CN102124624A

CN102124624A - 控制充电垫系统的移动设备

Info

Publication number: CN102124624A
Application number: CN2009801315595A
Authority: CN
Inventors: 菲利普·莫加尔
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2008-08-18
Filing date: 2009-07-30
Publication date: 2011-07-13
Anticipated expiration: 2029-07-30
Also published as: CN102124624B; WO2010020895A3; EP2313957B1; WO2010020895A2; EP2313957A2; US20110136550A1; US9627913B2

Abstract

一种在充电垫上对移动设备进行充电的方法。所述方法包括从多个充电垫功率线圈中的至少一个接收无线充电。所述方法还包括实现在所述充电垫和所述移动设备之间的通信。所述方法还包括从所述无线设备向所述充电垫发送命令，以调整所述充电垫处的无线充电的特性以及使所述无线设备能够控制所述充电垫的无线充电的特性。

Description

控制充电垫系统的移动设备

技术领域

背景技术

无线能量传输或无线功率发送是在不使用电导体或互相连接的电线的情况下从电源向电气负载发送电能的过程。能量的传输通过被称为互感的过程以电磁耦合发生。无线通信是在不使用电导体或互相连接的电线的情况下相隔某一距离的信息传输。

射频标识(RFID)是自动标识方法，依赖于使用被称作RFID标签或发射应答器(transponder)的设备来存储和远程取回数据。大多数RFID标签包含至少两个部分。一个部分是用于存储和处理信息、调制和解调RF信号以及其他专门功能的集成电路。第二个部分是用于接收和发送信号的天线。

无源RFID标签不具有内置的电源。由传入射频信号在天线中感生的微小电流向RFID标签中的CMOS集成电路提供功率，以上电和发送响应。RFID标签芯片可以包含用于存储数据的非易失性、可能可写的电子可擦除可编程只读存储器(EEPROM)。标签、签条、智能卡等中的RFID设备一般是不需要内置电源来进行操作的无源设备。然而，RFID设备的一些实施例包括至少一个有源组件以协助RFID通信。RFID通信可以在一个或多个频带(如超高频(SHF)、特高频(UHF)、甚高频(VHF)、以及其他类似频带)中操作。

近场通信(NFC)是使得电子设备之间的方便的短距通信成为可能的无线连接技术。NFC是在最远大约10厘米的距离上，或可与移动设备的直径的几倍相比较的距离上实施的无线发送技术。

NFC经由磁场感应通信，其中两个环状天线或线圈处于彼此的近场中，有效地形成空气芯的变压器。NFC在全球可用的且免许可的射频工业、科学和医疗(ISM)频带13.56MHz中操作，具有大约2MHz的带宽。

移动设备(特别地，诸如移动电话和小型手持计算机等电子设备)包括用于供电的辅电池，其通常以可再充电电池的形式来提供。可以通过使用从主电源(如公共电力网络或其他充足的功率源)获取功率的适配器或充电器，来执行对可再充电电池的充电操作。与主电源相连的适配器或充电器还通过供电线路和合适的连接器与移动设备相连，并且当与设备物理连接时立刻开始充电。

用户一般将连接器插入带有常规适配器和充电器的移动设备中。由于腐蚀、触点短路或电击的可能，常规的适配器和充电器不应当在潮湿的环境中使用。

与常规的适配器和充电器不同，感应式充电器通过电磁场以直接的磁耦合发送用于向移动设备的电池充电的电能，而不需要物理的电连接，即不需要使用插头和插槽。因此，可以在潮湿或多尘的环境中安全地使用感应式充电器，这是因为充电器和设备都可以是密封的设备，而没有暴露于外部环境的物理触点。这种感应式充电器的基本原理涉及磁芯和芯外面缠绕的线圈，并且生成的磁场穿过设备之间的空气间隙或非磁材料的区域，并形成用于功率发送的磁感应链路。

然而，尽管感应式充电器相对于常规适配器和充电器具有优势，不能主动监控感应式充电器和移动设备之间的充电循环可能导致对感应式充电器、移动设备和或可再充电电池的永久性损坏。附加地，不能主动监控感应式充电器和移动设备之间的充电循环可能导致感应式充电器和/或移动设备的过充电和/或过热，这也可能导致永久性损坏。因此，本发明的目的是提供一种用于与充电垫进行通信的移动设备和方法，用于例如避免由于缺少对无线充电的特性的实时监控而引起的对移动设备和充电垫的潜在损坏。

发明内容

本发明描述了装置的实施例。在一个实施例中，所述装置是用于与充电垫进行通信的移动设备。所述移动设备的一个实施例包括：电池、与所述电池耦合的功率线圈、以及通信设备。所述电池向所述移动设备供电。所述功率线圈从至少一个充电垫功率线圈接收无线充电。所述通信设备实现与所述充电垫的通信。所述通信设备还从所述移动设备向所述充电垫发送命令，以基于来自所述移动设备的命令来调整所述无线充电的特性。本发明还描述了所述装置的其他实施例。

本发明还描述了系统的实施例。在一个实施例中，所述系统是用于对移动设备进行无线充电的充电垫系统。所述充电垫系统的一个实施例包括功率输入、线圈阵列、以及线圈控制器。所述功率输入从电源接收功率，以向所述充电垫系统供电。所述线圈阵列包括至少一个充电垫功率线圈。所述线圈阵列向移动设备功率线圈发送无线充电。所述线圈控制器激活所述线圈阵列中的至少一个功率线圈，并且基于从所述移动设备到所述充电垫的命令来调整所述无线充电的特性。本发明还描述了所述系统的其他实施例。

