BR112019025023B1

BR112019025023B1 - Transmissor de energia, sistema de transferência de energia sem fio e método de operação para um transmissor de energia

Info

Publication number: BR112019025023B1
Application number: BR112019025023-9A
Authority: BR
Inventors: Andries Van Wageningen; Wilhelmus Gerardus Maria Ettes; Eddy Gerrit Veltman; Antonius Adriaan Maria Staring; Richard Henricus Maria Theelen; Johannes Gerardus Fredericus Kablau
Original assignee: Koninklijke Philips N.V
Priority date: 2017-05-30
Filing date: 2018-05-25
Publication date: 2023-12-19
Also published as: US11424647B2; EP3635846B1; ES2861799T3; RU2737192C1; BR112019025023A2; CN110959242B; CN110959242A; PL3635846T3; EP3410568A1; JP2020522222A; EP3826142A1; US11038381B2; ZA201908589B; WO2018219793A1; MX2019014141A; US20210265872A1; EP3635846A1; JP7145888B2; US20200212725A1

Abstract

a presente invenção refere-se a um transmissor de energia (101) para um sistema de transferência de energia sem fio que compreende uma bobina transmissora (103) e um acionador (201) que geram um sinal de acionamento para a bobina transmissora (103) empregando um período de tempo repetitivo com um intervalo de tempo de transferência de energia e um intervalo de tempo de detecção de objeto estranho. um gerador de teste (211) gera um sinal de acionamento de teste para uma bobina de teste (209) durante o intervalo de tempo de detecção de objeto estranho. um detector de objeto estranho (207) executa um teste de detecção de objeto estranho com base em um parâmetro medido para o sinal de acionamento de teste. antes de entrar em uma fase de transferência de energia, um adaptador (213) controla o transmissor de energia (101) para operar em um modo de inicialização de detecção de objeto estranho no qual um valor preferencial de um parâmetro de sinal para o sinal de acionamento de teste é determinado em resposta a ao menos uma primeira mensagem recebida do receptor de energia (105). durante o intervalo de tempo de detecção de objeto estranho, o parâmetro de sinal é ajustado ao valor preferencial.

Description

Campo da invenção

[001] A invenção se refere à detecção de objeto estranho em um sistema de transferência de energia sem fio e, em particular, mas não exclusivamente, à detecção de objeto estranho para um transmissor de energia que fornece transferência de energia indutiva para dispositivos de energia mais alta, como, por exemplo, aparelhos de cozinha.

Antecedentes da invenção

[002] A maior parte dos produtos elétricos 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.

[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 transferida indutivamente de um indutor transmissor em um dispositivo transmissor de energia para uma bobina receptora nos dispositivos individuais.

[004] A transmissão de energia por meio de indução magnética é um conceito bem conhecido, aplicado principalmente em transformadores que têm um acoplamento justo entre uma bobina/um indutor transmissor(a) primário(a) e uma bobina receptora secundária. Quando se separa a bobina transmissora primária e a bobina receptora secundária entre dois dispositivos, a transferência de energia sem fio entre os mesmos se torna possível, com base no princípio de um transformador frouxamente acoplado.

[005] Esse tipo de disposição possibilita uma transferência de energia sem fio para o dispositivo sem a necessidade de fios ou de que conexões elétricas físicas sejam feitas. 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.

[006] Além disso, tais disposições para transferência de energia sem fio podem ser vantajosamente projetadas de modo que o dispositivo transmissor de energia possa ser usado com uma gama de dispositivos receptores de energia. Em particular, foi definida uma abordagem de transferência de energia sem fio, conhecida como Especificação Qi, e que está atualmente sob desenvolvimento adicional. Essa abordagem possibilita que os dispositivos transmissores de energia 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. O padrão Qi inclui, adicionalmente, algumas funcionalidades que possibilitam que a operação seja adaptada ao dispositivo receptor de energia específico (por exemplo, dependendo da drenagem de energia específica).

[007] A Especificação Qi é desenvolvida pelo consórcio Wireless Power Consortium (Consórcio para transmissão de energia 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.

[008] Um possível problema com transferência de energia sem fio é que a energia pode ser involuntariamente transferida para, por exemplo, objetos metálicos que acontecem de estar nas proximidades do transmissor de energia. Por exemplo, se um objeto estranho, como, por exemplo, uma moeda, chave, anel, etc., for colocado na plataforma do transmissor de energia disposta para receber um receptor de energia, o fluxo magnético gerado pela bobina transmissora introduzirá correntes parasitas nos objetos de metal que irão fazer com que os objetos sejam aquecidos. O aumento de calor pode ser muito significativo e pode ser altamente desvantajoso.

[009] Para reduzir o risco de tais cenários decorrentes, foi proposto introduzir a detecção de objeto estranho onde o transmissor de energia pode detectar a presença de um objeto estranho e reduzir a energia de transmissão e/ou gerar um alerta de usuário quando uma detecção positiva ocorre. Por exemplo, o sistema Qi inclui uma funcionalidade para detectar um objeto estranho e para reduzir a energia se um objeto estranho for detectado. Especificamente, a especificação Qi versão 1.2.1, na seção 11, descreve vários métodos de detecção de um objeto estranho.

[010] Um método para detectar tais objetos estranhos é revelado no documento WO2015018868A1. Um outro exemplo é fornecido no documento WO 2012127335 o qual revela uma abordagem com base na determinação de perdas de energia desconhecidas. Na abordagem, tanto o receptor de energia quanto o transmissor de energia medem suas energias, e o receptor comunica sua energia recebida medida ao transmissor de energia. Quando o transmissor de energia detecta uma diferença significativa entre a energia enviada pelo transmissor e a energia recebida pelo receptor, um objeto estranho pode, possivelmente, estar presente, e a transferência de energia pode ser reduzida ou abortada por motivos de segurança. Este método de perda de energia exige medições de energia exatas sincronizadas executadas pelo transmissor de energia e pelo receptor de energia.

[011] Por exemplo, no padrão de transferência de energia Qi, o receptor de energia estima sua energia recebida, por exemplo, por meio da medição da tensão e corrente retificadas, da multiplicação das mesmas e adição de uma estimativa das perdas de energia interna no receptor de energia (por exemplo, perdas do retificador, da bobina receptora, partes metálicas que fazem parte do receptor etc.). O receptor de energia relata a energia recebida determinada para o transmissor de energia com uma taxa mínima, por exemplo, a cada quatro segundos.

[012] O transmissor de energia estima sua energia transmitida, por exemplo, por meio da medição da tensão de entrada CC e corrente do inversor, da multiplicação das mesmas e correção do resultado por meio da subtração de uma estimativa das perdas de energia interna no transmissor como, por exemplo, a perda de energia estimada no inversor, na bobina primária e nas partes metálicas que fazem parte do transmissor de energia.

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

[014] Alternativamente, foi proposto medir a qualidade ou o fator Q do circuito ressonante formado pelas bobinas primária e secundária juntamente com as capacitâncias e resistências correspondentes. Uma redução no fator Q medido pode ser indicativo de que um objeto estranho esteja presente.

[015] Na prática, tende a ser difícil obter exatidão de detecção suficiente com o uso dos métodos descritos na Especificação Qi. Esta dificuldade é exacerbada por várias incertezas sobre as condições de operação atuais específicas.

[016] Por exemplo, um problema específico é a possível presença de metais amigáveis (ou seja, partes metálicas do dispositivo que incorpora o receptor de energia ou o transmissor de energia), visto que as propriedades magnéticas e elétricas destes podem ser desconhecidas (e variam entre diferentes dispositivos) e, portanto, pode ser difícil compensar.

[017] Adicionalmente, o aquecimento indesejável pode resultar até mesmo de quantidades relativamente pequenas de energia sendo dissipadas em um objeto estranho metálico. Portanto, é necessário detectar até mesmo uma pequena discrepância de energia entre a energia transmitida e a recebida, e isso pode ser particularmente difícil quando os níveis de energia da transferência de energia aumentam.

[018] A abordagem de fator de degradação Q pode, em muitos cenários, ter uma melhor sensibilidade para detecção da presença de objetos de metal. Entretanto, ela pode ainda não fornecer exatidão suficiente e, por exemplo, pode também sofrer com a influência de metal amigável.

[019] O desempenho da detecção de objeto estranho está sujeito às condições de operação específicas que estão presentes quando o teste é realmente executado. Por exemplo, se, conforme descrito na Especificação Qi, uma medição para detecção de objeto estranho for realizada na Fase de Seleção de um processo de inicialização de transferência de energia, o sinal que o transmissor de energia fornece para a medição precisa ser suficientemente pequeno para impedir que ele desperte o receptor de energia. Entretanto, para um sinal tão pequeno, a razão de sinal/ruído é tipicamente ruim, resultando em exatidão reduzida da medição.

[020] O requisito de um sinal de medição pequeno pode resultar em outros efeitos desvantajosos. Um receptor de energia exposto a um sinal de medição pequeno pode exibir uma corrente de fuga que depende do nível do sinal de medição, do acoplamento entre a bobina primária e a secundária e do estado de carregamento de um capacitor na saída do retificador. Esta corrente de fuga pode, portanto, ser diferente dependendo das condições reais. Visto que a corrente de fuga influencia na impedância refletida na bobina transmissora de energia, a medição do fator de qualidade também dependerá das condições de corrente específicas.

[021] Um outro problema é que a detecção de objeto estranho é tipicamente um teste muito sensível onde é desejado que alterações relativamente pequenas causadas pela presença de um objeto estranho sejam detectadas em um ambiente possivelmente com uma grande variação das condições de operação e cenários para os quais o teste está sendo executado.

[022] Consequentemente, os algoritmos atuais tendem a estar abaixo de ótimo e podem, em alguns cenários e exemplos, fornecer um desempenho menos que ótimo. Em particular, eles podem resultar na presença de objetos estranhos não sendo detectados, ou em falsas detecções de objetos estranhos quando nenhum está presente.

[023] Com isso, uma detecção de objeto aprimorada seria vantajosa e, em particular, uma abordagem que possibilite flexibilidade aumentada, custo reduzido, complexidade reduzida, detecção de objeto aprimorada, menos detecções falsas e detecções perdidas, retrocompatibilidade e/ou desempenho aprimorado seria vantajosa.

Sumário da invenção

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

[025] De acordo com um aspecto da invenção, é apresentado uma transmissor de energia para fornecer, de modo sem fio, energia para um receptor de energia por meio de um sinal de transferência de energia indutivo; sendo que o transmissor de energia compreende: uma bobina transmissora para gerar o sinal de transferência de energia; um acionador para gerar um sinal de acionamento para a bobina transmissora, sendo que o acionador é disposto de modo a, durante uma fase de transferência de energia, gerar o sinal de acionamento para empregar um período de tempo repetitivo que compreende ao menos um intervalo de tempo de transferência de energia e um intervalo de tempo de detecção de objeto estranho; um receptor para receber mensagens do receptor de energia; uma bobina de teste para gerar um sinal de teste eletromagnético; um gerador de teste disposto de modo a gerar um sinal de acionamento de teste para a bobina de teste para fornecer o sinal de teste eletromagnético durante o intervalo de tempo de detecção de objeto estranho; um detector de objeto estranho disposto de modo a executar um teste de detecção de objeto estranho em resposta a um parâmetro medido para o sinal de acionamento de teste; um adaptador para, antes de entrar na fase de transferência de energia, controlar o transmissor de energia para operar em um modo de inicialização de detecção de objeto estranho no qual um valor preferencial de um parâmetro de sinal para o sinal de acionamento de teste é determinado em resposta a ao menos uma primeira mensagem recebida do receptor de energia; e sendo que o gerador de teste é disposto de modo a ajustar o parâmetro de sinal do sinal de acionamento de teste ao valor preferencial durante o intervalo de tempo de detecção de objeto estranho.

[026] A invenção pode proporcionar uma detecção de objeto estranho aprimorada em muitas modalidades. Em muitos cenários e sistemas, uma detecção de objeto estranho mais exata pode ser obtida. A abordagem pode, em muitas modalidades, reduzir a complexidade e pode, em muitos sistemas, fornecer um alto grau de retrocompatibilidade. Especificamente, a abordagem pode ser particularmente adequada para aprimorar a detecção de objeto estranho em sistemas de transferência de energia sem fio Qi, por exemplo, que operem de acordo com versão 1.2 ou anterior das Especificações Qi.

[027] A abordagem pode possibilitar uma exatidão e/ou confiabilidade aprimorada de testes de detecção de objeto estranho durante a fase de transferência de energia. Em muitas modalidades, a abordagem pode reduzir incerteza e variação para os testes de detecção de objeto estranho, aprimorando assim o desempenho. A abordagem pode reduzir especificamente o impacto em variações de transferência de energia e condições de operação na detecção de objeto estranho. A abordagem pode, por exemplo, propender o sistema para funcionar em um ponto de operação e cenário de referência específico, por exemplo, predeterminado, durante a detecção de objeto estranho. Isso pode aprimorar a consistência e a previsibilidade para o teste de detecção de objeto estranho. Em particular, isso pode possibilitar uma estimativa mais exata e mais confiável do impacto do receptor de energia no sinal de teste eletromagnético e pode assim possibilitar que o detector de objeto estranho aprimore a compensação para isso.

[028] Em muitas modalidades, a bobina de teste e a bobina transmissora podem ser a mesma bobina. Em muitas modalidades, o acionador e o gerador de teste podem ser a mesma entidade, dessa forma, o mesmo circuito pode gerar tanto o sinal de acionamento quanto o sinal de acionamento de teste. Em muitas modalidades, o sinal de transferência de energia e o sinal de acionamento de teste podem compartilhar muitos valores de parâmetro, por exemplo, eles podem ter a mesma frequência.

