BR112018014053B1 - POWER TRANSMITTER FOR TRANSFERRING POWER TO A POWER RECEIVER, WIRELESS POWER TRANSFER SYSTEM AND METHOD FOR OPERATING A POWER TRANSMITTER - Google Patents

POWER TRANSMITTER FOR TRANSFERRING POWER TO A POWER RECEIVER, WIRELESS POWER TRANSFER SYSTEM AND METHOD FOR OPERATING A POWER TRANSMITTER Download PDF

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BR112018014053B1
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Antonius Adriaan Maria Staring
Andries Van Wageningen
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Koninklijke Philips N.V.
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Abstract

A presente invenção se refere a um transmissor de energia (101) de um sistema de transferência de potência sem fio que compreende uma ressonância que inclui uma bobina transmissora (103) para gerar um sinal de transferência de potência para transferir potência sem fio para um receptor de potência (105). Adicionalmente, um acionador (1303) gera um sinal de acionamento para o circuito de ressonância (201) e um receptor de mensagens (1305) é disposto de modo a receber mensagens do receptor de potência (105). Um controlador do circuito de potência (1307) implementa um laço de controle de potência através da adaptação da potência do sinal de acionamento em resposta às mensagens de controle de potência recebidas do receptor de potência (105). Entretanto, a regulação está submetida a uma restrição de pelo menos uma dentre uma corrente ou tensão do circuito de ressonância e uma potência do sinal de acionamento que está abaixo de um limite máximo. Adicionalmente, o transmissor de energia (101) compreende um adaptador (1309) que adapta o limite máximo em resposta a uma indicação de carga indicativa de um carregamento do sinal de transmissão de energia pelo receptor de potência (105).The present invention relates to a power transmitter (101) of a wireless power transfer system comprising a resonance including a transmitter coil (103) for generating a power transfer signal for transferring wireless power to a receiver. of power (105). Additionally, a driver (1303) generates a drive signal for the resonance circuit (201) and a message receiver (1305) is arranged to receive messages from the power receiver (105). A power circuit controller (1307) implements a power control loop by adapting the power of the drive signal in response to power control messages received from the power receiver (105). However, the regulation is subject to a restriction of at least one of a resonance circuit current or voltage and a drive signal power that is below a maximum limit. Additionally, the power transmitter (101) comprises an adapter (1309) that adapts the maximum limit in response to a load indication indicative of a loading of the power transmission signal by the power receiver (105).

Description

Campo da invençãoField of invention

[001] A invenção refere-se à transferência indutiva de potência e, especificamente, porém não exclusivamente, a um transmissor de energia que fornece transferência indutiva de potência com o uso de elementos compatíveis com as Especificações Qi para sistemas de transferência indutiva de potência.[001] The invention relates to inductive power transfer and specifically, but not exclusively, to a power transmitter that provides inductive power transfer using elements compatible with the Qi Specifications for inductive power transfer systems.

Antecedentes da invençãoBackground of the invention

[002] A maior parte dos sistemas mais atuais exige um contato elétrico dedicado para ser alimentado a partir de uma fonte de alimentação externa. Entretanto, isto tende a não ser prático e exige que o usuário insira conectores fisicamente ou, de outro modo, estabeleça um contato elétrico físico. Geralmente, os requisitos de energia também diferem significativamente e, atualmente, a maioria dos dispositivos é dotada de sua própria fonte de alimentação dedicada, o que faz com que um usuário típico tenha várias diferentes fontes de alimentação, cada uma dedicada a um dispositivo específico. Embora o uso de baterias internas possa evitar a necessidade de uma conexão com fio a uma fonte de alimentação durante o uso, isso apenas fornece uma solução parcial, uma vez que as baterias precisarão de recarga (ou substituição). O uso de baterias pode também aumentar substancialmente o peso e potencialmente o custo e o tamanho dos dispositivos.[002] Most current systems require a dedicated electrical contact to be powered from an external power source. However, this tends to be impractical and requires the user to physically insert connectors or otherwise establish physical electrical contact. Typically, power requirements also differ significantly, and today most devices are equipped with their own dedicated power supply, leaving a typical user with several different power supplies, each dedicated to a specific device. While using internal batteries can avoid the need for a wired connection to a power source during use, this only provides a partial solution since the batteries will need recharging (or replacement). The use of batteries can also substantially increase the weight and potentially the cost and size of devices.

[003] Para que o usuário tenha uma experiência de uso significativamente melhor, foi proposto o uso de uma fonte de alimentação sem fio, em que a energia é indutivamente transferida de uma bobina transmissora em um dispositivo transmissor de energia para uma bobina receptora nos dispositivos individuais.[003] In order for the user to have a significantly better usage experience, it has been proposed to use a wireless power supply, in which power is inductively transferred from a transmitter coil in a power transmitting device to a receiving coil in the devices individual.

[004] A transmissão de energia por meio de indução magnética é um conceito bem conhecido, aplicado principalmente em transformadores, que têm um acoplamento de curta proximidade entre uma bobina transmissora primária e uma bobina receptora secundária. Quando se separa a bobina transmissora primária e a bobina receptora secundária em dois dispositivos, a transferência de potência sem fio entre os dispositivos se torna possível, com base no princípio de um transformador frouxamente acoplado.[004] Power transmission through magnetic induction is a well-known concept, applied mainly in transformers, which have a short-proximity coupling between a primary transmitting coil and a secondary receiving coil. By separating the primary transmitter coil and the secondary receiver coil into two devices, wireless power transfer between the devices becomes possible, based on the principle of a loosely coupled transformer.

[005] Esse tipo de disposição possibilita uma transferência de potência sem fio para o dispositivo sem a necessidade de fios ou de conexões elétricas físicas. De fato, isso pode simplesmente possibilitar que um dispositivo seja colocado adjacente ou sobre a bobina transmissora para ser recarregado ou alimentado externamente. Por exemplo, os dispositivos transmissores de energia podem ter uma superfície horizontal sobre a qual um dispositivo pode simplesmente ser colocado para ser alimentado.[005] This type of arrangement allows wireless power transfer to the device without the need for wires or physical electrical connections. In fact, this may simply enable a device to be placed adjacent to or on top of the transmitter coil to be recharged or externally powered. For example, power transmitting devices may have a horizontal surface upon which a device may simply be placed to be powered.

[006] Além disso, tais disposições para transferência de potência sem fio podem ser vantajosamente projetadas de modo que o dispositivo transmissor de energia possa ser usado com uma gama de dispositivos receptores de potência. Especificamente, definiu-se uma abordagem de transferência de potência sem fio, conhecida como Especificação Qi, que está atualmente sob desenvolvimento adicional. Essa abordagem possibilita que os dispositivos transmissores de potência que satisfazem a Especificação Qi sejam usados com dispositivos receptores de energia que também satisfazem a Especificação Qi, sem que precisem ser oriundos do mesmo fabricante ou ser dedicados um ao outro. A Especificação Qi inclui adicionalmente alguma funcionalidade para possibilitar que a operação seja adaptada ao dispositivo receptor de potência específico (por exemplo, de acordo com a drenagem de energia específica).[006] Furthermore, such arrangements for wireless power transfer can be advantageously designed so that the power transmitting device can be used with a range of power receiving devices. Specifically, a wireless power transfer approach, known as the Qi Specification, has been defined and is currently under further development. This approach enables power transmitting devices that meet the Qi Specification to be used with power receiving devices that also meet the Qi Specification, without them needing to come from the same manufacturer or be dedicated to each other. The Qi Specification additionally includes some functionality to enable operation to be tailored to the specific power receiving device (e.g. according to specific power drain).

[007] O padrão Qi é um padrão desenvolvido pelo consórcio Wireless Power Consortium (Consórcio para transmissão de potência Sem Fio) e mais informações podem ser encontradas, por exemplo, no site: http://www.wirelesspowerconsortium.com/index.html, onde especificamente os documentos de Especificação definidos podem ser encontrados.[007] The Qi standard is a standard developed by the Wireless Power Consortium and more information can be found, for example, on the website: http://www.wirelesspowerconsortium.com/index.html , where specifically defined Specification documents can be found.

[008] Um aspecto importante da transmissão de energia sem fio é o controle do ponto de operação para a transferência de potência e é particularmente importante para controlar o sinal de transferência indutiva de potência para fornecer uma energia adequada ao receptor de potência. Para controlar a transferência de potência, os sistemas, como Qi, implementam um laço de controle de potência, sendo que o receptor de potência, durante a fase de transferência de potência, transmite continuamente mensagens de controle de potência de volta ao transmissor de energia solicitando (ou não) uma alteração na potência do sinal de transferência de potência. O transmissor de energia, então, reage aumentando ou diminuindo a potência do sinal de transferência de potência em resposta às solicitações do receptor de potência. Esse tipo de abordagem pode proporcionar um controle de potência eficaz em muitas situações.[008] An important aspect of wireless power transmission is controlling the operating point for power transfer and is particularly important for controlling the inductive power transfer signal to provide adequate power to the power receiver. To control power transfer, systems such as Qi implement a power control loop, whereby the power receiver, during the power transfer phase, continuously transmits power control messages back to the power transmitter requesting (or not) a change in the power of the power transfer signal. The power transmitter then reacts by increasing or decreasing the power of the power transfer signal in response to requests from the power receiver. This type of approach can provide effective power control in many situations.

[009] Geralmente, a operação de controle de potência é implementada de modo que a faixa de operação seja restrita a uma faixa considerada segura. Por exemplo, para sistemas como Qi, a potência do sinal de transferência de potência pode ser limitada a um dado valor máximo.[009] Generally, the power control operation is implemented so that the operating range is restricted to a range considered safe. For example, for systems like Qi, the power transfer signal strength can be limited to a given maximum value.

[010] O documento WO 2014/060871 A1 descreve um tal sistema em que um circuito de controle de energia é baseado em mensagens de controle de energia solicitando uma mudança de energia conforme necessário. O documento EP 2958247 A1 descreve um mecanismo de desconexão para proteger uma carga de quaisquer sinais de energia fora da faixa.[010] Document WO 2014/060871 A1 describes such a system in which a power control circuit is based on power control messages requesting a power change as needed. Document EP 2958247 A1 describes a disconnection mechanism for protecting a load from any out-of-range power signals.

[011] Entretanto, embora essa abordagem possa fornecer um sistema adaptável que seja capaz de se adaptar às variações nas condições de operação, ele pode não executar uma adaptação ideal em todas as circunstâncias. Por exemplo, em alguns casos, ele pode não reagir suficientemente rápido para se adaptar às alterações repentinas nas condições de operação.[011] However, although this approach may provide an adaptive system that is capable of adapting to variations in operating conditions, it may not perform optimal adaptation in all circumstances. For example, in some cases, it may not react quickly enough to adapt to sudden changes in operating conditions.

[012] Portanto, um sistema de transferência de potência melhorado seria vantajoso. Em particular, seria vantajosa uma abordagem que possibilitasse um funcionamento otimizado, uma melhor transferência de potência, maior flexibilidade, implementação facilitada, funcionamento facilitado, melhor controle de potência, resposta mais rápida às variações nas características de funcionamento da transferência de potência e/ou melhor desempenho.[012] Therefore, an improved power transfer system would be advantageous. In particular, an approach that enables optimized operation, better power transfer, greater flexibility, easier implementation, easier operation, better power control, faster response to variations in power transfer operating characteristics and/or better performance.

Sumário da invençãoSummary of the invention

[013] Consequentemente, a invenção busca, de preferência, mitigar, aliviar ou eliminar uma ou mais das desvantagens mencionadas acima, individualmente ou em qualquer combinação.[013] Consequently, the invention preferably seeks to mitigate, alleviate or eliminate one or more of the disadvantages mentioned above, individually or in any combination.

[014] De acordo com um aspecto da invenção, é fornecido um transmissor de energia para transferir potência a um receptor de potência, sendo que o transmissor de energia compreende: um circuito de ressonância que compreende uma impedância capacitiva e uma impedância indutiva, sendo que a impedância indutiva compreende uma bobina transmissora para gerar um sinal de transferência de potência para transferir potência, de modo sem fio, para o receptor de potência; um acionador parar gerar um sinal de acionamento para o circuito de ressonância. um receptor de mensagens para receber mensagens do receptor de potência; um controlador do circuito de potência para adaptar uma potência do sinal de acionamento em resposta às mensagens de controle de potência recebidas do receptor de potência pelo receptor de mensagens, sendo que a adaptação está submetida a uma restrição de pelo menos uma dentre uma corrente do circuito de ressonância, uma tensão do circuito de ressonância e uma potência do sinal de acionamento que está abaixo de um limite máximo; e um adaptador disposto de modo a adaptar o limite máximo em resposta a uma indicação de carga indicativa de um carregamento do sinal de transmissão de energia pelo receptor de potência.[014] According to one aspect of the invention, a power transmitter is provided for transferring power to a power receiver, the power transmitter comprising: a resonance circuit comprising a capacitive impedance and an inductive impedance, wherein the inductive impedance comprises a transmitter coil for generating a power transfer signal to wirelessly transfer power to the power receiver; a trigger stops generating a trigger signal for the resonance circuit. a message receiver for receiving messages from the power receiver; a power circuit controller for adapting a drive signal power in response to power control messages received from the power receiver by the message receiver, the adaptation being subject to a restriction of at least one of a circuit current resonance circuit, a resonance circuit voltage and a drive signal power that is below a maximum limit; and an adapter arranged to adapt the upper limit in response to a load indication indicative of a loading of the power transmission signal by the power receiver.

[015] A invenção pode fornecer transferência de potência aprimorada em muitos cenários. Em particular, um controle de potência aprimorado pode ser obtido. Em muitas modalidades, a abordagem pode proporcionar uma maior confiabilidade e pode, em particular, fornecer mais proteção contra condições de sobretensão que ocorrem no receptor de potência resultantes de alterações rápidas no fator de acoplamento que resultam, por exemplo, do movimento do receptor de potência em relação ao transmissor de energia.[015] The invention can provide improved power transfer in many scenarios. In particular, improved power control can be achieved. In many embodiments, the approach can provide greater reliability and can, in particular, provide more protection against overvoltage conditions that occur in the power receiver resulting from rapid changes in coupling factor that result from, for example, movement of the power receiver. relative to the power transmitter.

[016] Em particular, os inventores perceberam que muitos sistemas de transferência de potência de corrente (como os que seguem as Especificações Qi) incluem um laço de controle de potência que pode, em algumas situações, resultar em condições de sobretensão que ocorrem em receptores de potência devido a alterações repentinas no acoplamento entre o transmissor de energia e o receptor de potência. Em particular, descobriu-se que muitas abordagens de controle de potência existentes, quando estendidas para níveis mais altos de potência podem, quando ocorre uma mudança rápida no acoplamento, resultar em tensões induzidas que excedem os níveis que são considerados inadequados para o circuito receptor de potência.[016] In particular, the inventors have realized that many current power transfer systems (such as those following the Qi Specifications) include a power control loop that can, in some situations, result in overvoltage conditions occurring in receivers. of power due to sudden changes in the coupling between the power transmitter and power receiver. In particular, it has been discovered that many existing power control approaches, when extended to higher power levels can, when a rapid change in coupling occurs, result in induced voltages that exceed levels that are considered unsuitable for the power receiving circuit. power.

[017] Tais situações podem, em particular, ser mitigadas ou evitadas pela abordagem em que os limites da operação de controle de potência são restritos a valores que são dinamicamente modificados em resposta às indicações da carga no sinal de transferência de potência fornecido pelo receptor de potência. Em particular, os limites dinamicamente variáveis de corrente, tensão e/ou potência podem assegurar que a tensão indutiva não exceda níveis inaceitáveis mesmo para alterações bruscas no acoplamento enquanto possibilita, ao mesmo tempo, que sejam fornecidos valores de transferência de potência mais altos.[017] Such situations can, in particular, be mitigated or avoided by the approach in which the limits of the power control operation are restricted to values that are dynamically modified in response to load indications in the power transfer signal provided by the power receiver. power. In particular, dynamically varying current, voltage and/or power limits can ensure that inductive voltage does not exceed unacceptable levels even for sudden changes in coupling while at the same time enabling higher power transfer values to be provided.

[018] O adaptador pode adaptar dinamicamente o limite máximo e, especificamente, pode adaptar dinamicamente o limite máximo durante a fase de transferência de potência. Dessa forma, o adaptador pode possibilitar que uma limitação da corrente do circuito de ressonância e/ou da potência do sinal de acionamento seja alterada durante a transferência de potência em linha com alterações no carregamento do sinal de transmissão de energia pelo receptor de potência.[018] The adapter can dynamically adapt the maximum limit and, specifically, can dynamically adapt the maximum limit during the power transfer phase. In this way, the adapter can enable a limitation of the resonance circuit current and/or the power of the drive signal to be changed during power transfer in line with changes in the loading of the power transmission signal by the power receiver.

[019] A corrente do circuito de ressonância pode ser especificamente uma corrente de impedância indutiva e, em muitas modalidades, pode ser uma corrente através da bobina transmissora. Em algumas modalidades, a corrente pode ser uma corrente do sinal de acionamento. Em algumas modalidades, o circuito de ressonância pode ser um circuito de ressonância em série com a impedância indutiva que consiste na bobina transmissora. Em tal modalidade, a corrente de/através da impedância indutiva, a corrente de/através da bobina transmissora e a corrente de sinal de acionamento podem ser a mesma corrente.[019] The resonance circuit current may specifically be an inductive impedance current and, in many embodiments, may be a current through the transmitter coil. In some embodiments, the current may be a drive signal current. In some embodiments, the resonance circuit may be a resonance circuit in series with the inductive impedance consisting of the transmitter coil. In such an embodiment, the current from/through the inductive impedance, the current from/through the transmitter coil and the drive signal current may be the same current.

[020] A corrente do circuito de ressonância pode ser geralmente a corrente da bobina transmissora e, dessa forma, o transmissor de energia pode ser disposto de modo a limitar, direta ou indiretamente, a corrente da bobina transmissora.[020] The current of the resonance circuit can generally be the current of the transmitting coil and, therefore, the power transmitter can be arranged to limit, directly or indirectly, the current of the transmitting coil.

[021] A tensão do circuito de ressonância pode ser especificamente uma tensão da impedância indutiva e/ou da impedância capacitiva e, em muitas modalidades, pode ser uma tensão sobre a bobina transmissora e/ou um capacitor em série ou em paralelo com a bobina transmissora. Em algumas modalidades, a tensão pode ser uma tensão do sinal de acionamento. Em algumas modalidades, o circuito de ressonância pode ser um circuito de ressonância em paralelo com a impedância indutiva que consiste na bobina transmissora. Em tal modalidade, a tensão sobre a impedância indutiva, a bobina transmissora e a tensão do sinal de acionamento podem ser a mesma tensão.[021] The resonance circuit voltage may specifically be an inductive impedance and/or capacitive impedance voltage and, in many embodiments, may be a voltage across the transmitter coil and/or a capacitor in series or in parallel with the coil. transmitter. In some embodiments, the voltage may be a drive signal voltage. In some embodiments, the resonance circuit may be a resonance circuit in parallel with the inductive impedance consisting of the transmitter coil. In such an embodiment, the voltage across the inductive impedance, the transmitter coil and the drive signal voltage can be the same voltage.

[022] Em algumas modalidades, o controlador do circuito de potência pode adaptar a potência do sinal de acionamento submetida a uma restrição tanto na corrente quanto na tensão do circuito de ressonância.[022] In some embodiments, the power circuit controller can adapt the power of the drive signal subject to a restriction on both the current and the voltage of the resonance circuit.

[023] A tensão do circuito de ressonância pode ser geralmente a tensão da bobina transmissora e, dessa forma, o transmissor de energia pode ser disposto de modo a limitar, direta ou indiretamente, a tensão da bobina transmissora.[023] The voltage of the resonance circuit can generally be the voltage of the transmitter coil and, therefore, the power transmitter can be arranged to limit, directly or indirectly, the voltage of the transmitter coil.

[024] A corrente, a tensão e/ou a potência podem ser um valor médio para um (ou mais) ciclos do sinal/oscilações de acionamento. A corrente pode, por exemplo, ser uma corrente RMS ou média (absoluta).[024] The current, voltage and/or power may be an average value for one (or more) cycles of the drive signal/oscillations. The current can, for example, be an RMS or average (absolute) current.

[025] O sinal de acionamento pode ser um sinal de potência de saída que fornece energia ao circuito de ressonância. O sinal de acionamento pode compreender um componente de corrente e um componente de tensão, isto é, o sinal de acionamento pode compreender uma tensão de sinal de acionamento e uma corrente de sinal de acionamento.[025] The drive signal may be an output power signal that supplies power to the resonance circuit. The drive signal may comprise a current component and a voltage component, that is, the drive signal may comprise a drive signal voltage and a drive signal current.

[026] De acordo com um recurso opcional da invenção, o adaptador é disposto de modo a adaptar dinamicamente o limite máximo para refletir variações na carga fornecida pelo receptor de potência.[026] According to an optional feature of the invention, the adapter is arranged to dynamically adapt the maximum limit to reflect variations in the load supplied by the power receiver.

[027] A abordagem pode possibilitar um controle de potência eficiente em uma ampla faixa dinâmica ao mesmo tempo em que também evita ou reduz, por exemplo, as condições de sobretensão resultantes de alterações repentinas nas condições de operação, como um rápido aumento no acoplamento entre o transmissor de energia e o receptor de potência.[027] The approach can enable efficient power control over a wide dynamic range while also avoiding or reducing, for example, overvoltage conditions resulting from sudden changes in operating conditions, such as a rapid increase in coupling between the power transmitter and the power receiver.

[028] O adaptador pode ser disposto de modo a determinar o limite máximo como uma função da carga (corrente) do sinal de transferência de potência. O adaptador pode ser disposto de modo a determinar o limite máximo como uma função da (indicação de carga). A função pode ser uma função monotônica. Em muitas modalidades, a função pode ser uma função com aumento monotônico.[028] The adapter can be arranged to determine the maximum limit as a function of the load (current) of the power transfer signal. The adapter may be arranged to determine the maximum limit as a function of (load indication). The function can be a monotonic function. In many embodiments, the function may be a monotonically increasing function.

[029] A taxa de atualização do limite máximo pode, em muitas modalidades, ser maior que 0,1 Hz; 1 Hz ou mesmo 10 Hz.[029] The maximum limit update rate may, in many embodiments, be greater than 0.1 Hz; 1 Hz or even 10 Hz.

[030] Em algumas modalidades, o limite máximo pode ser determinado como um valor que excede, em uma margem, o carregamento do sinal de transmissão de energia. Em muitas modalidades, a margem pode ser determinada como uma função da indicação de carregamento/carga.[030] In some embodiments, the maximum limit may be determined as a value that exceeds, by a margin, the loading of the power transmission signal. In many embodiments, the margin may be determined as a function of the load/load indication.

[031] Em algumas modalidades, o limite máximo pode ser determinado para exceder o carregamento do sinal de transferência de potência em um deslocamento absoluto ou relativo predeterminado (por exemplo, o limite máximo pode exceder o carregamento de corrente em uma porcentagem predeterminada do carregamento de corrente).[031] In some embodiments, the maximum limit may be determined to exceed the power transfer signal loading by a predetermined absolute or relative offset (e.g., the maximum limit may exceed the current loading by a predetermined percentage of the current loading). chain).

[032] De acordo com um recurso opcional da invenção, o adaptador é disposto de modo a adaptar o limite máximo durante uma fase de transferência de potência.[032] According to an optional feature of the invention, the adapter is arranged to adapt the maximum limit during a power transfer phase.

[033] A abordagem pode proporcionar um controle de potência eficiente durante a transferência de potência ativa enquanto também evita ou reduz, por exemplo, as condições de sobretensão resultantes de alterações repentinas nas condições de operação, como um rápido aumento no acoplamento entre o transmissor de energia e o receptor de potência.[033] The approach can provide efficient power control during active power transfer while also avoiding or reducing, for example, overvoltage conditions resulting from sudden changes in operating conditions, such as a rapid increase in coupling between the power transmitter and energy and the power receiver.

[034] Na fase de transferência de potência, o controle de potência pode ser feito com base nas mensagens de controle de potência, isto é, a operação de controle de potência dinâmica com base nas mensagens de controle de potência do receptor pode ser ativa. Dessa forma, a abordagem pode possibilitar que variações no limite máximo ocorram durante o tempo no qual o controle de potência baseado na mensagem de controle de potência está ativo.[034] In the power transfer phase, power control can be done based on power control messages, that is, dynamic power control operation based on receiver power control messages can be active. In this way, the approach can allow variations in the maximum limit to occur during the time in which the power control based on the power control message is active.