本发明还描述了方法的实施例。在一个实施例中，所述方法是一种对移动设备进行无线充电的方法。所述方法的一个实施例包括从至少一个充电垫功率线圈接收无线充电，以向所述移动设备的电池充电。所述方法还包括实现所述充电垫和所述移动设备之间的通信。所述方法还包括从所述无线设备向所述充电垫发送命令，以调整在所述充电垫处的无线充电的特性。本发明还描述了所述方法的其他实施例。

通过以下详细描述，结合作为对本发明的原理的示例来加以说明的附图，本发明的实施例的其他方面和优点将变得显而易见。

附图说明

图1示出了无线充电器系统的一个实施例的示意框图。

图2示出了向图1的充电垫发送控制命令的移动设备的一个实施例。

图3示出了来自图1的无线充电器系统的充电垫的一个实施例的示意框图。

图4示出了来自图1的无线充电器系统的移动设备的一个实施例的示意框图。

图5示出了用于主动监控图1的移动设备的方法的一个实施例的示意流程图。

图6示出了用于根据移动设备的电池的充电状态来向图1的移动设备充电的方法的一个实施例的示意流程图。

图7示出了移动设备控制图1的充电垫的充电循环的过程的一个实施例的示意流程图。

在整个描述中，相似的附图标记可以用于标识相似的元素。

具体实施方式

在以下描述中，提供了各种实施例的特定细节。然而，可以不使用所有这些特定细节来实现一些实施例。在其他实例中，为了简洁和清晰，以所属领域技术人员能够实现本发明的各种实施例的详细程度描述了特定的方法、过程、组件、结构和/或功能。

尽管本文描述了很多实施例，所述实施例中的至少一些便于移动设备通过移动设备的通信设备来控制无线充电系统中的充电垫。通信设备至少包括射频(RF)标识(ID)通信设备和近场通信(NFC)设备。允许移动设备控制移动设备和充电垫之间的充电循环避免了由于缺少对充电循环的充电特性的实时监控所引起的对移动设备和/或充电垫的潜在损坏。具体地，从无线设备向充电垫发送命令，以调整充电垫处的无线充电的特性，并且使无线设备能够控制充电垫的无线充电的特性可以避免由于缺少对无线充电的特性的实时监控所引起的对移动设备和充电垫的潜在损坏。

此外，移动设备对充电垫的控制允许移动设备执行对功率线圈的精细选择，这可以用于优化功率传输，并最小化无线充电的磁场的任何潜在的泄漏或无效辐射。用户将移动设备放在充电垫上。使用RFID通信来获取移动设备在充电垫上的位置。移动设备向充电垫发送NFC标识符，以标识NFC移动设备并且建立NFC通信。通过充电垫上的一个或多个功率线圈向移动设备发送功率发送的第一脉冲，并且由移动设备来确认接收到的功率。然后，从充电垫上的一个或多个其他功率线圈发送功率的后续脉冲，并且由移动设备再一次确认接收到的功率。一旦每一个充电垫功率线圈已经发送了功率脉冲，则移动设备根据接收到的功率来选择在移动设备的无线充电中实施一个或多个功率线圈的哪个集合。然后，移动设备通过监控无线充电的参数来控制充电。此外，在移动设备在充电垫上移动的情况下，动态定位允许实时跟踪。此外，在一些实施例中，允许移动设备控制充电循环移除了充电循环的典型监控序列中的至少一个步骤。

图1示出了无线充电器系统100的一个实施例的示意框图。无线充电器系统100包括充电垫102、移动设备104和106、附接至充电垫102上的电源线108、以及电气插头110。如图所示，在充电垫102的平坦表面上放置移动设备104和106。

应当注意到，充电垫102、移动设备104、另一个移动设备106、电源线108、以及电气插头110的配置不限于特定的硬件或软件实施。

尽管本文以特定组件和功能示出并描述了所示无线充电器系统100，可以用更少或更多的组件或用更多或更少的功能来实施无线充电器系统100的其他实施例。例如，电源线108的一些实施例包括对由电气插头110提供的电压进行变压的变压器。此外，在一些实施例中，无线充电器系统100包括放置在充电垫102上的三个或更多个移动设备。此外，在一个或多个方面，无线充电器系统100的一些实施例包括以另一种方式布置的相似组件，以提供相似的功能。

此外，如果在无线充电器系统100中存在两个或更多个移动设备(如移动设备104和106)，在一个实施例中，充电垫102可以便利移动设备104和106中的单个充电循环。备选地，在一些实施例中，在无线充电器系统100中可以存在多个移动设备，比如移动设备104和106，并且充电垫102可以便利对移动设备104的第一充电循环和对移动设备106的第二充电循环。

在一个实施例中，所示充电垫102是充电设备，包含用于检测各种移动设备(如移动设备104和106)的存在性、对移动设备进行认证、与移动设备进行协商、以及对移动设备的电池进行充电的电路。如图所示，充电垫102包含平面，用户可以将移动设备104和106放置在该平面上。在一些实施例中，移动设备104和106从充电垫102接收无线充电，以对移动设备104和106的电池再充电。从电气插头110向充电垫102供电。电气插头110可以与任何电源相连，包括向家庭或办公室提供电服务的主电网。充电垫102包括将充电垫102与电气插头110相连的电源线108。图3示出了充电垫102的一个示例，并在下面进行了更详细的描述。