[029] O parâmetro de sinal para o qual um valor preferencial é determinado pode ser especificamente uma frequência, tensão, corrente, um nível de sinal, uma fase, temporização e/ou amplitude.

[030] O valor preferencial pode ser qualquer valor que seja determinado pelo adaptador para o parâmetro de sinal e pode ser equivalentemente chamado, por exemplo, de o primeiro parâmetro.

[031] Em muitas modalidades, uma duração do intervalo de tempo de detecção de objeto estranho não é maior que 5%, 10% ou 20% da duração do período de tempo. Em muitas modalidades, a duração do(s) intervalo(s) de tempo de detecção de objeto estranho não é menor que 70%, 80% ou 90% do período de tempo. O adaptador pode controlar o transmissor de energia para operar no modo de inicialização de detecção de objetos estranhos em um intervalo de tempo de adaptação. Em muitas modalidades, a duração do intervalo de tempo de detecção de objeto estranho não é maior que 5%, 10% ou 20% da duração do intervalo de tempo de adaptação.

[032] A abordagem pode, por exemplo, introduzir um intervalo de tempo de detecção de objeto estranho em que o receptor de energia pode operar tanto com uma carga de tensão induzida alta, porém leve, que corresponde a uma intensidade de campo magnético alta, porém baixa carga do sinal eletromagnético. Em tais cenários, o impacto de um objeto estranho pode ser mais perceptível visto que a energia induzida em tal objeto irá representar uma proporção mais alta da energia total extraída. De fato, a intensidade magnética mais alta pode resultar em um sinal induzido mais alto em qualquer objeto estranho que esteja presente, e a carga reduzida pode reduzir o impacto da presença do receptor de energia quando detectar se um objeto estranho está presente.

[033] O detector de objeto estranho pode ser disposto de modo a determinar que um objeto estranho é detectado se uma diferença entre o nível de energia do sinal de teste eletromagnético e a energia indicada por uma indicação de carga recebida do receptor de energia e que indica uma carga esperada do sinal de teste eletromagnético estiver acima de um limiar. Se a diferença estiver abaixo do limiar, o detector de objeto estranho pode determinar que nenhum objeto estranho foi detectado.

[034] O detector de objeto estranho pode ser disposto de modo a determinar que um objeto estranho seja detectado se uma medição de qualidade (determinada a partir de medições do sinal de acionamento) para um circuito de ressonância que compreende a bobina de teste estiver abaixo de um limiar. O limiar pode tipicamente ser dependente de uma mensagem recebida do receptor de energia.

[035] De acordo com um recurso opcional da invenção, a primeira mensagem compreende uma indicação de uma propriedade do receptor de energia.

[036] Isso pode fornecer detecção de objeto estranho aprimorada e, em particular, pode fornecer confiabilidade e exatidão aprimoradas do teste de detecção de objeto estranho. Isso pode, em particular, possibilitar que o teste de detecção de objeto estranho forneça uma compensação aprimorada para as propriedades específicas do receptor de energia quando se determina o valor preferencial. Isto também pode possibilitar que o teste de detecção de objeto estranho compense as propriedades do receptor de energia individual.

[037] A propriedade pode, por exemplo, ser uma indicação de um tipo/uma classe/uma categoria de receptor de energia e/ou pode ser uma identificação do receptor de energia. Em algumas modalidades, a indicação da propriedade pode ser indicativo de uma carga estimada do sinal de teste eletromagnético pelo receptor de energia, como, por exemplo, uma indicação da carga por metal amigável do receptor de energia. Em algumas modalidades, a indicação da propriedade pode ser uma indicação de uma configuração de parâmetro preferencial, como, por exemplo, uma indicação de uma frequência de ressonância de um circuito de ressonância do receptor de energia que inclui uma bobina receptora de energia.

[038] Em algumas modalidades, a indicação da propriedade pode ser indicativo de uma carga estimada do sinal de teste eletromagnético pelo receptor de energia, como, por exemplo, uma indicação da carga por metal amigável do receptor de energia.

[039] Em algumas modalidades, a indicação da propriedade pode ser indicativo de uma carga estimada do sinal de teste eletromagnético pelo receptor de energia, como, por exemplo, uma indicação da carga por metal amigável do receptor de energia. Em algumas modalidades, a indicação da propriedade pode ser indicativo de um impacto estimado em uma medição de qualidade para um circuito de ressonância que compreende a bobina transmissora, como, por exemplo, uma indicação do impacto de metal amigável do receptor de energia.

[040] De acordo com um recurso opcional da invenção, a primeira mensagem compreende uma indicação de um impacto esperado do receptor de energia em um sinal de teste eletromagnético de referência.

[041] Isso pode fornecer detecção de objeto estranho aprimorada e, em particular, pode fornecer confiabilidade e exatidão aprimoradas do teste de detecção de objeto estranho. Isso pode, em particular, possibilitar que o teste de detecção de objeto estranho forneça uma compensação aprimorada para o impacto do receptor de energia quando se determina o valor preferencial. Isto também pode possibilitar que o teste de detecção de objeto estranho compense o impacto do receptor de energia individual.

[042] Em algumas modalidades, a indicação da propriedade pode ser indicativo de uma carga estimada do sinal de teste eletromagnético pelo receptor de energia, como, por exemplo, uma indicação da carga por metal amigável do receptor de energia.

[043] Em algumas modalidades, a indicação da propriedade pode ser indicativo de uma carga estimada do sinal de teste eletromagnético pelo receptor de energia, como, por exemplo, uma indicação da carga por metal amigável do receptor de energia. Em algumas modalidades, a indicação da propriedade pode ser indicativo de um impacto estimado em uma medição de qualidade para um circuito de ressonância que compreende a bobina transmissora, como, por exemplo, uma indicação do impacto de metal amigável do receptor de energia.

[044] A indicação do impacto esperado pode, por exemplo, ser uma indicação de uma dissipação de energia esperada do receptor de energia durante o intervalo de tempo de detecção de objeto estranho ou uma indicação de um impacto esperado em uma medição de qualidade para um circuito de ressonância que compreende a bobina de teste.

[045] De acordo com um recurso opcional da invenção, a primeira mensagem compreende uma indicação de uma restrição para o parâmetro de sinal para o sinal de acionamento de teste.

[046] Isso pode fornecer detecção de objeto estranho aprimorada e, em particular, pode fornecer confiabilidade e exatidão aprimoradas do teste de detecção de objeto estranho. Isso pode, em particular, possibilitar que o sinal de acionamento de teste e, assim, o sinal de teste eletromagnético, seja gerado para ter propriedades que possibilitem a detecção de objeto estranho aprimorada e/ou possam assegurar operação aceitável (por exemplo, energia suficiente durante a detecção de objeto estranho).

[047] A restrição pode ser especificamente uma restrição em um nível de sinal (corrente, tensão e/ou energia) ou frequência (por exemplo, máxima e/ou mínima) do sinal de acionamento de teste.

[048] De acordo com um recurso opcional da invenção, a primeira mensagem compreende uma indicação de uma diferença entre um valor operacional de receptor de energia atual e um valor operacional de receptor de energia de referência de teste.

[049] Isso pode fornecer detecção de objeto estranho aprimorada e, em particular, pode fornecer confiabilidade e exatidão aprimoradas do teste de detecção de objeto estranho. Isso pode, em particular, possibilitar que o transmissor de energia gere o sinal de acionamento de teste para resultar em propriedades do sinal de teste eletromagnético correspondente a um nível de referência (ou intervalo) desejado.

[050] De acordo com um recurso opcional da invenção, o adaptador é disposto adicionalmente para determinar o valor preferencial em resposta à restrição do teste de detecção de objeto estranho do detector de objeto estranho.

[051] Isso pode fornecer detecção de objeto estranho aprimorada e, em particular, pode fornecer confiabilidade e exatidão aprimoradas do teste de detecção de objeto estranho. Em particular, isso pode assegurar que a detecção de objeto estranho seja executada com um sinal de teste eletromagnético adequado para o teste, mesmo se o receptor de energia solicitar ou indicar que outros valores devam ser utilizados.

[052] De acordo com um recurso opcional da invenção, a restrição é ao menos um dentre um nível de sinal mínimo e uma restrição em uma frequência do sinal de acionamento de teste.

[053] Isso pode fornecer uma detecção aprimorada de objeto estranho e, em particular, pode fornecer confiabilidade e exatidão aprimoradas do teste de detecção de objeto estranho.

[054] De acordo com um recurso opcional da invenção, o gerador de teste é disposto de modo a gerar o sinal de acionamento de teste com o parâmetro de acionamento do sinal de acionamento de teste adaptado ao valor preferencial em um intervalo de teste inicial antes da fase de transferência de energia; e o detector de objeto estranho ser disposto de modo a executar o teste de detecção de objeto estranho no intervalo de teste inicial.

[055] Isso pode fornecer operação aprimorada e pode especificar e tipicamente evitar a inicialização da fase de transferência de energia com um objeto estranho presente. Também pode aumentar a confiabilidade e reduzir o risco do parâmetro de sinal que é ajustado para um valor que não é adequado para detecção de objeto estranho.

[056] De acordo com um recurso opcional da invenção, se o teste de detecção de objeto estranho no intervalo de tempo de detecção de objeto estranho for indicativo de que um objeto estranho está presente, o detector de objeto estranho é disposto de modo a o transmissor de energia voltar a entrar no modo de inicialização de detecção de objeto estranho.

[057] Isso pode proporcionar um funcionamento otimizado em muitas situações. Por exemplo, isso pode, em muitas modalidades, possibilitar que o sistema recalibre automaticamente para alterações repentinas nas condições de operação, como, por exemplo, causadas por um movimento do receptor de energia em relação ao transmissor de energia.

[058] De acordo com um recurso opcional da invenção, o adaptador é disposto de modo a impedir que o transmissor de energia entre na fase de transferência de energia se o valor preferencial não atender a um critério.

[059] Isso pode fornecer operação aprimorada e pode especificar e tipicamente evitar a inicialização da fase de transferência de energia com um objeto estranho presente. Também pode aumentar a confiabilidade e reduzir o risco do parâmetro de sinal que é ajustado para um valor que não é adequado para detecção de objeto estranho (ou potencialmente qualquer outra operação).

[060] De acordo com um recurso opcional da invenção, o detector de objeto estranho é disposto de modo a adaptar um parâmetro do teste de detecção de objeto estranho em resposta a um valor medido do sinal de acionamento quando no modo de inicialização de detecção de objeto estranho.

[061] Isso pode fornecer uma detecção aprimorada de objeto estranho e, em particular, pode fornecer confiabilidade e exatidão aprimoradas do teste de detecção de objeto estranho.

[062] De acordo com um recurso opcional da invenção, o adaptador é disposto de modo a ajustar um nível máximo para o sinal de transferência de energia durante o intervalo de transferência de energia em resposta a uma medição do sinal de acionamento de teste durante o intervalo de detecção de objeto estranho.

[063] Isso pode proporcionar uma operação aprimorada em muitas modalidades.

[064] De acordo com um aspecto da invenção, é apresentado um sistema de transferência de energia sem fio que compreende um transmissor de energia para fornecer, de modo sem fio, energia para um receptor de energia por meio de um sinal de transferência de energia indutivo; sendo que o transmissor de energia compreende: uma bobina transmissora para gerar o sinal de transferência de energia; um acionador para gerar um sinal de acionamento para a bobina transmissora, sendo que o acionador é disposto de modo a, durante uma fase de transferência de energia, gerar o sinal de acionamento para empregar um período de tempo repetitivo que compreende ao menos um intervalo de tempo de transferência de energia e um intervalo de tempo de detecção de objeto estranho, uma energia do sinal de transferência de energia sendo reduzida durante o intervalo de tempo de detecção de objeto estranho em relação ao intervalo de tempo de transferência de energia; um receptor para receber mensagens do receptor de energia; uma bobina de teste para gerar um sinal de teste eletromagnético; um gerador de teste disposto de modo a gerar um sinal de acionamento de teste para a bobina de teste para fornecer o sinal de teste eletromagnético durante o intervalo de tempo de detecção de objeto estranho; um detector de objeto estranho disposto de modo a executar um teste de detecção de objeto estranho em resposta a um parâmetro medido para o sinal de acionamento de teste; um adaptador para, antes de entrar na fase de transferência de energia, controlar o transmissor de energia para operar em um modo de inicialização de detecção de objeto estranho no qual um valor preferencial de um parâmetro de sinal para o sinal de acionamento de teste é determinado em resposta a ao menos uma primeira mensagem recebida do receptor de energia; e sendo que o gerador de teste é disposto de modo a ajustar o parâmetro de sinal do sinal de acionamento de teste ao valor preferencial durante o intervalo de tempo de detecção de objeto estranho; e sendo que o receptor de energia compreende: uma bobina receptora de energia para extrair energia do sinal de transferência de energia; um controlador de detecção de objeto estranho para reduzir uma carga do receptor de energia durante o intervalo de tempo de detecção de objeto estranho; um transmissor de mensagem para transmitir a primeira mensagem ao transmissor de energia.

[065] De acordo com um recurso opcional da invenção, o receptor de energia compreende adicionalmente um controlador de receptor de energia disposto de modo a controlar o receptor de energia para operar em um modo de inicialização de detecção de objeto estranho no qual o receptor de energia transmite ao menos uma mensagem ao transmissor de energia para propender o sinal de acionamento de teste para causar uma condição de referência no receptor de energia.

[066] Isso pode fornecer uma detecção aprimorada de objeto estranho e, em particular, pode fornecer confiabilidade e exatidão aprimoradas do teste de detecção de objeto estranho.

