode prosseguir de acordo com a solicitação, isto é, pode aumentar ou diminuir o nível de potência em uma quantidade predeterminada.

[0185] O receptor de potência 105 compreende adicionalmente um controlador de potência 703 que é acoplado ao transmissor de controle de potência 701. O controlador de potência 703 é disposto para gerar as solicitações de alteração de potência para as mensagens de retroinformação do circuito de controle de potência, isto é, ele pode determinar se uma solicitação de ativação ou de desativação (ou de não alteração) deve ser incluída nas mensagens de retroinformação do circuito de controle de potência.

[0186] No receptor de potência 105 da Figura 7, o circuito de controle de potência tem por base a temperatura e as solicitações de alteração de potência são determinadas com base em uma temperatura, e especificamente com base na temperatura da parte de aquecimento. Consequentemente, o receptor de potência 105 compreende um sensor de temperatura da parte de aquecimento 705 que mede a temperatura da parte de aquecimento. O sensor de temperatura da parte de aquecimento 705 pode, por exemplo, estar diretamente em contato com a temperatura da parte de aquecimento, ou pode, por exemplo, ser medido por meio de outros elementos. No caso de outros elementos, pode-se usar um modelo térmico para estimar a temperatura da parte de aquecimento a partir da temperatura medida, ou qualquer diferença estimada pode, por exemplo, ser incluída no processamento da temperatura da parte de aquecimento, como ser especificamente incluída em uma temperatura de referência de operação sendo modificada de acordo.

[0187] O sensor de temperatura da parte de aquecimento 705 é acoplado ao controlador de potência 703. Durante o aquecimento, o controlador de potência 703 pode comparar a temperatura medida da parte de aquecimento com uma temperatura de operação desejada da parte de aquecimento. Se a temperatura da parte de aquecimento medida for maior que a temperatura de operação desejada, será gerada uma solicitação de potência solicitando uma diminuição da potência; caso contrário, será gerada uma solicitação de potência solicitando um aumento da potência. Como resultado, a potência do sinal de transferência de potência tenderá a um nível que resulte na temperatura da parte de aquecimento sendo igual à temperatura de operação desejada.

[0188] O receptor de potência 105 da Figura 7, e, portanto, os sistemas da Figura 1 e 2, podem suportar adequadamente um circuito de controle de potência controlado por temperatura que pode controlar a potência do sinal de transferência de potência para resultar em uma temperatura de operação desejada da temperatura da parte de aquecimento.

[0189] Em algumas modalidades, esse circuito de controle de potência pode adicionalmente depender da primeira temperatura, isto é, da temperatura da superfície de contato do dispositivo elétrico. Especificamente, poderão ser transmitidas solicitações de desativação se a primeira temperatura exceder a temperatura de referência. Dessa forma, as solicitações de alteração de potência das mensagens de retroinformação do circuito de controle de potência poderão depender também da primeira temperatura.

[0190] Durante a operação normal, as mensagens de retroinformação do circuito de controle de potência podem depender das condições de operação desejadas. Especificamente, quando a primeira temperatura é menor que a temperatura de referência, o circuito de controle de potência pode depender da temperatura de operação desejada da temperatura da parte de aquecimento. Todavia, se a primeira temperatura exceder a temperatura de referência, a operação pode ser modificada de modo a transmitir solicitações de desativação independentemente da diferença entre a temperatura atual e a temperatura de operação desejada. Assim, a comparação entre a primeira temperatura e a temperatura de referência pode ser uma precaução de segurança que pode se sobrepor à operação normal do circuito de controle de potência.

[0191] Consequentemente, o receptor de potência pode compreender dois ou mais sensores de temperatura. Um primeiro sensor pode ser usado para determinar a primeira temperatura. Por exemplo, o sensor de temperatura pode ser posicionado em contato com uma superfície de contato do dispositivo elétrico.

[0192] O receptor de potência compreende adicionalmente um segundo sensor de temperatura que é usado para determinar uma segunda temperatura sendo uma temperatura de uma parte de aquecimento do dispositivo elétrico, como, por exemplo, o elemento de aquecimento de uma chaleira ou panela.

[0193] Dessa forma, o sistema pode medir (direta ou indiretamente) a temperatura do elemento de aquecimento de um dispositivo elétrico, bem como uma temperatura de uma superfície de contato do dispositivo elétrico.