在一个实施例中，将移动设备104和106放置在充电垫102上以从充电垫102接收无线充电。在一些实施例中，移动设备104和106包含用于检测充电垫102的存在性、认证充电垫102、与充电垫102协商和通信的电路。换言之，在一些实施例中，充电垫102认证移动设备104和106，同时移动设备104和106认证充电垫102。因此，在一些实施例中，充电垫102和移动设备(如移动设备104)便利了双认证方案，以在安全性、安全和功率效率方面优化充电循环。

在一些实施例中，移动设备104和106代表包含可再充电电池在内的任何便携式设备。例如，移动设备104和106可以包括蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、媒体播放器、寻呼机、远程控制、牙刷、剃须刀、计算机鼠标、计时件(比如腕表)、游戏设备、以及任何其他类型的可再充电移动设备。在一些实施例中，放置在充电垫102上的移动设备104和106中的每一个交互地控制充电垫102，使得在安全性、安全、和功率效率方面针对每一个移动设备来优化充电操作、或充电循环。图4中示出了移动设备104的一个示例，并且下面进行了更详细的描述。应当注意到，针对移动设备104的任何引用代表移动设备104和106中的任一个。

图2示出了向图1的充电垫102发送控制命令112的移动设备104的一个实施例。如图所示，将移动设备104放置在充电垫102上。在一个实施例中，移动设备104使得与充电垫102的通信成为可能，以向充电垫102发送控制命令112，调整无线充电的特性。从移动设备104向充电垫102发送控制命令112以调整充电垫102处的无线充电的特性，并且因此，使移动设备104能够控制充电垫102的无线充电的特性可以避免由于缺少对无线充电的特性的实时监控所引起的对移动设备104和充电垫102的潜在损坏。

在一些实施例中，移动设备104使得与充电垫102的通信成为可能，以向充电垫102发送控制命令112，发起无线充电。此外，在一些实施例中，移动设备104向充电垫102发送控制命令112，以终止无线充电。此外，在一些实施例中，在上述双认证方案中实施控制命令112。

图3示出了来自图1的无线充电器系统100的充电垫102的一个实施例的示意框图。充电垫102包括射频标识(RFID)读取器114、近场通信(NFC)电路116、以及处理器118。此外，充电垫102包括线圈阵列120、线圈控制器122、以及存储器设备124。此外，在一些实施例中，线圈阵列120包括至少一个线圈区域126。此外，存储器设备124存储适应性参数128和充电特性129。

应当注意到，设备检测器112、RFID读取器114、以及近场电路116的配置不限于特定的硬件或软件实施。类似地，处理器118、线圈阵列120、线圈控制器122、以及存储器设备124的配置不限于特定的硬件或软件实施。

尽管本文使用特定组件和功能来示出并描述了所示充电垫102，可以用更少或更多个的组件或用更多或更少的功能来实施充电垫102的其他实施例。例如，在一些实施例中，线圈阵列120的每一线圈区域126包括至少一个功率线圈。此外，可以在集成电路上至少部分地实施充电垫102的至少一些组件。此外，可以在其他配置(如垂直取向)中实施充电垫102的实施例。作为示例，可以将充电垫102安装到墙壁上，并且充电垫102可以包括将移动设备104和106保持在充电垫102上或附近的至少一个钩或袋。在另一实施例中，充电垫102可以包括将一个或多个移动设备104和106相对于充电垫102附着的条带。此外，当与充电垫102直接接触放置时，或当放置在充电垫102的特定附近区域内时，移动设备104和106可以从充电垫102接收无线充电。例如，当用户将移动设备104放置在充电垫102附近而不是直接放置在充电垫102上时，移动设备104可以从充电垫102接收无线充电。

在一个实施例中，所示RFID读取器114执行检测序列，以检测充电垫102上的移动设备104。在一些实施例中，检测序列包括对来自移动设备104的RFID标签的检测。在一些实施例中，检测序列包括对移动设备NFC电路的检测。RFID读取器114读取RFID标签，以从移动设备104接收RFID数据。在一些实施例中，对来自移动设备104的RFID数据的验证表示双认证方案中移动设备104向充电垫102的第一认证。一旦RFID读取器114检测到有效和已授权的移动设备，则RFID读取器114可以请求初始存储在移动设备104的RFID标签中的NFC标识符(NFCID)和控制数据。如果允许充电垫102和移动设备104交互，则充电垫102将移动设备104的NFCID加入轮询序列。轮询序列包含充电垫102循环遍历的设备的列表，以执行存在性检查，并且验证没有从充电垫102移除特定设备。

更具体地，在一些实施例中，响应于来自RFID读取器114的针对RFID数据的请求，RFID读取器114从移动设备104中的RFID发射应答器(标签/签条)接收RFID数据，以允许充电垫102执行对移动设备104的设备检查。在一个实施例中，设备检查表示移动设备104向充电垫102的第一认证。在一些实施例中，RFID读取器114在高频带(如特高频(UHF))中操作。此外，在一些实施例中，RFID读取器114被配置为同时从来自一个或多个移动设备的一个或多个RFID标签或签条读取RFID数据。例如，RFID读取器114的一些实施例在频率范围840-960MHz中操作，并且每秒读取超过1000个RFID标签/签条。可以实施其他实施例以使用不同的发送参数来操作。