[067] Em muitas modalidades, o adaptador pode ser disposto de modo a determinar o valor preferencial do parâmetro de sinal em resposta a uma medição do sinal de acionamento de teste para o receptor de energia que está na condição de referência.

[068] De acordo com um aspecto da invenção, é apresentado um método de operação para um transmissor de energia que fornece, de modo sem fio, energia para um receptor de energia por meio de um sinal de transferência de energia indutivo; sendo que o transmissor de energia compreende: uma bobina transmissora para gerar o sinal de transferência de energia, uma bobina de teste para gerar um sinal de teste eletromagnético e um receptor para receber mensagens do receptor de energia; e sendo que o método compreende: gerar um sinal de acionamento para a bobina transmissora, o sinal de acionamento, durante uma fase de transferência de energia, empregando um período de tempo repetitivo que compreende ao menos um intervalo de tempo de transferência de energia e um intervalo de tempo de detecção de objeto estranho; gerar um sinal de acionamento de teste para a bobina de teste para fornecer o sinal de teste eletromagnético durante o intervalo de tempo de detecção de objeto estranho; executar um teste de detecção de objeto estranho em resposta a um parâmetro medido para o sinal de acionamento de teste; e, antes de entrar na fase de transferência de energia, controlar o transmissor de energia para operar em um modo de inicialização de detecção de objeto estranho no qual um valor preferencial de um parâmetro de sinal para o sinal de acionamento de teste é determinado em resposta a ao menos uma primeira mensagem recebida do receptor de energia; e sendo que o sinal de acionamento de teste é gerado com o parâmetro de sinal ajustado ao valor preferencial durante o intervalo de tempo de detecção de objeto estranho.

[069] Esses e outros aspectos, recursos e vantagens da invenção ficarão evidentes e serão elucidados com referência às uma ou mais modalidades descritas a seguir.

Breve descrição dos desenhos

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

[071] a Figura 1 ilustra um exemplo de elementos de um sistema de transferência de energia de acordo com algumas modalidades da invenção;

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

[073] a Figura 3 ilustra um exemplo de elementos de um receptor de energia de acordo com algumas modalidades da invenção;

[074] a Figura 4 ilustra um exemplo de elementos de um receptor de energia de acordo com algumas modalidades da invenção;

[075] a Figura 5 ilustra um exemplo de um período de tempo para um sistema de transferência de energia sem fio da Figura 1; e

[076] a Figura 6 ilustra um exemplo de um período de tempo para um sistema de transferência de energia sem fio da Figura 1.

Descrição detalhada das modalidades

[077] A descrição a seguir tem como foco as modalidades da invenção aplicáveis a um sistema de transferência de energia sem fio com o uso de uma abordagem de transferência de energia, conforme conhecido a partir da especificação Qi. Entretanto, será reconhecido que a invenção não se limita a essa aplicação, mas que a mesma pode ser aplicada a muitos outros sistemas de transferência de energia sem fio.

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

[079] O sistema fornece um sinal de transferência de energia eletromagnético que pode transferir energia indutivamente do transmissor de energia 101 para o receptor de energia 105. Especificamente, o transmissor de energia 101 gera um sinal eletromagnético, que é propagado como um fluxo magnético pela bobina ou pelo indutor transmissor(a) 103. O sinal de transferência de energia pode tipicamente ter uma frequência entre cerca de 20 kHz e 500 kHz, e frequentemente para sistemas compatíveis com Qi tipicamente na faixa de 95 kHz a 205 kHz e (ou, por exemplo, para aplicações de cozinha de energia alta, a frequência pode, por exemplo, tipicamente estar na faixa entre 20 kHz e 80 kHz). A bobina transmissora 103 e a bobina receptora de energia 107 são frouxamente acopladas e, dessa forma, a bobina receptora de energia 107 capta o (ao menos parte do) sinal de transferência de energia do transmissor de energia 101. Dessa forma, a energia é transferida do transmissor de energia 101 para o receptor de energia 105 por meio de um acoplamento indutivo sem fio da bobina transmissora 103 para a bobina receptora de energia 107. O termo “sinal de transferência de energia” é usado principalmente para se referir ao sinal indutivo/campo magnético entre a bobina transmissora 103 e a bobina receptora de energia 107 (o sinal do fluxo magnético), mas deve-se considerar que, por equivalência, o termo pode ser considerado e usado também para se referir a um sinal elétrico fornecido à bobina transmissora 103 ou captado pela bobina receptora de energia 107.

[080] No exemplo, o receptor de energia 105 é especificamente um receptor de energia que recebe energia por meio da bobina receptora 107. Entretanto, em outras modalidades, o receptor de energia 105 pode compreender um elemento metálico, como um elemento de aquecimento metálico, neste caso, o sinal de transferência de energia induz diretamente correntes parasitas, resultando em um aquecimento direto do elemento.

[081] O sistema está disposto de modo a transferir níveis de energia substanciais, e especificamente, o transmissor de energia pode suportar níveis de energia acima de 500 mW, 1 W, 5 W, 50 W, 100 W ou 500 W, em muitas modalidades. Por exemplo, para aplicações correspondentes a Qi, as transferências de energia podem estar tipicamente na faixa de energia de 1 a 5 W para aplicações de energia baixa (o perfil de energia básico), até 15 W para a Especificação Qi versão 1.2, na faixa de até 100 W para aplicações de energia mais alta como ferramentas eletromecânicas, computadores do tipo laptop, drones, robôs etc., e superior a 100 W e até mais de 1.000 W para aplicações de energia muito alta, como, por exemplo, aplicações de cozinha.

[082] Na sequência, a operação do transmissor de energia 101 e do receptor de energia 105 será descrita com referência específica a uma modalidade geralmente de acordo com a Especificação Qi (exceto para as modificações e melhorias aqui descritas (ou consequentes)) ou adequada para a especificação de cozinha de energia mais alta sendo desenvolvida junto ao Consórcio de Energia Sem Fio. Em particular, o transmissor de energia 101 e o receptor de energia 105 podem seguir ou ser substancialmente compatíveis com elementos da Especificação Qi versão 1.0, 1.1 ou 1.2 (exceto para as modificações e melhorias aqui descritas (ou consequentes)).

[083] Em sistemas de transferência de energia sem fio, a presença de um objeto (tipicamente um elemento condutivo que extrai energia do sinal de transferência de energia e que não faz parte do transmissor de energia 101 ou do receptor de energia 105, ou seja, sendo elemento inesperado, indesejado e/ou que interfere na transferência de energia) pode ser altamente desvantajosa durante uma transferência de energia. Tal objeto indesejado está no campo conhecido como um objeto estranho.

[084] Um objeto estranho pode não só reduzir a eficiência pela adição de uma perda de energia para a operação, mas podem degradar também a própria operação de transferência de energia (por exemplo, pela interferência na eficiência de transferência de energia ou extração de energia não diretamente controlada, por exemplo, pelo laço de transferência de energia). Além disso, a indução de correntes no objeto estranho (especificamente correntes parasitas na parte metálica de um objeto estranho) pode resultar em um frequente aquecimento do objeto estranho altamente indesejável.

[085] A fim de lidar com tais cenários, sistemas de transferência de energia sem fio como Qi incluem funcionalidade para detecção de objeto estranho. Especificamente, o transmissor de energia compreende funcionalidade que busca detectar se um objeto estranho está presente. Em caso positivo, o transmissor de energia pode, por exemplo, interromper a transferência de energia ou reduzir a quantidade máxima de energia que pode ser transferida.

[086] As atuais abordagens propostas pelas Especificações Qi são baseadas na detecção de uma perda de energia (comparando a energia transmitida e a energia recebida relatada) ou detecção de degradações na qualidade Q do circuito de ressonância de saída. Entretanto, no atual uso, descobriu- se que essas abordagens fornecem desempenho abaixo de ótimo em muitos cenários, e elas podem especificamente levar a detecção inexata, resultando em detecções perdidas e/ou falsos positivos se um objeto estranho for detectado apesar de nenhum tal objeto estar presente.

[087] A detecção de objeto estranho pode ser executada antes de um receptor de energia entrar na fase de transferência de energia (por exemplo, durante a inicialização da transferência de energia) ou durante a fase de transferência de energia. A detecção durante a fase de transferência de energia é frequentemente baseada em comparações de energia transmitida e energia recebida medidas, enquanto que a detecção que acontece antes da fase de transferência de energia é frequentemente baseada em medições de uma impedância refletida, por exemplo, com a medição do fator de qualidade da bobina transmissora com o uso de um sinal de medição pequeno.

[088] Os inventores perceberam que a detecção de objeto estranho convencional opera de modo abaixo de ótimo e que ou seja parcialmente devido a variações e incertezas nas condições de operação específicas e cenário em que a detecção de objeto estranho é executada, incluindo variações e incertezas nas propriedades do transmissor de energia, propriedades do receptor de energia, condições de teste aplicadas etc.

[089] Um exemplo dos desafios para testes de detecção de objeto estranho é o requisito de realizar medições suficientemente exatas a fim de se obter uma detecção de objeto estranho suficientemente confiável. Por exemplo, se uma medição para uma detecção de um objeto estranho ocorrer na fase de seleção de uma fase de inicialização de transferência de energia Qi, o sinal que o transmissor de energia fornece para essa medição tem que ser pequeno o suficiente para não despertar o receptor de energia. Entretanto, isso tipicamente resulta em razões de sinal/ruído ruins que levam a exatidão de detecção reduzida. Portanto, o desempenho da detecção pode ser sensível ao nível de sinal específico aplicado e tipicamente haverá requisitos conflitantes.

[090] Um receptor de energia exposto a um sinal eletromagnético pequeno pode mostrar uma corrente de fuga que depende do nível do sinal eletromagnético, do acoplamento entre a bobina primária e a secundária e do estado de carregamento do capacitor na saída do retificador. Esta corrente de fuga pode, portanto, variar dependendo das condições reais atualmente experimentadas e dependendo dos parâmetros específicos (por exemplo, propriedades do capacitor) do receptor de energia individual. Visto que a corrente de fuga influencia na impedância refletida na bobina primária, a medição do fator de qualidade também depende das condições reais e isso tipicamente impede uma detecção ótima.

[091] Ainda outro problema, detectar um objeto estranho com base, por exemplo, em indicações de energia recebida relatadas em diferentes cargas ou níveis de sinal pode ser menos confiável que o desejado devido às relações entre a energia transmitida e a recebida serem diferentes para diferentes cargas e níveis de sinais.

[092] O sistema da Figura 1 usa uma abordagem para detecção de objeto estranho que busca reduzir a incerteza e a sensibilidade a variações e, consequentemente, busca fornecer detecção de objeto estranho aprimorada. A abordagem pode, em muitas modalidades, fornecer detecção de objeto estranho aprimorada e, especificamente, pode, em muitas modalidades, fornecer uma detecção de objeto estranho mais exata e/ou confiável. A abordagem pode adicionalmente possibilitar baixa complexidade e baixos requisitos de recursos. Uma vantagem da abordagem é que ela pode ser adequada para inclusão em muitos sistemas existentes, como, especificamente, em um sistema de transferência de energia sem fio Qi, e, de fato, que isso pode frequentemente ser obtido com poucas modificações.

[093] Conforme será descrito com mais detalhes a seguir, a abordagem usa uma abordagem de divisão de tempo durante a fase de transferência de energia em que a detecção de objeto estranho e a transferência de energia podem, por exemplo, ser executadas em intervalos de tempo separados, possibilitando assim que a interferência entre estas (especificamente o impacto da transferência de energia na detecção de objeto estranho) seja substancialmente reduzida. Além disso, os parâmetros do sinal eletromagnético gerado podem ser adaptados ao cenário de teste específico, incluindo parâmetros possivelmente tanto do transmissor de energia quanto do receptor de energia. Isso pode ser obtido através de um processo de adaptação que é executado antes de o sistema entrar na fase de transferência de energia, em que um ou mais valores de parâmetro preferenciais do sinal de teste são determinados com base em ao menos uma mensagem recebida do receptor de energia.

[094] A abordagem pode substancialmente reduzir variações e incertezas e levar tipicamente a uma detecção de objeto estranho muito mais exata.

[095] Por exemplo, a influência e a incerteza correspondente da carga do receptor de energia podem ser reduzidas ou até eliminadas quando o receptor de energia desconecta a carga durante os intervalos de tempo de detecção de objeto estranho quando a detecção de objeto estranho é executada. Embora isso possa, por exemplo, resultar em abastecimentos de energia descontínuos, isto pode ser superado por um compensador de energia, como um capacitor grande, fornecendo energia tipicamente durante curtos intervalos de detecção de objeto estranho.

[096] Como outro exemplo, por exemplo, a frequência ou o nível de sinal do sinal de teste gerado durante o intervalo de tempo de detecção de objeto estranho podem, durante a fase pré-transferência de energia, ser determinados de modo que, no receptor, corresponda a um ponto/uma condição de operação de referência específico/a. Os parâmetros/as propriedades do receptor de energia podem ser bem conhecidos para esta configuração específica e, consequentemente, estes podem ser compensados/considerados no teste de detecção de objeto estranho, resultando em um teste mais confiável e exato.