[0194] Em tal modalidade, o circuito de controle de potência pode ter por base a segunda temperatura, isto é, o circuito de controle de potência pode ser controlado para fornecer a temperatura desejada do elemento de aquecimento. Contudo, em vez de apenas operar a transferência de potência para fornecer a temperatura desejada do elemento de aquecimento, o sistema inclui adicionalmente uma operação de segurança que detecta se a temperatura de uma superfície de contato do dispositivo elétrico excede uma dada temperatura de referência (que corresponde tipicamente a uma temperatura máxima permitida para uma superfície do dispositivo ou unidade compreendendo o transmissor de potência).

[0195] No caso de ser detectada uma condição de superaquecimento, o sistema poderá encerrar a transferência de potência, reduzir a potência e/ou gerar um alerta para o usuário de acordo com qualquer uma das abordagens descritas anteriormente.

[0196] Em algumas modalidades, o controlador do circuito de controle de potência pode gerar especificamente solicitações de potência dependendo da primeira e da segunda temperaturas. Especificamente, as solicitações de potência podem ser geradas dependendo da segunda temperatura desde que a primeira temperatura seja menor que a temperatura de referência. Entretanto, se a primeira temperatura exceder a temperatura de referência, poderão ser geradas solicitações de desativação independentemente da segunda temperatura.

[0197] Um exemplo específico da operação de um sistema de transferência de potência de acordo com a abordagem descrita é fornecido com referência específica à Figura 8.

[0198] No exemplo, um dispositivo elétrico 801 sob a forma de chaleira pode ser aquecido por um transmissor de potência.

[0199] O dispositivo elétrico 801 compreende um elemento de aquecimento sob a forma de uma placa de ferro 803, um sensor de temperatura 805 que mede a temperatura do elemento de aquecimento e um sensor de temperatura 807 para medir a temperatura de uma superfície de contato (base) do dispositivo elétrico 801. A placa de ferro 803 aquecerá se for exposta a um campo magnético variável.

[0200] O dispositivo elétrico 801 compreende adicionalmente uma bobina de comunicação secundária 809, uma unidade de comunicação de curto alcance 811 e uma interface de usuário 813.

[0201] No exemplo, há uma distância (por exemplo, 1 cm) entre a placa de ferro 803 e a base/superfície de contato do dispositivo elétrico 801 para isolar termicamente a base da placa. O primeiro sensor de temperatura 801 é fixado à placa de ferro 803 para fornecer um valor representando a temperatura da placa 803. O segundo sensor de temperatura 807 é fixado à base do dispositivo elétrico 801 para fornecer um valor representando a temperatura da base do dispositivo elétrico 801 que está em contato com uma superfície de trabalho 815 de uma unidade de cozinha que pode energizar a placa de ferro 803 via transferência de potência sem fio.

[0202] A unidade compreende ao menos um transmissor de potência 101 e compreende especificamente uma bobina transmissora de potência 817 para energizar o dispositivo elétrico 801, e uma bobina de comunicação primária 819 para a comunicação com o receptor de potência. O transmissor de potência 101 compreende adicionalmente uma unidade de comunicação NFC de curto alcance 821 para a comunicação com a unidade de comunicação 811 do receptor.

[0203] O sistema exemplificador pode operar especificamente da seguinte forma:1) O transmissor de potência 101 pode detectar o dispositivo elétrico 801 enviando um sinal de ping através da bobina de comunicação primária 819. A unidade de comunicação 811 do dispositivo elétrico 801 recebe o sinal de ping através da bobina de comunicação secundária 809. A unidade de comunicação 811 responde com, por exemplo, uma mensagem de identificação através das bobinas de comunicação 809, 819 para a unidade de comunicação do transmissor 821 para indicar a presença do dispositivo elétrico 801.

[0204] Opcionalmente, o transmissor de potência pode indicar ao usuário que foi detectado um utensílio, por exemplo, mediante a produção de um som. Opcionalmente, o dispositivo elétrico 801 pode indicar ao usuário que recebeu um sinal de ping de um transmissor de potência, por exemplo, acendendo um LED na interface de usuário 813.

[0205] A unidade de comunicação primária 821 pode transmitir uma temperatura máxima permitida da superfície de trabalho para o receptor de potência (isto é, uma temperatura de referência).2) O usuário ativa o dispositivo elétrico 801, por exemplo, ajustando uma temperatura desejada e pressionando um botão na interface de usuário 813. O receptor de potência solicita, então, uma transferência de potência e informa uma demanda energética inicial ao transmissor de potência 101. O transmissor de potência 101 ativa um circuito acionador de potência para fornecer um campo magnético através da bobina de potência primária 817. A placa de ferro 803 do dispositivo elétrico 801 é exposta ao campo magnético e começa a aquecer.3) O receptor de potência regula a temperatura da placa de ferro 803 com base na diferença entre a temperatura desejada e a temperatura real conforme medida pelo sensor de primeira temperatura 801. O controle da temperatura é conseguido enviando-se regularmente ao transmissor de potência 101 uma atualização da demanda energética necessária. O transmissor de potência 101 altera o campo magnético controlando o circuito acionador de potência de acordo com a demanda energética real.