[035] O adaptador pode estar especificamente disposto de modo a adaptar e alterar o limite máximo enquanto a potência é controlada pelas mensagens de controle de potência (e, portanto, não são restritas pelo limite máximo). Em algumas modalidades/cenários, as mensagens de controle de potência recebidas podem resultar em uma alteração na potência do sinal de transferência de potência (e na potência extraída pelo receptor de potência). A indicação de carga pode variar como resultado da potência alterada e, dessa forma, as mensagens de controle de potência recebidas podem resultar em uma alteração na indicação de carga e, consequentemente, em uma alteração no limite máximo (e na potência do sinal de transferência de potência). Especificamente, o controlador do circuito de potência pode ser disposto de modo a adaptar a potência do sinal de acionamento em resposta às mensagens de controle de potência e o adaptador pode ser disposto de modo a adaptar o limite máximo em resposta às mensagens de controle de potência (diretamente ou através da alteração na potência do sinal de acionamento).[035] The adapter may be specifically arranged to adapt and change the maximum limit while the power is controlled by the power control messages (and therefore is not restricted by the maximum limit). In some embodiments/scenarios, received power control messages may result in a change in the power of the power transfer signal (and the power extracted by the power receiver). The load indication may vary as a result of changed power and therefore received power control messages may result in a change in the load indication and consequently a change in the maximum limit (and transfer signal power). power). Specifically, the power circuit controller may be arranged to adapt the power of the drive signal in response to power control messages and the adapter may be arranged to adapt the upper limit in response to power control messages. (directly or by changing the power of the drive signal).

[036] De acordo com um recurso opcional da invenção, o acionador é disposto de modo a determinar uma indicação de potência que é indicativa de uma potência do sinal de acionamento, e o adaptador é disposto de modo a determinar a indicação de carga como uma função da indicação de potência.[036] According to an optional feature of the invention, the driver is arranged to determine a power indication that is indicative of a drive signal strength, and the adapter is arranged to determine the load indication as a power indication function.

[037] Isso pode proporcionar uma limitação adaptável dinâmica vantajosa da corrente, tensão e/ou potência e pode especificamente, em muitas aplicações, reduzir as condições de sobretensão.[037] This can provide advantageous dynamic adaptive limiting of current, voltage and/or power and can specifically, in many applications, reduce overvoltage conditions.

[038] O adaptador pode ser disposto de modo a determinar o limite máximo como uma função da indicação de potência.[038] The adapter may be arranged to determine the maximum limit as a function of the power indication.

[039] De acordo com um recurso opcional da invenção, o controlador do circuito de potência está disposto de modo a limitar uma corrente ou tensão (ou ambas) de ao menos um dentre o sinal de acionamento e a bobina transmissora.[039] According to an optional feature of the invention, the power circuit controller is arranged to limit a current or voltage (or both) of at least one of the drive signal and the transmitter coil.

[040] Em particular, em muitas modalidades, a adaptação do controlador do circuito de potência pode ser submetida a uma corrente (e/ou tensão) do sinal de acionamento/corrente (e/ou tensão) da bobina transmissora abaixo de um limite máximo sendo o limite adaptado em resposta à indicação de potência. Dessa forma, a corrente/tensão resultante do controle de potência pode ser submetida a um limite que é dinamicamente adaptado em resposta a uma potência do sinal de acionamento. Especificamente, em muitas modalidades, o controle de potência pode ser submetido a uma restrição de que a corrente/tensão do sinal de acionamento esteja abaixo de um limite determinado como uma função da potência do sinal de acionamento.[040] In particular, in many embodiments, the adaptation of the power circuit controller may be subjected to a current (and/or voltage) of the drive signal/current (and/or voltage) of the transmitter coil below a maximum threshold the limit being adapted in response to the power indication. In this way, the current/voltage resulting from power control can be subject to a limit that is dynamically adapted in response to a power of the drive signal. Specifically, in many embodiments, the power control may be subject to a constraint that the drive signal current/voltage is below a threshold determined as a function of the drive signal power.

[041] Isso pode proporcionar um controle de potência particularmente eficiente que, em muitas situações, pode evitar ou reduzir as condições de sobretensão que ocorrem no receptor de potência causada por alterações repentinas no acoplamento entre o transmissor de energia e o receptor de potência.[041] This can provide particularly efficient power control that, in many situations, can avoid or reduce overvoltage conditions that occur in the power receiver caused by sudden changes in the coupling between the power transmitter and the power receiver.

[042] A potência do sinal de acionamento pode ser determinada em resposta a, por exemplo, medições da corrente e tensão do sinal de acionamento que é alimentado ao circuito de ressonância a partir do acionador. A potência do sinal de acionamento é indicativa da potência extraída do sinal de transferência de potência, e é, dessa forma, geralmente indicativa da potência extraída pelo receptor de potência, isto é, é indicativa do carregamento do sinal de transmissão de energia pelo receptor de potência. A potência do sinal de acionamento pode, por exemplo, ser estimada ou determinada em resposta a, por exemplo, medições da corrente e tensão fornecidas ao acionador. Especificamente, uma indicação de potência da potência do sinal de acionamento pode ser determinada como a potência de entrada para o acionador (ou um circuito de saída do mesmo).[042] The power of the drive signal can be determined in response to, for example, measurements of the current and voltage of the drive signal that is fed to the resonance circuit from the driver. The power of the drive signal is indicative of the power extracted from the power transfer signal, and is therefore generally indicative of the power extracted by the power receiver, i.e., it is indicative of the loading of the power transmission signal by the power receiver. power. The power of the drive signal may, for example, be estimated or determined in response to, for example, measurements of the current and voltage supplied to the driver. Specifically, a power indication of the drive signal power may be determined as the input power to the driver (or an output circuit thereof).

[043] A corrente da bobina transmissora reflete a intensidade do campo magnético gerado pela bobina transmissora e, dessa forma, a abordagem pode possibilitar que a intensidade máxima do campo magnético seja adaptada com base na potência que é extraída do sinal de transferência de potência.[043] The transmitter coil current reflects the intensity of the magnetic field generated by the transmitter coil and, in this way, the approach can enable the maximum magnetic field intensity to be adapted based on the power that is extracted from the power transfer signal.

[044] De acordo com um recurso opcional da invenção, o limite máximo é uma função de aumento monotônico de uma carga de energia indicada pela indicação de carga.[044] According to an optional feature of the invention, the maximum limit is a monotonically increasing function of an energy load indicated by the load indication.

[045] Isso pode proporcionar uma operação aprimorada de controle de potência e pode, em muitas modalidades, reduzir as condições de sobretensão causadas por alterações repentinas no acoplamento entre o transmissor de energia e o receptor de potência.[045] This can provide improved power control operation and can, in many embodiments, reduce overvoltage conditions caused by sudden changes in coupling between the power transmitter and power receiver.

[046] Especificamente, o limite máximo pode ser determinado como uma função do carregamento de energia do sinal de transmissão de energia, conforme indicado pela indicação de carga. A função pode ser uma função de aumento monotônico. Dessa forma, em muitas modalidades, à medida que a potência que é extraída do sinal de transmissão de energia pelo receptor de potência aumenta, o limite máximo também aumenta.[046] Specifically, the maximum limit can be determined as a function of the energy loading of the power transmission signal, as indicated by the load indication. The function may be a monotonically increasing function. Thus, in many embodiments, as the power that is extracted from the power transmission signal by the power receiver increases, the maximum limit also increases.

[047] De acordo com um recurso opcional da invenção, o adaptador (1309) é disposto de modo a aumentar o limite máximo acima de um primeiro limiar apenas se a indicação de carga for indicativa de uma potência do sinal de acionamento que está acima de um segundo limiar.[047] According to an optional feature of the invention, the adapter (1309) is arranged to increase the maximum limit above a first threshold only if the load indication is indicative of a drive signal strength that is above a second threshold.

[048] Isso pode proporcionar uma operação eficaz e de baixa complexidade em muitas modalidades e cenários.[048] This can provide effective, low-complexity operation in many modalities and scenarios.

[049] Em algumas modalidades, o controlador do circuito de potência está disposto de modo a limitar a potência do sinal de acionamento para que esteja abaixo do limite máximo.[049] In some embodiments, the power circuit controller is arranged to limit the power of the drive signal so that it is below the maximum limit.

[050] Isso pode proporcionar um desempenho vantajoso e pode, em particular, reduzir o risco de condições de sobretensão no receptor de potência devido a alterações repentinas no acoplamento entre o receptor de potência e o transmissor de energia.[050] This can provide advantageous performance and can, in particular, reduce the risk of overvoltage conditions in the power receiver due to sudden changes in the coupling between the power receiver and the power transmitter.

[051] De acordo com um recurso opcional da invenção, o adaptador é disposto de modo a determinar o limite máximo para incluir tanto um limite máximo de corrente da corrente do circuito de ressonância (e/ou um limite máximo de tensão da tensão do circuito de ressonância) quanto um limite máximo de potência para a potência do sinal de acionamento, e a adaptação é submetida tanto à corrente do circuito de ressonância que está abaixo do limite máximo da corrente (e/ou a tensão do circuito de ressonância que está abaixo do limite máximo de tensão) quanto à potência do sinal de acionamento que é mais baixa que o limite máximo de potência.[051] According to an optional feature of the invention, the adapter is arranged to determine the maximum limit to include both a maximum current limit of the resonance circuit current (and/or a maximum voltage limit of the circuit voltage). resonance circuit) and a maximum power limit for the drive signal power, and the adaptation is subjected to either the resonance circuit current that is below the maximum current limit (and/or the resonance circuit voltage that is below maximum voltage limit) for the power of the drive signal that is lower than the maximum power limit.

[052] Isso pode proporcionar uma operação aprimorada em muitas modalidades, em particular, pode proporcionar proteções aprimoradas contra condições de sobretensão em muitos cenários. De fato, foi observado que, em muitos sistemas práticos, é possível manter a sobretensão em um nível aceitavelmente baixo para uma faixa de operação crescente e, especificamente, potências mais altas, quando tanto a potência quanto a corrente são limitadas (e com limites potencialmente diferentes).[052] This can provide improved operation in many embodiments, in particular, it can provide improved protections against overvoltage conditions in many scenarios. Indeed, it has been observed that in many practical systems it is possible to maintain overvoltage at an acceptably low level for an increasing operating range, and specifically at higher powers, when both power and current are limited (and with limits potentially many different).

[053] De acordo com um recurso opcional da invenção, o adaptador é disposto de modo a determinar a indicação de carga em resposta aos dados de carga recebidos em pelo menos uma mensagem do receptor de potência, sendo que os dados de carga são indicativos de um carregamento do sinal de transmissão de energia pelo receptor de potência.[053] According to an optional feature of the invention, the adapter is arranged to determine the load indication in response to load data received in at least one message from the power receiver, the load data being indicative of a loading of the power transmission signal by the power receiver.

[054] Isso pode proporcionar uma operação e/ou um desempenho otimizado em muitas modalidades. Isso pode possibilitar que um controle maior da operação de transferência de potência resida no receptor de potência. Em muitas modalidades, pode possibilitar uma menor complexidade e/ou uma adaptação mais precisa. Isso pode proporcionar uma adaptação mais confiável com menos necessidade de estimar o carregamento.[054] This can provide optimized operation and/or performance in many modalities. This may enable greater control of the power transfer operation to reside in the power receiver. In many modalities, it can allow for less complexity and/or more precise adaptation. This can provide more reliable fitting with less need to estimate loading.

[055] Em algumas modalidades, os dados de carga compreendem uma indicação de ao menos uma dentre uma corrente de carga e uma tensão de carga para uma carga do receptor de potência, e o adaptador é disposto de modo a determinar a indicação de carga em resposta à indicação de ao menos uma dentre a corrente de carga e a tensão de carga.[055] In some embodiments, the load data comprises an indication of at least one of a load current and a load voltage for a power receiver load, and the adapter is arranged to determine the load indication in response to the indication of at least one of the load current and the load voltage.

[056] Isso pode proporcionar um funcionamento otimizado em muitas situações. Em particular, em muitas modalidades e aplicações, pode fornecer controle e adaptação aprimorados do campo magnético gerado resultando potencialmente na redução da sobretensão no receptor de potência enquanto, ao mesmo tempo, possibilita uma complexidade reduzida no receptor de potência.[056] This can provide optimized operation in many situations. In particular, in many embodiments and applications, it can provide improved control and adaptation of the generated magnetic field potentially resulting in reduced overvoltage in the power receiver while at the same time enabling reduced complexity in the power receiver.

[057] De acordo com uma característica opcional da invenção, o adaptador é, adicionalmente, disposto de modo a alterar o limite máximo em resposta à detecção de uma alteração em uma carga do sinal de transferência de potência.[057] According to an optional feature of the invention, the adapter is additionally arranged to change the maximum limit in response to detecting a change in a load of the power transfer signal.

[058] Isso pode proporcionar um desempenho otimizado em muitas modalidades e pode, em particular, possibilitar uma reação mais rápida a algumas possíveis alterações. Especificamente, a abordagem pode, em muitas aplicações, possibilitar uma adaptação mais precisa e lenta do limite com base nas informações fornecidas pelo receptor de potência, ao mesmo tempo em que possibilita também que o transmissor de energia detecte independentemente e responda rapidamente a possíveis alterações repentinas nas condições de operação.[058] This can provide optimized performance in many modalities and can, in particular, enable a faster reaction to some possible changes. Specifically, the approach can, in many applications, enable more accurate and slower adaptation of the threshold based on information provided by the power receiver, while also enabling the power transmitter to independently detect and respond quickly to possible sudden changes. under operating conditions.

[059] A detecção de uma alteração no carregamento do sinal de transferência de potência pode ser feita por uma detecção em uma alteração em uma corrente, tensão e/ou potência do sinal de acionamento.[059] Detection of a change in the loading of the power transfer signal can be done by detecting a change in a current, voltage and/or power of the drive signal.

[060] De acordo com um aspecto da invenção, é fornecido um sistema de transferência de potência sem fio que compreende um receptor de potência e um transmissor de energia para transferir potência para o receptor de potência, sendo que o transmissor de energia compreende: um circuito de ressonância que compreende uma impedância capacitiva e uma impedância indutiva, sendo que a impedância indutiva compreende uma bobina transmissora para gerar um sinal de transferência de potência para transferir potência sem fio para o receptor de potência, um acionador para gerar um sinal de acionamento para o circuito de ressonância, um receptor para receber mensagens do receptor de potência, um controlador do circuito de potência para adaptar uma potência do sinal de acionamento em resposta a mensagens de controle de potência recebidas do receptor de potência, sendo que a adaptação é submetida a uma restrição de que pelo menos uma dentre uma corrente do circuito de ressonância, uma tensão do circuito de ressonância e uma potência do sinal de acionamento está abaixo de um limite máximo, e um adaptador configurado para determinar o limite máximo em resposta a uma indicação de carga determinada com base em dados de carga recebidos em uma mensagem proveniente do receptor de potência, sendo que os dados de carga são indicativos de um carregamento do sinal de transferência de potência pelo receptor de potência; e o receptor de potência que compreende: um gerador de dados para gerar dados de carga que refletem um carregamento do receptor de potência e um transmissor para transmitir ao menos uma mensagem que compreende os dados de carga para o transmissor de energia.[060] According to one aspect of the invention, there is provided a wireless power transfer system comprising a power receiver and a power transmitter for transferring power to the power receiver, the power transmitter comprising: a resonance circuit comprising a capacitive impedance and an inductive impedance, the inductive impedance comprising a transmitter coil for generating a power transfer signal for transferring power wirelessly to the power receiver, a driver for generating a drive signal for the resonance circuit, a receiver for receiving messages from the power receiver, a power circuit controller for adapting a drive signal power in response to power control messages received from the power receiver, the adaptation being subjected to a restriction that at least one of a resonance circuit current, a resonance circuit voltage, and a drive signal power is below a maximum limit, and an adapter configured to determine the maximum limit in response to an indication of load determined based on load data received in a message from the power receiver, the load data being indicative of a loading of the power transfer signal by the power receiver; and the power receiver comprising: a data generator for generating load data reflecting a load from the power receiver and a transmitter for transmitting at least one message comprising the load data to the power transmitter.

[061] De acordo com um recurso opcional da invenção, o gerador de dados é disposto de modo a determinar o carregamento do receptor de potência em resposta a ao menos uma dentre uma medição de uma corrente de carga e uma medição de uma tensão de carga para uma carga do receptor de potência.[061] According to an optional feature of the invention, the data generator is arranged to determine the charging of the power receiver in response to at least one of a measurement of a load current and a measurement of a load voltage for a power receiver load.

[062] Isso pode proporcionar um funcionamento eficaz e um transmissor de energia de menor complexidade. Isso pode também fornecer informações precisas sobre as condições de carga no receptor de potência, o que pode possibilitar uma adaptação mais precisa do limite máximo para refletir as prováveis condições de sobretensão em caso de uma alteração repentina no acoplamento entre o transmissor de energia e o receptor de potência.[062] This can provide efficient operation and a lower complexity power transmitter. This can also provide accurate information about the load conditions at the power receiver, which can enable more accurate adaptation of the upper limit to reflect likely overvoltage conditions in the event of a sudden change in coupling between the power transmitter and receiver. of power.

[063] De acordo com um recurso opcional da invenção, o transmissor é disposto de modo a transmitir a ao menos uma mensagem para o transmissor de energia em resposta a uma detecção de que uma alteração em uma carga do receptor de potência satisfaz a um critério de carga de alteração de potência; os dados de carga da ao menos uma mensagem são indicativos da alteração que satisfaz ao critério de carga de alteração de potência; sendo que o adaptador é disposto de modo a modificar o limite máximo em resposta à detecção de que a pelo menos uma mensagem compreende dados de carga indicativos da alteração que satisfaz ao critério de carga de alteração de potência.[063] According to an optional feature of the invention, the transmitter is arranged to transmit at least one message to the power transmitter in response to a detection that a change in a load of the power receiver satisfies a criterion power change load; the load data of the at least one message is indicative of the change that satisfies the power change load criterion; wherein the adapter is arranged to modify the upper limit in response to detecting that the at least one message comprises load data indicative of the change satisfying the power change load criterion.

[064] Em muitas modalidades, isso pode proporcionar um funcionamento particularmente eficiente. Por exemplo, pode, em muitas modalidades, reduzir o número de mensagens que precisam ser comunicadas (e, portanto, o recurso de processamento necessário para processar e reagir às mensagens).[064] In many embodiments, this can provide particularly efficient operation. For example, it can, in many embodiments, reduce the number of messages that need to be communicated (and therefore the processing resource required to process and react to the messages).

[065] De acordo com uma característica opcional da invenção, o adaptador é, adicionalmente, disposto de modo a alterar o limite máximo em resposta à detecção de uma alteração em uma indicação de potência para o sinal de acionamento.[065] According to an optional feature of the invention, the adapter is additionally arranged to change the maximum limit in response to detecting a change in a power indication for the drive signal.

[066] Isso pode fornecer uma operação vantajosa em algumas modalidades e cenários. A detecção de uma alteração na indicação de potência para o sinal de acionamento pode ser (ao menos parcialmente) por meio da detecção de uma alteração em uma corrente ou tensão para o sinal de acionamento.[066] This may provide advantageous operation in some embodiments and scenarios. Detecting a change in power indication for the drive signal may be (at least partially) by detecting a change in a current or voltage for the drive signal.

[067] De acordo com um aspecto da invenção, é fornecido um método de operação para um transmissor de energia que transfere potência a um receptor de potência, sendo que o transmissor de energia compreende um circuito de ressonância que compreende uma impedância capacitiva e uma impedância indutiva, sendo que a impedância indutiva compreende uma bobina transmissora para gerar um sinal de transferência de potência para transferir potência sem fio a um receptor de potência; o método compreende: gerar um sinal de acionamento para o circuito de ressonância; receber mensagens do receptor de potência; adaptar uma potência do sinal de acionamento em resposta às mensagens de controle de potência recebidas do receptor de potência, sendo que a adaptação está submetida a uma restrição de pelo menos uma dentre uma corrente do circuito de ressonância, uma tensão do circuito de ressonância e uma potência do sinal de acionamento que está abaixo de um limite máximo; e adaptar o limite máximo em resposta a uma indicação de carga indicativa de um carregamento do sinal de transmissão de energia pelo receptor de potência.[067] According to one aspect of the invention, there is provided a method of operation for a power transmitter that transfers power to a power receiver, the power transmitter comprising a resonance circuit comprising a capacitive impedance and a inductive, wherein the inductive impedance comprises a transmitter coil for generating a power transfer signal for wirelessly transferring power to a power receiver; the method comprises: generating a drive signal for the resonance circuit; receive messages from the power receiver; adapt a power of the drive signal in response to power control messages received from the power receiver, the adaptation being subject to a constraint of at least one of a resonance circuit current, a resonance circuit voltage and a drive signal strength that is below a maximum threshold; and adapting the maximum limit in response to a load indication indicative of a loading of the power transmission signal by the power receiver.

[068] Esses e outros aspectos, recursos e vantagens da invenção ficarão evidentes e serão elucidados com referência à modalidade descrita (ou modalidades descritas) a seguir.[068] These and other aspects, features and advantages of the invention will be evident and will be elucidated with reference to the embodiment described (or embodiments described) below.

Breve descrição dos desenhosBrief description of the drawings

[069] As modalidades da invenção serão descritas, apenas a título de exemplo, com referência aos desenhos, nos quais:[069] Embodiments of the invention will be described, by way of example only, with reference to the drawings, in which:

[070] a Figura 1 ilustra um exemplo de elementos de um sistema de transferência de potência de acordo com algumas modalidades da invenção;[070] Figure 1 illustrates an example of elements of a power transfer system according to some embodiments of the invention;

[071] a Figura 2 ilustra um exemplo de elementos de um sistema de transferência de potência de acordo com algumas modalidades da invenção;[071] Figure 2 illustrates an example of elements of a power transfer system according to some embodiments of the invention;

[072] a Figura 3 ilustra um exemplo de elementos de um inversor de meia-ponte de um transmissor de energia de acordo com algumas modalidades da invenção;[072] Figure 3 illustrates an example of elements of a half-bridge inverter of a power transmitter according to some embodiments of the invention;

[073] a Figura 4 ilustra um exemplo de elementos de um inversor de ponte inteira de um transmissor de energia de acordo com algumas modalidades da invenção;[073] Figure 4 illustrates an example of elements of a full-bridge inverter of a power transmitter according to some embodiments of the invention;

[074] a Figura 5 ilustra um exemplo de um circuito de simulação equivalente de um sistema de transferência de potência sem fio;[074] Figure 5 illustrates an example of an equivalent simulation circuit of a wireless power transfer system;

[075] a Figura 6 ilustra um exemplo de parâmetros do circuito de simulação equivalente da Figura 5;[075] Figure 6 illustrates an example of parameters of the equivalent simulation circuit of Figure 5;

[076] as Figuras 7 a 12 ilustram exemplos de sinais em um sistema de transferência de potência sem fio;[076] Figures 7 to 12 illustrate examples of signals in a wireless power transfer system;

[077] a Figura 13 ilustra um exemplo de alguns elementos de um transmissor de energia de acordo com algumas modalidades da invenção;[077] Figure 13 illustrates an example of some elements of an energy transmitter according to some embodiments of the invention;

[078] as Figuras 14 a 19 ilustram exemplos de sinais em um sistema de transferência de potência sem fio;[078] Figures 14 to 19 illustrate examples of signals in a wireless power transfer system;

[079] a Figura 20 ilustra um exemplo de alguns elementos de um receptor de potência para um sistema de transferência de potência sem fio de acordo com algumas modalidades da invenção e[079] Figure 20 illustrates an example of some elements of a power receiver for a wireless power transfer system according to some embodiments of the invention and

[080] as Figuras 20 e 21 ilustram exemplos de mensagens de dados de carga que podem ser usadas em um sistema de transferência de potência sem fio de acordo com algumas modalidades da invenção.[080] Figures 20 and 21 illustrate examples of load data messages that can be used in a wireless power transfer system according to some embodiments of the invention.

Descrição detalhada de algumas modalidades da invençãoDetailed description of some embodiments of the invention

[081] A descrição a seguir tem como foco as modalidades da invenção aplicáveis a um sistema de transferência de potência sem fio com o uso de uma abordagem de transferência de potência, conforme conhecido a partir da Especificação Qi. Entretanto, os versados na técnica compreenderão que a invenção não se limita a essa aplicação, mas que a mesma pode ser aplicada a muitos outros sistemas de transferência de potência sem fio.[081] The following description focuses on embodiments of the invention applicable to a wireless power transfer system using a power transfer approach, as known from the Qi Specification. However, those skilled in the art will understand that the invention is not limited to this application, but that it can be applied to many other wireless power transfer systems.

[082] A Figura 1 ilustra um exemplo de um sistema de transferência de potência de acordo com algumas modalidades da invenção. O sistema de transferência de potência compreende um transmissor de energia 101 que inclui (ou está acoplado a) uma bobina transmissora/indutora 103. O sistema compreende, adicionalmente, um receptor de potência 105 que inclui (ou está acoplado a) uma bobina receptora/indutora 107.[082] Figure 1 illustrates an example of a power transfer system according to some embodiments of the invention. The power transfer system comprises a power transmitter 101 that includes (or is coupled to) a transmitter/inductor coil 103. The system further comprises a power receiver 105 that includes (or is coupled to) a receiver/inductor coil. inductor 107.