[097] Ainda outro problema de métodos existentes é a diferença entre os projetos de transmissor de energia e um projeto de transmissor de energia de referência para o qual o teste de detecção de objeto estranho foi projetado ou com base no qual os parâmetros de teste foram determinados (por exemplo, por meio das especificações técnicas do sistema). Isso pode, por exemplo, levar a diferenças em um fator de qualidade medido no transmissor de energia em comparação com o transmissor de energia de referência. O transmissor de energia, consequentemente, não pode usar diretamente as informações em um fator de qualidade esperado/fator Q de referência recebido do receptor de energia. De fato, o transmissor de energia precisa traduzir o fator Q medido para o fator Q correspondente do transmissor de energia de referência, ou traduzir o fator de qualidade de referência recebido para um novo valor que faça sentido para seu fator Q medido. Além disso, embora o fator Q dê uma indicação da perda de energia em um objeto estranho conforme visto a partir da bobina de energia do transmissor, ele depende também de outros aspectos que não estão diretamente relacionados ao aquecimento de um objeto estranho. Entretanto, determinando-se adequadamente os parâmetros para o sinal de medição durante a adaptação de fase pré-transferência de energia, o sinal de medição pode ser ajustado para compensar potencialmente tais diferenças.

[098] A seguir, o sistema da Figura 1 será descrito com mais detalhes. No exemplo, o sinal de transferência de energia eletromagnético e o sinal de teste eletromagnético usado para a detecção de objeto estranho são gerados por duas bobinas diferentes (acionadas por acionadores diferentes). Adicionalmente, os sinais serão chamados por diferentes termos, nomeadamente o sinal eletromagnético gerado durante intervalos de tempo de transferência de energia serão chamados de o sinal de transferência de energia e o sinal eletromagnético gerado durante intervalos de tempo de detecção de objeto estranho serão chamados de o sinal de teste eletromagnético, ou apenas o sinal de teste. Entretanto, deve- se considerar que, em muitas modalidades, o sinal eletromagnético pode ser gerado a partir da mesma bobina tanto no intervalo de tempo de transferência de energia quanto no intervalo de tempo de detecção de objeto estranho, e, de fato, o mesmo acionador etc. pode ser usado tanto para o intervalo de tempo de transferência de energia quanto para o intervalo de tempo de detecção de objeto estranho. De fato, as referências aos sinais de teste em muitas modalidades podem ser consideradas equivalentes ao sinal de transferência de energia durante o intervalo de tempo de detecção de objeto estranho.

[099] A Figura 2 ilustra elementos do transmissor de energia 101 e a Figura 3 ilustra elementos do receptor de energia 105 da Figura 1 com mais detalhes.

[100] O transmissor de energia 101 inclui um acionador 201 que pode gerar um sinal de acionamento que é alimentado à bobina transmissora 103 que, em troca, gera o sinal de transferência de energia eletromagnético, o que pode fornecer uma transferência de energia para o receptor de energia 105. O sinal de transferência de energia é fornecido durante intervalos de tempo de transferência de energia da fase de transferência de energia.

[101] O acionador 201 pode tipicamente compreender um circuito de saída sob a forma de um inversor, tipicamente formado com o acionamento de uma ponte completa ou meia-ponte, conforme será bem conhecido pelo versado na técnica.

[102] O transmissor de energia 101 compreende adicionalmente um controlador de transmissor de energia 203 que é disposto de modo a controlar a operação do transmissor de energia 101 de acordo com os princípios operacionais desejados. Especificamente, o transmissor de energia 101 pode incluir muitas das funcionalidades necessárias para executar o controle de energia de acordo com as Especificações Qi.

[103] O controlador de transmissor de energia 203 é, em particular, disposto de modo a controlar a geração do sinal de acionamento pelo acionador 201, e ele pode controlar especificamente o nível de energia do sinal de acionamento e, consequentemente, o nível do sinal de transferência de energia gerado. O controlador de transmissor de energia 203 compreende um controlador de laço de energia que controla um nível de energia do sinal de transferência de energia em resposta às mensagens de controle de energia recebidas do receptor de energia 105 durante a fase de controle de energia.

[104] Para receber dados e mensagens do receptor de energia 105, o transmissor de energia 101 compreende um receptor de mensagens 205 que é disposto de modo a receber dados e mensagens do receptor de energia 105 (conforme será considerado pelo versado na técnica, uma mensagem de dados pode fornecer um ou mais bits de informações). No exemplo, o receptor de energia 105 é disposto de modo a modulação de carga do sinal de transferência de energia gerado pela bobina transmissora 103 e o receptor de mensagens 205 é disposto de modo a detectar variações na tensão e/ou corrente da bobina transmissora 103 e para demodular a modulação de carga com base nessas. O versado na técnica estará ciente dos princípios de modulação de carga, como, por exemplo, usados em sistemas de transferência de energia sem fio Qi e, portanto, estes não serão descritos com mais detalhes.

[105] Em algumas modalidades, a comunicação pode ser realizada com o uso de um canal de comunicação separado que pode ser obtido com o uso de uma bobina de comunicação separada ou, de fato, com o uso da bobina transmissora 103. Por exemplo, em algumas modalidades, a comunicação de campo próximo pode ser implementada ou uma portadora de alta frequência (por exemplo, com uma frequência de portadora de 13,56 MHz) pode ser sobreposta ao sinal de transferência de energia.

[106] O transmissor de energia 101 compreende adicionalmente um detector de objeto estranho 207 que é disposto de modo a executar testes de detecção de objeto estranho, ou seja, detectar especificamente se é provável que quaisquer elementos condutivos indesejados estejam presentes no campo eletromagnético gerado.

[107] No sistema, os testes de detecção de objeto estranho são baseados em medições realizadas durante intervalos de tempo de detecção de objeto estranho. Durante esses intervalos de tempo de detecção de objeto estranho, o controlador de transmissor 203 é disposto de modo a reduzir o nível de energia do sinal de transferência de energia e, especificamente, ele pode, no exemplo de uso de diferentes bobinas para gerar o sinal de transferência de energia e o sinal de teste eletromagnético, desligar o sinal de transferência de energia completamente.

[108] Durante um intervalo no qual é executada a detecção de objeto estranho, ou seja, durante um intervalo de tempo de detecção de objeto estranho, o detector de objeto estranho 207 pode avaliar condições para determinar se um objeto estranho é considerado presente ou não. Durante o intervalo de tempo de detecção de objeto estranho, o transmissor de energia 101 gera um sinal de teste eletromagnético, e a detecção de objeto estranho é baseada na avaliação de características e propriedades desse sinal.

[109] Por exemplo, o nível de energia (a energia extraída) do sinal de teste gerado pode ser usado como uma indicação da energia que é extraída por possíveis objetos estranhos (tipicamente, comparando-a com a extração de energia esperada do receptor de energia 105). O nível de energia do sinal de teste eletromagnético reflete a energia que é extraída do sinal de teste eletromagnético por elementos condutivos (incluindo a bobina receptora 107) no campo eletromagnético. Ele, então, indica a energia extraída pela combinação do receptor de energia 105 bem como quaisquer objetos estranhos que possam estar presentes. A diferença entre o nível de energia do sinal eletromagnético e a energia extraída pelo receptor de energia 105, consequentemente, reflete a energia extraída por quaisquer objetos estranhos presentes. A detecção de objeto estranho pode, por exemplo, ser uma detecção de baixa complexidade, sendo que uma detecção de um objeto estranho é considerada como tendo ocorrido se a diferença entre o nível de energia do sinal eletromagnético (doravante chamado de nível de energia de transmissão) exceder a energia relatada extraída pelo receptor de energia 105 (doravante chamada de nível de energia recebida).

[110] Na abordagem, a detecção de objeto estranho é, consequentemente, baseada em uma comparação de nível de energia entre um nível de energia transmitida e um nível de energia recebida relatado. A reação a uma detecção de um objeto estranho pode ser diferente em modalidades diferentes. Entretanto, em muitas modalidades, o transmissor de energia 101 pode ser disposto de modo a interromper uma transferência de energia (ao menos temporariamente) em resposta a uma detecção de um objeto estranho.

[111] Para gerar o sinal de teste, o transmissor de energia 101 compreende uma bobina de teste 209 que é acoplada a um gerador de teste 211. O gerador de teste 211 é disposto de modo a gerar um sinal de acionamento de teste para a bobina de teste 209 para fornecer o sinal de teste eletromagnético durante o intervalo de tempo de detecção de objeto estranho. O sinal de acionamento de teste é um sinal elétrico fornecido à bobina de teste 209, resultando no sinal de teste eletromagnético que é gerado, ou seja, a bobina de teste 209 gera um campo eletromagnético correspondente com uma intensidade de campo dependendo do sinal de acionamento de teste.

[112] O gerador de teste 211 pode compreender substancialmente a mesma funcionalidade que o acionador 201, por exemplo, a saída do gerador de teste 211 pode ser um inversor de ponte completa ou meia-ponte. De fato, conforme anteriormente mencionado, em muitas modalidades, o gerador de teste 211 pode ser implementado pelo acionador 201 e a bobina de teste 209 pode ser implementada pela bobina transmissora 103. Consequentemente, a seguir, todas as referências ao gerador de teste 211 e à bobina de teste 209 podem, conforme apropriado, ser consideradas como referências ao acionador 201 e à bobina de teste 209 para modalidades onde a mesma bobina é usada para a geração tanto do sinal de transferência de energia quanto do sinal de teste eletromagnético. Em tal situação, a energia do sinal eletromagnético gerado pode ser adaptada para, tipicamente, um nível de referência fixo durante o intervalo de tempo de detecção de objeto estranho em relação ao intervalo de tempo de transferência de energia.

[113] O transmissor de energia compreende adicionalmente um adaptador que é disposto de modo a, antes de o transmissor de energia 101 entrar na fase de transferência de energia, determinar um valor adequado para um ou mais parâmetros do sinal de acionamento de teste. Estes valores são então aplicados durante (ao menos um dentre) os intervalos de tempo de detecção de objeto estranho da fase de transferência de energia. O adaptador 213 será posteriormente descrito com mais detalhes.

[114] A Figura 3 ilustra alguns elementos exemplificadores do receptor de energia 105.

[115] A bobina receptora 107 é acoplada a um controlador de receptor de energia 301 que acopla a bobina receptora 107 a uma carga 303 por meio de uma chave 305 (ou seja, é uma carga comutável 305). O controlador de receptor de energia 301 inclui uma trajetória de controle de energia que converte a energia extraída pela bobina receptora 107 em uma alimentação adequada para a carga. Além disso, o controlador de receptor de energia 301 pode incluir várias funcionalidades de controlador de receptor de energia necessárias para executar a transferência de energia e, em particular, funções necessárias para executar a transferência de energia de acordo com as Especificações Qi.

[116] A fim de suportar a comunicação do receptor de energia 105 ao transmissor de energia 101, o receptor de energia 105 compreende um modulador de carga 307. O modulador de carga 307 é disposto de modo a variar a carga da bobina receptora 107 em resposta aos dados a serem transmitidos ao transmissor de energia 101. As variações de carga são então detectadas e demoduladas pelo transmissor de energia 101 como será de conhecimento do versado na técnica.

[117] A Figura 4 ilustra um diagrama de circuito de elementos de um exemplo de uma trajetória de energia do receptor de energia 105. No exemplo, o receptor de energia 105 compreende a bobina receptora 107, chamada pela designação LRX. No exemplo, a bobina receptora 107 é parte de um circuito de ressonância e o receptor de energia 105, consequentemente, também inclui um capacitor de ressonância CRX. A bobina receptora 107 é submetida ao sinal eletromagnético e, consequentemente, uma tensão/corrente CA é induzida na bobina. O circuito de ressonância é acoplado a uma ponte retificadora com um capacitor de nivelação C1 acoplado à saída da ponte. Dessa forma, uma tensão CC é gerada sobre o capacitor C1. A magnitude da ondulação na tensão CC dependerá do tamanho do capacitor de nivelação bem como da carga.

[118] A ponte B1 e o capacitor de nivelação C1 são acoplados à carga 303, que é indicada pelo sinal de referência RL, por meio da chave 305, que é ilustrada pela chave S1. A chave 305 pode, consequentemente, ser usada para conectar ou desconectar a carga da trajetória de energia e, assim, a carga é uma carga comutável 305. Deve-se considerar que, enquanto a chave S1 é mostrada como uma chave convencional, ela pode obviamente ser implementada por quaisquer meios adequados, incluindo, tipicamente, um MOSFET. Deve-se considerar também que a carga 303 é ilustrada como uma porta passiva simples, mas que ela pode obviamente ser qualquer carga. Por exemplo, a carga 303 pode ser uma bateria a ser carregada, um telefone móvel ou outro dispositivo computacional ou de comunicação, pode ser uma carga passiva simples etc. De fato, a carga 303 não precisa ser uma carga externa ou interna dedicada, mas pode, por exemplo, incluir elementos do próprio receptor de energia 105. Dessa forma, a carga 303 ilustrada na Figura 3 e 4 pode ser considerada para representar qualquer carga da bobina receptora 107/ o sinal eletromagnético que pode ser desconectado pela chave 305/S1 e ele é, consequentemente, chamado também de carga comutável 305.

[119] A Figura 4 ilustra adicionalmente um capacitor de modulação de carga C2 que pode ser conectado ou desconectado em paralelo ao circuito de ressonância com base na comutação da chave S2. O modulador de carga 307 pode ser disposto de modo a controlar a chave S2 de modo que a carga do capacitor de modulação C2 possa ser conectada e desconectada em resposta aos dados a serem transmitidos para o transmissor de energia 101, fornecendo, assim, modulação de carga.

[120] O receptor de energia 105 é disposto de modo a entrar em um modo de detecção de objeto estranho durante o intervalo de tempo de detecção de objeto estranho de cada período de tempo durante a fase de transferência de energia. No exemplo, o receptor de energia 105 compreende um controlador de carga 309 que controla a chave 305 (equivalentemente, a chave 305 pode ser considerada parte do controlador de carga). Durante um intervalo de tempo de detecção de objeto estranho, o controlador de carga 309 pode desconectar a carga 303 do receptor de energia, ou seja, ele desconecta uma carga do controlador de receptor de energia 301 e, assim, uma carga da bobina receptora 107. Assim, o controlador de carga 309 pode reduzir, deste modo, a carga da bobina receptora 107 durante o intervalo de detecção de objeto estranho. Além disso, não só a carga do receptor de energia 105 é reduzida, tornando assim mais fácil para detectar outra perda de energia, mas frequentemente mais importante, o receptor de energia 105 entra em um estado mais bem definido ou certo no qual o impacto das variações de carga no sinal de teste eletromagnético é reduzido.