[0206] Adicionalmente, o receptor de potência limita sua demanda energética quando a temperatura da base indicada pelo segundo sensor de temperatura 807 atinge a temperatura de referência. Além disso, o receptor de potência pode informar o usuário sobre a operação usando uma interface de usuário 813, por exemplo, mostrando a temperatura real da placa de ferro 803, indicando a funcionalidade limitada estabelecida pelo limite de temperatura permitida para a superfície de trabalho, etc.

[0207] Se a temperatura da base do dispositivo elétrico 801 exceder o limite permitido da superfície de trabalho 815, por exemplo, porque o utensílio é movido de uma superfície de trabalho que pode suportar uma temperatura elevada para uma superfície que não pode suportar essa alta temperatura (ou simplesmente porque o dispositivo elétrico está sendo aquecido a um nível que não pode ser suportado pela superfície de trabalho), o receptor de potência irá detectar essa condição e avisará o usuário de que a temperatura real da base excede o limite de temperatura da superfície de trabalho. O aviso pode incluir, por exemplo, um alarme sob forma de uma luz piscante para indicar que o usuário precisa remover o utensílio da superfície de trabalho.4) O receptor de potência informa a temperatura da base do dispositivo elétrico 801 ao transmissor de potência 101. Se a temperatura da base do utensílio atingir a temperatura máxima permitida (por exemplo, 50 graus Celsius), o transmissor de potência 101 reduzirá a potência do sinal de transferência de potência, e pode especificamente encerrar a transferência de potência.

[0208] Tipicamente, o transmissor de potência 101 pode também avisar o usuário quando a temperatura da base do dispositivo elétrico 801 alcançar o limite permitido da superfície de trabalho 815, por exemplo, emitindo um aviso sonoro. Se a temperatura da base do dispositivo elétrico 801 exceder o limite permitido da superfície de trabalho 815, por exemplo, porque o dispositivo elétrico 801 é movido de uma superfície de trabalho que pode suportar uma temperatura elevada para uma que não pode suportar uma temperatura tão alta, o transmissor de potência 101 poderá avisar o usuário que a temperatura real da base excede o limite de temperatura da superfície de trabalho, por exemplo, emitindo um alarme sonoro para indicar que o usuário deve remover o utensílio da superfície de trabalho. Em algumas situações, o transmissor de potência 101 pode informar o receptor de potência sobre a detecção de uma temperatura excessiva e o receptor de potência pode, então, avisar o usuário usando uma interface de usuário 813.

[0209] Deverá ser entendido que em algumas modalidades, a redundância pode ser introduzida, por exemplo, por uma funcionalidade de controle independente implementada tanto no transmissor de potência 101 como no receptor de potência 105. Por exemplo, o transmissor de potência da Figura 6 pode ser usado com os receptores de potência da Figura 7.

[0210] Uma vantagem dessa abordagem é que se uma dentre as instâncias de comparador (109) ou uma dentre as instâncias de controlador (213) falhar, a outra instância ainda estará operacional e poderá evitar ou reduzir o risco de situações indesejáveis. Uma outra vantagem dessa abordagem é que o receptor de potência pode proporcionar uma resposta rápida ou um controle preciso para evitar uma situação indesejável antes da reação do transmissor de potência. Por exemplo, o receptor de potência pode exercer um controle para evitar que a primeira temperatura não exceda a temperatura de referência. Se o receptor de potência falhar nessa missão, o transmissor de potência poderá assumir o controle como uma medida de segurança de reserva e, por exemplo, encerrar a transferência de potência.

[0211] 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 a ser executada por processadores ou controladores separados pode ser feita pelo mesmo processador ou controlador. Por isso, as referências a unidades ou circuitos funcionais específicos devem ser consideradas apenas como referências a meios adequados de fornecer a funcionalidade descrita e não como indicadoras de uma estrutura física ou organização lógica ou física.

[0212] A invenção pode ser implantada 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.

[0213] Embora a presente invenção tenha sido descrita em conjunto com algumas modalidades, não se pretende limitá-la à forma específica aqui apresentada. Ao invés disso, o escopo da presente invenção é limitado apenas pelas reivindicações anexas. Adicionalmente, embora possa parecer que um dado recurso é descrito em conjunto com modalidades específicas, o versado na técnica reconhecerá 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.