在一些实施例中，RFID读取器114还被配置为在当前的充电循环期间间歇地读取RFID标签。从RFID标签间歇地接收RFID数据包括对移动设备104当前在充电垫102上的存在性检查。在一些实施例中，RFID读取器114还被配置为：响应于在RFID标签的间歇读取操作期间来自移动设备104的无应答，重新启动检测序列。RFID读取器114根据前述轮询序列从充电垫102上的移动设备列表中间歇地选择移动设备104。间歇地选择轮询序列中的移动设备104允许RFID读取器114读取移动设备104的RFID标签，以验证移动设备104当前在充电垫102上。

在一个实施例中，NFC电路116被配置为打开与移动设备104通信的NFC信道。在一些实施例中，NFC电路116在通信的NFC信道上向移动设备104发送适应性参数128，以允许移动设备104执行对充电垫102的适应性检查。在一些实施例中，适应性参数128包括充电垫制造商ID、充电垫型号ID、所支持的充电速率的列表、所支持的电压电平的列表、以及所支持的电流电平的列表、以及其他相关充电垫规范。在一些实施例中，适应性检查表示双认证方案中充电垫102向移动设备104的第二认证。

在一个实施例中，所示处理器118执行与充电垫102对移动设备104的无线充电相关的指令和操作。处理器118结合充电垫102的测试序列分析无线充电的特性，并且处理来自移动设备104的控制命令112，以调整无线充电的特性。

所示的线圈阵列120包括至少一个线圈区域126。每一个线圈区域126包括至少一个充电功率线圈。在一个实施例中，线圈阵列120向移动设备104发送无线充电。所示线圈控制器122控制线圈阵列120的操作和功能。在一个实施例中，线圈控制器122激活线圈区域126。

在一些实施例中，线圈控制器122根据从移动设备104到充电垫102的命令来调整线圈阵列126的操作，以调整无线充电的特性。例如，充电垫102可以从移动设备104接收命令以增加无线充电的充电速率。处理器118处理来自移动设备104的命令，以及响应于该命令且根据该命令，指示线圈控制器122增加与移动设备104相关的线圈阵列120的充电速率。

在一些实施例中，线圈控制器120还被配置为响应于从移动设备104接收到RFID数据和在向移动设备104传输适应性参数128之后的无应答，激活线圈区域126的至少一个功率线圈。该无应答基于超时阈值，该超时阈值指示移动设备电池完全放电。然后，当充电垫102检测到耗尽的电池时，线圈阵列120根据在RFID数据中所指定的充电速率，向移动设备104施加无线充电。在一些实施例中，线圈控制器120还被配置为响应于在向移动设备104传输适应性参数128之后接收到来自移动设备104的RFID数据和应答，激活线圈区域126中的至少一个功率线圈。然后，线圈阵列122根据RFID数据所指定的充电速率，向移动设备104施加无线充电。

所示的存储器124存储适应性参数128和充电特性129。在一个实施例中，适应性参数128包括充电垫制造商ID、充电垫型号ID、所支持的充电速率的列表、所支持的电压电平的列表、所支持的电流电平的列表、以及其他可能的适应性参数。充电特性129可以包括充电循环的当前充电速率、当前充电循环的电压和电流电平、充电垫102的当前操作温度等等。充电特性129还可以包括与移动设备104的当前状态相关的特性以及来自RFID数据的信息(如与移动设备104的充电相关的充电准则)。

图4示出了来自图1的无线充电器系统100的移动设备104的一个实施例的示意框图。移动设备104包括RFID标签130、设备功率线圈132、以及设备NFC电路134。此外，移动设备104包括设备处理器136、温度传感器138、电池140、以及存储器设备142。此外，RFID标签130的一些实施例包括RFID存储器设备144。此外，存储器设备142的一些实施例包括充电参数146和监控参数148。

应当注意到，在一些实施例中，图4所示的移动设备104的至少一些组件或多或少表示图1的移动设备104和106。还应当注意到，RFID标签130、设备功率线圈132、以及设备NFC电路134的配置不限于特定的硬件或软件实施。类似地，设备处理器136、温度传感器138、电池140、以及存储器设备142也不限于特定的硬件或软件实施。例如，电池可以是镍金属氢化物电池、锂离子电池、或任何其他类型的可再充电电池。

尽管本文用特定组件和功能示出并描述了图4所示的移动设备104，可以用更少或更多的组件或用更多或更少的功能来实施移动设备104的其他实施例。例如，可以在集成电路上集成移动设备104的至少一些组件。

在一个实施例中，RFID标签130包括RFID存储器144，以存储与移动设备104相关的数据和与移动设备104的正确充电相关的准则。在一些实施例中，RFID标签130在RFID存储器144中存储RFID数据。RFID数据可以包括最小充电速率、最大充电速率、电池电平阈值、温度阈值、设备制造商ID、设备型号ID、以及与移动设备104的操作和充电功能相关的其他数据。换言之，RFID存储器144中存储的RFID数据可以包括充电准则以及与移动设备104的当前状态相关的实时监控参数，如电池140中的充电电平和移动设备104的温度。在一个实施例中，功率线圈132从充电垫102接收无线充电。在一些实施例中，移动设备104实施功率线圈132，以使用近场通信技术与充电垫102进行通信。在一些实施例中，功率线圈132被实施为向移动设备104充电，并且同时允许移动设备104与充电垫102通信。应当注意到，尽管移动设备104的示意示出了单个功率线圈132，移动设备104可以包括两个或更多个功率线圈。因此，在一些实施例中，移动设备104通过至少一个功率线圈(如功率线圈132)与充电垫102通信，并且移动设备104经由至少一个附加功率线圈从充电垫102接收无线充电。