[121] Deve-se considerar que a carga da bobina receptora 107 pode não ser completamente desligada durante o intervalo de detecção de objeto estranho. Por exemplo, o receptor de energia 105 pode ainda de extrair energia para, por exemplo, operar algum circuito interno. Dessa forma, o controlador de carga 309 pode ser disposto de modo a desconectar uma carga do carregamento da bobina receptora 107 enquanto ainda possibilita que a bobina receptora 107 seja carregada por uma ou mais outras cargas. De fato, a carga da bobina receptora 107 pode ser considerada como sendo compreendida por uma carga que é desconectada pelo controlador de carga 309 durante o intervalo de detecção de objeto estranho e uma carga que não é desconectada pelo controlador de carga 309. Dessa forma, a carga 303 pode ser considerada de modo a representar a carga que é desconectada pela bobina receptora 107 durante o intervalo de detecção de objeto estranho. Essa carga pode incluir uma carga externa ou interna para a qual a transferência de energia é estabelecida, mas também pode incluir, por exemplo, funcionalidade de controle interno temporariamente desligada durante o intervalo de detecção de objeto estranho.

[122] Em algumas modalidades, a carga comutável pode, por exemplo, ser desconectada por uma redução da tensão induzida na entrada do retificador B1 ao mesmo tempo em que mantém um alto nível de tensão na saída do retificador por meio de energia armazenada na carga comutável (o que poderia ser uma bateria) e/ou no capacitor C1. Isso pode interromper a corrente através do retificador B1 e, portanto, pode desconectar eficazmente a carga comutável.

[123] O receptor de energia 105 inclui um controlador de energia 311 que é disposto de modo a estabelecer um laço de controle de energia com o transmissor de energia 101. Especificamente, o controlador de energia 311 pode transmitir mensagens de controle de energia ao transmissor de energia 101 e, em resposta ao transmissor de energia 101, pode alterar o nível de energia do sinal de transferência de energia durante os intervalos de tempo de transferência de energia. Tipicamente, o controlador de energia 311 pode gerar mensagens de erro de controle de energia que indicam uma solicitação para o transmissor de energia 101 aumentar ou diminuir o nível de energia. O controlador de energia 311 pode determinar as mensagens de erro adequadas comparando um valor medido com um valor de referência. Durante a transferência de energia, o controlador de energia 311 pode comparar o nível de energia fornecido com o nível de energia necessário e solicitar um maior ou menor nível de energia com base nesta comparação.

[124] Conforme anteriormente mencionado, o sistema aplica um período de tempo repetitivo durante a fase de transferência de energia onde o período de tempo compreende ao menos um intervalo de tempo de transferência de energia e um intervalo de tempo de detecção de objeto estranho. Um exemplo de tal período de tempo repetitivo é ilustrado na Figura 5, onde intervalos de tempo de transferência de energia são indicados por PT e intervalos de tempo de detecção de objeto estranho são indicados por D. No exemplo, cada período de tempo PRD compreende apenas um intervalo de tempo de detecção de objeto estranho e um intervalo de tempo de transferência de energia e estes (bem como o próprio período de tempo) têm a mesma duração em cada período. Entretanto, deve-se considerar que, em outras modalidades, outros intervalos de tempo podem ser incluídos também em um período de tempo (como, por exemplo, intervalos de comunicação) ou uma pluralidade de intervalos de tempo de detecção de objeto estranho e/ou de intervalos de tempo de transferência de energia podem ser incluídos em cada período de tempo. Além disso, a duração dos intervalos de tempo diferentes (e, de fato, o próprio período de tempo) pode, em algumas modalidades, variar dinamicamente.

[125] Na abordagem, a detecção de objeto estranho e a transferência de energia são assim separadas no domínio de tempo, resultando, assim, em interferência cruzada reduzida da transferência de energia com a detecção de objeto estranho. Dessa forma, a variabilidade e a incerteza resultantes de variações nas condições de operação para a transferência de energia podem ser isoladas da detecção de objeto estranho, resultando em uma detecção de objeto estranho mais confiável e exata.

[126] No intervalo de tempo de sinal de transferência de energia, o transmissor de energia é, dessa forma, disposto de modo a executar a transferência de energia durante o intervalo de tempo de transferência de energia dos períodos de tempo da fase de transferência de energia. Especificamente, durante esses intervalos de tempo, o transmissor de energia 101 e o receptor de energia 105 podem operar um laço de controle de energia (o laço de controle de energia pode ser baseado em comunicação no intervalo de tempo de sinal de transferência de energia ou pode, por exemplo, ser baseado em comunicação fora do intervalo de tempo de sinal de transferência de energia, como em intervalos de tempo de comunicação dedicados. Por exemplo, cada intervalo de tempo de objeto estranho pode ser separado por uma pluralidade de alternantes intervalos de tempo de sinal de transferência de energia e intervalos de tempo de comunicação). Assim, o nível da energia sendo transferida pode ser dinamicamente variado. Nos intervalos de tempo de detecção de objeto estranho dos períodos de tempo da fase de transferência de energia, ao menos um parâmetro do sinal de acionamento e, dessa forma, do sinal de teste eletromagnético, é ajustado para um valor determinado durante uma operação de adaptação executada antes da fase de transferência de energia. Assim, no intervalo de tempo de detecção de objeto estranho, o parâmetro pode ser ajustado para um valor predeterminado (ou seja, sendo determinado antes da fase de transferência de energia). Em contraste, o parâmetro pode não ser restrito a este valor predeterminado durante intervalos de tempo de transferência de energia.

[127] Por exemplo, durante um intervalo de tempo de transferência de energia, o sistema pode operar um laço de controle de energia que possibilita que o nível de energia do sinal de transferência de energia seja variado em resposta às mensagens de controle de energia do receptor de energia. O laço de controle de energia pode controlar/variar ao menos uma dentre uma corrente, tensão e frequência do sinal de acionamento/sinal de transferência de energia. Em contraste, durante um intervalo de tempo de detecção de objeto estranho, o parâmetro variado pelo laço de controle de energia durante o intervalo de tempo de transferência de energia pode ser ajustado para um valor predeterminado, determinado antes da fase de transferência de energia.

[128] Em muitas modalidades onde a mesma bobina é usada tanto para o sinal de transferência de energia quanto para o sinal de teste eletromagnético, o transmissor de energia pode ser disposto de modo a reduzir o nível do sinal de transferência de energia durante o intervalo de tempo de detecção de objeto estranho em relação ao intervalo de tempo de transferência de energia. Em muitas situações, pode ser possibilitado que o nível de energia do sinal de transferência de energia aumente a níveis altos, como, por exemplo, a níveis de 10 a 100 W, ou mesmo substancialmente mais altos em muitas aplicações (por exemplo, para transferir energia para aparelhos de cozinha). Entretanto, durante um intervalo de tempo de detecção de objeto estranho, o nível de energia do sinal eletromagnético gerado pode ser reduzido a um nível predeterminado que é muito mais baixo que a energia atual ou máxima admissível durante o intervalo de tempo de transferência de energia. Por exemplo, o nível de energia pode ser ajustado para um nível predeterminado não superior a 1 W. Em outras palavras, a energia do sinal de teste eletromagnético durante o intervalo de tempo de detecção de objeto estranho pode ser restrita a um nível de energia que é substancialmente (por exemplo, por um fator não menor que 2, 5 ou 10) mais baixo do que um nível de energia permitido máximo do sinal de transferência de energia durante o intervalo de tempo de transferência de energia.

[129] Além disso, o receptor de energia 105 é disposto de modo a reduzir a carga do sinal/campo eletromagnético gerado durante o intervalo de tempo de detecção de objeto estranho em relação a durante o intervalo de tempo de transferência de energia, ou seja, o receptor de energia 105 é disposto de modo a diminuir a carga do receptor de energia 105 do sinal de teste eletromagnético durante o intervalo de tempo de detecção de objeto estranho em relação à carga do sinal de transferência de energia durante o intervalo de tempo de transferência de energia. Especificamente, no exemplo da Figura 3, o receptor de energia 105 é disposto de modo a desconectar a carga comutável durante o intervalo de tempo de detecção de objeto estranho e conectá- la durante o intervalo de tempo de transferência de energia. Assim, durante o intervalo de tempo de detecção de objeto estranho, o receptor de energia 105 pode desligar (tipicamente) a carga principal e, de fato, em muitas modalidades pode ser mantida apenas uma carga mínima necessária para a operação contínua do receptor de energia 105.

[130] No exemplo da Figura 4, a chave S1 pode ser usada para desconectar a carga durante o intervalo de tempo de detecção de objeto estranho. Deve-se considerar que, em modalidades onde a carga comutável 303 exige um fornecimento de energia mais constante, a chave S1 pode ser posicionada antes do capacitor C1 ou outro reservatório de energia pode ser fornecido após a chave S1 para alimentar a carga comutável 303 com energia durante o intervalo de tempo de detecção de objeto estranho (ou, por exemplo, pode ser usada a abordagem anteriormente descrita de redução da tensão induzida na entrada do retificador B1 enquanto que, ao mesmo tempo, mantém um alto nível de tensão na saída do retificador B1 por meio de energia armazenada na carga comutável (por exemplo uma bateria) e/ou no capacitor C1).

[131] O receptor de energia 105 pode, consequentemente, reduzir uma carga do receptor de energia durante o intervalo de tempo de detecção de objeto estranho. Especificamente, a carga do sinal de teste eletromagnético pelo receptor de energia durante o intervalo de tempo de detecção de objeto estranho será menor que a carga do sinal de transferência de energia pelo receptor de energia durante o intervalo de tempo de transferência de energia (a carga pode, por exemplo, ser considerada a impedância resistiva eficaz, respectivamente, da bobina transmissora 103 e da bobina de teste 209 durante o intervalo de tempo de transferência de energia e o intervalo de tempo de detecção de objeto estranho, respectivamente). Tipicamente, o sinal de transferência de energia e o sinal de teste eletromagnético terão propriedades correspondentes e, dessa forma, ambos induzem um sinal na bobina receptora 107. Portanto, desconectar a carga comutável 303 durante o intervalo de tempo de detecção de objeto estranho irá reduzir a carga do sinal de teste eletromagnético em relação à carga que é experimentada pelo sinal de transferência de energia (e, dessa forma, seria experimentada por um sinal de teste eletromagnético) gerado durante o intervalo de tempo de transferência de energia quando a carga está conectada.

[132] A desconexão da carga comutável 303 não só reduz a carga do sinal de teste eletromagnético, mas pode proporcionar também que essa carga seja mais previsível e tenha variação reduzida. Tipicamente, a carga de um transmissor de energia por um receptor de energia pode variar substancialmente não só de aplicação para aplicação, mas também como uma função de tempo para a mesma aplicação e sessão de transferência de energia. O laço de controle de energia é operado durante a fase de transferência de energia para se adaptar a tais variações. Entretanto, introduzindo um intervalo de tempo de detecção de objeto estranho no qual a carga pode ser desconectada (ou de outra forma ajustada para, por exemplo, um nível predeterminado), é possível fazer o receptor de energia entrar em um modo de referência no qual a carga do campo eletromagnético seja mais previsível. Assim, os testes de detecção de objeto estranho podem ser executados com base na suposição de que o receptor de energia está neste modo de teste ou referência e, dessa forma, por exemplo, pode ser presumida uma carga predeterminada do sinal de teste eletromagnético. A abordagem pode, assim, não só possibilitar que a carga pelo receptor de energia 105 seja reduzida (melhorando dessa forma a exatidão por o impacto relativo de quaisquer objetos estranhos ser mais alto), mas também possibilita que isso seja mais previsível facilitando desse modo a compensação para a presença do receptor de energia durante o teste de detecção de objeto estranho.

[133] Além de aplicar o período de tempo que compreende intervalos de tempo de detecção de objeto estranho específicos, o sistema aplica também uma abordagem na qual o valor de um ou mais parâmetros (ou propriedades) do sinal de teste eletromagnético gerado é adaptado com base em um processo de adaptação de fase pré-transferência de energia. Este processo de adaptação determina, assim, um valor preferencial para um ou mais dentre os parâmetros/as propriedades do sinal de teste eletromagnético antes da fase de transferência de energia e aplica então esse valor preferencial durante os intervalos de tempo de detecção de objeto estranho da fase de transferência de energia subsequente. Além disso, a determinação do parâmetro é baseada em informações transmitidas do receptor de energia 105 para o transmissor de energia 101.

[134] Dessa forma, durante um intervalo de adaptação antes da fase de transferência de energia, o transmissor de energia 101 entra em um modo de inicialização de detecção de objeto estranho no qual um valor preferencial para um parâmetro do sinal de teste eletromagnético é determinado com base em uma ou mais mensagens do receptor de energia 105.

[135] De modo similar, o controlador de receptor de energia 301 é disposto de modo a controlar o receptor de energia 101 para, durante o intervalo de adaptação antes da fase de transferência de energia, operar em um modo de inicialização de detecção de objeto estranho no qual o receptor de energia 101 transmite ao menos uma mensagem ao transmissor de energia 101.