[083] O sistema fornece uma transferência indutiva de potência sem fio do transmissor de energia 101 ao receptor 105. Especificamente, o transmissor de energia 101 gera um sinal de transferência indutiva de potência sem fio (também chamado de sinal de transferência de potência ou sinal de transferência indutiva de potência), que é propagado como um fluxo magnético pela bobina transmissora ou indutora 103. O sinal de transferência de potência pode ter, geralmente, uma frequência entre cerca de 70 kHz e cerca de 150 kHz e, frequentemente, para sistemas compatíveis com Qi, geralmente na faixa de 95 kHz a 115 kHz. A bobina transmissora 103 e a bobina receptora 107 são frouxamente acopladas e, dessa forma, a bobina receptora 107 capta o (ao menos parte do) sinal de transferência de potência do transmissor de energia 101. Dessa forma, a energia é transferida do transmissor de energia 101 para o receptor de energia 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/campo magnético entre a bobina transmissora 103 e a bobina receptora 107 (o sinal do fluxo magnético), mas deve-se considerar que, por equivalência, o termo pode também ser considerado e usado para se referir a um sinal elétrico fornecido à bobina transmissora 103 ou captado pela bobina receptora 107.[083] The system provides a wireless inductive power transfer from the power transmitter 101 to the receiver 105. Specifically, the power transmitter 101 generates a wireless inductive power transfer signal (also called a power transfer signal or signal inductive power transfer signal), which is propagated as a magnetic flux through the transmitter or inductor coil 103. The power transfer signal may generally have a frequency between about 70 kHz and about 150 kHz, and often for systems Qi-compatible devices, typically in the 95 kHz to 115 kHz range. The transmitter coil 103 and the receiver coil 107 are loosely coupled, and in this way the receiver coil 107 captures (at least part of) the power transfer signal from the power transmitter 101. In this way, power is transferred from the power transmitter 101. power 101 to the power receiver 105 through a wireless inductive coupling from the transmitting coil 103 to the receiving coil 107. The term “power transfer signal” is mainly used to refer to the inductive signal/magnetic field between the transmitting coil 103 and the receiving coil 107 (the magnetic flux signal), but it should be considered that, by equivalence, the term can also be considered and used to refer to an electrical signal supplied to the transmitting coil 103 or picked up by the receiving coil 107 .

[084] O sistema está disposto de modo a transferir níveis de potência substanciais, e especificamente, o transmissor de energia pode suportar níveis de potência acima de 500 mW, 1, 5 ou 50, em muitas modalidades. Por exemplo, para aplicações de Qi correspondentes, as transferências de potência podem estar geralmente na faixa de potência de 1 a 5 W para aplicações de baixa potência, e acima de 100 W e até mais de 1.000 W para aplicações de alta potência, como, por exemplo, aplicações em cozinhas.[084] The system is arranged to transfer substantial power levels, and specifically, the power transmitter can support power levels above 500 mW, 1, 5 or 50, in many embodiments. For example, for corresponding Qi applications, power transfers can generally be in the power range of 1 to 5 W for low-power applications, and above 100 W and even more than 1,000 W for high-power applications, such as, for example, kitchen applications.

[085] A Figura 2 ilustra a arquitetura do sistema de um exemplo específico do sistema da Figura 1 de maneira levemente mais detalhada. Nesse exemplo, o circuito de saída do transmissor de energia 101 inclui um tanque de ressonância ou circuito de ressonância 201 que inclui a bobina transmissora 103 (na Figura 2, a bobina transmissora 103 é mostrada para fins de clareza, externa ao circuito de ressonância 201, mas é considerada parte do mesmo). O circuito de ressonância 201 do transmissor de energia 101 também será chamado de circuito de ressonância transmissor 201 (ou, às vezes, para fins de concisão, apenas de circuito de ressonância 201). O circuito de ressonância 201 pode, geralmente, ser um circuito de ressonância em série ou paralelo, e pode, em particular, consistir em um capacitor de ressonância acoplado em paralelo ou em série à bobina transmissora 103. O sinal de transferência de potência é gerado mediante o acionamento do circuito de ressonância de saída a partir de um acionador 203 que gera um sinal de acionamento com uma frequência de acionamento adequada (geralmente na faixa de frequências de 20 a 200 kHz).[085] Figure 2 illustrates the system architecture of a specific example of the system in Figure 1 in a slightly more detailed way. In this example, the power transmitter output circuit 101 includes a resonance tank or resonance circuit 201 that includes the transmitter coil 103 (in Figure 2, the transmitter coil 103 is shown for clarity, external to the resonance circuit 201 , but is considered part of it). The resonance circuit 201 of the power transmitter 101 will also be called the transmitter resonance circuit 201 (or sometimes, for brevity, just the resonance circuit 201). The resonance circuit 201 may generally be a series or parallel resonance circuit, and may, in particular, consist of a resonance capacitor coupled in parallel or in series to the transmitter coil 103. The power transfer signal is generated by driving the output resonance circuit from a driver 203 that generates a drive signal with a suitable drive frequency (generally in the frequency range of 20 to 200 kHz).

[086] De modo similar, o circuito de entrada do receptor de potência 105 inclui um circuito de ressonância ou tanque de ressonância 205 que inclui o indutor do receptor 107 (na Figura 2, o indutor do receptor 107 é mostrado, para fins de clareza, externo ao circuito de ressonância 205, mas é considerado como parte do mesmo). O circuito de ressonância 205 do receptor de potência 105 também será chamado de circuito receptor 205 ou de circuito de ressonância receptor. O circuito de ressonância receptor 205 pode, geralmente, ser um circuito de ressonância em série ou paralelo, e pode, em particular, consistir em um capacitor de ressonância acoplado em paralelo (ou em série) ao indutor de receptor 107. O circuito de ressonância receptor 205 é acoplado a um conversor de energia 207 que converte o sinal de transferência de potência recebido, isto é, o sinal induzido fornecido pelo circuito de ressonância receptor 205, em uma energia que é fornecida a uma carga externa 209 (geralmente ao se executar uma conversão CA/CC, como é bem conhecido pelo versado na técnica).[086] Similarly, the power receiver input circuit 105 includes a resonance circuit or resonance tank 205 that includes the receiver inductor 107 (in Figure 2, the receiver inductor 107 is shown for clarity , external to the resonance circuit 205, but is considered as part of it). The resonance circuit 205 of the power receiver 105 will also be called the receiver circuit 205 or the receiver resonance circuit. The receiver resonance circuit 205 may generally be a series or parallel resonance circuit, and may, in particular, consist of a resonance capacitor coupled in parallel (or in series) to the receiver inductor 107. The resonance circuit receiver 205 is coupled to a power converter 207 that converts the received power transfer signal, that is, the induced signal provided by the receiver resonance circuit 205, into a power that is supplied to an external load 209 (generally by running an AC/DC conversion, as is well known to those skilled in the art).

[087] A carga pode, por exemplo, ser uma bateria, e o fornecimento de potência pode ser para carregar a bateria. Como outro exemplo, a carga pode ser um dispositivo, e o fornecimento de energia pode ser para alimentar o dispositivo.[087] The load may, for example, be a battery, and the power supply may be to charge the battery. As another example, the load may be a device, and the energy supply may be to power the device.

[088] O acionador 203 da Figura 2 gera um sinal de acionamento de tensão variável (e geralmente CA) que é aplicado ao circuito de ressonância 201 (e, dessa forma, ao capacitor de ressonância (não mostrado na Figura 2) e à bobina transmissora 103). Em algumas modalidades, o circuito de ressonância transmissor 201 pode ser um circuito de ressonância em série, e o sinal de acionamento de tensão pode ser aplicado através do capacitor e do indutor. Em algumas modalidades, o acionador 203 pode ser acoplado diretamente (ou indiretamente) à bobina transmissora 103 e o sinal de acionamento de tensão pode ser fornecido à bobina transmissora 103.[088] The driver 203 of Figure 2 generates a variable voltage (and generally AC) drive signal that is applied to the resonance circuit 201 (and thus the resonance capacitor (not shown in Figure 2) and the coil transmitter 103). In some embodiments, the transmitter resonance circuit 201 may be a series resonance circuit, and the voltage drive signal may be applied across the capacitor and inductor. In some embodiments, the driver 203 may be coupled directly (or indirectly) to the transmitter coil 103 and the voltage drive signal may be provided to the transmitter coil 103.

[089] Dessa forma, no sistema, o acionador 203 gera um sinal de acionamento, o qual é fornecido ao circuito de ressonância transmissor 201/bobina transmissora 103, o que faz com que a bobina transmissora 103 gere o sinal de transferência de potência que fornece energia ao receptor de potência 105. O sinal de acionamento é gerado para ter uma determinada frequência chamada de frequência de acionamento, isto é, a frequência de acionamento é a frequência do sinal de acionamento.[089] Thus, in the system, the driver 203 generates a drive signal, which is supplied to the transmitter 201/transmitter coil 103 resonance circuit, which causes the transmitter coil 103 to generate the power transfer signal that supplies power to the power receiver 105. The drive signal is generated to have a certain frequency called the drive frequency, that is, the drive frequency is the frequency of the drive signal.

[090] O acionador 203 gera a corrente e a tensão que são alimentadas para a bobina transmissora 103. O acionador 203 é, geralmente, um circuito de acionamento sob a forma de um inversor que gera um sinal alternado a partir de uma tensão de CC. A saída do acionador 203 é geralmente uma ponte de chave que gera o sinal de acionamento por meio do chaveamento adequado da ponte de chave. A Figura 3 mostra uma ponte de chave/inversor de meia-ponte. As chaves S1 e S2 são controladas de modo que nunca sejam fechadas ao mesmo tempo. Alternativamente, a S1 é fechada ao mesmo tempo que a S2 é aberta, e a S2 é fechada ao mesmo tempo que a S1 é aberta. As chaves são abertas e fechadas com a frequência desejada, gerando, assim, um sinal alternado na saída. Geralmente, a saída do inversor está conectada à bobina transmissora através de um capacitor de ressonância. A Figura 4 mostra uma ponte de chave/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. Alternativamente, as chaves S1 e S4 são fechadas enquanto S2 e S3 são abertas e, então, S2 e S3 são fechadas enquanto S1 e S4 são abertas, gerando, assim, um sinal de onda quadrada na saída. As chaves são abertas e fechadas com a frequência desejada.[090] Driver 203 generates the current and voltage that are fed to the transmitter coil 103. Driver 203 is generally a drive circuit in the form of an inverter that generates an alternating signal from a DC voltage . The output of the driver 203 is generally a switch bridge that generates the trigger signal by properly switching the switch bridge. Figure 3 shows a half-bridge switch/inverter bridge. Switches S1 and S2 are controlled so that they are never closed at the same time. Alternatively, S1 is closed at the same time as S2 is opened, and S2 is closed at the same time as S1 is opened. The switches are opened and closed with the desired frequency, thus generating an alternating signal at the output. Generally, the inverter output is connected to the transmitter coil through a resonance capacitor. Figure 4 shows a full bridge switch/inverter bridge. Switches S1 and S2 are controlled so that they are never closed at the same time. Switches S3 and S4 are controlled so that they are never closed at the same time. Alternatively, switches S1 and S4 are closed while S2 and S3 are open, and then S2 and S3 are closed while S1 and S4 are open, thus generating a square wave signal at the output. The switches are opened and closed as often as desired.

[091] A descrição acima corresponde ao caso em que as pontes esquerda e direita estão a 180° fora de fase e fornecem a potência máxima de saída ou ciclo de trabalho máximo. Entretanto, em outros cenários, as metades da ponte podem estar parcialmente fora da fase, o que resulta no fechamento simultâneo tanto da S2 quanto da S4 ou tanto da S1 quanto da S3. Nesse estado, a tensão de ponte será zero e, dessa forma, a abordagem pode ser usada para reduzir a potência de saída ou ciclo de trabalho dos valores máximos.[091] The above description corresponds to the case where the left and right bridges are 180° out of phase and provide the maximum output power or maximum duty cycle. However, in other scenarios, the bridge halves may be partially out of phase, resulting in the simultaneous closure of both S2 and S4 or both S1 and S3. In this state, the bridge voltage will be zero and thus the approach can be used to reduce the output power or duty cycle from maximum values.

[092] O acionador 203 gera, consequentemente, um sinal de acionamento e aplica esse sinal ao circuito de ressonância transmissor 201. O circuito de ressonância do transmissor 201 é formado por uma impedância indutiva e uma impedância capacitiva.[092] The driver 203 consequently generates a drive signal and applies this signal to the transmitter resonance circuit 201. The transmitter resonance circuit 201 is formed by an inductive impedance and a capacitive impedance.

[093] A seguir, a operação do transmissor de energia 101 e dos receptores de potência 105, 107 será descrita com referência específica a uma modalidade de acordo com a Especificação Qi (com exceção das modificações e melhorias aqui descritas (ou consequentes)). Em particular, o transmissor de energia 101 e os receptores de potência 105, 107 podem ser substancialmente compatíveis com a Especificação Qi versão 1.0, 1.1 ou 1.2 (exceto para as modificações e melhorias aqui descritas (ou consequentes)).[093] In the following, the operation of the power transmitter 101 and the power receivers 105, 107 will be described with specific reference to an embodiment in accordance with the Qi Specification (with the exception of modifications and improvements described (or consequential) herein). In particular, the power transmitter 101 and the power receivers 105, 107 may be substantially compatible with the Qi Specification version 1.0, 1.1 or 1.2 (except for the modifications and improvements described (or consequential) herein).

[094] Para controlar a transferência de potência, o sistema prossegue através de fases diferentes, em particular, uma fase de seleção, uma fase de ping, uma fase de identificação e configuração e uma fase de transferência de potência são usadas no sistema Qi. Mais informações podem ser encontradas, por exemplo, no Capítulo 5 da Parte 1 da Especificação Qi de transferência de potência sem fio.[094] To control power transfer, the system proceeds through different phases, in particular, a selection phase, a ping phase, an identification and configuration phase, and a power transfer phase are used in the Qi system. More information can be found, for example, in Chapter 5 of Part 1 of the Qi Wireless Power Transfer Specification.

[095] Por exemplo, ao estabelecer comunicação com o primeiro receptor de energia 105, o transmissor de energia 101 pode estar inicialmente na fase de seleção onde ele simplesmente monitora a presença potencial de um receptor de energia. O transmissor de energia 101 pode usar uma variedade de métodos para este propósito, por exemplo, conforme descrito na Especificação Qi de transferência de energia sem fio. Se tal presença potencial é detectada, o transmissor de energia 101 entra na fase de ping, onde um sinal de energia é temporariamente gerado. O primeiro receptor de energia 105 pode aplicar o sinal recebido para energizar seus componentes eletrônicos. Após a recepção do sinal de energia, o receptor de energia 105 transmite um pacote inicial ao transmissor de energia 101. Especificamente, é transmitido um pacote de intensidade de sinal que indica o grau de acoplamento entre o transmissor de energia 101 e o primeiro receptor de energia 105. Mais informações podem ser encontradas no Capítulo 6.3.1 da Parte 1 da Especificação Qi de transferência de potência sem fio (ou a Seção 5.2.3.1 da versão 1.2). Dessa forma, na fase de ping, é determinado se um receptor de energia 105 está presente na interface do transmissor de energia 101.[095] For example, when establishing communication with the first energy receiver 105, the energy transmitter 101 may initially be in the selection phase where it simply monitors the potential presence of an energy receiver. The power transmitter 101 may use a variety of methods for this purpose, for example, as described in the Qi Wireless Power Transfer Specification. If such a potential presence is detected, the power transmitter 101 enters the ping phase, where a power signal is temporarily generated. The first power receiver 105 may apply the received signal to power its electronic components. Upon reception of the power signal, the power receiver 105 transmits an initial packet to the power transmitter 101. Specifically, a signal strength packet is transmitted that indicates the degree of coupling between the power transmitter 101 and the first power receiver. power 105. More information can be found in Chapter 6.3.1 of Part 1 of the Qi Wireless Power Transfer Specification (or Section 5.2.3.1 of version 1.2). Thus, in the ping phase, it is determined whether a power receiver 105 is present at the power transmitter 101 interface.

[096] Ao receber a mensagem de intensidade de sinal, o transmissor de energia 101 passa à fase de identificação e configuração. Nesta fase, o receptor de energia 105 mantém sua carga de saída desconectada e se comunica com o transmissor de energia 101 mediante o uso de modulação de carga. O transmissor de energia fornece um sinal de energia com amplitude, frequência e fase constantes para este propósito (exceto pela alteração causada por modulação de carga). As mensagens são usadas pelo transmissor de energia 101 para configurar a si mesmo, conforme solicitado pelo receptor de energia 105.[096] Upon receiving the signal strength message, the power transmitter 101 moves to the identification and configuration phase. In this phase, the power receiver 105 keeps its output load disconnected and communicates with the power transmitter 101 through the use of load modulation. The power transmitter provides a power signal with constant amplitude, frequency and phase for this purpose (except for the change caused by load modulation). The messages are used by the energy transmitter 101 to configure itself as requested by the energy receiver 105.

[097] Após a fase de identificação e configuração, o sistema segue para a fase de transferência de energia, onde ocorre a real transferência de energia. Especificamente, após ter comunicado seu requisito de energia, o receptor de energia 105 conecta a carga de saída e fornece a ela a energia recebida. O receptor de energia 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. Ele comunica esses erros de controle ao transmissor de energia 101 em uma frequência mínima de, por exemplo, a cada 250 ms para indicar os erros ao transmissor de energia 101, bem como o desejo por uma alteração, ou por nenhuma alteração, do sinal de energia.[097] After the identification and configuration phase, the system moves to the energy transfer phase, where the actual energy transfer occurs. Specifically, after having communicated its power requirement, the power receiver 105 connects the output load and supplies it with the received power. The power receiver 105 monitors the output load and measures the control error between the actual value and the desired value of a certain operating point. It communicates these control errors to the power transmitter 101 at a minimum frequency of, for example, every 250 ms to indicate the errors to the power transmitter 101, as well as the desire for a change, or no change, of the control signal. energy.

[098] Dessa forma, para preparar e controlar a transferência de potência entre o transmissor de energia 101 e os receptores de potência 105, 107 no sistema de transferência de potência sem fio, os receptores de potência 105, 107 comunicam as informações ao transmissor de energia 101. Tal comunicação foi padronizada na Especificação Qi, versões 1.0, 1.1 e 1.2.[098] Thus, to prepare and control the power transfer between the power transmitter 101 and the power receivers 105, 107 in the wireless power transfer system, the power receivers 105, 107 communicate information to the power transmitter energy 101. Such communication has been standardized in the Qi Specification, versions 1.0, 1.1 and 1.2.

[099] No nível físico, o canal de comunicação do receptor de potência 105 para o transmissor de energia 101 é implementado com o uso do sinal de energia indutivo sem fio como um veículo de comunicação. Os receptores de potência 105 transmitem mensagens de dados ao modularem a carga da bobina receptora 107. Isso resulta em variações correspondentes no sinal de energia no lado do transmissor de energia. A modulação de carga pode ser detectada por uma alteração na amplitude e/ou fase da corrente da bobina transmissora ou, alternativa ou adicionalmente, por uma alteração na tensão da bobina transmissora 103. Com base nesse princípio, o receptor de energia 105 pode modular dados que o transmissor de energia 101 pode, então, demodular. Esses dados são formatados em bytes e pacotes. Mais informações podem ser encontradas na publicação “System Description, Wireless Power Transfer, Volume I: Low Power, Part 1: Interface Definition, versão 1.0, julho de 2010, publicado por Wireless Power Consortium”, disponível em http://www.wirelesspowerconsortium.com/downloads/wireless- power-specification-part-1.html, também chamado de Especificação Qi de transferência de potência sem fio, em particular, o capítulo 6: Communications Interface (ou em versões posteriores da Especificação).[099] At the physical level, the communication channel from the power receiver 105 to the power transmitter 101 is implemented using the wireless inductive power signal as a communication vehicle. The power receivers 105 transmit data messages by modulating the load of the receiving coil 107. This results in corresponding variations in the power signal on the power transmitter side. Load modulation can be detected by a change in the amplitude and/or phase of the transmitter coil current or, alternatively or additionally, by a change in the voltage of the transmitter coil 103. Based on this principle, the power receiver 105 can modulate data which the power transmitter 101 can then demodulate. This data is formatted into bytes and packets. More information can be found in the publication “System Description, Wireless Power Transfer, Volume I: Low Power, Part 1: Interface Definition, version 1.0, July 2010, published by Wireless Power Consortium”, available at http://www.wirelesspowerconsortium .com/downloads/wireless- power-specification-part-1.html, also called the Qi Wireless Power Transfer Specification, in particular, chapter 6: Communications Interface (or later versions of the Specification).

[0100] A fim de fornecer uma transferência de potência eficiente, confiável e segura, o sistema é disposto de modo a controlar a potência do sinal de transmissão de energia gerado pelo controle de uma característica do sinal de acionamento gerado.[0100] In order to provide efficient, reliable and safe power transfer, the system is arranged to control the power of the generated power transmission signal by controlling a characteristic of the generated drive signal.

[0101] A transferência de potência para o receptor de potência 105 ocorre, portanto, principalmente na fase de transferência de potência. Durante essa fase, o receptor de energia monitora as condições de carga de saída e especificamente mede o erro de controle entre o valor real e o valor desejado de um certo ponto de operação. O mesmo comunica esses erros de controle em mensagens de erro de controle para o transmissor de energia com uma taxa mínima, por exemplo, a cada 250 ms. Isto fornece uma indicação da presença continuada do receptor de energia para o transmissor de energia. Além disso, as mensagens de erro de controle são usadas para implementar um controle de potência de circuito fechado, onde o transmissor de energia adapta o sinal de energia para minimizar o erro relatado. Especificamente, se o valor real do ponto de operação for igual ao valor desejado, o receptor de energia comunica um erro de controle com um valor de zero, resultando em nenhuma alteração no sinal de energia. No caso de o receptor de potência comunicar um erro de controle diferente de zero, o transmissor de energia ajustará o sinal de energia adequadamente, isto é, ele aumentará ou diminuirá a potência do sinal de transferência de potência em resposta à retroinformação proveniente do receptor de potência 106.[0101] The power transfer to the power receiver 105 therefore occurs mainly in the power transfer phase. During this phase, the power receiver monitors the output load conditions and specifically measures the control error between the actual value and the desired value of a certain operating point. It communicates these control errors in control error messages to the power transmitter at a minimum rate, for example every 250 ms. This provides an indication of the continued presence of the energy receiver to the energy transmitter. Additionally, control error messages are used to implement closed-loop power control, where the power transmitter adapts the power signal to minimize the reported error. Specifically, if the actual operating point value is equal to the desired value, the power receiver reports a control error with a value of zero, resulting in no change in the power signal. In the event that the power receiver reports a non-zero control error, the power transmitter will adjust the power signal accordingly, that is, it will increase or decrease the power of the power transfer signal in response to feedback from the power receiver. power 106.

[0102] A regulação de energia real pode ser diferente em modalidades diferentes. Em alguns sistemas, a potência pode ser ajustada pela alteração de uma tensão ou uma corrente do sinal de acionamento. Entretanto, na maioria das aplicações práticas, a potência pode ser ajustada mediante a modificação de um ciclo de trabalho ou uma frequência do sinal de acionamento. Por exemplo, o sinal de acionamento gerado pode ser um sinal de onda quadrada que tem um dado valor (com frequência, alternativamente positivo e negativo) durante intervalos de tempo ativos com intervalos de tempo inativos, entre os quais a tensão é zero. Dessa forma, a potência é fornecida apenas ao circuito de ressonância durante os intervalos de tempo ativos. O nível de potência pode ser aumentado e diminuído, respectivamente, aumentando e diminuindo a duração do intervalo de tempo ativo. Dessa forma, o ciclo de trabalho pode ser modificado para alterar a energia fornecida ao indutor de comunicação do transmissor 209 e, dessa forma, a potência do sinal de transmissão de energia. Em outras modalidades, a frequência de acionamento pode ser alterada com a potência sendo aumentada ao se mover a frequência de acionamento em direção à frequência de ressonância do circuito de ressonância, e sendo diminuída ao se mover a frequência de acionamento na direção oposta à frequência de ressonância.[0102] Actual power regulation may be different in different embodiments. In some systems, power can be adjusted by changing a voltage or current of the drive signal. However, in most practical applications, power can be adjusted by modifying a duty cycle or frequency of the drive signal. For example, the generated drive signal may be a square wave signal that has a given value (often alternatively positive and negative) during active time intervals with inactive time intervals, between which the voltage is zero. In this way, power is only supplied to the resonance circuit during active time intervals. The power level can be increased and decreased respectively by increasing and decreasing the duration of the active time interval. In this way, the duty cycle can be modified to change the power supplied to the transmitter communication inductor 209 and thus the power of the power transmission signal. In other embodiments, the drive frequency can be changed with the power being increased by moving the drive frequency toward the resonance frequency of the resonant circuit, and being decreased by moving the drive frequency in the opposite direction to the drive frequency. resonance.