在一个实施例中，NFC电路134向充电垫102发送控制命令112，以调整无线充电的特性。在一些实施例中，NFC电路134向充电垫102发送控制命令112，以发起无线充电。在一些实施例中，NFC电路134发送控制命令112，以控制无线充电的至少一个方面。因此，在无线充电期间，NFC电路134结合功率线圈132允许移动设备104控制充电垫102。

在一个实施例中，RFID标签130使得充电垫102能够认证移动设备104，并且能够检测移动设备104何时被放置在充电垫102上。RFID标签130可以是即使在移动设备104的电池140耗尽时也允许移动设备104操作的无源设备。在充电垫102的设备认证和设备检测之后，NFC电路134发起与充电垫102的控制通信，以允许移动设备104控制无线充电的至少一个方面。如果在无线充电期间的任何时间，中断控制通信，充电垫102检测到中断，并且因此感测到移动设备104从充电垫102移除。当检测到移动设备104从充电垫102移除，充电垫102将对移动设备104的无线充电的功率移除。因此，当将移动设备104从充电垫102移除时，充电垫102不继续辐射无线充电。

在一个实施例中，处理器136执行与移动设备104对充电垫102的控制相关的指令和操作。处理器136结合充电垫102的测试序列来分析无线充电的特性。在一些实施例中，处理器136指示NFC电路134向充电垫102发送控制命令112，以基于对无线充电的特性的分析来调整无线充电的特性。在一些实施例中，NFC电路134实施功率线圈132，以使用近场通信技术与充电垫102通信。

在一些实施例中，所示的NFC电路134执行检测序列以检测充电垫102。在一些实施例中，检测序列包括检测充电器NFC电路116。NFC电路134发起与充电垫102的近场通信信道，以发送与移动设备104的无线充电的特性相关的控制命令112。

在一些实施例中，NFC电路134还被配置为发起测试序列，以测试来自线圈阵列120的每一个功率线圈的无线充电的效果。因此，NFC电路134顺序地测试每一个充电垫功率线圈，以确定在功率线圈的无线充电中实施线圈阵列120中的哪些功率线圈。在一些实施例中，在对线圈阵列120的功率线圈的大体定位之后，NFC电路134进入精细定位循环。一旦确定功率线圈的大体区域，NFC电路134接着指示充电垫102顺序地激活大体区域的每一个相邻功率线圈，并且选择线圈阵列120中在设备功率线圈132处提供最高相对接收功率的功率线圈。

在一些实施例中，NFC电路134还被配置为发起测试序列，以测试与无线充电相关联的充电速率的序列。在一些实施例中，作为无线充电系统100的双认证方案的一部分，NFC电路134顺序地测试从充电垫102接收到的适应性参数128中所包括的所支持的充电速率的列表。NFC电路134测试充电速率的序列，以确定在功率线圈132的无线充电中实施哪个充电速率。

此外，在一些实施例中，NFC电路134还被配置为发起测试序列，以测试与无线充电相关联的电压和/或电流电平的序列。在一些实施例中，作为无线充电系统100的双认证方案的一部分，NFC电路134顺序地测试从充电垫102接收到的适应性参数128中所包括的所支持的电压和/或电流电平的列表。NFC电路134测试多个电压和/或电流电平，以确定在功率线圈的无线充电中实施哪些电压和/或电流电平。因此，无线充电的特性可以包括对线圈阵列120的至少一个功率线圈的选择、对充电速率的选择、对电流电平的选择、对电压电平的选择、以及无线充电的其他类似特性。

在一些实施例中，NFC电路134还被配置为查询电池140以检测当前电池电平，并且向充电垫102发送控制命令112，以根据当前电池电平来调整无线充电的特性。类似地，在一些实施例中，NFC电路134还被配置为查询温度传感器138，以检测当前的系统温度，并且向充电垫102发送控制命令112，以根据当前的系统温度调整无线充电的特性。

所示的设备存储器142存储充电参数146和监控参数148。RFID标签130发送到充电垫102的RFID数据可以包括充电参数146。换言之，在一些实施例中，RFID数据基于在存储器142中存储的充电参数146。因此，充电参数146可以包括最小充电速率、最大充电速率、电池电平阈值、温度阈值、设备制造商ID、设备型号ID、以及与移动设备104的操作和充电功能相关的其他数据。类似地，监控参数148可以包括与电池140的电池电平相关的最新数据、移动设备104的系统温度、以及与正在充电的移动设备104相关的其他实时数据。在一些实施例中，移动设备104向充电垫102发送监控参数148。此外，在一些实施例中，在轮询序列中间歇地选择移动设备104允许NFC电路116在当前充电循环期间从移动设备104请求监控参数148。因此，移动设备104的NFC电路134间歇地通过充电垫102的NFC电路116向充电垫102发送监控参数148。