[136] Isso é ilustrado na Figura 6 que, além da fase de transferência de energia (PTP), ilustra também o intervalo de tempo de adaptação ADAP no qual o transmissor de energia 101 e o receptor de energia 105 podem entrar em um modo de inicialização de detecção de objeto estranho para determinar um valor preferencial para um ou mais parâmetros do sinal de teste eletromagnético a ser aplicado durante um ou mais, e tipicamente todos os, intervalos de tempo de detecção de objeto estranho da fase de transferência de energia subsequente.

[137] A abordagem pode possibilitar adicionalmente que os testes de detecção de objeto estranho dos intervalos de tempo de detecção de objeto estranho subsequentes da fase de transferência de energia sejam executados sob condições mais previsíveis e controladas com variabilidade e incerteza reduzidas. Por exemplo, o parâmetro do sinal de teste eletromagnético pode ser ajustado para um valor que corresponda a uma condição de referência para a qual uma propriedade do receptor de energia 101 seja conhecida. Por exemplo, a carga pelo receptor de energia 105 em um sinal de teste eletromagnético que resulta em um determinado nível de sinal induzido no receptor de energia 105 pode ser determinada durante o projeto/a fabricação e armazenada no receptor de energia 105. Durante o uso, o receptor de energia 105 pode, quando opera no modo de inicialização de detecção de objeto estranho, transmitir uma ou mais mensagens ao transmissor de energia 101 que fornece informações sobre a configuração do sinal de acionamento para obter esse nível de sinal induzido bem como a carga correspondente pelo receptor de energia 105. Durante os intervalos de tempo de detecção de objeto estranho da fase de transferência de energia, o transmissor de energia 101 pode então ajustar o parâmetro de sinal de acionamento (por exemplo, o nível de sinal) para o valor adequado e o detector de objeto estranho 207 pode, por exemplo, executar um teste de detecção de objeto estranho de análise de perda de energia que inclui uma compensação para a perda de energia conhecida/estimada pelo receptor de energia 105.

[138] Dessa forma, o sistema das Figuras 1 a 4 proporciona uma abordagem de teste de detecção de objeto estranho muito aprimorada onde os testes de detecção de objeto estranho testes são executados sob condições muito mais controladas, possibilitando assim que testes de detecção de objeto estranho mais exatos e confiáveis sejam executados.

[139] O parâmetro sendo ajustado com base na operação de modo de inicialização de detecção de objeto estranho pode depender das preferências e dos requisitos do cenário de aplicação e da modalidade individual. Tipicamente, o transmissor de energia 101 pode ser capaz de determinar um valor preferencial para ao menos uma dentre uma tensão, corrente e frequência do sinal de acionamento de teste e, dessa forma, do sinal de teste eletromagnético.

[140] Por exemplo, em algumas modalidades, a mensagem recebida do receptor de energia 105 pode indicar uma intensidade de campo magnético exigida em uma determinada distância da bobina transmissora 103 (por exemplo, o receptor de energia 105 pode indicar uma intensidade de campo magnético exigida em uma distância que corresponde à distância esperada da bobina de teste 201 (que pode ser presumida que seja colocada com a bobina transmissora 103) para a bobina receptora 107 quando o receptor de energia 105 é posicionado de modo ótimo sobre o transmissor de energia 101). O transmissor de energia 101 pode converter esta intensidade de campo magnético necessária em uma corrente de sinal de acionamento de teste necessária que dará origem a uma intensidade de campo correspondente àquela necessária. O receptor de energia 105 pode fornecer adicionalmente uma indicação da perda de energia no receptor de energia 105 para essa intensidade de campo (especificamente a perda de energia do metal amigável e do circuito interno e com a carga comutável 303 desconectada).

[141] O transmissor de energia 101 pode, então, prosseguir para ajustar a corrente do sinal de acionamento de teste para esse valor durante os intervalos de tempo de detecção de objeto estranho da fase de transferência de energia subsequente e, quando executa testes de detecção de objeto estranho baseados em perda de energia, ele pode determinar a perda de energia como a energia do sinal de acionamento de teste menos a perda de energia esperada do receptor de energia 101.

[142] Em muitas modalidades, a mensagem recebida do receptor de energia 105 pode compreender uma indicação de uma propriedade do receptor de energia 105, e o adaptador 213 pode ser disposto de modo a determinar o valor preferencial para o determinado parâmetro do sinal de acionamento de teste/sinal de teste eletromagnético em resposta à indicação da propriedade do receptor de energia 105.

[143] Por exemplo, conforme indicado acima, a mensagem pode indicar uma perda de energia em metal amigável e a carga pelo circuito receptor de energia para uma determinada condição de operação de referência. Como outro exemplo, a indicação de mensagem pode indicar simplesmente um tipo ou uma classe de receptor de energia e o adaptador 213 pode ser disposto de modo a, por exemplo, recuperar valores de parâmetro predeterminados correspondentes para o sinal de teste eletromagnético de um armazenamento local que compreende valores adequados para uma faixa de tipos/classes de receptores de energia.

[144] Em algumas modalidades, a indicação pode ser uma indicação de, por exemplo, uma frequência de ressonância (ou faixa de frequência) para o receptor de energia 105. Isso pode, por exemplo, ser utilizado pelo transmissor de energia 101 para ajustar a frequência do sinal de acionamento de teste/sinal de teste eletromagnético para a frequência indicada e, de fato, pode, em algumas modalidades, possibilitar que o transmissor de energia 101 ajuste uma frequência de ressonância de um circuito de ressonância de saída envolvendo a bobina de teste 209. Tal cenário pode ser particularmente adequado para testes de detecção de objeto estranho que são baseados na medição do fator Q (ou outra medição de qualidade) do circuito de ressonância de saída.

[145] Em algumas modalidades, a mensagem recebida do receptor de energia 105 pode compreender uma indicação de um impacto esperado do receptor de energia em um sinal de acionamento de teste de referência e o adaptador 213 pode ser disposto de modo a determinar o valor preferencial e/ou adaptar o teste de detecção de objeto estranho em resposta à indicação do impacto esperado do receptor de energia.

[146] Por exemplo, conforme anteriormente descrito, o receptor de energia 105 pode indicar uma configuração preferencial para, por exemplo, a intensidade do sinal de teste eletromagnético e, consequentemente, uma configuração preferencial para a corrente através da bobina de teste 209. O transmissor de energia 101 pode então fornecer um sinal de acionamento de teste de referência correspondente a esse sinal de teste eletromagnético de referência.

[147] Alternativa ou adicionalmente, o receptor de energia 105 pode indicar, por exemplo, a perda de energia no receptor de energia 105 durante um intervalo de tempo de detecção de objeto estranho (ou seja, com a carga comutável 303 estando desconectada) quando é fornecido um sinal de teste eletromagnético de referência. Ele pode então, conforme anteriormente descrito, adaptar o teste de detecção de objeto estranho, por exemplo, pela subtração da perda de energia relatada no receptor de energia 105 do nível de energia medido para o sinal de acionamento de teste.

[148] Como outro exemplo, o receptor de energia 105 pode fornecer uma indicação de uma qualidade de um circuito de ressonância de receptor de energia que compreende a bobina receptora 107. Por exemplo, uma indicação de uma carga resistiva ou um fator Q pode ser fornecida. O adaptador 213 pode então adaptar, por exemplo, um teste de detecção de objeto estranho baseado na medição do fator Q do circuito de ressonância de saída do transmissor de energia que compreende a bobina de teste 209 com base no fator Q do receptor de energia relatado. Por exemplo, um fator Q relatado mais baixo pode reduzir o limiar para detectar se uma medição de qualidade reduzida para o circuito de ressonância de saída pode ser indicativa de que um objeto estranho está presente.

[149] Dessa forma, em algumas modalidades, o receptor de energia 105 pode transmitir dados que podem ser indicativos do impacto do receptor de energia 105 no sinal de teste eletromagnético quando o transmissor de energia 101 fornece um sinal de teste eletromagnético de referência esperado, ou seja, quando o sinal de teste eletromagnético tem as propriedades de referência esperadas.

[150] O transmissor de energia 101 pode usar isso para determinar os valores esperados para parâmetros do sinal de acionamento de teste/sinal de teste eletromagnético e, dessa forma, pode adaptar o teste de detecção de objeto estranho e, especificamente, os critérios de decisão para detecção de objeto estranho, de forma apropriada.

[151] As informações fornecidas pelo receptor de energia 105 podem, em muitas modalidades, fornecer ou possibilitar uma determinação de um ou mais dos seguintes: • uma dissipação de energia esperada pelo receptor de energia (que tipicamente inclui metal amigável), • um fator Q (mínimo) esperado e/ou • uma frequência de ressonância máxima esperada.

[152] O adaptador 213 pode, então, adaptar o sinal de acionamento de teste e/ou o teste de detecção de objeto estranho em resposta.

[153] Em algumas modalidades, a mensagem do receptor de energia pode compreender uma indicação de uma diferença entre um valor operacional de receptor de energia atual e um valor operacional de receptor de energia de referência de teste. Por exemplo, a mensagem pode compreender uma indicação de uma diferença entre um nível de corrente do sinal induzido na bobina receptora 107 e o nível de referência/desejado do sinal induzido na bobina receptora 107. O transmissor de energia 101 pode ser disposto de modo a modificar um parâmetro do sinal de transferência de energia em resposta à indicação e, especificamente, pode ser capaz de acionar o valor até um nível onde a mensagem do receptor de energia indica que o valor operacional atual é igual ao valor de operação desejado.

[154] A título de exemplo, durante a fase de adaptação de fase pré-transferência de energia, onde o transmissor de energia 101 e o receptor de energia 105 estão ambos operando no modo de inicialização de detecção de objeto estranho, o receptor de energia 105 pode medir, por exemplo, a amplitude atual da tensão sobre a ponte retificadora B1. Ele pode comparar isto a um nível desejado e enviar uma mensagem para o transmissor de energia 101 que indica a diferença. Por exemplo, se a tensão medida for só metade do nível desejado, ela pode transmitir uma solicitação para o nível de sinal do sinal de teste eletromagnético ser aumentado em 6 dB. O transmissor de energia 101 pode, em resposta ao recebimento da mensagem, ajustar o valor preferencial para o nível do sinal de acionamento de teste para ser 6 dB mais alto do que o valor atual. Esse valor preferencial pode, então, ser usado para gerar o sinal de teste eletromagnético durante os intervalos de tempo de detecção de objeto estranho da fase de transferência de energia.

[155] Como outro exemplo, a tensão induzida no receptor de energia pode ser medida com o uso de uma bobina dedicada. Isso pode fornecer uma indicação direta do campo ao qual o metal amigável é exposto. O resultado da medição pode ser transmitido ao transmissor de energia 101 que pode então adaptar o sinal de acionamento de teste em resposta.

[156] Em algumas modalidades, o processo do receptor de energia 105 que transmite mensagens que indicam a diferença entre um valor operação atual e um valor de referência pode ser iterado e, especificamente o receptor de energia 105 e o transmissor de energia 101, pode, durante o intervalo de adaptação, implementar um laço de controle que aciona o sinal de acionamento de teste até o nível desejado para o receptor de energia 105 estar operando no ponto de operação de referência desejado, por exemplo, tipicamente no nível desejado do sinal induzido na bobina receptora 107. O receptor de energia 105 pode simplesmente transmitir repetidamente indicações para um aumento ou uma diminuição no nível do sinal de teste eletromagnético. O valor resultante para o sinal de transferência de energia pode, então, ser armazenado como o valor preferencial e isso pode ser aplicado durante os intervalos de tempo de objeto estranho da fase de transferência de energia.

[157] Com mais detalhes, durante o intervalo de adaptação, o controlador de receptor de energia 301 pode ser disposto de modo a determinar uma diferença entre um nível de um sinal induzido na bobina receptora de energia e um nível de referência. O nível pode ser tipicamente determinado como um nível de tensão (especificamente um nível de uma tensão induzida), mas poderia, em outras modalidades, por exemplo, ser um nível de energia (especificamente um nível de uma energia de um sinal induzido) ou um nível de corrente (especificamente um nível de uma corrente induzida). Deve-se considerar que qualquer indicação adequada de um nível de um sinal induzido pode ser usada.

[158] Em muitas modalidades, o controlador de receptor de energia 301 é disposto de modo a comparar uma indicação de nível de tensão de um sinal induzido com uma tensão de referência e para gerar mensagens de controle de sinal de teste com base nesta comparação. Se a tensão estiver abaixo do valor de referência, uma mensagem de controle de sinal de teste que solicita que o nível do sinal de teste eletromagnético seja aumentado é transmitida e, se ele estiver acima do valor de referência, uma mensagem de controle de sinal de teste que solicita que o nível do sinal de teste eletromagnético seja diminuído é transmitida. Em resposta, o adaptador 213 aumenta ou diminui o nível de sinal de acionamento de teste para fornecer uma alteração correspondente no sinal de teste eletromagnético. Especificamente, ao invés de transmitir meramente uma única mensagem, o receptor de energia 105 e o transmissor de energia 101 podem implementar eficazmente um laço de controle durante o intervalo de adaptação que aciona o sinal de acionamento de teste para gerar a condição de operação de referência desejada para o teste de objeto estranho. O valor preferencial do parâmetro do sinal de acionamento de teste pode ser ajustado para o valor final após o laço ter convergido para um determinado valor correspondente à condição de referência.

[159] Dessa forma, o receptor de energia 105 pode controlar o nível do sinal de teste eletromagnético de modo que o nível do sinal induzido é acionado até o valor de referência. Especificamente, a tensão sobre a bobina receptora 107 pode ser acionada para ser igual a uma determinada tensão de referência.

[160] A abordagem serve, dessa forma, para que o receptor de energia 105 esteja no controle para estabelecer uma configuração predeterminada na qual uma carga tipicamente predeterminada é fornecida e o sinal induzido, e especificamente a tensão induzida, está em um nível predeterminado. Dessa forma, uma condição de operação de referência é configurada para o receptor de energia 105 (pelo próprio receptor de energia 105).