[0103] Dessa forma, durante a fase de transferência de potência, o sistema opera um laço de controle de potência com base nas mensagens de erro de controle de potência que são transmitidas ao transmissor de energia a partir do receptor de potência. Esse laço de controle de potência ajusta o ponto de operação para um valor desejado. Especificamente, em muitas modalidades, o receptor de potência pode transmitir mensagens de controle de potência para controlar a potência do sinal de transmissão de energia de modo a resultar em uma dada tensão sendo induzida no receptor de potência para uma dada carga.[0103] Thus, during the power transfer phase, the system operates a power control loop based on power control error messages that are transmitted to the power transmitter from the power receiver. This power control loop adjusts the operating point to a desired value. Specifically, in many embodiments, the power receiver may transmit power control messages to control the power of the power transmission signal so as to result in a given voltage being induced in the power receiver for a given load.

[0104] Além da operação do laço de controle de potência, o transmissor de energia pode também adotar limites na faixa de operação para a transferência de potência e, dessa forma, restrições dentro das quais o laço de controle de potência precisa operar. Em particular, para transmissores de energia, a energia que é fornecida ao circuito de ressonância pode ser limitada para estar abaixo de um dado limite.[0104] In addition to the operation of the power control loop, the power transmitter may also adopt limits on the operating range for power transfer and thus restrictions within which the power control loop needs to operate. In particular, for power transmitters, the power that is supplied to the resonance circuit may be limited to be below a given threshold.

[0105] O Qi definiu originalmente uma transferência de potência sem fio para dispositivos de baixa potência considerados dispositivos com uma drenagem de potência menor que 5 W. Entretanto, o sistema está sendo expandido para níveis de potência mais altos a fim de suportar uma faixa aumentada de dispositivos e aplicações de transferência de potência. Entretanto, os níveis de potência aumentados resultaram em novos desafios, e descobriu-se que, em alguns cenários, as abordagens usadas para aplicações de potência mais baixa não são adequadas para níveis de potência mais altos.[0105] Qi originally defined wireless power transfer for low-power devices considered devices with a power drain of less than 5 W. However, the system is being expanded to higher power levels to support an increased range of power transfer devices and applications. However, increased power levels have resulted in new challenges, and it has been discovered that in some scenarios, approaches used for lower power applications are not suitable for higher power levels.

[0106] Em particular, descobriu-se que os níveis de potência aumentados (como aqueles que são introduzidos pelo perfil de energia ampliado da Especificação Qi de v1.2.1) podem possivelmente resultar em danos a alguns dispositivos receptores de potência em algumas situações. Em particular, percebeu-se que, se o dispositivo receptor de potência for repentinamente movido para aumentar o acoplamento entre o receptor de potência e o transmissor de energia, uma condição de sobretensão pode ocorrer no receptor de potência devido ao fato de que o laço de controle de potência é inerentemente relativamente lento. Além disso, o aumento dos níveis de potência exige limites mais altos, os quais não são suficientes para evitar que tais condições de sobretensão alcancem níveis possivelmente indesejáveis.[0106] In particular, it has been discovered that increased power levels (such as those introduced by the expanded power profile of the Qi Specification of v1.2.1) may possibly result in damage to some power receiving devices in some situations. In particular, it has been realized that if the power receiving device is suddenly moved to increase the coupling between the power receiver and the power transmitter, an overvoltage condition may occur in the power receiver due to the fact that the power loop Power control is inherently relatively slow. Furthermore, increasing power levels require higher limits, which are not sufficient to prevent such overvoltage conditions from reaching possibly undesirable levels.

[0107] Especificamente, pode ser geralmente considerado que a tensão de entrada máxima para o receptor de potência da bobina do receptor de potência/circuito de ressonância receptor não deva exceder uma amplitude de 20 V. Na maioria das implementações práticas, as tensões até cerca de 25 V não tendem a causar danos aos circuitos eletrônicos (como circuitos integrados adequados). Entretanto, as tensões mais altas podem, em alguns cenários e aplicações, possivelmente danificar o circuito, resultando em falha e dano ao próprio receptor de potência.[0107] Specifically, it can be generally considered that the maximum input voltage to the power receiver coil of the power receiver/receiver resonance circuit should not exceed an amplitude of 20 V. In most practical implementations, voltages up to about 25 V do not tend to cause damage to electronic circuits (such as suitable integrated circuits). However, higher voltages can, in some scenarios and applications, possibly damage the circuit, resulting in failure and damage to the power receiver itself.

[0108] Geralmente, para aplicações de baixa potência, o controle de potência e os limites aplicados são tais que a tensão induzida não excede 20 V mesmo para alterações muito repentinas, por exemplo, acoplamento entre os dispositivos. No entanto, para níveis de potência mais altos, descobriu-se que isso não pode ser garantido em todas as situações.[0108] Generally, for low power applications, the power control and applied limits are such that the induced voltage does not exceed 20 V even for very sudden changes, for example, coupling between devices. However, for higher power levels it has been found that this cannot be guaranteed in all situations.

[0109] Por exemplo, pode-se considerar o seguinte cenário: - Um usuário pode colocar seu telefone com um receptor de potência sem fio sobre um carregador que compreende um transmissor de energia sem fio. Ele pode colocá-lo em uma posição na qual o acoplamento entre os dois seja inadequado, mas suficientemente alto para iniciar a transferência de potência. - Após as etapas iniciais no protocolo de comunicação, o telefone direciona o carregador para fornecer mais energia por meio do envio de pacotes de erro de controle adequados. - O carregador responde com o aumento da corrente da bobina transmissora até que o telefone indique que está satisfeito (por meio do envio de pacotes de erro de controle de valor zero) ou até que o carregador atinja seu limite de potência e/ou corrente. Isso geralmente não leva mais de um ou dois segundos após o carregador e o telefone estabelecerem comunicação, e resulta em um campo magnético grande. - Uma vez que o usuário descobre que o telefone está carregando a uma velocidade baixa devido ao baixo acoplamento, ele rapidamente o move para uma posição onde o acoplamento seja (muito) melhor. - Nesse momento, o campo magnético amplo do carregador gera uma alta tensão (possivelmente muito acima de 20 V) no telefone, o que pode danificar seus componentes eletrônicos.[0109] For example, the following scenario can be considered: - A user can place his phone with a wireless power receiver on a charger comprising a wireless power transmitter. It can place it in a position where the coupling between the two is inadequate but high enough to initiate power transfer. - After the initial steps in the communication protocol, the phone directs the charger to provide more power by sending appropriate control error packets. - The charger responds by increasing the transmitter coil current until the phone indicates that it is satisfied (by sending zero value control error packets) or until the charger reaches its power and/or current limit. This usually takes no more than a second or two after the charger and phone establish communication, and results in a large magnetic field. - Once the user discovers that the phone is charging at a low speed due to poor coupling, he quickly moves it to a position where the coupling is (much) better. - At this time, the charger's broad magnetic field generates a high voltage (possibly well above 20 V) on the phone, which can damage its electronic components.

[0110] Uma opção para lidar com a possível condição de sobretensão é adicionar circuitos de proteção ou circuitos reguladores de tensão que podem lidar com tensões acima de 20 V no receptor de potência. Entretanto, isso é geralmente indesejável ou mesmo impossível devido às suas limitações de design. Em particular, isso gera um aumento inaceitável de custo e complexidade.[0110] One option for dealing with the possible overvoltage condition is to add protection circuits or voltage regulator circuits that can handle voltages above 20 V at the power receiver. However, this is generally undesirable or even impossible due to their design limitations. In particular, this generates an unacceptable increase in cost and complexity.

[0111] Para se considerar o cenário com mais detalhes, o circuito de simulação/equivalente da Figura 5 pode ser considerado. No exemplo, o gerador de sinal 501 representa o acionador, Cp corresponde ao capacitor do circuito de ressonância transmissor, Lp representa o indutor do circuito de ressonância transmissor, Rp representa perdas do transmissor de energia, Cs representa o capacitor do circuito de ressonância receptor, Ls representa o indutor do circuito de ressonância receptor, Rs representa as perdas do receptor de potência e kop representa o acoplamento entre os indutores transmissor e receptor. ZL representa a carga de valor complexo alimentada pelo sinal de transferência de potência (e pode incluir tanto um circuito receptor de potência interno como uma carga externa).[0111] To consider the scenario in more detail, the simulation/equivalent circuit of Figure 5 can be considered. In the example, the signal generator 501 represents the driver, Cp corresponds to the transmitter resonance circuit capacitor, Lp represents the transmitter resonance circuit inductor, Rp represents transmitter power losses, Cs represents the receiver resonance circuit capacitor, Ls represents the inductor of the receiver resonance circuit, Rs represents the receiver power losses and kop represents the coupling between the transmitter and receiver inductors. ZL represents the complex-valued load fed by the power transfer signal (and may include both an internal power receiver circuit and an external load).

[0112] A Figura 6 ilustra valores de parâmetro correspondentes a um perfil de energia ampliado Qi (15 W). As restrições no ponto de operação do transmissor de energia são mencionadas abaixo da tabela. Em particular, o transmissor de energia - é possível operar apenas em frequências acima dos picos de ressonância na função de transferência do sistema; - tem um limite de corrente de 3 A (RMS); - não pode drenar mais de 24 W (média) da sua fonte de alimentação e - tem que limitar a tensão através de seu capacitor ressonante para 120 V (RMS).[0112] Figure 6 illustrates parameter values corresponding to an expanded power profile Qi (15 W). The restrictions on the operating point of the power transmitter are mentioned below the table. In particular, the power transmitter - it is possible to operate only at frequencies above the resonance peaks in the system transfer function; - has a current limit of 3 A (RMS); - it cannot drain more than 24 W (average) from your power supply and - it has to limit the voltage across its resonant capacitor to 120 V (RMS).

[0113] As Figuras 7 e 8 ilustram o espaço de operação completo do sistema das Figuras 5 e 6 em um fator de acoplamento de kop =0,56, 0,448, 0,336, 0,224 e 0,112.[0113] Figures 7 and 8 illustrate the complete operating space of the system of Figures 5 and 6 at a coupling factor of kop = 0.56, 0.448, 0.336, 0.224 and 0.112.

[0114] A Figura 7 ilustra a potência de entrada que corresponde à potência fornecida ao circuito de ressonância (e, portanto, à potência do sinal de acionamento) pelo acionador como uma função da corrente através da bobina transmissora 103. A Figura 7 mostra a relação de diferentes fatores de acoplamento entre a potência do sinal de acionamento e a corrente da bobina à medida que o carregamento do sinal de transferência de potência varia. Como pode ser visto, quanto mais baixo o fator de acoplamento, maior a corrente da bobina que é necessária para fornecer uma dada potência. Isso reflete que, para fatores de acoplamento mais baixos, é necessária uma intensidade de campo magnético aumentada para que o receptor de potência extraia a potência necessária. A intensidade do campo magnético é dada pela corrente da bobina e, dessa forma, uma corrente de bobina mais alta é necessária para um campo magnético mais forte. As figuras ilustram especificamente a relação entre a potência do sinal de acionamento e a corrente da bobina transmissora depois que o controle de potência foi adaptado à carga específica fornecida pelo receptor de potência.[0114] Figure 7 illustrates the input power that corresponds to the power supplied to the resonance circuit (and therefore the drive signal power) by the driver as a function of the current through the transmitter coil 103. Figure 7 shows the relationship of different coupling factors between the power of the drive signal and the coil current as the loading of the power transfer signal varies. As can be seen, the lower the coupling factor, the greater the coil current that is required to deliver a given power. This reflects that for lower coupling factors, an increased magnetic field strength is required for the power receiver to extract the required power. The strength of the magnetic field is given by the coil current and thus a higher coil current is required for a stronger magnetic field. The figures specifically illustrate the relationship between the power of the drive signal and the transmitter coil current after the power control has been adapted to the specific load supplied by the power receiver.

[0115] No exemplo, a potência do sinal de acionamento é limitada a um valor máximo de 24 W e a corrente da bobina (e, portanto, a corrente do sinal de acionamento) é limitada a um valor máximo de 3A (conforme indicado na Figura 7).[0115] In the example, the drive signal power is limited to a maximum value of 24 W and the coil current (and therefore the drive signal current) is limited to a maximum value of 3A (as indicated in Figure 7).

[0116] A Figura 8 ilustra a tensão de carga do receptor de potência correspondente como uma função da corrente de carga para diferentes acoplamentos. As diferentes curvas ilustram os valores máximos que podem ser alcançados para os diferentes acoplamentos sob as restrições indicadas na Figura 7, isto é, as curvas mostram os valores máximos que podem ser alcançados antes que os limites de potência ou de corrente sejam alcançados. Consequentemente, as curvas delimitam os possíveis pontos de operação que podem ser alcançados para os diferentes valores de acoplamento.[0116] Figure 8 illustrates the corresponding power receiver load voltage as a function of load current for different couplings. The different curves illustrate the maximum values that can be achieved for the different couplings under the restrictions indicated in Figure 7, that is, the curves show the maximum values that can be reached before the power or current limits are reached. Consequently, the curves delimit the possible operating points that can be achieved for different coupling values.

[0117] Dessa forma, todos os pontos dentro de um contorno de uma curva específica são alcançáveis para o sistema no acoplamento associado. O ponto 801 indica o ponto de operação pretendido do receptor de potência no exemplo específico. O sistema pode alcançar o ponto de operação pretendido em fatores de acoplamento de até cerca de kop = 0,336 (supõe-se que o fator de acoplamento de kop = 0,56 seja o máximo possível dada uma determinada constatação física). Essa faixa pode ser considerada para fornecer ao usuário tolerância de posicionamento suficiente. Pode-se notar, também, que o sistema pode potencialmente operar com uma tensão de carga bem acima de uL = 30 V se a impedância de carga estiver acima de Z L = 50 Q. Essa possível alta tensão pode ser problemática uma vez que a maioria dos circuitos é projetada para uma tensão máxima que, de preferência, não excede geralmente 20 V em todas as circunstâncias possíveis.[0117] In this way, all points within a contour of a specific curve are reachable for the system in the associated coupling. Point 801 indicates the intended operating point of the power receiver in the specific example. The system can achieve the intended operating point at coupling factors up to about kop = 0.336 (the coupling factor of kop = 0.56 is assumed to be the maximum possible given a given physical finding). This range can be considered to provide the user with sufficient positioning tolerance. It can also be noted that the system can potentially operate with a load voltage well above uL = 30 V if the load impedance is above Z L = 50 Q. This possible high voltage can be problematic since most of the circuits is designed for a maximum voltage that preferably does not generally exceed 20 V in all possible circumstances.

[0118] Deve-se notar que as legendas das figuras são mostradas associadas aos limites superiores das curvas. No entanto, deve-se notar que estes são parte de contornos completamente fechados que representam os estados/pontos de operação acessíveis para um fator de acoplamento específico. Dessa forma, os contornos que definem os possíveis pontos de operação para o acoplamento incluem também os limites de potência e corrente da Figura 7, bem como os limites inferiores ilustrados (correspondentes, por exemplo, às curvas na parte inferior direita da Figura 7 e próximo a (0,0) na Figura 8. No entanto, uma vez que estes são muito próximos uns dos outros e não diferem significativamente nos diferentes acoplamentos, as legendas individuais não são, por razões de clareza, incluídas nas figuras. Além disso, os seguintes comentários, descrição e princípios básicos se aplicam ao efeito dos limites superiores e limites do ponto de operação e, portanto, a consideração dos limites inferiores não é significativa.[0118] It should be noted that the figure captions are shown associated with the upper limits of the curves. However, it should be noted that these are part of completely closed contours that represent the accessible states/operating points for a specific coupling factor. Thus, the contours that define the possible operating points for the coupling also include the power and current limits of Figure 7, as well as the illustrated lower limits (corresponding, for example, to the curves in the lower right part of Figure 7 and near to (0,0) in Figure 8. However, since these are very close to each other and do not differ significantly in the different couplings, the individual legends are, for reasons of clarity, not included in the figures. Furthermore, the following comments, description and basic principles apply to the effect of upper limits and operating point limits and therefore consideration of lower limits is not significant.

[0119] As Figuras 9 e 10 ilustram exemplos de como os sinais podem mudar à medida que os sistemas controlam os parâmetros operacionais em direção ao ponto de operação-alvo 801 para os diferentes valores de acoplamento.[0119] Figures 9 and 10 illustrate examples of how signals can change as systems control operating parameters toward target operating point 801 for different coupling values.

[0120] Após as fases de inicialização do protocolo de transferência de potência, o primeiro receptor de potência controla sua tensão para um nível (us =12,6 V) logo acima de sua tensão operacional pretendida (us =12,0 V). Isso é feito a uma impedância de carga relativamente alta (800 Q) e, consequentemente, a corrente da carga é muito baixa. Entretanto, durante essa primeira fase, a corrente da bobina do transmissor de energia ainda é relativamente significativa e aumenta com a redução do acoplamento. Por exemplo, como pode ser visto na Figura 9, a corrente da bobina para um acoplamento de 0,56 é cerca de 0,6 A e para kop =0,224 é de cerca de 2,4 A. De fato, para kop =0,112, a corrente teria que estar acima de 3A para que a tensão do receptor de potência alcançasse 12,6 V e, dessa forma, mesmo esse ponto de operação não pode ser atingido para esse valor de acoplamento.[0120] After the initialization phases of the power transfer protocol, the first power receiver controls its voltage to a level (us =12.6 V) just above its intended operating voltage (us =12.0 V). This is done at a relatively high load impedance (800 Q) and consequently the load current is very low. However, during this first phase, the power transmitter coil current is still relatively significant and increases with decreasing coupling. For example, as can be seen in Figure 9, the coil current for a 0.56 coupling is about 0.6 A and for kop =0.224 it is about 2.4 A. In fact, for kop =0.112 , the current would have to be above 3A for the power receiver voltage to reach 12.6 V and, therefore, even this operating point cannot be reached for this coupling value.

[0121] Em seguida, o receptor de potência conecta sua carga, o que resulta em um passo de carga de ZL = 800 Q a ZL = 8 Q. Esse passo de carga significativa faz com que a tensão no receptor de potência caia. O ponto de operação imediato (intermediário) resultante depende do acoplamento. De fato, conforme ilustrado na Figura 10, para kop = 0,56, a tensão cai para cerca de 6 V e a corrente de carga aumenta para cerca de 0,75 A. Para kop = 0,224, a tensão cai para cerca de 10 V e a corrente de carga aumenta para cerca de 1,2 A. Pelo lado do transmissor de energia, a corrente da bobina e a potência do sinal de acionamento aumentam de modo correspondente. Por exemplo, para kop = 0,56, a potência de entrada aumenta para cerca de 5 W e a corrente da bobina aumenta para cerca de 0,12 A. Para kop = 0,224, a potência de entrada aumenta para cerca de 13 W e a corrente da bobina aumenta para 3 A onde ela é limitada.[0121] The power receiver then connects its load, which results in a load step of ZL = 800 Q to ZL = 8 Q. This significant load step causes the voltage at the power receiver to drop. The resulting immediate (intermediate) operating point depends on the coupling. In fact, as illustrated in Figure 10, for kop = 0.56, the voltage drops to about 6 V and the load current increases to about 0.75 A. For kop = 0.224, the voltage drops to about 10 V and the load current increases to about 1.2 A. On the power transmitter side, the coil current and drive signal power increase correspondingly. For example, for kop = 0.56, the input power increases to about 5 W and the coil current increases to about 0.12 A. For kop = 0.224, the input power increases to about 13 W and the coil current increases to 3 A where it is limited.

[0122] O sistema, então, prossegue para executar o controle de potência. Especificamente, o receptor de potência solicita continuamente que a energia seja aumentada até que o ponto de operação desejado 801 seja atingido. Na Figura 10, isso corresponde ao ponto de operação que move a trajetória linear correspondente a um resistor de 8 Q até que o um ponto de operação 801 de 12 V, 1,5 A seja alcançado. No lado do transmissor de energia, isso resulta em uma potência de entrada e corrente da bobina crescente até que o ponto de operação seja atingido. Isso só é possível para os três fatores de acoplamento mais altos à medida que os limites são atingidos pelos fatores de acoplamento mais baixos. A potência de entrada controlada pela energia/final no transmissor de energia é quase igual para os três principais fatores de acoplamento (cerca de 20 W com a diferença sendo a perda de potência nos resistores indicando outras perdas). Entretanto, a corrente da bobina é diferente para os diferentes acoplamentos. Em particular, é de cerca de 2,2 A para kop = 0,56 e 2,8 A para kop = 0,336.[0122] The system then proceeds to perform power control. Specifically, the power receiver continually requests that power be increased until the desired operating point 801 is reached. In Figure 10, this corresponds to the operating point that moves the linear path corresponding to an 8 Q resistor until the 12 V, 1.5 A operating point 801 is reached. On the power transmitter side, this results in increasing input power and coil current until the operating point is reached. This is only possible for the three highest coupling factors as limits are reached for the lowest coupling factors. The power/end controlled input power at the power transmitter is almost equal for the three main coupling factors (about 20 W with the difference being the power loss in the resistors indicating other losses). However, the coil current is different for different couplings. In particular, it is about 2.2 A for kop = 0.56 and 2.8 A for kop = 0.336.

[0123] Nas figuras, são usadas as seguintes legendas: Estrela: Ponto de operação inicial. Quadrado: Ponto de operação final depois de tentar chegar ao destino. Diamante: Ponto de operação após passar para o acoplamento máximo a partir do valor indicado na legenda. Círculo: Ponto de operação depois de passar para acoplamento zero a partir do valor indicado na legenda.[0123] In the figures, the following captions are used: Star: Initial operating point. Square: Final operating point after trying to reach the destination. Diamond: Operating point after moving to maximum coupling from the value indicated in the legend. Circle: Operating point after moving to zero coupling from the value indicated in the legend.

[0124] A Figura 11 mostra o efeito no ponto de operação instantâneo se o ponto de acoplamento for alterado repentinamente. Especificamente, a Figura 11 mostra a alteração no ponto de operação se o acoplamento for subitamente alterado do nível de acoplamento da corrente para o acoplamento máximo nível de kop = 0,56 antes que a carga tenha aumentado (isto é, quando a impedância de carga ainda é 800 Q e antes que tenha caído para ZL = 8 Q). Conforme esperado, a alteração é mais significativa para a maior etapa no acoplamento, isto é, para um acoplamento inicial de kop = 0,112 onde a corrente alta (no limite de 3 A) resulta em um campo magnético grande e, dessa forma, em uma tensão induzida elevada. De fato, como pode ser visto, uma sobretensão de mais de 35 V é formada, causando, assim, possíveis danos.[0124] Figure 11 shows the effect on the instantaneous operating point if the coupling point is changed suddenly. Specifically, Figure 11 shows the change in operating point if the coupling is suddenly changed from the current coupling level to the maximum coupling level of kop = 0.56 before the load has increased (i.e., when the load impedance is still 800 Q and before it has dropped to ZL = 8 Q). As expected, the change is most significant for the largest step in the coupling, that is, for an initial coupling of kop = 0.112 where the high current (at the limit of 3 A) results in a large magnetic field and thus a high induced voltage. In fact, as can be seen, an overvoltage of more than 35 V is formed, thus causing possible damage.

[0125] Consequentemente, como pode ser visto, o sistema é suscetível a possíveis sobretensões devido à corrente da bobina aumentada necessária em fatores de acoplamento mais baixos. Esse problema geralmente não pode ser meramente superado pela redução dos limites máximos, já que isso geralmente não reduz de modo suficiente as sobretensões sem resultar em uma restrição da faixa operacional disponível maior que a aceitável (e, portanto, reduzirá diretamente a quantidade de energia que pode ser transferida). De fato, a Figura 12 ilustra o efeito da redução do limite de corrente da bobina de 3 A para 2,25 A. Como pode ser visto, isso pode causar ainda sobretensões de até 30 V. Adicionalmente, a análise e as simulações mostram que o ponto de operação desejado de 12 V, 1,5 pode ser suportado apenas para o acoplamento máximo de kop = 0,56 se o limite de corrente for reduzido dessa maneira. Dessa forma, a restrição do limite de corrente para 2,25 A não impede uma sobretensão, mas evita que o ponto de operação desejado seja atingido por outra coisa além de uma posição ideal do receptor de potência. A redução adicional da corrente para reduzir a sobretensão tornaria impossível alcançar o ponto de operação desejado.[0125] Consequently, as can be seen, the system is susceptible to possible overvoltages due to the increased coil current required at lower coupling factors. This problem generally cannot be overcome by merely reducing the maximum limits, as this generally does not sufficiently reduce overvoltages without resulting in a restriction of the available operating range greater than acceptable (and will therefore directly reduce the amount of power that can be transferred). In fact, Figure 12 illustrates the effect of reducing the coil current limit from 3 A to 2.25 A. As can be seen, this can also cause overvoltages of up to 30 V. Additionally, analysis and simulations show that the desired operating point of 12 V, 1.5 can be supported only for the maximum coupling of kop = 0.56 if the current limit is reduced in this way. Therefore, restricting the current limit to 2.25 A does not prevent an overvoltage, but it does prevent the desired operating point from being reached by anything other than an ideal position of the power receiver. Further reducing current to reduce overvoltage would make it impossible to achieve the desired operating point.