图5示出了用于主动监控图1的移动设备的方法200的一个实施例的示意流程图。尽管结合图1的无线充电系统100及其组件来描述方法200，可以用其他无线充电系统和/或其其他组件来实施方法200的其他实施例。

在一个实施例中，在所示方法200的框202处，用户将移动设备104放置在充电垫102上。在框204，移动设备104从充电垫102接收无线充电。在框206，移动设备104建立与充电垫102的通信。在一些实施例中，移动设备104使用NFC协议建立与充电垫102的通信。在一些实施例中，移动设备104使用RFID协议建立与充电垫的通信。

在框208，移动设备104向充电垫102发送命令，以调整无线充电的特性。在一些实施例中，移动设备104使用NFC协议向充电垫发送命令。在一些实施例中，移动设备104使用RFID协议向充电垫发送命令。在一些实施例中，移动设备104通过向充电垫102发送控制命令112来发起无线充电。

图6示出了用于在图1的移动设备104的电池140完全放电时向移动设备104充电的方法300的一个实施例的示意流程图。尽管结合图1的无线充电系统100及其组件来描述耗尽电池方法300，可以用其他无线充电系统和/或其其他组件来实施耗尽电池方法300的其他实施例。

在一个实施例中，在所示方法300的框302处，移动设备104从充电垫102接收请求，以发送RFID数据。然后，RFID读取器114从移动设备104接收RFID数据。然后，在框304，充电垫102向移动设备104发送适应性参数128。在框306，充电垫102确定移动设备104是否发送了对接收到适应性参数128的应答。

在一些实施例中，无应答基于超时阈值。当移动设备104的应答超过超时阈值并且充电垫102从移动设备104接收到RFID数据时，无应答指示移动设备104的电池140完全放电。如果在框308充电垫102从移动设备104接收到应答，则线圈控制器122激活线圈阵列122，并且以高达在RFID数据中所指定的最大充电电平向移动设备104施加无线充电。

否则，在框310，RFID读取器114确定RFID数据是否包括针对完全放电电池条件的指令。如果RFID读取器确定RFID数据不包含耗尽电池指令，在框312，线圈控制器122激活线圈阵列122，并且以少于RFID数据中指定的最大充电电平向移动设备104施加无线充电。否则，在框314，线圈控制器122激活线圈阵列122，并且根据RFID数据中指定的耗尽电池指令向移动设备104施加无线充电。

图7示出了移动设备控制图1的充电垫的充电循环的过程350的一个实施例的示意流程图。尽管结合图1的无线充电系统100及其组件描述了过程350，可以用其他无线充电系统和/或其其他组件来实施过程350的其他实施例。

在一个实施例中，在所示过程350的框352处，用户将移动设备104放置在充电垫102上。在框354，充电垫102检测到移动设备104。备选地，在一些实施例中，在框354处，移动设备104检测充电垫102。从通信的角度看，在很多实例中，充电垫102是发起者，这是因为充电垫102询问移动设备104。然而，移动设备104可以通过如此处所述的向充电垫102发送信息来主控或控制充电垫102。

在一些实施例中，在框356，充电垫102的RFID读取器114从移动设备102请求RFID数据。响应于针对RFID数据的请求，在框358，移动设备104的RFID标签130向充电垫102发送RFID数据。在框360，垫处理器118读取并且处理RFID数据，以验证移动设备104是用于在充电垫102上无线充电的适应设备。如果充电垫102经由垫处理器118确定移动设备104不适应无线充电，则检测和认证终止。例如，在一些实施例中，适应性参数128可以根据移动设备ID包括适应移动设备的列表。因此，垫处理器118可以对RFID数据中包含的移动设备104的ID与在存储器设备124中存储的移动设备ID的列表进行比较。如果垫处理器118确定在移动设备104的ID和移动设备ID的列表之间存在匹配，则充电垫102确定移动设备104是有效的和已认证的。否则，充电垫102确定移动设备104是无效的。

在框362，移动设备104初始化与充电垫102的NFC通信，并且在框364，移动设备104从充电垫102请求适应性参数，以验证充电垫102和移动设备104的兼容性。在框366，充电垫102向移动设备104发送适应性参数。在框368，设备处理器136读取并且处理充电垫102的适应性参数，以验证充电垫102是用于对移动设备104进行无线充电的适应性设备。如果移动设备104确定充电垫102不适应向移动设备104无线充电，则检测和认证终止。另一方面，在框370，移动设备104向充电垫102发送激活命令，以发起无线充电。因此，在一些实施例中，充电循环的初始化包括充电垫102和移动设备104之间的双认证。

在框372，线圈控制器122根据来自移动设备104的激活命令，激活来自线圈阵列120的至少一个线圈。如上面所解释的，移动设备104向充电垫102发送定位命令，以确定激活线圈阵列120中的哪个或哪些功率线圈。然后在框374，设备处理器136结合正在充电的移动设备104的当前状态来监控无线充电。例如，设备处理器136可以监控移动设备104的电池140的当前状态，如电池电平。类似地，设备处理器136可以结合温度传感器138来监控正在充电的移动设备104的当前温度。在框376，NFC电路134向充电垫102发送命令，以根据对无线充电和/或正在充电的移动设备104的当前状态的实时监控，来调整无线充电的特性。在框380，充电垫102根据来自移动设备104的命令来调整无线充电的特性。