[161] Em alguns desses sistemas, a(s) mensagem(ns) transmitida(s) ao transmissor de energia 101 pode(m) compreender uma indicação de uma carga do transmissor de energia 101 pelo receptor de energia 105 quando o receptor de energia 105 estiver operando no determinado ponto de operação de referência para a detecção de objeto estranho, ou seja, quando a carga comutável 303 estiver desconectada e o nível de sinal induzido estiver no/igual ao nível de referência. Especificamente, a indicação pode ser indicativa da energia que seria extraída do sinal de teste eletromagnético quando o sistema estiver operando em um cenário e operando configuração com a carga comutável 303 estando desconectada e o sinal induzido na bobina receptora de energia estando no nível de referência.

[162] Essa indicação de carga consequentemente fornece informações sobre o efeito que o receptor de energia 105 tem sobre o sinal de teste eletromagnético durante o intervalo de tempo de detecção de objeto estranho. Durante este intervalo, o transmissor de energia 101 ajusta o valor do sinal de acionamento de teste de modo que o nível resultante do sinal induzido está substancialmente no valor de referência (quando nenhum objeto estranho estiver presente e com a carga comutável 303 estando desconectada).

[163] A indicação de carga pode ser tipicamente uma indicação de carga predeterminada. Ela pode ser baseada em suposições de que o nível de sinal induzido está no nível de referência e que a carga comutável 303 está desconectada. Em muitas modalidades, a indicação de carga predeterminada pode, de fato, ser um valor armazenado que é transmitido ao transmissor de energia 101 simplesmente sendo recuperado da memória e transmitido sem ser modificado por qualquer medição ou modificação baseada nas condições atuais. De fato, em muitas modalidades, a única medição feita é a do nível de sinal induzido de modo que este pode ser acionado até o nível de referência. Entretanto, em muitas modalidades, a indicação de carga predeterminada é também independente disso, ou seja, a indicação de carga predeterminada é recuperada e transmitida para o transmissor de energia 101, e as medições do sinal induzido são então usadas para acionar o nível até o nível de referência de modo que a condição de operação real seja igual àquela suposta para a indicação de carga predeterminada.

[164] Por exemplo, durante a fase de projeto ou de fabricação para um receptor de energia, isso pode ser posicionado em uma configuração de teste em que um sinal eletromagnético é fornecido e em que é assegurado que nenhum outro objeto está presente para extrair energia do sinal de detecção eletromagnético. O receptor de energia pode ser ajustado para uma configuração correspondente à carga comutável 303 estando desconectada (por exemplo, nenhuma carga pode ser incluída ou uma chave do receptor de energia pode desconectar a carga). O receptor de energia pode então ser operado em um modo de detecção de objeto estranho com configuração de teste que gera um sinal de teste eletromagnético nos níveis de referência adequados. Quando uma operação suficientemente estável for obtida, a energia extraída do sinal de teste eletromagnético é medida (por exemplo, medindo a energia de um sinal de acionamento que aciona uma bobina que gera o sinal eletromagnético). A medição pode ser executada sob condições rigorosamente controladas e com dispositivos de medição altamente exata e, dessa forma, a energia extraída pode ser medida com muita exatidão. O valor medido pode então ser programado nos receptores de energia fabricados e usado como a indicação de carga predeterminada.

[165] A indicação de carga predeterminada pode, dessa forma, ser um valor predeterminado que é transmitido ao transmissor de energia e que fornece uma indicação da carga que se espera que o receptor de energia exerça sobre o sinal de teste eletromagnético quando o receptor de energia 105 estiver operando na configuração de operação detecção de objeto estranho. O valor não é meramente uma medição da energia real do sinal induzido na bobina receptora 107, mas é um valor predeterminado que pode incluir, por exemplo, carga causada por elementos condutivos do próprio receptor de energia 105 (frequentemente chamado de metal amigável). Dessa forma, o transmissor de mensagem 313, em tais modalidades, transmite uma indicação de carga predeterminada que indica a carga esperada do sinal de detecção eletromagnético pela presença do receptor de energia 105 que opera na configuração de detecção de objeto estranho.

[166] O receptor de mensagens 205 do transmissor de energia 101 pode receber a indicação de carga predeterminada e encaminhar isso para o detector de objeto estranho 207. O detector de objeto estranho 207 pode executar um teste de detecção de objeto estranho comparando o nível de energia do sinal de teste eletromagnético gerado, ou seja, o nível de energia de transmissão, com a indicação de carga predeterminada. Em muitas modalidades, o detector de objeto estranho 207 pode simplesmente subtrair a indicação de carga predeterminada do nível de energia do transmissor. Se o resultado exceder um determinado limiar, o detector de objeto estranho 207 pode determinar que um objeto estranho foi detectado e, de outro modo, considera-se que nenhum objeto estranho foi detectado.

[167] Especificamente, o transmissor de energia pode determinar seu nível de energia transmitida durante o intervalo de tempo de detecção de objeto estranho para o qual uma energia recebida é relatada a partir do receptor de energia 105 pela indicação de carga predeterminada. Com base nesses valores, o detector de objeto estranho 207 pode calcular a diferença entre a energia transmitida e a recebida e verificar se a diferença está em uma faixa de tolerância pequena. Se a diferença estiver fora da faixa, o detector de objeto estranho 207 indica que um objeto estranho foi detectado. Se ela estiver dentro da faixa, o detector de objeto estranho 207 indica que nenhuma detecção de um objeto estranho ocorreu. Essa faixa pode ser escolhida de modo que a dissipação de energia em um objeto de metal não detectado por esta diferença de energia seja considerada aceitavelmente baixa.

[168] Obviamente, deve-se considerar que outros, e tipicamente mais complexos, critérios de decisão podem ser usados em outras modalidades.

[169] Como outro exemplo, o transmissor de energia 101 e o receptor de energia 105 podem executar uma operação que adapta a frequência do sinal de acionamento de teste em resposta às mensagens do receptor de energia 105. Por exemplo, o transmissor de energia 101 poderia ajustar sequencialmente a frequência para uma faixa de valores e o receptor de energia 105 poderia transmitir uma indicação de qual configuração resultou no valor recebido mais alto (correspondendo à transferência mais eficiente de energia e de modo ótimo à frequência do sinal de acionamento e às frequências dos circuitos de ressonância do transmissor de energia 101 e do receptor de energia 105 sendo iguais). Esta frequência pode então ser usada para os testes de detecção de objeto estranho subsequentes durante a fase de transferência de energia,

[170] Em algumas modalidades, o adaptador 213 pode adicionalmente estar disposto de modo a determinar o valor preferencial em resposta à restrição do teste de detecção de objeto estranho do detector de objeto estranho. Em muitas modalidades, a restrição pode ser ao menos uma dentre uma restrição em uma frequência do sinal de acionamento de teste e uma restrição de um nível de sinal de teste mínimo para o sinal de acionamento de teste.

[171] Por exemplo, em muitas modalidades, é desejável que o sinal de acionamento de teste e o sinal de teste eletromagnético sejam o mais fraco possível, pois isso irá reduzir qualquer calor induzido em objetos estranhos potenciais, irá reduzir o consumo de energia, reduz os requisitos de projeto para, por exemplo, a bobina de teste 209 etc. Entretanto, ao mesmo tempo em que a detecção de objeto estranho tende a ser mais exata, o nível de sinal/a intensidade de campo fica mais alto(a). Consequentemente, em algumas modalidades, o adaptador 213 pode determinar o valor preferencial para o nível de sinal do sinal de acionamento de teste, mas esse nível está sujeito a uma restrição de um nível de sinal mínimo. Dessa forma, independentemente das informações recebidas do receptor de energia 105, o adaptador 213 não irá ajustar o nível de sinal preferencial que é usado para o sinal de acionamento de teste/sinal de teste eletromagnético durante os intervalos de tempo de detecção de objeto estranho da fase de transferência de energia para estar abaixo desse limiar determinado.

[172] Como outro exemplo, em modalidades em que a bobina de teste 209 faz parte de um circuito de ressonância de saída, o adaptador 213 pode ser disposto de modo a ajustar a frequência do sinal de acionamento de teste conforme solicitado pelo receptor de energia, mas sujeito à restrição de que essa frequência está em uma determinada faixa de frequência. Isso pode assegurar especificamente que o circuito de ressonância de saída de teste que compreende a bobina de teste 209 não é acionado longe demais de sua frequência de ressonância ótima.

[173] Em algumas modalidades, o adaptador 213 pode ser disposto adicionalmente para impedir que o transmissor de energia entre na fase de transferência de energia se o valor preferencial não atender a um critério. Por exemplo, um valor preferencial pode ser determinado com base nas informações recebidas do receptor de energia 105 e esse processo pode levar a um valor que está fora da faixa esperada para o parâmetro. Por exemplo, um receptor de energia 105 pode continuamente solicitar energia aumentada do sinal de teste eletromagnético até esta estar em um nível muito alto. Isso pode ser indicativo de uma situação anômala ocorrendo, por exemplo, causada por um erro no transmissor de energia 101, no receptor de energia 105 ou pela presença de um objeto estranho. Consequentemente, o adaptador 213 pode considerar que o parâmetro determinado está fora de uma faixa de operação e o transmissor de energia 101 pode ser impedido de entrar na fase de transferência de energia, impedindo assim que a transferência de energia de nível alto seja iniciada em uma situação de erro. Dessa forma, uma inicialização de transferência de energia mais resiliente e confiável pode ser obtida.

[174] Em algumas modalidades, o detector de objeto estranho 207 pode ser disposto de modo a adaptar um parâmetro do teste de detecção de objeto estranho em resposta a um valor medido do sinal de acionamento quando no modo de inicialização de detecção de objeto estranho.

[175] Por exemplo, quando o valor preferencial tiver sido determinado, um sinal de acionamento de teste pode ser gerado com o parâmetro ajustado para o valor preferencial. Especificamente, um sinal de acionamento de teste pode ser gerado com o nível e a frequência que serão usados durante os intervalos de tempo de detecção de objeto estranho da fase de transferência de energia. Uma propriedade do sinal de teste de acionamento pode ser medida para essa configuração como, por exemplo, uma tensão ou corrente que fornece uma indicação da energia total extraída do sinal de teste eletromagnético. O valor medido pode ser armazenado e usado como uma referência para medições subsequentes durante a fase de transferência de energia. Dessa forma, a detecção de objeto estranho pode ser baseada em uma comparação com uma medição de referência feita durante a operação no modo de inicialização de detecção de objeto estranho, ou seja, durante o intervalo de adaptação de fase pré-transferência de energia. Como um exemplo específico, o teste de detecção de objeto estranho pode considerar um objeto estranho detectado se a energia extraída medida durante um intervalo de tempo de detecção de objeto estranho da fase de transferência de energia exceder a energia extraída medida durante o intervalo de adaptação por um determinado limiar.

[176] Tal abordagem pode fornecer tipicamente uma adaptação aprimorada às condições locais e pode estabelecer uma base tipicamente exata para detectar alterações que ocorrem por um objeto estranho ser trazido para a presença de um transmissor de energia durante uma fase de transferência de energia. Isso pode possibilitar uma detecção de objeto estranho mais exata em muitos cenários.

[177] Em muitas modalidades, o transmissor de energia 101 pode ser adicionalmente disposto de modo a executar testes de detecção de objeto estranho antes de inicializar a fase de transferência de energia. Por exemplo, conforme ilustrado na Figura 6, a fase pré-transferência de energia pode incluir um ou mais intervalos de tempo de detecção de objeto estranho após o intervalo de adaptação e antes de entrar na fase de transferência de energia.

[178] Os testes de detecção de objeto estranho executados durante estes intervalos de tempo de fase pré- transferência de energia podem ser executados com o uso dos valores de parâmetro para o sinal de acionamento de teste determinado quando na operação de modo de inicialização de detecção de objeto estranho, ou seja, no intervalo de adaptação. Como tal, os testes de detecção de objeto estranho, antes de entrarem na fase de transferência de energia, podem ser os mesmos que aqueles executados durante a fase de transferência de energia, ou seja, os mesmos parâmetros podem ser usados tanto para o teste de detecção de objeto estranho quanto para o sinal de acionamento de teste/sinal de teste eletromagnético gerado.

[179] Em tais abordagens, o detector de objeto estranho 207 pode, dessa forma, executar também testes de detecção de objeto estranho em um ou mais intervalos de teste iniciais antes da transferência de energia. Além disso, o transmissor de energia pode ser disposto de modo a entrar na fase de transferência de energia somente se os testes de detecção de objeto estranho executados nesses intervalos de teste iniciais indicarem que nenhuma detecção de objeto estranho está presente. Tal abordagem pode reduzir o risco de transferência de energia de nível alto ser iniciada em cenários em que isso pode causar calor excessivo em um objeto estranho. Além disso, os testes podem ser executados com todos os benefícios dos testes de detecção de objeto estranho executados durante a fase de transferência de energia (especificamente com o sistema operando em uma configuração de referência dedicada).

[180] Deve-se considerar que sendo a reação do transmissor de energia 101 a um teste de detecção de objeto estranho positiva, ou seja, indica que um objeto estranho está presente, pode ser diferente em modalidades diferentes. De fato, em muitas modalidades, o transmissor de energia 101 pode ser disposto de modo a interromper a transferência de energia se o teste de detecção de objeto estranho indicar que um objeto estranho pode estar presente.