[0126] Entretanto, descobriu-se adicionalmente que a sobretensão na carga total, isto é, com impedância de carga ZL = 8 Q, é menor. Isso é ilustrado pelo ponto 1001 da Figura 10 mostrando o desvio máximo do ponto de operação 801 desejado que ocorre para uma alteração repentina no acoplamento do valor mais baixo para o valor mais alto. Como pode ser visto, o aumento temporário de tensão é relativamente baixo e, de fato, a tensão máxima está abaixo de 20 V e, dessa forma, uma condição de sobretensão é evitada.[0126] However, it was additionally discovered that the overvoltage at full load, that is, with load impedance ZL = 8 Q, is lower. This is illustrated by point 1001 of Figure 10 showing the maximum deviation from the desired operating point 801 that occurs for a sudden change in coupling from the lowest value to the highest value. As can be seen, the temporary voltage rise is relatively low and in fact the maximum voltage is below 20 V and thus an overvoltage condition is avoided.

[0127] A Figura 13 ilustra elementos do transmissor de energia 101 com mais detalhes. O transmissor de energia 101 compreende funcionalidade que pode fornecer regulação de energia melhorada e que pode especificamente, em muitas situações e aplicações, reduzir ou mesmo evitar o risco de condições inaceitáveis de sobretensão.[0127] Figure 13 illustrates elements of the energy transmitter 101 in more detail. The power transmitter 101 comprises functionality that can provide improved power regulation and that can specifically, in many situations and applications, reduce or even avoid the risk of unacceptable overvoltage conditions.

[0128] No exemplo, o transmissor de energia 101 compreende uma impedância indutiva que, no exemplo específico, corresponde diretamente à bobina transmissora 103. Entretanto, deve-se considerar que, em outras modalidades, a impedância indutiva pode ser, por exemplo, qualquer elemento de uma porta/dois terminais que tenha uma impedância indutiva ao menos parcial, ou seja, que tenha um componente de reatância indutiva ou, em outras palavras, que tenha uma impedância complexa com uma parte imaginária positiva. Dessa forma, a bobina transmissora 103 da Figura 13 pode ser, de modo mais genérico, considerada uma impedância indutiva que é um circuito ou componente (equivalente) com dois terminais lineares para o qual a tensão nos terminais é ao menos parcialmente dependente de um derivado da corrente através do componente/circuito. A seguir, a impedância indutiva, por questão de brevidade, será considerada com referência ao exemplo específico onde é igual à bobina transmissora 103.[0128] In the example, the power transmitter 101 comprises an inductive impedance that, in the specific example, corresponds directly to the transmitter coil 103. However, it must be considered that, in other embodiments, the inductive impedance can be, for example, any element of a gate/two terminals that has at least partial inductive impedance, that is, that has an inductive reactance component or, in other words, that has a complex impedance with a positive imaginary part. Thus, the transmitter coil 103 of Figure 13 can be, more generally, considered an inductive impedance that is a circuit or component (equivalent) with two linear terminals for which the voltage at the terminals is at least partially dependent on a derivative of current through the component/circuit. In the following, the inductive impedance, for the sake of brevity, will be considered with reference to the specific example where it is equal to the transmitter coil 103.

[0129] A bobina transmissora 103 é adicionalmente acoplada a uma impedância capacitiva que, juntamente com a bobina transmissora 103 (impedância indutiva), forma um circuito de ressonância e, especificamente, um circuito de ressonância em série. No exemplo específico, a impedância capacitiva corresponde diretamente a um capacitor de circuito de ressonância único (chamado de capacitor transmissor 1301), mas deve-se considerar, em outras modalidades, que a impedância capacitiva pode ser, por exemplo, qualquer elemento de uma porta/dois terminais que tenha ao menos uma impedância capacitiva parcial, ou seja, que tenha um componente de reatância capacitiva ou, em outras palavras, que tenha uma impedância complexa com uma parte imaginária negativa. Assim, de modo mais genérico, o capacitor transmissor 1301 poderá ser considerado para representar uma impedância capacitiva que pode ser um circuito ou componente (equivalente) com dois terminais lineares para o qual a corrente através do circuito/componente nos terminais é ao menos parcialmente dependente de um derivado da tensão por todos os terminais.[0129] The transmitter coil 103 is additionally coupled to a capacitive impedance which, together with the transmitter coil 103 (inductive impedance), forms a resonance circuit and, specifically, a series resonance circuit. In the specific example, the capacitive impedance corresponds directly to a single resonance circuit capacitor (called transmitter capacitor 1301), but it should be considered, in other embodiments, that the capacitive impedance can be, for example, any element of a gate /two terminals that have at least a partial capacitive impedance, that is, that have a capacitive reactance component or, in other words, that have a complex impedance with a negative imaginary part. Thus, more generally, the transmitter capacitor 1301 may be considered to represent a capacitive impedance that may be a circuit or component (equivalent) with two linear terminals for which the current through the circuit/component at the terminals is at least partially dependent of a voltage derivative across all terminals.

[0130] Deve-se considerar que, na maioria das modalidades, a parte resistiva das impedâncias indutiva e capacitiva será geralmente muito menor e, muitas vezes, desprezível em comparação com o componente de reatância. Isso assegurará que as oscilações não sejam relativamente amortecidas, ou seja, fornecerão um Q relativamente alto para o circuito de ressonância.[0130] It should be considered that, in most embodiments, the resistive part of the inductive and capacitive impedances will generally be much smaller and often negligible compared to the reactance component. This will ensure that the oscillations are not relatively damped, i.e. provide a relatively high Q for the resonance circuit.

[0131] Para fins de clareza e brevidade, a descrição a seguir focará na impedância indutiva que é um indutor (ideal) e, especificamente, a bobina transmissora 103 das Figuras 1 e 2, e na impedância capacitiva que é um capacitor ideal, a saber, o capacitor transmissor 1301. Entretanto, deve- se considerar que qualquer referência à bobina transmissora 103 pode, conforme adequado, ser substituída por uma referência a uma impedância indutiva ou reatância, e que qualquer referência ao capacitor transmissor 1301 pode, conforme adequado, ser substituída por uma referência a uma impedância capacitiva ou reatância. Por questão de brevidade, o par da bobina transmissora 103 e do capacitor transmissor 1301 será chamado também de “componentes ressonantes”.[0131] For purposes of clarity and brevity, the following description will focus on the inductive impedance that is an (ideal) inductor, and specifically the transmitter coil 103 of Figures 1 and 2, and the capacitive impedance that is an ideal capacitor, the namely, the transmitter capacitor 1301. However, it should be considered that any reference to the transmitter coil 103 may, as appropriate, be replaced by a reference to an inductive impedance or reactance, and that any reference to the transmitter capacitor 1301 may, as appropriate, be replaced by a reference to a capacitive impedance or reactance. For the sake of brevity, the pair of transmitter coil 103 and transmitter capacitor 1301 will also be referred to as “resonant components”.

[0132] A bobina transmissora 103 e o capacitor transmissor 1301 são acoplados/conectados juntos em uma configuração ressonante. No exemplo, a bobina transmissora 103 e o capacitor transmissor 1301 são acoplados em ressonância em série, mas deve-se considerar que, em outras modalidades, os mesmos podem ser acoplados em uma configuração de ressonância paralela.[0132] The transmitter coil 103 and the transmitter capacitor 1301 are coupled/connected together in a resonant configuration. In the example, the transmitter coil 103 and the transmitter capacitor 1301 are coupled in series resonance, but it should be considered that, in other embodiments, they may be coupled in a parallel resonance configuration.

[0133] O circuito de ressonância formado pela bobina transmissora 103 e o capacitor transmissor 1301 são acoplados a um acionador 1303 que pode ter um estágio de saída que é descrito com referência às Figuras 3 e 4 (e que corresponde ao acionador 201 da Figura 2). Dessa forma, o acionador 1303 gera um sinal de acionamento que aciona o circuito de ressonância e que induz especificamente a oscilações no circuito de ressonância. O sinal de acionamento é um sinal de potência que fornece energia ao circuito de ressonância. O sinal de acionamento fornece, dessa forma, uma tensão e corrente ao circuito de ressonância. A corrente do sinal de acionamento (a corrente de acionamento) é, no exemplo específico, igual à corrente do circuito de ressonância e à corrente que atravessa a bobina transmissora 103 (e o capacitor transmissor 1301). A tensão do sinal de acionamento (a tensão de acionamento) atravessa o capacitor transmissor 1301 e a bobina transmissora 103. Embora a descrição a seguir se refira a um circuito de ressonância em série, deve-se compreender que os princípios descritos podem também ser aplicados a um circuito de ressonância paralelo (tendo em mente a equivalência destes e especialmente a natureza complementar das tensões e correntes para circuitos de ressonância em série e em paralelo).[0133] The resonance circuit formed by the transmitter coil 103 and the transmitter capacitor 1301 are coupled to a driver 1303 that may have an output stage that is described with reference to Figures 3 and 4 (and which corresponds to the driver 201 of Figure 2 ). In this way, driver 1303 generates a drive signal that drives the resonance circuit and which specifically induces oscillations in the resonance circuit. The drive signal is a power signal that supplies energy to the resonance circuit. The drive signal thus supplies a voltage and current to the resonance circuit. The drive signal current (the drive current) is, in the specific example, equal to the resonance circuit current and the current passing through the transmitter coil 103 (and the transmitter capacitor 1301). The drive signal voltage (the drive voltage) passes through the transmitter capacitor 1301 and the transmitter coil 103. Although the following description refers to a series resonance circuit, it should be understood that the principles described can also be applied to a parallel resonance circuit (bearing in mind the equivalence of these and especially the complementary nature of voltages and currents for series and parallel resonance circuits).

[0134] A potência do sinal de acionamento é, no exemplo da Figura 13, onde os componentes ressonantes são considerados ideais, igual à potência do sinal de transferência de potência e igual à potência sendo extraída do sinal de transferência de potência. Em casos práticos, parte da potência fornecida pelo sinal de acionamento será dissipada como perdas, conforme representado pela resistência de perda Rp da Figura 5. Dessa forma, na prática, a potência do sinal de acionamento pode ser ligeiramente maior que a potência extraída do sinal de transferência de potência.[0134] The power of the drive signal is, in the example of Figure 13, where the resonant components are considered ideal, equal to the power of the power transfer signal and equal to the power being extracted from the power transfer signal. In practical cases, part of the power supplied by the drive signal will be dissipated as losses, as represented by the loss resistance Rp in Figure 5. Therefore, in practice, the power of the drive signal may be slightly greater than the power extracted from the signal of power transfer.

[0135] A potência extraída do sinal de transferência de potência pode ser composta de várias perdas parasíticas, como perdas resultantes da indução de correntes parasitas em partes metálicas presentes no campo magnético gerado pela bobina transmissora 103. Essas perdas, incluindo várias perdas parasíticas no receptor de potência 105, são representadas pela resistência de perda Rs da Figura 5. Essas perdas são, entretanto, geralmente pequenas em comparação com o carregamento máximo por uma carga-alvo do receptor de potência, isto é, pelo carregamento do alvo pretendido para a transferência de potência.[0135] The power extracted from the power transfer signal may be composed of various parasitic losses, such as losses resulting from the induction of eddy currents in metallic parts present in the magnetic field generated by the transmitter coil 103. These losses, including various parasitic losses in the receiver of power 105, are represented by the loss resistance Rs of Figure 5. These losses are, however, generally small compared to the maximum loading by a power receiver target load, i.e., by the intended target loading for transfer. of power.

[0136] O transmissor de energia 101 compreende adicionalmente um receptor de mensagens 1305 que é disposto de modo a receber as mensagens do receptor de potência 105. Essas mensagens podem ser especificamente recebidas pela modulação da carga como será conhecido pelo versado na técnica. O receptor de mensagens 1305 pode ser especificamente disposto de modo a receber mensagens de erro de controle de potência indicando se o receptor de potência 105 solicita um nível de potência aumentado, diminuído ou inalterado do sinal de transmissão de energia.[0136] The power transmitter 101 further comprises a message receiver 1305 which is arranged to receive messages from the power receiver 105. These messages may be specifically received by load modulation as will be known to those skilled in the art. Message receiver 1305 may be specifically arranged to receive power control error messages indicating whether power receiver 105 requests an increased, decreased, or unchanged power level of the power transmission signal.

[0137] O receptor de mensagens 1303 é acoplado a um controlador do circuito de potência 1307 que é adicionalmente acoplado ao acionador 1303. O controlador do circuito de potência 1307 é disposto de modo a adaptar uma potência do sinal de acionamento em resposta às mensagens de controle de potência (erro) recebidas do receptor de potência 105. Dessa forma, o controlador do circuito de potência 1307 implementa a operação de laço de controle de potência que possibilita que a potência do sinal de transmissão de energia seja dinamicamente controlada durante, em particular, a fase de transferência de potência.[0137] The message receiver 1303 is coupled to a power circuit controller 1307 which is further coupled to the driver 1303. The power circuit controller 1307 is arranged to adapt a drive signal strength in response to message messages. power control (error) received from the power receiver 105. In this way, the power circuit controller 1307 implements the power control loop operation that enables the power of the power transmission signal to be dynamically controlled during, in particular , the power transfer phase.

[0138] O controle da potência do sinal de transmissão de energia é feito pelo controle da potência do sinal de acionamento e, dessa forma, da energia fornecida ao circuito de ressonância. O controlador do circuito de potência 1307 controla, assim, o acionador 1303 para adaptar a potência do sinal de acionamento.[0138] Controlling the power of the power transmission signal is done by controlling the power of the drive signal and, thus, the power supplied to the resonance circuit. The power circuit controller 1307 thus controls the driver 1303 to adapt the power of the drive signal.

[0139] Conforme anteriormente mencionado, esse controle pode ser, por exemplo, direto, controlando-se o componente de tensão ou de corrente do sinal de acionamento, mas é frequentemente obtido por meio do controle de um ciclo de trabalho ou uma frequência do sinal de acionamento (isto é, quanto mais distante a frequência do sinal de acionamento estiver da frequência de ressonância, menor será a potência).[0139] As previously mentioned, this control can be, for example, direct, by controlling the voltage or current component of the drive signal, but is often achieved by controlling a duty cycle or a frequency of the signal. (i.e., the further the frequency of the drive signal is from the resonant frequency, the lower the power).

[0140] O controlador do circuito de potência 1307 é adicionalmente disposto de modo a limitar a faixa de operação do transmissor de energia 101 para assegurar uma operação confiável e segura e, especificamente, o controlador do circuito de potência 1307 procura evitar, por exemplo, valores de sinal excessivos que poderiam possivelmente danificar os componentes.[0140] The power circuit controller 1307 is further arranged to limit the operating range of the power transmitter 101 to ensure reliable and safe operation, and specifically the power circuit controller 1307 seeks to prevent, e.g. excessive signal values that could possibly damage components.

[0141] Em particular, o controlador do circuito de potência 1307 é disposto de modo a controlar o sinal de acionamento submetido a uma restrição de que uma corrente e/ou tensão do circuito de ressonância e uma potência do sinal de acionamento estão abaixo de um limite máximo. Em situações em que tanto a corrente quanto/ou a tensão e a potência são restritas, o limite máximo pode, obviamente, compreender múltiplos limites diferentes (por exemplo, um sendo um limite máximo de potência e o outro sendo um limite máximo de corrente). Dessa forma, o controlador do circuito de potência 1307 é disposto de modo a controlar a potência do sinal de acionamento submetido a pelo menos uma restrição de que a corrente e/ou tensão do circuito de ressonância esteja abaixo de um limite máximo de corrente e uma restrição de que a potência do sinal de acionamento esteja abaixo de um limite máximo de potência. A seguir, o termo limite máximo será usado para se referir tanto ao(s) limite(s) máximo(s) de corrente/tensão (para uma restrição de corrente) como ao limite máximo de potência (para uma restrição de potência), conforme apropriado. Dessa forma, uma indicação de que o limite máximo pode ser adaptado pode ser considerada como se referindo ao limite máximo de corrente quando restringe a corrente e se referir ao limite máximo de potência quando restringe a potência.[0141] In particular, the power circuit controller 1307 is arranged to control the drive signal subject to a constraint that a current and/or voltage of the resonance circuit and a power of the drive signal are below a Maximum limit. In situations where both current and/or voltage and power are restricted, the maximum limit may, of course, comprise multiple different limits (e.g., one being a maximum power limit and the other being a maximum current limit). . Thus, the power circuit controller 1307 is arranged to control the power of the drive signal subject to at least one constraint that the resonance circuit current and/or voltage is below a maximum current limit and a restriction that the power of the drive signal is below a maximum power limit. In the following, the term maximum limit will be used to refer to both the maximum current/voltage limit(s) (for a current restriction) and the maximum power limit (for a power restriction), as appropriate. Thus, an indication that the maximum limit can be adapted can be considered to refer to the maximum current limit when restricting the current and refer to the maximum power limit when restricting the power.

[0142] A descrição a seguir se concentra nas modalidades em que tanto a potência quanto a corrente são limitadas, mas deve-se considerar que isso não é essencial para os princípios descritos. Adicionalmente, as modalidades se concentrarão nas modalidades em que a corrente do circuito de ressonância é restrita ou limitada, enquanto nenhum limite específico é determinado e aplicado a qualquer tensão do circuito de ressonância. Entretanto, deve-se considerar que o princípio descrito pode também ser aplicado aos limites de tensão (alternativa ou adicionalmente ao(s) limite(s) de corrente/potência).[0142] The following description focuses on embodiments in which both power and current are limited, but it should be considered that this is not essential to the principles described. Additionally, embodiments will focus on embodiments in which the resonance circuit current is restricted or limited, while no specific limit is determined and applied to any resonance circuit voltage. However, it must be considered that the described principle can also be applied to voltage limits (alternatively or additionally to the current/power limit(s)).

[0143] O limite da potência e/ou corrente pode ser alcançado de diferentes maneiras em diferentes modalidades. Em algumas modalidades, o acionador 1303 pode compreender, por exemplo, um limitador de corrente que é controlado pelo controlador do circuito de potência 1307. Em outras modalidades, o transmissor de energia 101 pode, por exemplo, implementar um laço de controle interno rápido. Por exemplo, a corrente através da bobina transmissora 103 pode ser monitorada continuamente e, se aumentar acima do limite máximo de corrente do controlador do circuito de potência 1307, pode controlar imediatamente o acionador 1303 para alterar a amplitude/frequência/ciclo de trabalho do sinal de acionamento para reduzir a corrente a ficar abaixo do limite máximo de corrente. Em algumas modalidades, o sistema pode implementar um laço de controle de potência externo que controla o ponto de operação da transferência de potência com um laço de controle interno mais rápido aplicando os limites máximos.[0143] The power and/or current limit can be achieved in different ways in different modalities. In some embodiments, the driver 1303 may comprise, for example, a current limiter that is controlled by the power circuit controller 1307. In other embodiments, the power transmitter 101 may, for example, implement a fast internal control loop. For example, the current through the transmitter coil 103 can be continuously monitored and, if it increases above the maximum current limit of the power circuit controller 1307, can immediately control the driver 1303 to change the amplitude/frequency/duty cycle of the signal. drive to reduce the current to below the maximum current limit. In some embodiments, the system may implement an external power control loop that controls the power transfer operating point with a faster internal control loop applying maximum limits.

[0144] O transmissor de energia 101 compreende adicionalmente um adaptador 1309 que é disposto de modo a adaptar o limite máximo em resposta a uma indicação de carga indicativa de um carregamento do sinal de transmissão de energia pelo receptor de potência. Dessa forma, no transmissor de energia 101 da Figura 13, os limites impostos sobre o controle de potência e, especificamente, os valores ou limites máximos não são fixos, mas são dinamicamente adaptados para refletir variações no carregamento fornecido pelo receptor de potência 105. Dessa forma, no sistema da Figura 13, é implementado um limitador que aplica um limite variável à potência do sinal de acionamento, à corrente do circuito de ressonância ou possivelmente a ambos.[0144] The power transmitter 101 further comprises an adapter 1309 which is arranged to adapt the upper limit in response to a load indication indicative of a loading of the power transmission signal by the power receiver. Thus, in the power transmitter 101 of Figure 13, the limits imposed on power control and, specifically, the maximum values or limits are not fixed, but are dynamically adapted to reflect variations in the loading provided by the power receiver 105. Thus, in the system of Figure 13, a limiter is implemented that applies a variable limit to the drive signal power, the resonance circuit current, or possibly both.

[0145] Essa abordagem pode, em muitos cenários e aplicações, resolver o problema de sobretensões em níveis de potência mais altos. A abordagem pode refletir a percepção de que a condição de sobretensão frequentemente pode ocorrer se o usuário mover o receptor de potência para uma posição melhor (acoplamento mais alto) quando o transmissor de energia está operando com uma corrente de bobina alta (e, portanto, gerando um campo magnético forte), mas na qual, apesar da corrente alta, o transmissor de energia fornece apenas uma pequena quantidade de potência.[0145] This approach can, in many scenarios and applications, solve the problem of overvoltages at higher power levels. The approach may reflect the realization that the overvoltage condition can often occur if the user moves the power receiver to a better position (higher coupling) when the power transmitter is operating with a high coil current (and therefore generating a strong magnetic field), but in which, despite the high current, the power transmitter only provides a small amount of power.

[0146] Dessa forma, o sistema pode detectar e evitar especificamente situações em que a corrente é alta enquanto a potência é baixa. Embora tais cenários possam ser evitados, por exemplo, com um limite fixo na corrente máxima, tal limite fixo geralmente limitará a faixa de operação inaceitável e, especificamente, não possibilitará que níveis de potência mais altos sejam alcançados. Por exemplo, isso poderia evitar a extensão das Especificações Qi para níveis de potência mais altos. Entretanto, em algumas modalidades, o transmissor de energia 101 da Figura 13 pode aplicar um valor máximo de corrente, isto é, um limite de corrente, o qual depende da potência fornecida.[0146] In this way, the system can specifically detect and avoid situations where the current is high while the power is low. Although such scenarios can be avoided, for example, with a fixed limit on the maximum current, such a fixed limit will generally limit the unacceptable operating range and specifically will not enable higher power levels to be achieved. For example, this could prevent the extension of the Qi Specifications to higher power levels. However, in some embodiments, the power transmitter 101 of Figure 13 may apply a maximum current value, that is, a current limit, which depends on the power supplied.

[0147] Por exemplo, o valor/limite máximo de corrente para a corrente através da bobina transmissora 103, que no exemplo da Figura 13 é igual à corrente fornecida pelo acionador 1303 (isto é, a corrente de acionamento), que pode ser restrito a um valor máximo que depende da potência do sinal de acionamento. O limite de corrente (o limite máximo de corrente) pode ser reduzido a um nível baixo para uma baixa potência correspondente a um baixo carregamento pelo receptor de potência 105. Isso garantirá que o campo magnético seja mantido relativamente baixo (o que não é um problema, já que o carregamento do receptor de potência é baixo). Consequentemente, se o usuário mover o receptor de potência aumentando repentinamente, assim, o acoplamento, a tensão induzida ainda será mantida em níveis mais baixos e uma condição de sobretensão poderá ser evitada. Entretanto, se a potência aumentar, o limite de corrente poderá também ser aumentado e, dessa forma, será possível uma intensidade de campo magnético mais alta. Isso possibilita o suporte de pontos de operação de nível de potência mais altos e reflete uma carga maior do receptor de potência. Adicionalmente, se o acoplamento for repentinamente aprimorado, por exemplo, quando o usuário mover o receptor de potência de uma posição subótima, a carga aumentada do receptor de potência resulta na redução substancial do pico de tensão.[0147] For example, the maximum current value/limit for the current through the transmitter coil 103, which in the example of Figure 13 is equal to the current supplied by the driver 1303 (i.e., the drive current), which can be restricted to a maximum value that depends on the power of the drive signal. The current limit (the maximum current limit) can be reduced to a low level for a low power corresponding to a low load by the power receiver 105. This will ensure that the magnetic field is kept relatively low (which is not a problem , since the power receiver loading is low). Consequently, if the user moves the power receiver by suddenly increasing the coupling, the induced voltage will still be maintained at lower levels and an overvoltage condition can be avoided. However, if the power increases, the current limit can also be increased and thus a higher magnetic field intensity will be possible. This enables support of higher power level operating points and reflects a greater power receiver load. Additionally, if the coupling is suddenly improved, for example, when the user moves the power receiver from a suboptimal position, the increased load on the power receiver results in a substantial reduction in the peak voltage.

[0148] Dessa forma, em muitas modalidades, o transmissor de energia pode limitar a corrente da bobina dependendo da quantidade de energia que está fornecendo, sendo que o limite é menor se a quantidade de energia for menor. Dessa forma, o limite máximo de corrente pode ser determinado como uma função com aumento monotônico da potência do sinal de acionamento (e, dessa forma, a energia fornecida ao circuito de ressonância).[0148] Thus, in many embodiments, the power transmitter can limit the coil current depending on the amount of energy it is providing, with the limit being lower if the amount of energy is smaller. In this way, the maximum current limit can be determined as a monotonically increasing function of the drive signal power (and thus the energy supplied to the resonance circuit).