[0214] Além disso, 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 ser vantajosamente combinados, e sua 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. Além disso, a ordem dos recursos nas reivindicações não implica 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 precisem ser feitas nessa ordem. Ao invés disso, as etapas podem ser feitas em qualquer ordem adequada. Além disso, referências singulares não excluem uma pluralidade. Dessa forma, referências a “um/a”, “uns/umas”, “primeiro(a)”, “segundo(a)”, etc., não excluem 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. SISTEMA DE TRANSFERÊNCIA DE POTÊNCIA SEM FIO QUE INCLUI UM TRANSMISSOR DE POTÊNCIA (101) E UM RECEPTOR DE POTÊNCIA (105), em que o transmissor de potência (101) é disposto para gerar um sinal de transferência indutiva de potência sem fio para energizar o receptor de potência (105), sendo o sistema de transferência de potência sem fio caracterizado por compreender:um receptor (207) para receber uma primeira temperatura de uma primeira parte de um dispositivo elétrico, sendo que o dispositivo elétrico compreende uma parte de aquecimento disposta para ser aquecida pela potência do sinal de transferência de potência e sendo que a primeira parte é uma superfície de contato do dispositivo elétrico para entrar em contato com o transmissor de potência (101);um comparador (209) para comparar a primeira temperatura com uma primeira temperatura de referência, sendo a primeira temperatura de referência indicativa de uma temperatura de contato máxima permitida para uma superfície do transmissor de potência (101) para receber o receptor de potência (105); eum controlador (213) para executar ao menos uma dentre as funções de restringir a potência do sinal de transferência de potência e gerar um alerta para o usuário em resposta à detecção de que a primeira temperatura excede a primeira temperatura de referência; e sendo queo receptor de potência (105) compreende:um primeiro sensor de temperatura (705) para determinar uma segunda temperatura de uma parte de aquecimento do dispositivo elétrico, um transmissor (703) para transmitir mensagens de retroinformação do circuito de controle de potência para solicitar alterações no nível de potência do sinal de transferência de potência ao transmissor de potência (101) durante a transferência de potência, eum controlador de potência (701) para gerar solicitações de alteração de potência para as mensagens de retroinformação do circuito de controle de potência em resposta à segunda temperatura.

2. SISTEMA DE TRANSFERÊNCIA DE POTÊNCIA SEM FIO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo receptor de potência (105) compreender um segundo sensor de temperatura disposto para medir a primeira temperatura.

3. SISTEMA DE TRANSFERÊNCIA DE POTÊNCIA SEM FIO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela primeira temperatura ser uma temperatura máxima predeterminada da superfície de contato.

4. SISTEMA DE TRANSFERÊNCIA DE POTÊNCIA SEM FIO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo controlador ser disposto para restringir a potência do sinal de transferência de potência em resposta à detecção de que a primeira temperatura excede a primeira temperatura de referência.

5. SISTEMA DE TRANSFERÊNCIA DE POTÊNCIA SEM FIO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo controlador (213) ser disposto para gerar o alerta para o usuário em resposta à detecção de que a primeira temperatura excede a primeira temperatura de referência.

6. SISTEMA DE TRANSFERÊNCIA DE POTÊNCIA SEM FIO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela primeira parte ser uma parte do dispositivo elétrico diferente da parte de aquecimento.

7. SISTEMA DE TRANSFERÊNCIA DE POTÊNCIA SEM FIO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo receptor (207), o comparador (209) e o controlador (213) estarem incluídos no transmissor de potência (101).

8. SISTEMA DE TRANSFERÊNCIA DE POTÊNCIA SEM FIO, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo receptor (207) ser disposto para receber a primeira temperatura obtida do receptor de potência (105).

9. SISTEMA DE TRANSFERÊNCIA DE POTÊNCIA SEM FIO, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo controlador (213) ser disposto para restringir a potência do sinal de transferência de potência ou para gerar um alerta para o usuário em resposta à detecção de que o receptor (213) não recebeu a primeira temperatura do receptor de potência.

10. SISTEMA DE TRANSFERÊNCIA DE POTÊNCIA SEM FIO, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo transmissor de potência (101) ser disposto para transmitir para o receptor de potência (105) uma indicação de uma detecção de que a primeira temperatura excede a primeira temperatura de referência.