[181] Em algumas modalidades, a detecção de objeto estranho é disposta para o transmissor de energia voltar a entrar no modo de inicialização de detecção de objeto estranho se o teste de detecção de objeto estranho indicar que um objeto estranho pode estar presente. O transmissor de energia 101 pode transmitir adicionalmente uma indicação para o receptor de energia 105 de que ele entrou neste modo de inicialização de detecção de objeto estranho e, em resposta o receptor de energia 105, pode entrar no modo de inicialização de detecção de objeto estranho. Dessa forma, em algumas modalidades, o sistema pode retornar eficazmente para o intervalo de adaptação/modo de operação, em resposta a um teste de detecção de objeto estranho positivo. Isto pode resultar na repetição, pelo sistema, do processo de entrar em uma configuração predeterminada e determinar um valor preferencial para o(s) parâmetro(s) do sinal de acionamento de teste (e, dessa forma, do sinal de teste eletromagnético). Na sequência deste processo, o transmissor de energia 101 poderá novamente executar vários testes de detecção de objeto estranho e, se estes indicarem que nenhum objeto estranho está presente, ele pode prosseguir para voltar a entrar na fase de transferência de energia.

[182] A abordagem pode fornecer resiliência aprimorada e operação mais robusta em muitas modalidades. Ela pode, por exemplo, possibilitar que o sistema se recupere automaticamente de situações em que, por exemplo, o teste de detecção de objeto estranho positivo não é devido à presença de um objeto estranho, mas ocorre devido a um teste de detecção de objeto estranho inexato que é baseado em suposições incorretas. Por exemplo, se o teste de detecção de objeto estranho ocorrer devido ao sinal de teste eletromagnético gerado ser alto demais e, portanto, a perda de energia real em metal amigável do receptor de energia ser mais alta do que o esperado, a abordagem pode possibilitar uma “recalibração” automática do sinal de acionamento de teste e do teste de detecção de objeto estranho. Se isso for bem sucedido (sem detecção de objeto estranho sendo subsequentemente detectada), o sistema pode reiniciar a transferência de energia.

[183] Tal evento pode, por exemplo, ocorrer quando a posição do receptor de energia em relação à bobina de teste do transmissor de energia tiver sido alterada. Essa alteração da posição pode fazer com que o metal amigável do receptor de energia altere o sinal medido do transmissor de energia e, dessa forma, afete o teste de objeto estranho. A abordagem descrita pode fazer com que o sistema recalibre automaticamente para as condições alteradas.

[184] Em algumas modalidades, o transmissor de energia 101 pode ser disposto de modo a ajustar um parâmetro da transferência de energia/do sinal de transferência de energia em resposta a uma medição do sinal de acionamento de teste durante o intervalo de tempo de detecção de objeto estranho. Especificamente, o adaptador 213 pode ser disposto de modo a ajustar um nível máximo para o sinal de transferência de energia durante o intervalo de transferência de energia em resposta a uma medição do sinal de acionamento de teste durante o intervalo de detecção de objeto estranho.

[185] Por exemplo, a energia do sinal de acionamento de teste pode ser determinada com base em medições da corrente e/ou tensão do sinal de acionamento de teste. Esse nível de energia reflete a energia que está sendo extraída do sinal de teste eletromagnético. Isso pode ser comparado com a energia que se espera ser extraída do sinal de teste eletromagnético pelo receptor de energia 105. Se os dois valores forem muito próximos, é possível supor que existe apenas o receptor de energia 105 presente e será possibilitado um nível de energia alto do sinal de transferência de energia durante o intervalo de tempo de transferência de energia. Entretanto, se a diferença for mais alta, mas ainda não alta o suficiente para resultar em uma detecção de objeto estranho positiva, a medição pode ainda refletir um risco de que alguma energia seja perdida em outra entidade que não o receptor de energia 105. O transmissor de energia 101 pode, neste caso, reduzir o nível de energia máximo do sinal de transferência de energia de modo que esteja assegurado que a perda de energia potencial fora do receptor de energia seja suficientemente baixa para não, por exemplo correr risco de aquecimento a temperaturas excessivas.

[186] Dessa forma, em algumas modalidades, o transmissor de energia 101 pode usar as medições durante o intervalo de tempo de detecção de objeto estranho para determinar a máxima amplitude (e/ou frequência) do sinal de transferência de energia considerada aceitável pelo fato de que se supõe que qualquer perda de energia resultante fora do receptor de energia 105 ainda resultará em aumentos de temperatura potenciais que estão dentro de limites aceitáveis. O transmissor de energia 101 pode então limitar o sinal de transferência de energia para este valor máximo e, por exemplo, e gerar um alarme ou transmitir uma mensagem de aviso para o receptor de energia 105 se este tentar aumentar o nível de energia acima deste nível máximo determinado.

[187] Será reconhecido que, para maior 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 ou organização lógica ou física estrita.

[188] A invenção pode ser implementada em qualquer forma adequada, incluindo hardware, software, firmware ou qualquer combinação dos mesmos. A invenção pode, opcionalmente, ser 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 física, funcional e logicamente implementados 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.

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

[190] Deve-se considerar que a referência a um valor preferencial não implica qualquer limitação além de ele ser o valor determinado no modo de inicialização de detecção de objeto estranho, ou seja, ele é preferencial pelo fato de ser determinado no processo de adaptação. As referências a um valor preferencial poderiam ser substituídas por referências a, por exemplo, um primeiro valor.

[191] 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 na limitação a tal categoria, mas, ao invés 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.

Claims

1. TRANSMISSOR DE ENERGIA (101), para fornecer, de modo sem fio, energia para um receptor de energia (105) por meio de um sinal de transferência de energia indutivo; sendo que o transmissor de energia (101) compreende: uma bobina transmissora (103) para gerar o sinal de transferência de energia; um acionador (201) para gerar um sinal de acionamento para a bobina transmissora (103), sendo que o acionador (201) é disposto de modo a, durante uma fase de transferência de energia, gerar o sinal de acionamento para empregar um período de tempo repetitivo que compreende ao menos um intervalo de tempo de transferência de energia e um intervalo de tempo de detecção de objeto estranho; um receptor (205) para receber mensagens do receptor de energia (105); caracterizado pelo transmissor de energia compreender ainda: uma bobina de teste (209) para gerar um sinal de teste eletromagnético; um gerador de teste (211) disposto de modo a gerar um sinal de acionamento de teste para a bobina de teste (209) para fornecer o sinal de teste eletromagnético durante o intervalo de tempo de detecção de objeto estranho; um detector de objeto estranho (207) disposto de modo a executar um teste de detecção de objeto estranho em resposta a um parâmetro medido para o sinal de acionamento de teste; um adaptador (213) para, antes de entrar na fase de transferência de energia, controlar o transmissor de energia (101) para operar em um modo de inicialização de detecção de objeto estranho no qual um valor preferencial de um parâmetro de sinal para o sinal de acionamento de teste é determinado em resposta a ao menos uma primeira mensagem recebida do receptor de energia (105); e sendo que o gerador de teste (211) é disposto de modo a ajustar o parâmetro de sinal do sinal de acionamento de teste ao valor preferencial durante o intervalo de tempo de detecção de objeto estranho.

2. TRANSMISSOR DE ENERGIA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela primeira mensagem compreender uma indicação de uma propriedade do receptor de energia.

3. TRANSMISSOR DE ENERGIA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pela primeira mensagem compreender uma indicação de um impacto esperado do receptor de energia em um sinal de teste eletromagnético de referência.

4. TRANSMISSOR DE ENERGIA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pela primeira mensagem compreender uma indicação de uma restrição para o parâmetro de sinal para o sinal de acionamento de teste.

5. TRANSMISSOR DE ENERGIA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pela primeira mensagem compreender uma indicação de uma diferença entre um valor operacional de receptor de energia atual e um valor operacional de receptor de energia de referência de teste.

6. TRANSMISSOR DE ENERGIA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo adaptador ser disposto adicionalmente para determinar o valor preferencial em resposta à restrição do teste de detecção de objeto estranho do detector de objeto estranho.

7. TRANSMISSOR DE ENERGIA, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pela restrição ser ao menos um dentre um nível de sinal mínimo e uma restrição em uma frequência do sinal de acionamento de teste.

8. TRANSMISSOR DE ENERGIA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo gerador de teste (211) ser disposto de modo a gerar o sinal de acionamento de teste com o parâmetro de acionamento do sinal de acionamento de teste adaptado ao valor preferencial em um intervalo de teste inicial antes da fase de transferência de energia; e por o detector de objeto estranho (207) ser disposto de modo a executar o teste de detecção de objeto estranho no intervalo de teste inicial.

9. TRANSMISSOR DE ENERGIA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado por, se o teste de detecção de objeto estranho no intervalo de tempo de detecção de objeto estranho for indicativo de que um objeto estranho está presente, o detector de objeto estranho (207) ser disposto de modo a o transmissor de energia (101) voltar a entrar no modo de inicialização de detecção de objeto estranho.

10. TRANSMISSOR DE ENERGIA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo adaptador (213) ser disposto de modo a impedir que o transmissor de energia (101) entre na fase de transferência de energia se o valor preferencial não atender a um critério.

11. TRANSMISSOR DE ENERGIA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo detector de objeto estranho (207) ser disposto de modo a adaptar um parâmetro do teste de detecção de objeto estranho em resposta a um valor medido do sinal de acionamento quando no modo de inicialização de detecção de objeto estranho.

12. TRANSMISSOR DE ENERGIA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo adaptador (213) ser disposto de modo a ajustar um nível máximo para o sinal de transferência de energia durante o intervalo de transferência de energia em resposta a uma medição do sinal de acionamento de teste durante o intervalo de detecção de objeto estranho.

13. SISTEMA DE TRANSFERÊNCIA DE ENERGIA SEM FIO, caracterizado por compreender um transmissor de energia (101) para fornecer, de modo sem fio, energia para um receptor de energia (105) por meio de um sinal de transferência de energia indutivo; sendo que o transmissor de energia (101) compreende: uma bobina transmissora (103) para gerar o sinal de transferência de energia; um acionador (201) para gerar um sinal de acionamento para a bobina transmissora (103), sendo que o acionador (201) é disposto de modo a, durante uma fase de transferência de energia, gerar o sinal de acionamento para empregar um período de tempo repetitivo que compreende ao menos um intervalo de tempo de transferência de energia e um intervalo de tempo de detecção de objeto estranho, uma energia do sinal de transferência de energia sendo reduzida durante o intervalo de tempo de detecção de objeto estranho em relação ao intervalo de tempo de transferência de energia; um receptor (205) para receber mensagens do receptor de energia (105); uma bobina de teste (209) para gerar um sinal de teste eletromagnético; um gerador de teste (211) disposto de modo a gerar um sinal de acionamento de teste para a bobina de teste (209) para fornecer o sinal de teste eletromagnético durante o intervalo de tempo de detecção de objeto estranho; um detector de objeto estranho (207) disposto de modo a executar um teste de detecção de objeto estranho em resposta a um parâmetro medido para o sinal de acionamento de teste; um adaptador (213) para, antes de entrar na fase de transferência de energia, controlar o transmissor de energia (101) para operar em um modo de inicialização de detecção de objeto estranho no qual um valor preferencial de um parâmetro de sinal para o sinal de acionamento de teste é determinado em resposta a ao menos uma primeira mensagem recebida do receptor de energia (105); e sendo que o gerador de teste (211) é disposto de modo a ajustar o parâmetro de sinal do sinal de acionamento de teste ao valor preferencial durante o intervalo de tempo de detecção de objeto estranho; e o receptor de energia (105) compreende: uma bobina receptora de energia (107) para extrair energia do sinal de transferência de energia; um controlador de detecção de objeto estranho (305, 309) para reduzir uma carga do receptor de energia durante o intervalo de tempo de detecção de objeto estranho; um transmissor de mensagem (313) para transmitir a primeira mensagem ao transmissor de energia.

14. SISTEMA DE TRANSFERÊNCIA DE ENERGIA SEM FIO, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por o receptor de energia compreender adicionalmente um controlador de receptor de energia (301) disposto de modo a controlar o receptor de energia para operar em um modo de inicialização de detecção de objeto estranho no qual o receptor de energia transmite ao menos uma mensagem ao transmissor de energia para propender o sinal de acionamento de teste para causar uma condição de referência no receptor de energia.

15. MÉTODO DE OPERAÇÃO PARA UM TRANSMISSOR DE ENERGIA (101), que fornece, de modo sem fio, energia para um receptor de energia (105) por meio de um sinal de transferência de energia indutivo; sendo que o transmissor de energia (101) compreende: uma bobina transmissora (103) para gerar o sinal de transferência de energia, uma bobina de teste (209) para gerar um sinal de teste eletromagnético e um receptor (205) para receber mensagens do receptor de energia (105); e sendo que o método é caracterizado por compreender: gerar um sinal de acionamento para a bobina transmissora (103), o sinal de acionamento, durante uma fase de transferência de energia, empregando um período de tempo repetitivo que compreende ao menos um intervalo de tempo de transferência de energia e um intervalo de tempo de detecção de objeto estranho; gerar um sinal de acionamento de teste para a bobina de teste (209) para fornecer o sinal de teste eletromagnético durante o intervalo de tempo de detecção de objeto estranho; executar um teste de detecção de objeto estranho em resposta a um parâmetro medido para o sinal de acionamento de teste; e antes de entrar na fase de transferência de energia, controlar o transmissor de energia (101) para operar em um modo de inicialização de detecção de objeto estranho no qual um valor preferencial de um parâmetro de sinal para o sinal de acionamento de teste é determinado em resposta a ao menos uma primeira mensagem recebida do receptor de energia (105); e sendo que o sinal de acionamento de teste é gerado com o parâmetro de sinal ajustado ao valor preferencial durante o intervalo de tempo de detecção de objeto estranho.