[0149] A operação pode, ainda, ser ilustrada nas Figuras 14, 15 e 16 que correspondem às Figuras 7 a 12, mas com um limite de corrente variável que depende da potência do sinal de acionamento e, especificamente, sendo que o limite de corrente tem uma relação linear com a potência do sinal de acionamento.[0149] The operation can also be illustrated in Figures 14, 15 and 16 which correspond to Figures 7 to 12, but with a variable current limit that depends on the power of the drive signal and, specifically, with the current limit being current has a linear relationship with the power of the drive signal.

[0150] No exemplo, o controlador do circuito de potência 1307 assegura que o sinal de acionamento forneça uma quantidade mínima de energia para correntes acima de Ip = 1,5 A, isto é, o limite de corrente para potência zero fornecido é ajustado para Ip = 1,5 A. À medida que a potência aumenta, o limite de corrente também aumenta linearmente. O limite de corrente varia linearmente de 1,5 A a uma potência mínima para 3 A a uma potência máxima de 24 W, isto é, com um coeficiente angular de cerca de 62,5 mA por W. Isso é ilustrado na Figura 14. As faixas operacionais resultantes para diferentes acoplamentos são mostradas na Figura 15. A Figura 16 ilustra as sobretensões que podem ocorrer quando o acoplamento é repentinamente alterado de um nível mais baixo até o acoplamento máximo de kop = 0,56.[0150] In the example, the power circuit controller 1307 ensures that the drive signal provides a minimum amount of power for currents above Ip = 1.5 A, that is, the current limit for zero power supplied is set to Ip = 1.5 A. As the power increases, the current limit also increases linearly. The current limit varies linearly from 1.5 A at a minimum power to 3 A at a maximum power of 24 W, that is, with a slope of about 62.5 mA per W. This is illustrated in Figure 14. The resulting operating ranges for different couplings are shown in Figure 15. Figure 16 illustrates the overvoltages that can occur when the coupling is suddenly changed from a lower level to the maximum coupling of kop = 0.56.

[0151] Como pode ser visto, o problema da possível sobretensão é bastante reduzido na impedância de ZL = 800 Q. A análise (e especificamente as simulações) também mostra que o aumento na tensão na corrente e na potência mais altas ainda é baixo e, de fato, a tensão máxima (para uma etapa a partir do acoplamento mais baixo para o mais alto) fica apenas em torno de 13 V. Portanto, nesse caso, a tensão não vai acima de 20 V e nenhuma condição de sobretensão ocorre. O exato aumento excessivo e a tensão máxima podem, obviamente, depender de várias características, incluindo, em particular, a velocidade da regulação da corrente do transmissor de energia.[0151] As can be seen, the problem of possible overvoltage is greatly reduced at the impedance of ZL = 800 Q. The analysis (and specifically the simulations) also shows that the increase in voltage at the highest current and power is still low and , in fact, the maximum voltage (for a step from the lowest to the highest coupling) is only around 13 V. Therefore, in this case, the voltage does not go above 20 V and no overvoltage condition occurs. The exact overshoot and maximum voltage can, of course, depend on several characteristics, including, in particular, the speed of current regulation of the power transmitter.

[0152] Entretanto, embora a relação linear entre o limite de corrente e a potência possa proporcionar um desempenho vantajoso em muitos casos, em alguns cenários, pode não ser ideal. Por exemplo, no exemplo específico, a tensão máxima ainda atinge cerca de 22 V, o que está acima do limite preferencial de 20 V. Além disso, a uma impedância de carga de pouco mais de ZL =50 Q, o pico do espaço de operação no receptor de potência ainda atinge um nível de tensão de uL > 35 V. Uma maneira de mitigar isso, é projetar o sistema de forma que o fator de acoplamento nunca possa atingir mais de, por exemplo, kop =0,336 (Figura 15). Entretanto, se essa abordagem for usada, o ponto de operação pretendido do receptor de potência também precisa ser ajustado, uma vez que a faixa de operação disponível é substancialmente limitada. Um outro problema dessa abordagem reside em que ela reduz substancialmente a tolerância de posicionamento: se o fator de acoplamento é reduzido de kop =0,336 para kop = 0,224, o sistema não é capaz nem mesmo de transferir uma potência de 5 W. Consequentemente, uma relação linear entre a potência de entrada e o limite da corrente da bobina pode não ser ideal para todos os cenários.[0152] However, although the linear relationship between current limit and power may provide advantageous performance in many cases, in some scenarios it may not be ideal. For example, in the specific example, the maximum voltage still reaches about 22 V, which is above the preferred limit of 20 V. Furthermore, at a load impedance of just over ZL =50 Q, the gap peak operation at the power receiver still reaches a voltage level of uL > 35 V. One way to mitigate this is to design the system so that the coupling factor can never reach more than, for example, kop =0.336 (Figure 15) . However, if this approach is used, the intended operating point of the power receiver also needs to be adjusted, since the available operating range is substantially limited. Another problem with this approach is that it substantially reduces the positioning tolerance: if the coupling factor is reduced from kop = 0.336 to kop = 0.224, the system is not even capable of transferring a power of 5 W. Consequently, a Linear relationship between input power and coil current limit may not be ideal for all scenarios.

[0153] Em algumas modalidades, pode ser preferível usar uma relação não linear. Por exemplo, as Figuras 17 a 19 correspondem às Figuras 14 a 16, mas com o uso de uma relação polinômica de segunda ordem entre potência de entrada e o limite de corrente da bobina.[0153] In some embodiments, it may be preferable to use a non-linear relationship. For example, Figures 17 through 19 correspond to Figures 14 through 16, but with the use of a second-order polynomial relationship between input power and coil current limit.

[0154] No transmissor de energia 101 da Figura 13, o valor máximo para a corrente do circuito de ressonância é, dessa forma, determinado como uma função de uma indicação de carga que reflete um carregamento do sinal de transmissão de energia pelo receptor de potência.[0154] In the power transmitter 101 of Figure 13, the maximum value for the resonance circuit current is thus determined as a function of a load indication that reflects a loading of the power transmission signal by the power receiver. .

[0155] A indicação de carga pode ser especificamente determinada ao se considerar a energia fornecida ao circuito de ressonância, isto é, a potência do sinal de acionamento. O acionador 1303 pode especificamente determinar uma indicação de potência que é indicativa de uma potência do sinal de acionamento. Isso pode, por exemplo, ser determinado medindo-se diretamente, por exemplo, as correntes e as tensões do sinal de acionamento e, então, calculando-se a potência instantânea. Isso pode, então, ser filtrado em passa baixa e, por exemplo, o valor de potência em RMS pode ser determinado.[0155] The load indication can be specifically determined by considering the energy supplied to the resonance circuit, that is, the power of the drive signal. The driver 1303 may specifically determine a power indication that is indicative of a drive signal strength. This can, for example, be determined by directly measuring, for example, the currents and voltages of the drive signal and then calculating the instantaneous power. This can then be low-pass filtered and, for example, the RMS power value can be determined.

[0156] Entretanto, em muitas modalidades, a potência pode ser determinada como a potência de entrada para o acionador 1303. Isso pode, em muitas modalidades, ser mais fácil e resultar em menor complexidade. De fato, a tensão de entrada do acionador 1303 é frequentemente uma tensão CC e, dessa forma, a potência pode ser determinada diretamente a partir da corrente de entrada para o acionador 1303. Como as perdas no acionador 1303 são geralmente relativamente baixas em comparação com a potência do sinal de acionamento, a potência de entrada do acionador 1303 tende a ser uma medida precisa da potência do sinal de acionamento e, dessa forma, da potência extraída do sinal de transmissão de energia. Consequentemente, é também uma indicação da potência extraída do sinal de transmissão de energia pelo receptor de potência 105 e, dessa forma, do carregamento do receptor de potência 105.[0156] However, in many embodiments, the power may be determined as the input power to the driver 1303. This may, in many embodiments, be easier and result in less complexity. In fact, the input voltage to the driver 1303 is often a DC voltage, and in this way the power can be determined directly from the input current to the driver 1303. Because the losses in the driver 1303 are generally relatively low compared to the power of the drive signal, the input power of the driver 1303 tends to be an accurate measure of the power of the drive signal and thus the power extracted from the power transmission signal. Accordingly, it is also an indication of the power extracted from the power transmission signal by the power receiver 105 and thus the charging of the power receiver 105.

[0157] A indicação de carga pode, consequentemente, ser gerada com base na indicação de potência do sinal de acionamento, isto é, pode ser gerada a partir da potência de entrada para o acionador 1303. Por exemplo, as perdas no acionador 1303 e no circuito de ressonância podem ser estimadas e subtraídas da potência de entrada medida para gerar uma estimativa de potência de sinal de transferência de potência que pode ser usada como uma indicação de carga para o receptor de potência. Em outras modalidades, a potência de entrada determinada pode ser diretamente usada como a indicação de carga.[0157] The load indication can therefore be generated based on the power indication of the drive signal, that is, it can be generated from the input power to the driver 1303. For example, the losses in the driver 1303 and in the resonance circuit can be estimated and subtracted from the measured input power to generate a power transfer signal power estimate that can be used as an indication of load for the power receiver. In other embodiments, the determined input power can be directly used as the load indication.

[0158] No exemplo, o acionador 1303 é disposto de modo a restringir/limitar a corrente do sinal de acionamento e, como esta é igual à corrente da bobina transmissora, ela restringe/limita inerentemente também a corrente da bobina transmissora. Em algumas modalidades, a corrente do sinal de acionamento e a corrente da bobina transmissora podem não ser idênticas (por exemplo, se houver componentes em paralelo à bobina transmissora 103). Em tais cenários, o transmissor de energia 101 pode especificamente limitar a corrente da bobina transmissora, por exemplo, por um limitador de corrente em série com a bobina transmissora 103. Em algumas modalidades, a trajetória da bobina transmissora pode incluir um sensor de corrente para medir a corrente da bobina transmissora, e o sinal de acionamento pode ser controlado de modo que essa corrente medida não exceda o valor máximo de corrente.[0158] In the example, the driver 1303 is arranged to restrict/limit the drive signal current and, as this is equal to the transmitter coil current, it inherently restricts/limits the transmitter coil current as well. In some embodiments, the drive signal current and the transmitter coil current may not be identical (e.g., if there are components in parallel with the transmitter coil 103). In such scenarios, the power transmitter 101 may specifically limit the transmitter coil current, for example, by a current limiter in series with the transmitter coil 103. In some embodiments, the transmitter coil path may include a current sensor to measure the transmitter coil current, and the drive signal can be controlled so that this measured current does not exceed the maximum current value.

[0159] No exemplo específico, o adaptador 1309 determina o limite máximo como uma função de aumento monotônico de um carregamento indicado pela indicação de carga e, especificamente, da indicação de potência, (por exemplo, depende da potência/corrente/tensão do sinal de acionamento). Especificamente, o limite máximo de corrente pode ser determinado como uma função de aumento monotônico da potência do sinal de acionamento, por exemplo, conforme estimado pela potência de entrada do acionador. Isso pode reduzir as condições de sobretensão ao mesmo tempo em que possibilita que o sistema suporte pontos de operação em níveis de potência mais altos.[0159] In the specific example, the adapter 1309 determines the maximum limit as a function of the monotonic increase of a load indicated by the load indication and, specifically, the power indication, (e.g., it depends on the power/current/voltage of the signal drive). Specifically, the maximum current limit can be determined as a function of monotonically increasing drive signal power, for example, as estimated by the drive input power. This can reduce overvoltage conditions while enabling the system to support operating points at higher power levels.

[0160] Em algumas modalidades, a função pode ser uma função linear, mas, conforme descrito acima, a operação vantajosa pode, em muitos cenários, ser obtida com o uso de uma função não linear.[0160] In some embodiments, the function may be a linear function, but, as described above, the advantageous operation may, in many scenarios, be obtained with the use of a non-linear function.

[0161] Em algumas modalidades, o adaptador 1309 é disposto de modo a aumentar o limite máximo acima de um primeiro limiar apenas se a indicação de carga for indicativa de uma potência do sinal de acionamento que está abaixo de um segundo limiar. Por exemplo, no exemplo da Figura 14, o adaptador 1309 é disposto de modo a aumentar apenas o limite de corrente acima do limiar de 1,5 A se a potência do sinal de acionamento aumentar acima do limiar de 0 W. Deve-se considerar que, em outras modalidades, outros ou, de fato, mais limiares podem ser incluídos. Por exemplo, o limite de corrente pode ser aumentado apenas acima, por exemplo, 2 A, se a potência do sinal de acionamento aumentar para, por exemplo, mais que 7 W. Deve-se considerar que os valores exatos podem depender das preferências e necessidades da modalidade individual. Em particular, eles podem depender das várias propriedades elétricas do transmissor de energia e do receptor de potência, bem como das faixas de operação pretendidas.[0161] In some embodiments, the adapter 1309 is arranged to increase the upper limit above a first threshold only if the load indication is indicative of a drive signal strength that is below a second threshold. For example, in the example of Figure 14, the adapter 1309 is arranged to only increase the current limit above the 1.5 A threshold if the drive signal power increases above the 0 W threshold. that, in other embodiments, other or, in fact, more thresholds may be included. For example, the current limit may only be increased above, for example, 2 A, if the power of the drive signal increases to, for example, more than 7 W. It should be considered that the exact values may depend on preferences and needs of the individual modality. In particular, they may depend on the various electrical properties of the power transmitter and power receiver, as well as the intended operating ranges.

[0162] Em muitas modalidades, o adaptador é disposto de modo a determinar o limite máximo como uma função do carregamento (corrente) do sinal de transferência de potência. O adaptador pode ser disposto de modo a determinar o limite máximo como uma função da (indicação de carga).[0162] In many embodiments, the adapter is arranged to determine the upper limit as a function of the loading (current) of the power transfer signal. The adapter may be arranged to determine the maximum limit as a function of (load indication).

[0163] Em algumas modalidades, o limite máximo pode ser determinado como um valor que excede o carregamento do sinal de transmissão de energia por uma margem, que, por exemplo, pode ser determinada como uma função da indicação de carregamento/carga. Por exemplo, o limite máximo pode ser determinado ao exceder o carregamento do sinal de transferência de potência em um deslocamento absoluto ou relativo predeterminado (por exemplo, o limite máximo pode exceder o carregamento de corrente em uma porcentagem predeterminada do carregamento de corrente).[0163] In some embodiments, the maximum limit may be determined as a value that exceeds the loading of the power transmission signal by a margin, which, for example, may be determined as a function of the loading/charge indication. For example, the maximum limit may be determined by exceeding the power transfer signal loading by a predetermined absolute or relative offset (e.g., the maximum limit may exceed the current loading by a predetermined percentage of the current loading).

[0164] Os exemplos acima se concentraram em um cenário em que o limite de corrente foi adaptado com base na indicação de carga. Entretanto, conforme descrito, em algumas modalidades, o adaptador 1309 pode ser, alternativa ou adicionalmente, disposto de modo a adaptar o limite máximo de energia com base nas condições de carga atualmente experimentadas. Dessa forma, em algumas modalidades, o laço de controle de potência que está operando, por exemplo, durante a fase de transferência de potência pode ser disposto de modo a acionar o sistema em direção ao seu ponto de operação desejado submetido à potência máxima do sinal de acionamento sem exceder um limite que é dinamicamente adaptado com base na indicação de carga que reflete o carregamento do sinal de transmissão de energia pelo receptor de potência.[0164] The examples above focused on a scenario where the current limit was adapted based on the load indication. However, as described, in some embodiments, adapter 1309 may alternatively or additionally be arranged to adapt the maximum power limit based on currently experienced load conditions. Thus, in some embodiments, the power control loop that is operating, for example, during the power transfer phase may be arranged to drive the system toward its desired operating point subject to maximum signal power. of drive without exceeding a threshold that is dynamically adapted based on the load indication that reflects the loading of the power transmission signal by the power receiver.

[0165] A adaptação e a modificação do limite podem, geralmente, ser mais lentas que a taxa na qual ocorrem alterações na carga. Por exemplo, o sistema pode operar no ponto de operação desejado de 12 V e 1,5 A, isto é, com uma carga de 18 W. Em resposta, o adaptador 1309 pode restringir a potência do sinal de acionamento para 20 W, por exemplo. No caso, o usuário agora move o receptor de potência, o que resulta em um aumento repentino no acoplamento entre o transmissor de energia e o receptor de potência, o que pode resultar na indução de uma tensão aumentada no receptor de potência. Entretanto, essa tensão aumentada pode resultar em uma corrente aumentada na impedância de carga (por exemplo, se isso for alimentado diretamente da tensão induzida) e, dessa forma, em um consumo de energia aumentado pelo receptor de potência. Dessa forma, o carregamento do sinal de transferência de potência é repentinamente aumentado, mas, uma vez que a adaptação de limite é geralmente relativamente lenta, o limite será (pelo menos durante esse tempo) mantido a 20 W. Portanto, a energia disponível para o receptor de potência é restrita pelo limite máximo e, consequentemente, a potência pode apenas aumentar em uma certa quantidade. Dessa forma, a sobretensão inicial será restrita a um nível baixo. Adicionalmente, o controle de potência se adapta de modo relativamente rápido ao acoplamento mais alto e restaura a transferência de potência para estar no ponto de operação de 12 V e 1,5 A e, dessa forma, o sistema se adaptará ao ponto de operação desejado com apenas um pico relativamente baixo na tensão do receptor de potência.[0165] Threshold adaptation and modification can generally be slower than the rate at which load changes occur. For example, the system can operate at the desired operating point of 12 V and 1.5 A, that is, with an 18 W load. In response, the adapter 1309 can restrict the drive signal power to 20 W, e.g. example. In this case, the user now moves the power receiver, which results in a sudden increase in coupling between the power transmitter and the power receiver, which can result in inducing an increased voltage at the power receiver. However, this increased voltage can result in an increased current in the load impedance (e.g. if this is fed directly from the induced voltage) and thus in an increased power consumption by the power receiver. In this way, the loading of the power transfer signal is suddenly increased, but since threshold adaptation is generally relatively slow, the threshold will (at least during this time) be maintained at 20 W. Therefore, the power available for The receiver power is restricted by the maximum limit and consequently the power can only increase by a certain amount. This way, the initial overvoltage will be restricted to a low level. Additionally, the power control adapts relatively quickly to the higher coupling and restores the power transfer to be at the 12 V, 1.5 A operating point and thus the system will adapt to the desired operating point. with only a relatively low peak in power receiver voltage.

[0166] Entretanto, se, em vez disso, o ponto de operação desejado fosse de 12 V e 0,1 A, correspondendo a uma transferência de potência de 1,2 W, um limite de potência de 20 W resultaria em uma sobretensão e corrente potencialmente grandes geradas no receptor de potência. De fato, a potência poderia temporariamente (até que corrigida pelo laço de controle de potência) aumentar em um fator de mais de 16 vezes, causando assim um aumento de curto prazo na tensão de mais de 50 V (para uma carga resistiva constante alimentada diretamente a partir da tensão induzida).[0166] However, if instead the desired operating point were 12 V and 0.1 A, corresponding to a power transfer of 1.2 W, a power limit of 20 W would result in an overvoltage and potentially large currents generated in the power receiver. In fact, the power could temporarily (until corrected by the power control loop) increase by a factor of more than 16 times, thus causing a short-term increase in voltage of more than 50 V (for a constant resistive load fed directly from the induced voltage).

[0167] No entanto, no presente caso, o limite de potência seria ajustado para refletir o ponto de operação mais baixo. Por exemplo, o adaptador 1309 pode adaptar o limite de potência para ser, por exemplo, 1,8 W. Nesse caso, o pico de sobretensão é menor que 15 V e será, então, regulado de volta para o ponto de operação de 12 V, 0,1 A pelo laço de controle de potência.[0167] However, in the present case, the power limit would be adjusted to reflect the lower operating point. For example, the 1309 adapter may adapt the power limit to be, for example, 1.8 W. In this case, the peak overvoltage is less than 15 V and will then be regulated back to the operating point of 12 V, 0.1 A through the power control loop.

[0168] Dessa forma, o limite de potência pode ser dinamicamente adaptado resultando em um pico reduzido na sobretensão que potencialmente surge de uma alteração repentina no fator de acoplamento.[0168] In this way, the power limit can be dynamically adapted resulting in a reduced peak in overvoltage that potentially arises from a sudden change in coupling factor.

[0169] Deve-se considerar que o controle e a regulamentação diferentes podem operar com diferentes constantes de tempo em muitas modalidades. Por exemplo, em muitas modalidades, a adaptação do limite máximo pode ser substancialmente mais lenta que a adaptação do laço de controle de potência. De fato, em muitas modalidades, uma constante de tempo da regulação do laço de controle de potência pode ser pelo menos cinco ou dez vezes mais baixa (mais rápida) que uma constante de tempo de regulação/adaptação do limite máximo em resposta à indicação de carga. A reação mais lenta pode, por exemplo, ser causada pela indicação de carga sendo determinada com mais média ou filtragem de passa-baixa que a aplicada ao laço de controle de potência.[0169] It should be considered that different control and regulation may operate with different time constants in many embodiments. For example, in many embodiments, adaptation of the upper limit may be substantially slower than adaptation of the power control loop. In fact, in many embodiments, a power control loop regulation time constant may be at least five or ten times lower (faster) than a maximum limit regulation/adaptation time constant in response to a power indication. charge. The slower reaction may, for example, be caused by the load indication being determined with more averaging or low-pass filtering than that applied to the power control loop.

[0170] Além disso, a aplicação do limite máximo pode ser feita por um circuito interno rápido no transmissor de energia. Uma constante de tempo da limitação pode, geralmente, ser ao menos cinco ou dez vezes mais baixa (mais rápida) que uma constante de tempo da regulação do laço de controle de potência.[0170] Furthermore, the application of the maximum limit can be done by a fast internal circuit in the energy transmitter. A limiting time constant can generally be at least five or ten times lower (faster) than a power control loop regulation time constant.

[0171] Entretanto, deve-se considerar que esse nem sempre é o caso. Por exemplo, no exemplo em que a corrente é limitada por um valor dependente da potência do sinal de acionamento, a adaptação pode, em algumas modalidades, ter uma constante de tempo correspondente ou mesmo uma constante de tempo menor que para a operação do laço de controle de potência.[0171] However, it must be considered that this is not always the case. For example, in the example where the current is limited by a value dependent on the power of the drive signal, the adaptation may, in some embodiments, have a corresponding time constant or even a smaller time constant than for the operation of the loop. power control.

[0172] A taxa de atualização do limite máximo pode, em muitas modalidades, ser maior que 0,1 Hz; 1 Hz ou mesmo 10 Hz.[0172] The upper limit update rate may, in many embodiments, be greater than 0.1 Hz; 1 Hz or even 10 Hz.

[0173] Dessa forma, a adaptação do limite máximo pode ocorrer durante uma fase de transferência de potência e, especificamente, durante um tempo em que a operação de controle de potência com base nas mensagens de controle de potência está ativa (e especificamente às vezes quando as restrições não estão ativas).[0173] In this way, maximum threshold adaptation may occur during a power transfer phase, and specifically during a time when power control operation based on power control messages is active (and specifically sometimes when restrictions are not active).

[0174] Em algumas modalidades/cenários, as mensagens de controle de potência recebidas podem resultar em uma alteração na potência do sinal de transferência de potência (e na potência extraída pelo receptor de potência). A indicação de carga pode variar como resultado da potência alterada e, dessa forma, as mensagens de controle de potência recebidas podem resultar em uma alteração na indicação de carga e, consequentemente, uma alteração no limite máximo. Especificamente, o controlador do circuito de potência pode ser disposto de modo a adaptar a potência do sinal de acionamento em resposta às mensagens de controle de potência, e o adaptador pode ser disposto de modo a adaptar o limite máximo em resposta às mensagens de controle de potência (diretamente ou através da alteração na potência do sinal de acionamento).[0174] In some embodiments/scenarios, received power control messages may result in a change in the power of the power transfer signal (and the power extracted by the power receiver). The load indication may vary as a result of changed power and therefore received power control messages may result in a change in the load indication and consequently a change in the maximum limit. Specifically, the power circuit controller may be arranged to adapt the power of the drive signal in response to power control messages, and the adapter may be arranged to adapt the upper limit in response to power control messages. power (directly or by changing the power of the drive signal).

[0175] Nos exemplos anteriormente descritos, a indicação de carga é determinada pelo transmissor de energia com base nas propriedades determinadas pelo transmissor de energia. Entretanto, em outras modalidades, a indicação de carga pode ser determinada com base nos dados de carga que são recebidos do receptor de potência, sendo que os dados de carga são indicativos de um carregamento do sinal de transmissão de energia pelo receptor de potência.[0175] In the previously described examples, the load indication is determined by the energy transmitter based on the properties determined by the energy transmitter. However, in other embodiments, the load indication may be determined based on the load data that is received from the power receiver, with the load data being indicative of a loading of the power transmission signal by the power receiver.