11. SISTEMA DE TRANSFERÊNCIA DE POTÊNCIA SEM FIO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender adicionalmente um segundo transmissor de potência; e:um segundo receptor para receber uma segunda temperatura de uma parte de um segundo dispositivo elétrico, sendo o segundo dispositivo elétrico energizado por um segundo receptor de potência energizado pelo segundo transmissor de potência; um segundo comparador para comparar a segunda temperatura com uma segunda temperatura de referência associada ao segundo transmissor de potência; eum segundo controlador para executar ao menos uma dentre as funções de restringir a potência de um sinal de transferência de potência do segundo transmissor de potência e gerar um alerta para o usuário em resposta à detecção de que a segunda temperatura excede a segunda temperatura de referência; sendo que a segunda temperatura de referência é diferente da primeira temperatura de referência.

12. RECEPTOR DE POTÊNCIA PARA UM SISTEMA DE TRANSFERÊNCIA DE POTÊNCIA SEM FIO, que inclui um transmissor de potência (101) disposto para gerar um sinal de transferência indutiva de potência sem fio para energizar o receptor de potência (105), sendo o receptor de potência (105) caracterizado por compreender:um receptor (207) para receber uma primeira temperatura de uma primeira parte de um dispositivo elétrico, sendo que o dispositivo elétrico compreende uma parte de aquecimento disposta para ser aquecida pela potência do sinal de transferência de potência e sendo que a primeira parte é uma superfície de contato do dispositivo elétrico para entrar em contato com o transmissor de potência (101);um comparador (209) para comparar a primeira temperatura com uma primeira temperatura de referência, sendo a primeira temperatura de referência indicativa de uma temperatura de contato máxima permitida para uma superfície do transmissor de potência (101) para receber o receptor de potência (105); um controlador (213) para executar ao menos uma dentre as funções de restringir a potência do sinal de transferência de potência e gerar um alerta para o usuário em resposta à detecção de que a primeira temperatura excede a primeira temperatura de referência;um primeiro sensor de temperatura (801) para determinar uma segunda temperatura de uma parte de aquecimento do dispositivo elétrico;um transmissor para transmitir mensagens de retroinformação do circuito de controle de potência para solicitar alterações no nível de potência do sinal de transferência de potência ao transmissor de potência (101) durante a transferência de potência; eum controlador de potência para gerar solicitações de alteração de potência para as mensagens de retroinformação do circuito de controle de potência em resposta à segunda temperatura.

13. RECEPTOR DE POTÊNCIA, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo controlador (213) ser disposto para gerar solicitações de desativação para as mensagens de retroinformação do circuito de controle de potência em resposta à detecção de que a primeira temperatura excede a primeira temperatura de referência.

14. RECEPTOR DE POTÊNCIA, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por compreender adicionalmente um receptor de temperatura de referência para receber a primeira temperatura de referência obtida do transmissor de potência (101).

15. RECEPTOR DE POTÊNCIA, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo comparador (209) ser disposto para ajustar a primeira temperatura de referência a um valor predeterminado na ausência da primeira temperatura de referência recebida do transmissor de potência (101).

16. RECEPTOR DE POTÊNCIA, de acordo com a reivindicação 1 ou 12, caracterizado pela parte de aquecimento ser um elemento de aquecimento indutivo disposto para ser aquecido por indução a partir do sinal de transferência de potência.

17. MÉTODO DE OPERAÇÃO DE UM SISTEMA DE TRANSFERÊNCIA DE POTÊNCIA SEM FIO, que inclui um transmissor de potência (101) e um receptor de potência (105), em que o transmissor de potência (101) é disposto para gerar um sinal de transferência indutiva de potência sem fio para energizar o receptor de potência (105), sendo o método caracterizado por compreender:receber uma primeira temperatura de uma primeira parte de um dispositivo elétrico, sendo que o dispositivo elétrico compreende uma parte de aquecimento sendo aquecida pela potência do sinal de transferência de potência;comparar a temperatura medida com uma primeira temperatura de referência, sendo a primeira temperatura de referência indicativa de uma temperatura de contato máxima permitida para uma superfície do transmissor de potência (101) para receber o receptor de potência (105); eao menos uma dentre as funções de restringir a potência do sinal de transferência de potência e gerar um alerta para o usuário em resposta à detecção de que a primeira temperatura excede a primeira temperatura de referência; um sensor de temperatura (801) do receptor de potência (105) para determinar uma segunda temperatura de uma parte de aquecimento do dispositivo elétrico,o receptor de potência (105) que transmite ao transmissor de potência (101) mensagens de retroinformação do circuito de controle de potência para solicitar alterações no nível de potência do sinal de transferência de potência durante a transferência de potência, eo receptor de potência (105) que gera solicitações de alteração de potência para as mensagens de retroinformação do circuito de controle de potência em resposta à segunda temperatura.