本发明的实施例可以采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或同时包含硬件和软件单元的实施例的形式。在一个实施例中，以软件来实施本发明，其包括但不限于固件、驻留软件、微代码等等。

此外，本发明的实施例可以采用可从计算机可使用的或计算机可读取的介质中可接入的计算机程序产品的形式，该介质提供由计算机或指令执行系统所使用或相关的程序代码。为了本说明书的目的，计算机可使用或计算机可读取的介质可以是包含、存储、通信、传播、或传输程序的任何装置，该程序用于由指令执行系统、装置、或设备来使用或与之相关。

计算机可使用或计算机可读取介质可以是电、磁、光、电磁、红外、或半导体系统(或装置或设备)、或传播介质。计算机可读取介质的示例包括半导体或固态存储器、磁带、可抽取式计算机磁碟、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、刚性磁盘、以及光盘。光盘的当前示例包括具有只读存储器的高密度盘(CD-ROM)、具有读/写的高密度盘(CD-R/W)、以及数字视频盘(DVD)。

适合存储和/或执行程序代码的数据处理系统的实施例包括通过系统总线(比如数据、地址、和/或控制总线)与存储器单元直接或间接耦合的至少一个处理器。存储器单元可以包括在程序代码的实际执行期间部署的本地存储器、海量存储、以及提供至少一些程序代码的临时存储以减少执行期间必须从海量存储中取回代码次数的高速缓存存储器。

输入/输出或I/O设备(包括但不限于键盘、显示器、指向设备等等)可以通过中间I/O控制器与系统直接或间接耦合。此外，网络适配器还可以与系统耦合，以使得数据处理系统能够变为通过中间私有或公共网络与其他数据处理系统或远程打印机或存储设备耦合。调制解调器、线缆调制解调器、以及以太网卡仅是当前可用类型的网络适配器中的一些。

尽管本文以特定顺序示出并描述了方法的操作，可以改变每一个方法的操作的顺序，使得可以用相反的顺序来执行特定操作，或使得至少部分地可以与其他操作并行地执行特定操作。在另一实施例中，可以用间歇的和/或交替的方式来实施不同操作的指令或子操作。

尽管已经描述和说明了本发明的特定实施例，本发明不受限于如此描述和说明的部分的特定形式或排列。本发明的范围将受到所附权利要求及其等价物的限定。

Claims

1.一种用于与充电垫进行通信的移动设备，所述移动设备包括：

电池，用于向所述移动设备供电；

与所述电池耦合的功率线圈，所述功率线圈用于从多个充电垫功率线圈中的至少一个接收无线充电；以及

通信设备，用于实现与所述充电垫的通信，以从所述移动设备向所述充电垫发送命令，从而基于来自所述移动设备的命令来调整所述无线充电的特性。

2.根据权利要求1所述的移动设备，还包括：与用于实现与所述充电垫的通信的装置耦合的处理器，所述处理器用于结合正在充电的所述移动设备的当前状态来主动监控所述移动设备的无线充电，结合所述充电垫的测试序列来分析所述无线充电的特性，并且指示所述通信设备向所述充电垫发送命令，其中所述命令基于对所述无线充电的特性的主动监控和分析。

3.根据权利要求2所述的移动设备，其中所述通信设备还被配置为：发起所述测试序列，以测试多个充电垫功率线圈的序列，并且执行对所述多个充电垫功率线圈中至少一个的选择，以发射所述无线充电，其中所述无线充电的特性包括对所述多个充电垫功率线圈中至少一个的选择。

4.根据权利要求2所述的移动设备，其中所述通信设备还被配置为：发起所述测试序列，以测试多个充电速率，并且针对所述无线充电来执行对多个充电速率之一的选择，其中所述无线充电的特性包括对所述多个充电速率之一的选择。

5.根据权利要求2所述的移动设备，其中所述通信设备还被配置为：发起所述测试序列，以测试多个电流电平，并且针对所述无线充电来执行对多个电流电平之一的选择，其中所述无线充电的特性包括对所述多个电流电平之一的选择。

6.根据权利要求2所述的移动设备，其中所述通信设备还被配置为：发起所述测试序列，以测试多个电压电平，并且针对所述无线充电来执行对多个电压电平之一的选择，其中所述无线充电的特性包括对所述多个电压电平之一的选择。

7.根据权利要求1所述的移动设备，其中所述通信设备还被配置为：查询所述电池，以检测当前电池电平，并且向所述充电垫发送命令，以根据所述当前电池电平来调整所述无线充电的特性。

8.根据权利要求1所述的移动设备，还包括：与所述通信设备耦合的温度传感器，其中所述通信设备还被配置为：查询所述温度传感器，以检测当前系统温度，并且向所述充电垫发送命令，以根据所述当前系统温度来调整所述无线充电的特性。

9.根据权利要求1所述的移动设备，其中所述通信设备包括射频RF标识ID设备，所述通信设备还被配置为：在所述移动设备和所述充电垫之间的通信期间，向所述充电垫发送RFID数据，所述通信允许所述充电垫执行对所述移动设备的设备检查，其中所述RFID数据包括多个设备参数中的至少一个设备参数，所述多个设备参数包括最小充电速率、最大充电速率、电池电平阈值、温度阈值、设备制造商ID、以及设备型号ID。