[0176] Como um exemplo de baixa complexidade, o receptor de potência pode transmitir regularmente mensagens do valor da carga ZL e o transmissor de energia pode usar diretamente esse valor como a indicação de carga, isto é, pode definir diretamente o limite máximo dependente do valor da carga (por exemplo, com base nos dados armazenados em uma tabela de consulta).[0176] As an example of low complexity, the power receiver can regularly transmit messages of the load value ZL and the power transmitter can directly use this value as the load indication, that is, it can directly set the maximum limit dependent on the payload value (for example, based on data stored in a lookup table).

[0177] O transmissor de energia pode, então, adaptar o limite de corrente e/ou energia com base nos dados de carga recebidos do receptor de potência. Por exemplo, para os parâmetros da Figura 6, o transmissor de energia pode definir o limite de corrente da bobina para 1,2 A a uma impedância de carga de ZL = 800 e para 3 A a uma impedância de carga de ZL = 10 Q.[0177] The power transmitter can then adapt the current and/or power limit based on the load data received from the power receiver. For example, for the parameters in Figure 6, the power transmitter may set the coil current limit to 1.2 A at a load impedance of ZL = 800 and to 3 A at a load impedance of ZL = 10 Q .

[0178] Um exemplo de elementos de um receptor de potência 105 disposto de modo a fornecer dados de carga ao transmissor de energia 101 é ilustrado na Figura 20. O receptor de potência 105 compreende a bobina receptora de energia 107 e um capacitor do receptor 2001 que é acoplado em série para fornecer um circuito de ressonância de recepção. O circuito de ressonância de recepção está acoplado a um controlador de receptor de potência 2003 que compreende as várias funcionalidades para a operação do receptor de potência 105, incluindo conversão de tensão, controle etc. O controlador de receptor de potência 2003 é adicionalmente acoplado a uma carga externa 2005 correspondente à carga ZL. A operação desses elementos pode corresponder substancialmente à operação em receptores de potência convencionais, tal como é conhecido pelo versado na técnica. Ela pode empregar as abordagens anteriormente descritas com referência às Figuras 1 e 2.[0178] An example of elements of a power receiver 105 arranged to provide load data to the power transmitter 101 is illustrated in Figure 20. The power receiver 105 comprises the power receiving coil 107 and a receiver capacitor 2001 which is coupled in series to provide a receive resonance circuit. The receive resonance circuit is coupled to a power receiver controller 2003 that comprises various functionalities for the operation of the power receiver 105, including voltage conversion, control, etc. The power receiver controller 2003 is additionally coupled to an external load 2005 corresponding to the ZL load. The operation of these elements may substantially correspond to the operation in conventional power receivers, as is known to those skilled in the art. It may employ the approaches previously described with reference to Figures 1 and 2.

[0179] O receptor de potência 105 compreende adicionalmente um gerador de dados 2007 que é disposto de modo a gerar os dados de carga que refletem o carregamento do receptor de potência e, especificamente em muitas modalidades, que indica diretamente o valor da carga ZL.[0179] The power receiver 105 further comprises a data generator 2007 that is arranged to generate load data that reflects the loading of the power receiver and, specifically in many embodiments, that directly indicates the value of the ZL load.

[0180] O gerador de dados 2007 é acoplado a um transmissor 2009 que é disposto de modo a transmitir mensagens de carga que compreendem os dados de carga para o transmissor de energia. As mensagens que compreendem os dados de carga podem ser transmitidas da mesma forma que as mensagens de erro de controle de potência, isto é, elas podem ser comunicadas com o uso de modulação de carga e podem, por exemplo, ser comunicadas periodicamente. De fato, em algumas modalidades, os dados de carga podem ser anexados às mensagens de erro de controle de potência.[0180] The data generator 2007 is coupled to a transmitter 2009 that is arranged to transmit load messages comprising the load data to the power transmitter. Messages comprising load data can be transmitted in the same way as power control error messages, that is, they can be communicated using load modulation and can, for example, be communicated periodically. In fact, in some embodiments, load data may be attached to power control error messages.

[0181] Em algumas modalidades, o gerador de dados 2007 pode ser disposto de modo a determinar o carregamento do receptor de potência em resposta a uma medição da corrente de carga, da tensão de carga ou, de fato, tanto da corrente de carga quanto da tensão de carga para a carga do receptor de potência.[0181] In some embodiments, the data generator 2007 may be arranged to determine the charging of the power receiver in response to a measurement of the load current, the load voltage, or, in fact, both the load current and from the load voltage to the power receiver load.

[0182] Por exemplo, o controlador do receptor de potência 2003 pode compreender funcionalidade para medir a tensão sobre e a corrente através da carga 2005. Esses valores podem ser alimentados ao gerador de dados 2007 que prossegue calculando a potência (pela multiplicação dos valores) ou a impedância (pela divisão da tensão pela corrente) e transmitindo isso para o transmissor 2009 para ser transmitido ao transmissor de energia 101.[0182] For example, the power receiver controller 2003 may comprise functionality for measuring the voltage over and current through the load 2005. These values may be fed to the data generator 2007 which proceeds to calculate the power (by multiplying the values) or the impedance (by dividing the voltage by the current) and transmitting this to the transmitter 2009 to be transmitted to the power transmitter 101.

[0183] Em outras modalidades, o gerador de dados 2007 pode ser disposto de modo a transmitir a tensão e/ou corrente da carga ao transmissor de energia 101 que pode, então, prosseguir gerando, por exemplo, os valores de potência ou impedância. Estes podem, então, ser usados como a indicação de carga.[0183] In other embodiments, the data generator 2007 may be arranged to transmit the load voltage and/or current to the power transmitter 101, which may then proceed to generate, for example, power or impedance values. These can then be used as the load indication.

[0184] Dessa forma, em algumas modalidades, a funcionalidade para calcular a indicação de carga pode estar no transmissor de energia 101 enquanto que, em outras modalidades, pode estar no receptor de potência 105.[0184] Thus, in some embodiments, the functionality to calculate the load indication may be in the power transmitter 101 while, in other embodiments, it may be in the power receiver 105.

[0185] O receptor de potência 105 pode, por exemplo, transmitir informações sobre a impedância da carga ZL para o transmissor de energia 101 com o uso de um pacote de dados estruturado, conforme mostrado na Figura 21 (onde o valor da impedância é fornecido em ohms). Alternativamente (ou adicionalmente), um pacote de dados, conforme ilustrado na Figura 22, pode ser usado para indicar a tensão e a corrente da carga. Os valores de dados podem ser convertidos em valores de corrente e tensão com o uso das relações: [0185] The power receiver 105 may, for example, transmit information about the impedance of the load ZL to the power transmitter 101 using a structured data packet, as shown in Figure 21 (where the impedance value is provided in ohms). Alternatively (or additionally), a data packet, as illustrated in Figure 22, can be used to indicate the load voltage and current. Data values can be converted into current and voltage values using the relationships:

[0186] O Ack bit (bit de confirmação) nesses pacotes de dados indica se o receptor de potência solicita uma resposta de confirmação do transmissor de energia (UM) ou não (ZERO). O formato do pacote de dados da Figura 21 é menor, mas exige que o receptor de potência calcule a impedância de carga. O pacote de dados da Figura 22 desloca o esforço de cálculo da impedância de carga do receptor de potência para o transmissor de energia.[0186] The Ack bit in these data packets indicates whether the power receiver requests an acknowledgment response from the power transmitter (ONE) or not (ZERO). The data packet format in Figure 21 is smaller, but requires the power receiver to calculate the load impedance. The data packet in Figure 22 shifts the load impedance calculation effort from the power receiver to the power transmitter.

[0187] Em algumas modalidades, o transmissor 2009 pode ser disposto de modo a transmitir uma mensagem de carga ao transmissor de energia em resposta a uma detecção de que uma alteração na carga do receptor de potência satisfaz um critério de carga de alteração de energia. O critério de carga de alteração de energia pode, por exemplo, ser que a carga tenha sido alterada por mais de uma dada quantidade desde a última carga que foi relatada ou pode, por exemplo, indicar que a carga excede um limiar. Deve-se considerar que o critério exato para quando transmitir uma mensagem de carga pode depender da modalidade individual.[0187] In some embodiments, transmitter 2009 may be arranged to transmit a load message to the power transmitter in response to a detection that a change in load of the power receiver satisfies a power change load criterion. The energy change load criterion may, for example, be that the load has changed by more than a given amount since the last load that was reported or may, for example, indicate that the load exceeds a threshold. It should be considered that the exact criteria for when to transmit a payload message may depend on the individual modality.

[0188] A mensagem pode indicar que o critério foi atendido, mas pode, em algumas modalidades, não incluir um valor de carga específico. O adaptador 1309 pode, então, prosseguir para adaptar o limite máximo com base na mensagem recebida. Por exemplo, a mensagem pode simplesmente indicar que a carga mudou para situar-se em uma diferente categoria e o adaptador 1309 pode adaptar, por exemplo, o limite de corrente para refletir as características operacionais típicas dessa categoria específica.[0188] The message may indicate that the criterion has been met, but may, in some embodiments, not include a specific load value. Adapter 1309 may then proceed to adapt the maximum limit based on the received message. For example, the message may simply indicate that the load has changed to be in a different category and the adapter 1309 may adapt, for example, the current limit to reflect the typical operating characteristics of that specific category.

[0189] Por exemplo, o receptor de potência pode enviar um pacote ao transmissor de energia para indicar se a carga está acima ou abaixo de um limiar que reflete se é seguro usar um limite de corrente mais alto ou não. Por exemplo, se o receptor de potência não tiver conectado à carga externa, a impedância em busca de sua bobina é geralmente alta, e uma situação de sobretensão pode ocorrer facilmente. Entretanto, se o receptor de potência tiver conectado a carga externa, então, a impedância em busca de sua bobina pode ser suficientemente baixa para que uma situação de sobretensão não ocorra facilmente. Os dados de carga podem simplesmente indicar se a carga externa está conectada ou não, e o transmissor 2009 pode ser disposto de modo a transmitir uma mensagem de carga quando a carga está conectada ou desconectada. Mais especificamente, um receptor de potência pode, por exemplo, enviar um pacote ao transmissor de energia quando a impedância que busca sua bobina cai abaixo, por exemplo, de 15 Q, e quando essa impedância aumenta para um nível acima de 15 Q. O transmissor de energia pode, então, por exemplo, alternar o limite máximo entre dois valores predeterminados, dependendo de se as informações são recebidas, indicando que a carga está desconectada ou se indica que a carga está conectada.[0189] For example, the power receiver may send a packet to the power transmitter to indicate whether the load is above or below a threshold that reflects whether it is safe to use a higher current limit or not. For example, if the power receiver has not connected to the external load, the impedance in search of its coil is generally high, and an overvoltage situation can easily occur. However, if the power receiver has connected external load, then the impedance in search of its coil may be low enough that an overvoltage situation does not easily occur. The load data may simply indicate whether the external load is connected or not, and the transmitter 2009 may be arranged to transmit a load message when the load is connected or disconnected. More specifically, a power receiver may, for example, send a packet to the power transmitter when the impedance seeking its coil falls below, for example, 15 Q, and when this impedance increases to a level above 15 Q. The power transmitter may then, for example, toggle the upper limit between two predetermined values depending on whether information is received indicating that the load is disconnected or whether it indicates that the load is connected.

[0190] Como um exemplo específico, o transmissor de energia pode inicialmente definir seus limites de corrente e energia para níveis que são adequados para um dispositivo de perfil de potência Qi básico que corresponde a um transmissor que pode transmitir até cerca de 5 W de potência. Para esses limites, o sistema pode ser de um modo que seja assegurado que uma sobretensão não excederá o valor desejado de uL = 20 V. Como o transmissor de energia não pode fornecer mais que cerca de 5 W de potência, o receptor de potência pode, então, primeiro usar o laço de controle de potência para estabelecer um ponto de operação intermediário em um nível de potência restrito pelo perfil de potência básico (isto é, com uma potência menor que 5 W). Após atingir esse ponto de operação intermediário, o receptor de potência pode comunicar ao transmissor de energia que a impedância de carga atingiu um valor abaixo de um limiar crítico (por exemplo, Z L <15 Q). O transmissor de energia pode, em resposta à recepção de dados de carga, indicar que a impedância de carga está abaixo do limiar, ajustar os limites de corrente e potência para níveis que são adequados para um perfil de potência ampliado Qi, fornecendo níveis de potência mais altos. Pode ainda, opcionalmente, confirmar os novos limites para o receptor de potência mediante o envio de uma resposta ACK. O receptor de potência pode, subsequentemente, aumentar sua demanda de energia para o ponto de operação pretendido.[0190] As a specific example, the power transmitter may initially set its current and power limits to levels that are suitable for a basic Qi power profile device that corresponds to a transmitter that can transmit up to about 5 W of power . For these limits, the system can be such that it is ensured that an overvoltage will not exceed the desired value of uL = 20 V. As the power transmitter cannot supply more than about 5 W of power, the power receiver can , then first use the power control loop to establish an intermediate operating point at a power level restricted by the basic power profile (i.e., at a power of less than 5 W). After reaching this intermediate operating point, the power receiver can communicate to the power transmitter that the load impedance has reached a value below a critical threshold (e.g., Z L <15 Q). The power transmitter can, in response to receiving load data, indicate that the load impedance is below threshold, adjust current and power limits to levels that are suitable for an extended Qi power profile, providing power levels taller. You can also optionally confirm the new limits for the power receiver by sending an ACK response. The power receiver can subsequently increase its power demand to the intended operating point.

[0191] Se a impedância de carga do receptor de potência ZL subsequentemente aumenta para exceder o nível crítico (ZL > 15 Q), o receptor de potência gera uma nova mensagem indicando essa carga e transmite a mesma para o transmissor de energia. Ao receber isso, o transmissor de energia reduz os limites de volta aos limites de perfil de potência básica.[0191] If the power receiver load impedance ZL subsequently increases to exceed the critical level (ZL > 15 Q), the power receiver generates a new message indicating this load and transmits it to the power transmitter. Upon receiving this, the power transmitter reduces the limits back to the base power profile limits.

[0192] Em algumas modalidades, em vez de apenas informar o transmissor de energia quando um limiar de carga é ultrapassado, o receptor de potência pode transmitir informações ao transmissor de energia indicando o valor de um limiar adequado e, então, proceder para transmitir regularmente mensagens de carga simples indicando uma carga de corrente. O transmissor de energia pode, então, comparar os valores recebidos ao limiar recebido e ajustar os limites em conformidade. Dessa forma, com essa abordagem, o esforço de comparação é deslocado do receptor de potência para o transmissor de energia.[0192] In some embodiments, instead of merely informing the power transmitter when a load threshold is exceeded, the power receiver may transmit information to the power transmitter indicating the value of a suitable threshold and then proceed to transmit regularly simple charge messages indicating a current charge. The power transmitter can then compare the received values to the received threshold and adjust the limits accordingly. Therefore, with this approach, the comparison effort is shifted from the power receiver to the power transmitter.

[0193] Uma vez a cada segundo ou a cada poucos segundos pode, frequentemente, ser uma taxa de atualização adequada para que as informações de carga sejam transmitidas ao transmissor de energia para uso no controle dos limites. Dessa forma, a taxa de atualização é geralmente mais baixa que para o laço de controle de potência.[0193] Once every second or every few seconds may often be a suitable update rate for load information to be transmitted to the power transmitter for use in limit control. This way, the update rate is generally lower than for the power control loop.

[0194] Em algumas modalidades em que os limites são determinados em resposta a mensagens do receptor de potência, o transmissor de energia pode também ser disposto de modo a adaptar autonomamente o(s) limite(s) máximo(s) em resposta a uma detecção de uma alteração no carregamento do sinal de transferência de potência/uma alteração na potência do sinal de acionamento.[0194] In some embodiments in which limits are determined in response to messages from the power receiver, the power transmitter may also be arranged to autonomously adapt the maximum limit(s) in response to a detection of a change in power transfer signal loading/a change in drive signal power.

[0195] Por exemplo, se o sistema estiver operando no ponto de operação desejado de 12 V e 1,5 A, o limite de potência pode ser ajustado para, digamos, 20 W, e o limite de corrente para, digamos, 3 A. Além disso, o acionador 1303 pode emitir cerca de 19 W (isto é, 1 W é perdido em perdas parasíticas). O receptor de potência pode transmitir uma mensagem de carga a cada 2 segundos. Entretanto, o adaptador de potência 1309 pode monitorar continuamente a potência do sinal de acionamento e, se esta cair repentinamente para, digamos, 2 W, é provável que uma alteração repentina e drástica no carregamento do receptor de potência possa ter ocorrido. Por exemplo, um usuário pode simplesmente ter removido ou desligado a carga externa do receptor de potência.[0195] For example, if the system is operating at the desired operating point of 12 V and 1.5 A, the power limit can be set to, say, 20 W, and the current limit to, say, 3 A Additionally, the 1303 driver can output about 19 W (i.e., 1 W is lost to parasitic losses). The power receiver can transmit a load message every 2 seconds. However, the 1309 power adapter can continuously monitor the power of the drive signal, and if this suddenly drops to, say, 2 W, it is likely that a sudden and drastic change in the power receiver loading may have occurred. For example, a user may have simply removed or disconnected the external load from the power receiver.

[0196] Entretanto, o transmissor de energia não será informado disso até que a próxima mensagem de carga seja recebida, o que, em último caso, pode demorar ainda 2 segundos. Se o usuário mover adicionalmente o receptor de potência para aumentar o acoplamento, uma condição de sobretensão pode surgir, e isso pode não ser efetivamente mitigado pelos limites superiores de corrente. Isso poderia causar danos, por exemplo, ao circuito do receptor de potência.[0196] However, the energy transmitter will not be informed of this until the next load message is received, which, in the last case, may take up to 2 seconds. If the user additionally moves the power receiver to increase coupling, an overvoltage condition may arise, and this may not be effectively mitigated by the upper current limits. This could cause damage, for example, to the power receiver circuit.

[0197] Entretanto, no exemplo, o adaptador 1309 pode detectar rapidamente o nível de energia reduzido e prossegue para reduzir imediatamente os níveis. Por exemplo, o momento em que uma mudança drástica de potência é detectada, o adaptador 1309 pode ajustar os níveis em conformidade. No exemplo específico, o adaptador 1309 pode, em resposta a uma detecção da alteração na potência do sinal de acionamento, prosseguir para reduzir instantaneamente os limites, por exemplo, 3 W e 1,5 A. O adaptador 1309 pode, então, esperar pela próxima mensagem de carga (ou mensagens de carga) e, então, adaptar os limites em resposta a elas. Dessa forma, em alguns exemplos, o transmissor de energia pode implementar uma adaptação independente e muito rápida dos limites.[0197] However, in the example, adapter 1309 can quickly detect the reduced power level and proceed to immediately reduce the levels. For example, the moment a drastic change in power is detected, the 1309 adapter can adjust levels accordingly. In the specific example, adapter 1309 may, in response to a detection of change in drive signal power, proceed to instantly reduce thresholds, e.g., 3 W and 1.5 A. Adapter 1309 may then wait for next load message (or load messages) and then adapt the thresholds in response to them. This way, in some examples, the power transmitter can implement an independent and very fast adaptation of the limits.

[0198] Como outro exemplo, com base nas informações recebidas do receptor de potência relacionadas à tensão de carga e à corrente, os parâmetros de operação correspondentes para o transmissor podem ser determinados. Dessa forma, uma relação entre a indicação de carga recebida e os parâmetros do transmissor de energia (especificamente as propriedades do sinal de acionamento) pode ser estabelecida durante o funcionamento normal. Por exemplo, as propriedades do sinal de acionamento para uma carga de 5 W, 10 W e 15 W podem ser estabelecidas e armazenadas em uma tabela de consulta. Adicionalmente, os limites adequados podem ser identificados para os diferentes pontos de operação e armazenados na tabela de consulta.[0198] As another example, based on information received from the power receiver relating to load voltage and current, corresponding operating parameters for the transmitter can be determined. In this way, a relationship between the received load indication and the power transmitter parameters (specifically the drive signal properties) can be established during normal operation. For example, drive signal properties for a 5 W, 10 W, and 15 W load can be established and stored in a lookup table. Additionally, suitable limits can be identified for different operating points and stored in the lookup table.

[0199] No caso de o receptor de potência alterar de repente a sua carga, essa alteração pode ser detectada no transmissor de energia antes que o receptor de potência forneça qualquer informação sobre a alteração. Em resposta, o transmissor de energia pode identificar um dos pontos de operação armazenados considerados para refletir mais de perto as condições de corrente detectadas. Ele pode, então, recuperar os valores de operação armazenados para esse ponto de operação e aplicá-los, incluindo os limites armazenados.[0199] In the event that the power receiver suddenly changes its load, this change may be detected at the power transmitter before the power receiver provides any information about the change. In response, the power transmitter may identify one of the stored operating points considered to more closely reflect the detected current conditions. It can then retrieve the stored operation values for that operation point and apply them, including the stored limits.

[0200] Dessa forma, tais abordagens podem possibilitar uma operação precisa com base nas informações do receptor de potência enquanto possibilitam que o transmissor de energia responda muito rapidamente às alterações repentinas de carga reduzindo, assim, o risco de quaisquer condições de sobretensão.[0200] In this way, such approaches can enable accurate operation based on information from the power receiver while enabling the power transmitter to respond very quickly to sudden load changes, thereby reducing the risk of any overvoltage conditions.

[0201] Nos exemplos descritos, a intensidade dos campos magnéticos, e, dessa forma, a resistência do sinal de transferência de potência, tem sido limitada por um limite adaptativo. A intensidade de campo magnético depende diretamente da corrente através da bobina transmissora 103 e a descrição se concentrou nos exemplos em que a corrente da bobina transmissora foi limitada com o uso de um limite adaptativo.[0201] In the examples described, the intensity of the magnetic fields, and thus the resistance of the power transfer signal, has been limited by an adaptive limit. The magnetic field strength depends directly on the current through the transmitter coil 103 and the description has focused on examples in which the transmitter coil current has been limited using an adaptive limit.

[0202] A limitação da corrente pode ser realizada direta ou indiretamente. Por exemplo, um limitador de corrente pode ser introduzido diretamente em série com a bobina transmissora. Uma abordagem mais indireta pode ser limitar a corrente do sinal de acionamento mediante o controle dos parâmetros operacionais para o acionador, como mediante o controle do ciclo de trabalho, da frequência do sinal de acionamento, da tensão do circuito de saída do acionador ou da corrente de entrada para o acionador. No exemplo onde a bobina transmissora está em série com o capacitor e o acionador (isto é, o circuito de ressonância é um circuito de ressonância em série acoplado diretamente à saída do acionador e sem outras trajetórias de corrente paralelas), a corrente de acionamento (a corrente de saída do acionador) é igual à corrente da bobina transmissora e, dessa forma, o controle e a limitação da corrente do acionador também é um controle e limite direto da corrente da bobina transmissora.[0202] Current limiting can be performed directly or indirectly. For example, a current limiter can be introduced directly in series with the transmitter coil. A more indirect approach may be to limit the drive signal current by controlling the operating parameters for the driver, such as by controlling the duty cycle, drive signal frequency, driver output circuit voltage, or current. input to the trigger. In the example where the transmitter coil is in series with the capacitor and driver (i.e., the resonance circuit is a series resonance circuit coupled directly to the driver output and with no other parallel current paths), the drive current ( the driver output current) is equal to the transmitter coil current, and thus controlling and limiting the driver current is also a direct control and limiting of the transmitter coil current.

[0203] De modo similar, a determinação da corrente da bobina transmissora para determinar se isso excede o limite ou não pode ser feita direta ou indiretamente. Por exemplo, isso pode ser obtido por um sensor de corrente que detecta diretamente a corrente através da bobina transmissora (por exemplo, por um sensor de corrente que fornece uma saída que é uma função da intensidade de campo magnético (por exemplo, por uma bobina de medição posicionada próxima à bobina transmissora)). Tal abordagem pode ser particularmente eficiente para situações onde a corrente da bobina transmissora não é igual à corrente de acionamento, como, por exemplo, se o circuito de ressonância for um circuito de ressonância paralelo ou se houver trajetórias de corrente paralelas para a saída do acionador.[0203] Similarly, determining the transmitter coil current to determine whether it exceeds the limit or not can be done directly or indirectly. For example, this can be achieved by a current sensor that directly senses the current through the transmitter coil (e.g., by a current sensor that provides an output that is a function of the magnetic field strength (e.g., by a coil measuring device positioned close to the transmitter coil)). Such an approach can be particularly efficient for situations where the transmitter coil current is not equal to the drive current, such as if the resonance circuit is a parallel resonance circuit or if there are parallel current paths to the driver output. .

[0204] Em outras modalidades, uma medição indireta da corrente da bobina transmissora pode ser aplicada, por exemplo, mediante a medição da corrente de entrada para o circuito de saída do acionador.[0204] In other embodiments, an indirect measurement of the transmitter coil current can be applied, for example, by measuring the input current to the driver output circuit.

[0205] Deve-se considerar, também, que em muitas modalidades, a limitação e a medição podem ser integradas. Por exemplo, a corrente da bobina transmissora pode ser medida e limitada pelo sistema ao impor um limite de corrente ajustável para a fonte de entrada ao circuito de saída do acionador. Em outras modalidades, diferentes propriedades podem ser avaliadas e controladas. Por exemplo, para um circuito de ressonância paralelo, a corrente através da bobina transmissora pode ser detectada diretamente por uma bobina de sensor de corrente separada e, com base nesse valor, um limite na corrente de entrada para o circuito de saída do acionador pode ser imposto.[0205] It should also be considered that in many embodiments, limitation and measurement can be integrated. For example, the transmitter coil current can be measured and limited by the system by imposing an adjustable current limit for the input source to the driver output circuit. In other embodiments, different properties can be evaluated and controlled. For example, for a parallel resonance circuit, the current through the transmitter coil can be sensed directly by a separate current sense coil, and based on this value, a limit on the input current to the driver output circuit can be tax.

[0206] Dessa forma, para limitar a intensidade do sinal de transferência de potência, a corrente da bobina é o parâmetro que é limitado. Para isso, outros parâmetros relacionados podem ser medidos e/ou limitados, como, por exemplo, a tensão da bobina ou a tensão do capacitor de ressonância. Embora a corrente de acionamento no circuito de ressonância influencie a corrente da bobina, a relação entre essa corrente e a corrente da bobina pode depender fortemente de outros parâmetros em algumas modalidades (como, por exemplo, a frequência da operação). Em particular, se estiver em paralelo com a bobina transmissora, o capacitor de ressonância requer apenas uma corrente de acionamento muito pequena para obter uma corrente de bobina alta quando o fator de qualidade do circuito de ressonância for alto e a frequência de acionamento corresponder à frequência de ressonância. Em particular, para tais modalidades, pode ser vantajoso, por exemplo, medir diretamente a corrente da bobina transmissora e, por exemplo, limitá-la mediante a redução, por exemplo, da tensão do sinal de acionamento, se a corrente medida exceder o limite.[0206] Therefore, to limit the intensity of the power transfer signal, the coil current is the parameter that is limited. For this, other related parameters can be measured and/or limited, such as, for example, the coil voltage or the resonance capacitor voltage. Although the driving current in the resonance circuit influences the coil current, the relationship between this current and the coil current may depend strongly on other parameters in some embodiments (such as, for example, the frequency of operation). In particular, if it is in parallel with the transmitter coil, the resonance capacitor requires only a very small drive current to obtain a high coil current when the quality factor of the resonance circuit is high and the drive frequency matches the frequency of resonance. In particular, for such embodiments, it may be advantageous, for example, to directly measure the transmitter coil current and, for example, limit it by reducing, for example, the drive signal voltage, if the measured current exceeds the limit .

[0207] Deve-se considerar, também, que podem ser usadas diferentes medidas para, por exemplo, a corrente. Por exemplo, o limite de corrente pode ser um limite para uma média, amplitude ou valor de corrente em RMS. Os valores de corrente e/ou potência são, portanto, geralmente valores que refletem o ciclo inteiro e que não variam devido a variações dentro de um único ciclo. Os valores representam as propriedades de todo o ciclo e são, geralmente, valores médios ao longo de pelo menos um ciclo (do sinal de acionamento/circuito de ressonância).[0207] It should also be considered that different measurements can be used for, for example, current. For example, the current limit can be a limit to an average, range, or RMS current value. Current and/or power values are therefore generally values that reflect the entire cycle and that do not vary due to variations within a single cycle. The values represent the properties of the entire cycle and are generally average values over at least one cycle (of the drive signal/resonance circuit).

[0208] Concluindo, as principais abordagens descritas referem-se ao controle de potência em um sistema de transferência de potência sem fio. As mensagens de controle de potência são recebidas de um receptor de potência e a potência do sinal de transferência de potência é adaptada de acordo com essas mensagens. Entretanto, em vez de um circuito de potência convencional, a abordagem introduz adicionalmente uma restrição nessa adaptação em resposta às mensagens de potência pelo controlador de potência que executa a adaptação, sendo que a adaptação está abaixo de um limite máximo. Dessa forma, o controlador de potência pode adaptar e modificar a potência do sinal de transferência de potência, mas é delimitado pelo limite máximo. Dessa forma, a adaptação do controle de potência é simultaneamente submetida a duas considerações, a saber, as mensagens de controle de potência recebidas e o limite máximo.[0208] In conclusion, the main approaches described refer to power control in a wireless power transfer system. Power control messages are received from a power receiver and the power of the power transfer signal is adapted according to these messages. However, instead of a conventional power circuit, the approach additionally introduces a constraint on this adaptation in response to power messages by the power controller that performs the adaptation, with the adaptation being below a maximum threshold. In this way, the power controller can adapt and modify the power of the power transfer signal, but it is limited by the maximum limit. In this way, the power control adaptation is simultaneously subjected to two considerations, namely, the received power control messages and the maximum limit.

[0209] Além disso, o limite máximo não é um limite constante ou fixo, mas, em vez disso, é adaptado em resposta ao carregamento do sinal de transmissão de energia pelo receptor de potência. Dessa forma, o limite máximo imposto sobre a potência do sinal de transferência de potência conforme controlado pelo laço de controle de potência é ajustado com base no carregamento do sinal de transferência de potência (e, portanto, está relacionado à potência do sinal de transferência de potência).[0209] Furthermore, the maximum limit is not a constant or fixed limit, but rather is adapted in response to the loading of the power transmission signal by the power receiver. In this way, the maximum limit imposed on the power of the power transfer signal as controlled by the power control loop is adjusted based on the loading of the power transfer signal (and is therefore related to the power of the power transfer signal). power).

[0210] A abordagem fornece um controle de potência muito flexível em um sinal de transferência de potência sem fio, sendo que o controle de potência pode fornecer um controle de potência muito flexível e preciso que cobre uma faixa dinâmica muito grande, mas ao mesmo tempo evita as condições de sobretensão que são experimentadas em sistemas tradicionais quando, por exemplo, o fator de acoplamento é rapidamente alterado, por exemplo, devido ao deslocamento do receptor de potência.[0210] The approach provides very flexible power control in a wireless power transfer signal, and the power control can provide very flexible and precise power control that covers a very large dynamic range, but at the same time avoids the overvoltage conditions that are experienced in traditional systems when, for example, the coupling factor is rapidly changed, for example due to displacement of the power receiver.

[0211] A abordagem pode, em particular, fornecer uma abordagem de controle de potência onde o controle de potência está livremente disponível em uma ampla faixa dinâmica enquanto, ao mesmo tempo, assegura que um limite de segurança seja imposto para evitar danos nas condições de sobretensão que ocorrem. Significativamente, a abordagem possibilita que o limite de segurança esteja dentro da faixa dinâmica coberta pelo controle de potência e, dessa forma, possibilita que seja muito próximo ao ponto de operação de corrente que, na prática, é necessário para evitar condições de sobretensão possivelmente prejudiciais. A abordagem fornece uma solução para os problemas conflitantes de como evitar condições de sobretensão em caso de alterações repentinas no fator de acoplamento e como fornecer controle de potência eficiente em uma faixa dinâmica muito ampla.[0211] The approach can, in particular, provide a power control approach where power control is freely available over a wide dynamic range while, at the same time, ensuring that a safety limit is imposed to avoid damage under operating conditions. overvoltage that occurs. Significantly, the approach enables the safety limit to be within the dynamic range covered by the power control and thus enables it to be very close to the current operating point which, in practice, is necessary to avoid possibly harmful overvoltage conditions. . The approach provides a solution to the conflicting problems of how to avoid overvoltage conditions in case of sudden changes in coupling factor and how to provide efficient power control over a very wide dynamic range.

[0212] Deve-se considerar que, para fins de clareza, a descrição acima descreveu as modalidades da invenção com referência a diferentes circuitos, unidades e processadores funcionais. Entretanto, ficará evidente que qualquer distribuição adequada de 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 executada pelo mesmo processador ou pelos mesmos controladores. Por isso, as referências a unidades ou circuitos funcionais específicos devem ser consideradas apenas como referências a meios adequados para fornecer a funcionalidade descrita e não como indicativas de uma estrutura física ou uma organização lógica ou física estrita.[0212] It should be considered that, for the sake of clarity, the above description described embodiments of the invention with reference to different functional circuits, units and processors. However, it will be evident that any suitable distribution of functionality between the different functional circuits, units or processors can be used without departing from the invention. For example, functionality illustrated to be performed by separate processors or controllers may be performed by the same processor or controllers. Therefore, references to specific functional units or circuits should be considered only as references to means suitable for providing the described functionality and not as indicative of a physical structure or strict logical or physical organization.

[0213] A invenção pode ser implementada em qualquer forma adequada, incluindo hardware, software, firmware ou qualquer combinação dos mesmos. A invenção pode ser, opcionalmente, implementada, ao menos parcialmente, como software de computador que é 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 implementados física, funcional e logicamente de qualquer forma adequada. De fato, a funcionalidade pode ser implementada em uma unidade única, em uma pluralidade de unidades ou como parte de outras unidades funcionais. Assim, a invenção pode ser implementada em uma unidade única ou pode ser distribuída física e funcionalmente entre diferentes unidades, circuitos e processadores.[0213] The invention may be implemented in any suitable form, including hardware, software, firmware or any combination thereof. The invention may optionally be implemented, at least partially, as computer software that runs on one or more data processors and/or digital signal processors. The elements and components of an embodiment of the invention may be implemented physically, functionally and logically in any suitable manner. In fact, functionality can be implemented in a single unit, in a plurality of units, or as part of other functional units. Thus, the invention can be implemented in a single unit or can be physically and functionally distributed among different units, circuits and processors.

[0214] Embora a presente invenção tenha sido descrita em conexão com algumas modalidades, a mesma não está destinada a ser limitada à forma específica aqui apresentada. Em vez disso, o escopo da presente invenção é limitado apenas pelas reivindicações em anexo. Adicionalmente, embora possa parecer que um recurso é descrito em conexão com modalidades específicas, o elemento 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 outras etapas.[0214] Although the present invention has been described in connection with some embodiments, it is not intended to be limited to the specific form presented here. Instead, the scope of the present invention is limited only by the appended claims. Additionally, although it may appear that a feature is described in connection with specific embodiments, one skilled in the art will recognize that various features of the described embodiments may be combined in accordance with the invention. In the claims, the term “comprising” does not exclude the presence of other elements or other steps.

[0215] Além disso, embora individualmente mencionados, uma pluralidade de meios, elementos, circuitos ou etapas de métodos podem ser implementados, por exemplo por meio de um único circuito, uma única unidade ou um único processador. 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. Além disso, a inclusão de um recurso em uma categoria de reivindicações não implica uma limitação a essa categoria, porém, em vez disso, indica que o recurso é igualmente aplicável a outras categorias das reivindicações, conforme for adequado. Além disso, a ordem dos recursos nas reivindicações não implica em nenhuma ordem específica na qual os recursos precisam ser trabalhados e, em particular, a ordem das etapas individuais em uma reivindicação de método não implica que as etapas precisam ser executadas nessa ordem. As etapas podem, na verdade, ser executadas em qualquer ordem adequada. Além disso, referências no singular não excluem uma pluralidade. Dessa forma, as referências a “um/a”, “uns/umas”, “primeiro/a”, “segundo/a” etc., não excluem uma pluralidade. Os sinais de referência nas reivindicações são fornecidos meramente como exemplos esclarecedores e não devem ser interpretados como limitadores do escopo das reivindicações de forma alguma.[0215] Furthermore, although individually mentioned, a plurality of means, elements, circuits or method steps may be implemented, for example by means of a single circuit, a single unit or a single processor. Additionally, although individual features may be included in different claims, they may be advantageously combined, and their inclusion in different claims does not imply that a combination of features is not viable and/or advantageous. Furthermore, the inclusion of a feature in a category of claims does not imply a limitation to that category, but rather indicates that the feature is equally applicable to other categories of claims, as appropriate. Furthermore, the order of the features in the claims does not imply any specific order in which the features need to be worked on, and in particular, the order of the individual steps in a method claim does not imply that the steps need to be performed in that order. The steps can actually be performed in any suitable order. Furthermore, singular references do not exclude a plurality. Thus, references to “one”, “one”, “first”, “second”, etc., do not exclude a plurality. Reference marks in the claims are provided merely as clarifying examples and should not be construed as limiting the scope of the claims in any way.

Claims (15)

1. TRANSMISSOR DE ENERGIA (101) PARA TRANSFERIR ENERGIA A UM RECEPTOR DE POTÊNCIA (105), sendo que o transmissor de energia (101), compreende: - um circuito de ressonância (201) que compreende uma impedância capacitiva (1301) e uma impedância indutiva (103), sendo que a impedância indutiva (103) compreende uma bobina transmissora (103) para gerar um sinal de transferência de potência para transferir de modo sem fio potência para o receptor de potência (105); - um acionador (1303) parar gerar um sinal de acionamento para o circuito de ressonância (201); - um receptor de mensagens (1305) para receber mensagens do receptor de potência (105); - um controlador do circuito de potência (1307) para adaptar uma potência do sinal de acionamento em resposta às mensagens de controle de potência recebidas do receptor de potência (105) pelo receptor de mensagens (1305), caracterizado pela adaptação ser submetida a uma restrição de pelo menos uma dentre uma corrente do circuito de ressonância, uma tensão do circuito de ressonância (201) e uma potência do sinal de acionamento que está abaixo de um limite máximo; e - um adaptador (1309) disposto de modo a adaptar o limite máximo em resposta a uma indicação de carga indicativa de um carregamento do sinal de transmissão de energia pelo receptor de potência (105).1. POWER TRANSMITTER (101) FOR TRANSFERRING ENERGY TO A POWER RECEIVER (105), the energy transmitter (101) comprising: - a resonance circuit (201) comprising a capacitive impedance (1301) and a inductive impedance (103), wherein the inductive impedance (103) comprises a transmitter coil (103) for generating a power transfer signal for wirelessly transferring power to the power receiver (105); - a driver (1303) for generating a drive signal for the resonance circuit (201); - a message receiver (1305) for receiving messages from the power receiver (105); - a power circuit controller (1307) for adapting a drive signal power in response to power control messages received from the power receiver (105) by the message receiver (1305), characterized in that the adaptation is subject to a constraint of at least one of a resonance circuit current, a resonance circuit voltage (201) and a drive signal power that is below a maximum threshold; and - an adapter (1309) arranged to adapt the maximum limit in response to a load indication indicative of a loading of the power transmission signal by the power receiver (105). 2. TRANSMISSOR DE ENERGIA (101), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo adaptador (1309) ser disposto de modo a adaptar dinamicamente o limite máximo para refletir variações no carregamento fornecido pelo receptor de potência.2. POWER TRANSMITTER (101), according to claim 1, characterized in that the adapter (1309) is arranged to dynamically adapt the maximum limit to reflect variations in the load provided by the power receiver. 3. TRANSMISSOR DE ENERGIA (101), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo adaptador (1309) ser disposto de modo a adaptar o limite máximo durante uma fase de transferência de potência.3. POWER TRANSMITTER (101), according to claim 1 or 2, characterized in that the adapter (1309) is arranged so as to adapt the maximum limit during a power transfer phase. 4. TRANSMISSOR DE ENERGIA (101), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo acionador (1303) ser disposto de modo a determinar uma indicação de potência que é indicativa de uma potência do sinal de acionamento, e o adaptador (1309) ser disposto de modo a determinar a indicação de carga como uma função da indicação de potência.4. POWER TRANSMITTER (101), according to claim 1, characterized in that the driver (1303) is arranged to determine a power indication that is indicative of a drive signal strength, and the adapter (1309) is arranged to determine the load indication as a function of the power indication. 5. TRANSMISSOR DE ENERGIA (101), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo controlador de circuito de potência (1307) ser disposto de modo a limitar ao menos uma dentre uma corrente e uma tensão de ao menos um dentre o sinal de acionamento e a bobina transmissora (1303).5. POWER TRANSMITTER (101), according to claim 1, characterized in that the power circuit controller (1307) is arranged so as to limit at least one of a current and a voltage of at least one of the drive signal and the transmitter coil (1303). 6. TRANSMISSOR DE ENERGIA (101), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo limite máximo ser uma função de aumento monotônico de um carregamento de energia indicada pela indicação de carga.6. ENERGY TRANSMITTER (101), according to claim 1, characterized in that the maximum limit is a function of monotonic increase of an energy load indicated by the load indication. 7. TRANSMISSOR DE ENERGIA (101), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo adaptador (1309) ser disposto de modo a aumentar o limite máximo acima de um primeiro limiar apenas se a indicação de carga for indicativa de uma potência do sinal de acionamento que está acima de um segundo limiar.7. POWER TRANSMITTER (101), according to claim 1, characterized in that the adapter (1309) is arranged so as to increase the maximum limit above a first threshold only if the load indication is indicative of a power signal strength. triggering that is above a second threshold. 8. TRANSMISSOR DE ENERGIA (101), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo adaptador (1309) ser disposto de modo a determinar o limite máximo para incluir tanto um limite máximo de corrente para a corrente do sinal de acionamento (201) quanto um limite máximo de potência para a potência do sinal de acionamento, e pela adaptação ser submetida tanto à corrente do circuito de ressonância que está abaixo do limite máximo de corrente quanto à potência do sinal de acionamento que está abaixo do limite máximo de potência.8. POWER TRANSMITTER (101), according to claim 1, characterized in that the adapter (1309) is arranged to determine the maximum limit to include both a maximum current limit for the drive signal current (201) and a maximum power limit for the power of the drive signal, and for the adaptation to be subject to both the resonance circuit current that is below the maximum current limit and the power of the drive signal that is below the maximum power limit. 9. TRANSMISSOR DE ENERGIA (101), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo adaptador (1309) ser disposto de modo a determinar a indicação de carga em resposta aos dados de carga recebidos em pelo menos uma mensagem do receptor de potência (105), sendo que os dados de carga são indicativos de um carregamento do sinal de transmissão de energia pelo receptor de potência (105).9. POWER TRANSMITTER (101), according to claim 1, characterized in that the adapter (1309) is arranged to determine the load indication in response to load data received in at least one message from the power receiver (105 ), and the load data is indicative of a loading of the power transmission signal by the power receiver (105). 10. TRANSMISSOR DE ENERGIA (101), de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo adaptador (1309) ser adicionalmente disposto de modo a alterar o limite máximo em resposta a uma detecção de uma alteração em um carregamento do sinal de transferência de potência.10. POWER TRANSMITTER (101), according to claim 9, characterized in that the adapter (1309) is additionally arranged to change the maximum limit in response to a detection of a change in a load of the power transfer signal. 11. SISTEMA DE TRANSFERÊNCIA DE POTÊNCIA SEM FIO, compreendendo um receptor de potência (105) e um transmissor de energia (101) para transferir energia para o receptor de potência (105), sendo que o transmissor de energia (101) compreende: - um circuito de ressonância (201) que compreende uma impedância capacitiva (1301) e uma impedância indutiva (103), sendo que a impedância indutiva (103) compreende uma bobina transmissora (103) para gerar um sinal de transferência de potência para transferir de modo sem fio potência para o receptor de potência (105), - um acionador (203) parar gerar um sinal de acionamento para o circuito de ressonância (201), - um receptor (1305) para receber mensagens do receptor de potência (105), - um controlador do circuito de potência (1307) para adaptar uma potência do sinal de acionamento em resposta às mensagens de controle de potência recebidas do receptor de potência (105), caracterizado pela adaptação ser submetida a uma restrição de pelo menos uma dentre uma corrente do circuito de ressonância (201), uma tensão do circuito de ressonância (201) e uma potência do sinal de acionamento que está abaixo de um limite máximo e - um adaptador (1309) disposto de modo a determinar o limite máximo em resposta a uma indicação de carga determinada com base nos dados de carga recebidos em uma mensagem do receptor de potência (105), sendo que os dados de carga são indicativos de um carregamento do sinal de transmissão de energia pelo receptor de potência (105); e o receptor de potência (105), que compreende: - um gerador de dados (2007) para gerar dados de carga que refletem um carregamento do receptor de potência (105) e - um transmissor (2009) para transmitir ao menos uma mensagem que compreende os dados de carga para o transmissor de energia (101).11. WIRELESS POWER TRANSFER SYSTEM, comprising a power receiver (105) and a power transmitter (101) for transferring power to the power receiver (105), the power transmitter (101) comprising: - a resonance circuit (201) comprising a capacitive impedance (1301) and an inductive impedance (103), the inductive impedance (103) comprising a transmitter coil (103) for generating a power transfer signal to transfer mode wireless power to the power receiver (105), - a driver (203) for generating a drive signal for the resonance circuit (201), - a receiver (1305) for receiving messages from the power receiver (105), - a power circuit controller (1307) for adapting a power of the drive signal in response to power control messages received from the power receiver (105), characterized in that the adaptation is subject to a restriction of at least one of a current of the resonance circuit (201), a voltage of the resonance circuit (201) and a drive signal power that is below a maximum limit and - an adapter (1309) arranged so as to determine the maximum limit in response to a load indication determined based on load data received in a message from the power receiver (105), the load data being indicative of a loading of the power transmission signal by the power receiver (105); and the power receiver (105), which comprises: - a data generator (2007) for generating load data that reflects a load from the power receiver (105) and - a transmitter (2009) for transmitting at least one message that comprises the load data for the power transmitter (101). 12. SISTEMA DE TRANSFERÊNCIA DE POTÊNCIA SEM FIO, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo gerador de dados (2007) ser disposto de modo a determinar o carregamento do receptor de potência (105) em resposta a pelo menos uma dentre uma medição de uma corrente de carga e uma medição de uma tensão de carga para uma carga do receptor de potência (105).12. WIRELESS POWER TRANSFER SYSTEM according to claim 11, characterized in that the data generator (2007) is arranged to determine the loading of the power receiver (105) in response to at least one of a power measurement. a load current and a measurement of a load voltage for a power receiver load (105). 13. SISTEMA DE TRANSFERÊNCIA DE POTÊNCIA SEM FIO, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo transmissor (2009) ser disposto de modo a transmitir a ao menos uma mensagem para o transmissor de energia (101) em resposta a uma detecção de que uma alteração em uma carga do receptor de potência (105) satisfaz um critério de carga de alteração de energia; os dados de carga de ao menos uma mensagem são indicativos da alteração que satisfaz ao critério de carga de alteração de potência; e sendo que o adaptador (1309) é disposto de modo a modificar o limite máximo em resposta à detecção de que a pelo menos uma mensagem compreende dados de carga indicativos da alteração que satisfaz ao critério de carga de alteração de energia.13. WIRELESS POWER TRANSFER SYSTEM according to claim 11, characterized in that the transmitter (2009) is arranged to transmit at least one message to the power transmitter (101) in response to a detection that a change in a power receiver load (105) satisfies a power change load criterion; the load data of at least one message is indicative of the change that satisfies the power change load criterion; and wherein the adapter (1309) is arranged to modify the upper limit in response to detecting that the at least one message comprises load data indicative of the change satisfying the energy change load criterion. 14. SISTEMA DE TRANSFERÊNCIA DE POTÊNCIA SEM FIO, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo adaptador (1309) ser adicionalmente disposto de modo a alterar o limite máximo em resposta a uma detecção de uma alteração em uma indicação de potência para o sinal de acionamento.14. WIRELESS POWER TRANSFER SYSTEM according to claim 11, characterized in that the adapter (1309) is further arranged to change the maximum limit in response to a detection of a change in a power indication for the signal. drive. 15. MÉTODO PARA OPERAÇÃO DE UM TRANSMISSOR DE ENERGIA (101), que transfere potência a um receptor de potência (105), sendo que o transmissor de energia (101) compreende um circuito de ressonância (201) que compreende uma impedância capacitiva (1301) e uma impedância indutiva (103), sendo que a impedância indutiva (103) compreende uma bobina transmissora (103) para gerar um sinal de transferência de potência para transferir de modo sem fio energia para o receptor de potência (105); o método compreendendo: - gerar um sinal de acionamento para o circuito de ressonância (201); - receber mensagens do receptor de potência (105); - adaptar uma potência do sinal de acionamento em resposta às mensagens de controle de potência recebidas do receptor de potência (105), caracterizado pela adaptação estar submetida a uma restrição de pelo menos uma dentre uma corrente do circuito de ressonância, uma tensão do circuito de ressonância (201) e uma potência do sinal de acionamento que está abaixo de um limite máximo; e - adaptar o limite máximo em resposta a uma indicação de carga indicativa de um carregamento do sinal de transmissão de energia pelo receptor de potência (105).15. METHOD FOR OPERATING A POWER TRANSMITTER (101), which transfers power to a power receiver (105), the power transmitter (101) comprising a resonance circuit (201) comprising a capacitive impedance (1301 ) and an inductive impedance (103), wherein the inductive impedance (103) comprises a transmitter coil (103) for generating a power transfer signal for wirelessly transferring power to the power receiver (105); the method comprising: - generating a drive signal for the resonance circuit (201); - receive messages from the power receiver (105); - adapting a drive signal power in response to power control messages received from the power receiver (105), characterized in that the adaptation is subject to a restriction of at least one of a resonance circuit current, a resonance circuit voltage resonance (201) and a drive signal power that is below a maximum limit; and - adapting the maximum limit in response to a load indication indicative of a loading of the power transmission signal by the power receiver (105).
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