10.根据权利要求1所述的移动设备，其中所述通信设备还包括近场通信(NFC)电路，所述通信设备还被配置为：响应于来自所述充电垫的针对ID数据的请求，向所述充电垫发送标识ID数据，所述ID数据允许所述充电垫执行对所述移动设备的设备检查；并且响应于来自所述移动设备的针对适应性参数的请求，从所述充电垫接收所述适应性参数，所述适应性参数允许所述移动设备执行对所述充电垫的适应性检查，所述适应性参数包括多个充电垫参数中的至少一个充电垫参数，所述多个充电垫参数包括充电垫制造商ID、充电垫型号ID、所支持的充电速率的列表、所支持的电压电平的列表、以及所支持的电流电平的列表，其中所述设备检查包括所述移动设备向所述充电垫的第一认证，并且所述适应性检查包括所述充电垫向所述移动设备的第二认证。

11.一种对移动设备进行无线充电的方法，所述方法包括：

从多个充电垫功率线圈中的至少一个接收无线充电，以向所述移动设备的电池充电；

实现在所述充电垫和所述移动设备之间的通信；以及

从所述无线设备向所述充电垫发送命令，以调整在所述充电垫处的无线充电的特性，并且使所述无线设备能够控制所述充电垫的无线充电的特性。

12.根据权利要求11所述的方法，所述方法还包括：

结合正在充电的所述移动设备的当前状态来主动监控所述移动设备的无线充电；

结合所述充电垫的测试序列来分析所述无线充电的特性；以及

向所述充电垫发送命令，以基于对所述无线充电的特性的分析来调整所述无线充电的特性。

13.根据权利要求12所述的方法，所述方法还包括：

测试所述多个充电垫功率线圈的序列，其中所述无线充电的特性包括对所述多个充电垫功率线圈中的至少一个的选择；以及

确定所述多个充电垫功率线圈中的至少哪一个来实现所述功率线圈的无线充电。

14.根据权利要求12所述的方法，所述方法还包括：

测试与所述无线充电相关联的多个充电速率，其中所述无线充电的特性包括对所述多个充电速率之一的选择；以及

确定所述多个充电速率中的哪个来实现所述功率线圈的无线充电。

15.根据权利要求11所述的方法，所述方法还包括：

查询所述电池，以检测所述无线设备的当前电池电平；以及

向所述充电垫发送命令，以根据所述当前电池电平来调整所述无线充电的特性。

16.根据权利要求11所述的方法，所述方法还包括：

查询温度传感器，以检测所述无线设备的当前系统温度；以及

向所述充电垫发送命令，以根据所述当前系统温度来调整所述无线充电的特性。

17.一种用于对移动设备进行无线充电的充电垫系统，所述系统包括：

功率输入，用于从电源接收功率，以向所述充电垫系统供电；

线圈阵列，包括与所述功率输入耦合的多个功率线圈，所述线圈阵列用于向移动设备功率线圈发送无线充电；以及

线圈控制器，与所述线圈阵列耦合，所述线圈控制器用于激活所述线圈阵列的多个功率线圈中的至少一个，基于从所述移动设备到所述充电垫的命令来调整所述无线充电的特性，并且使所述无线设备能够控制所述充电垫的无线充电的特性。

18.根据权利要求17所述的充电垫系统，还包括：

射频RF标识ID读取器，与所述线圈控制器耦合，所述RFID读取器用于从所述移动设备接收RFID数据，以允许所述充电垫执行对所述移动设备的设备检查，其中所述设备检查包括所述移动设备向所述充电垫的第一认证，其中所述RFID数据包括多个设备参数中的至少一个设备参数，所述多个设备参数包括最小充电速率、最大充电速率、电池电平阈值、温度阈值、移动设备制造商ID、以及移动设备型号ID；以及

近场通信NFC电路，与所述线圈控制器耦合，所述NFC电路用于向所述移动设备发送适应性参数，以允许所述移动设备执行对所述充电垫的适应性检查，其中所述适应性检查包括所述充电垫向所述移动设备的第二认证，其中所述适应性参数包括多个充电垫参数中的至少一个充电垫参数，所述多个充电垫参数包括充电垫制造商ID、充电垫型号ID、所支持的充电速率的列表、所支持的电压电平的列表、以及所支持的电流电平的列表。

19.根据权利要求18所述的充电垫系统，其中所述RFID读取器还被配置为：在所述移动设备的无线充电期间，间歇地从所述移动设备读取所述RFID数据，其中从所述移动设备间歇地接收所述RFID数据包括对所述移动设备当前是否在所述充电垫上的存在性检查。

20.根据权利要求18所述的充电垫系统，其中所述线圈控制器还被配置为：响应于接收到所述RFID数据以及向所述移动设备传输所述适应性参数之后应答周期到期，激活所述线圈阵列中的至少一个功率线圈，其中所述应答周期到期基于超时阈值，所述超时阈值指示移动设备电池放电，其中所述至少一个功率线圈被配置为以大约最小充电速率的充电速率向所述移动设备功率线圈施加所述无线充电。

21.根据权利要求18所述的充电垫系统，其中所述线圈控制器还被配置为：响应于接收到所述RFID数据、以及接收到在向所述移动设备传输所述适应性参数之后的、来自所述移动设备的应答，激活所述线圈阵列中的至少一个功率线圈，其中所述至少一个功率线圈被配置为以高达最大充电速率的充电速率向所述移动设备功率线圈施加所述无线充电。