CN102334258A - 无线地输送功率的方法、输送设备以及输送控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种用于经由电磁耦合从输送设备向一组接收设备输送功率的方法和设备，所述方法包括以下步骤：由输送设备计算由该组接收设备中的每个接收设备定义的给定功率等级的第一和；如果输送设备可以向该组接收设备输送的最大功率低于所述第一和，则由所述输送设备基于所述第一和并且根据一组准则来执行在该组接收设备中确定该输送设备向其输送功率的接收设备子组的步骤。

Description

无线地输送功率的方法、输送设备以及输送控制系统

技术领域

本发明涉及用于经由电磁耦合而输送功率的方法、输送设备以及输送控制系统。

背景技术

许多系统需要连线和/或电气接触来实现对设备的电功率供应。通过省略这些连线和接触，这些设备的使用会变得更舒适。对设备内部的电池的使用部分地满足该舒适需要，但却给设备产生了额外重量并且需要定期的充电。经由磁感应的功率输送是大多数被应用于变压器中的公知方法，然而最近通过将线圈集成到印制电路板（PCB）或其它平面材料中而使功率输送被精细化，使得能够从表面向接收设备进行无线功率输送。为此目的，电源可以配备有输送器（transmitter），该输送器借助于一个或多个线圈中的交变电流可以产生交变磁场，并且移动设备可以配备有接收设备，在该接收设备中，通过该磁场在一个或多个线圈中感应出交变电压。

为了高效地并且安全地从具有多个输送器元件的电源提供无线功率，需要在接收设备接近该电源的表面时检测并定位该接收设备、并且仅激活在由该接收设备的线圈覆盖的区域内的那些输送器元件。

为了进一步增加效率和安全性，输送器和接收设备彼此通信，以便交换功率传输参数并且监控功率传输。

允许多个接收设备被放置在其接口表面（interface surface）上以接收功率的电源可能不具有足够的功率以服务于所有被放置的接收设备。这可以是例如从USB接口取出功率（其被限于2.5W）的情况。如果没有足够的功率可用，则电源的电压可能变得对于以下接收设备而言太低，所述接收设备需要一定电压等级来对电池充电。此外，对电池充电的时间可能变得（远远）长于预期。作为另一示例，用于照明应用的功率的降低可能导致光输出的降低。因此，需要改进具有高效地且安全地服务尽可能多的接收设备的目的的、从输送设备到多个设备的功率输送。

发明内容

根据本发明的第一方面，提出了一种经由电磁耦合从输送设备向一组接收设备输送功率的方法。该方法包括以下步骤：

由输送设备计算由该组接收设备中每个定义的给定功率等级（power level）的第一和；

如果输送设备能够向该组接收设备输送的最大功率低于所述第一和，则所述输送设备在该组接收设备中确定该输送设备向其输送功率的接收设备子组。

本发明还提出了关于如何确定充电顺序的一些准则。例如，如下准则，其根据该组接收设备中每个接收设备的优先级等级（其定义了从输送设备接收功率的优先级）而确定哪些接收设备可以接收功率；或者如下准则，其根据输送设备检测该组接收设备中每个接收设备的时间顺序而确定哪些接收设备可以接收功率；或者如下准则，其根据输送设备能够同时向其输送功率的接收设备的最大数量而确定哪些接收设备可以接收功率；或者前述不同准则的组合。

根据本发明的第二方面，在上述确定步骤之前，该方法还包括以下步骤：在该组接收设备中识别定义较低给定功率等级的接收设备。如果存在至少一个也定义较低给定功率等级的接收设备，则所述输送设备使用该较低给定功率等级替代使用由所述至少一个接收设备定义的给定功率等级来执行所述计算步骤；否则，所述输送设备执行所述确定步骤。

通过单独或一起应用第一和第二方法，可以最优地利用功率。

根据本发明的第三方面，该方法还包括以下步骤：由所述输送设备向所述接收设备子组输送功率。

在该步骤中，如果所述接收设备子组中的第一给定接收设备所需的实际功率等级低于由所述第一给定接收设备定义的给定功率等级，则所述输送步骤根据所述实际功率等级向所述第一给定接收设备输送功率。

如果所述接收设备子组中的第二给定接收设备所需的实际功率等级高于由所述第二给定接收设备定义的给定功率等级，则所述输送步骤根据由所述第二给定接收设备定义的给定功率等级向所述第二给定接收设备输送功率。

根据本发明的第四方面，提出了一种进一步利用第一功率量的方法。如果被定义为所述最大功率减去由所述接收设备子组的每个接收设备定义的给定功率等级的第二和的第一功率量为正，并且如果存在至少一个所述第二给定接收设备，则所述输送步骤根据由所述至少一个第二给定接收设备定义的给定功率等级和所述第一功率量向所述至少一个第二给定接收设备输送功率。

根据本发明的第五方面，提出了一种进一步利用第二功率量的方法。当被定义为由所述第一给定接收设备定义的给定功率等级减去所述第一给定接收设备所需的所述实际功率等级的第二功率量为正，所述输送步骤根据由所述第二给定接收设备定义的给定功率等级和所述第二功率量向所述第二给定接收设备输送功率。所述方法还包括以下步骤：由所述输送设备周期性地获得所述第一给定接收设备所需的实际功率等级，从而根据所述获得的实际功率等级来更新所述第二功率量的值。

根据本发明的第六方面，提出了一种根据比接收设备的最大所需功率等级低的最小功率等级来定义接收设备的给定功率等级的方法。

通过应用该给定功率等级，该输送设备可以服务更多接收设备并且具有可接受的质量。

根据本发明的第七方面，提出了一种用于控制输送设备的输送控制系统，所述输送设备经由电磁耦合向一组接收设备输送功率，其中，所述控制系统包括用于执行上述计算步骤的第一单元、用于执行上述确定步骤的第二单元、以及用于执行识别步骤的第三单元。

根据本发明的第八方面，提出了一种输送设备，用于经由电磁耦合从输送设备向一组接收设备输送功率，其中所述输送设备包括上述输送控制系统。

根据本发明的第九方面，提出了一种经由电磁耦合从输送设备向一组接收设备输送功率的方法，所述方法包括以下步骤：由该组接收设备中的至少一个接收设备发送与所述至少一个接收设备有关的给定功率等级的信息，其中所述给定功率等级是所述至少一个接收设备的最小可工作功率等级。通过传递最小可工作功率等级作为所请求的功率等级，也允许输送设备以可接受的质量服务于更多的接收设备。

附图说明

本发明的上述和其它目的和特征将从下面结合附图进行的本发明的各个方面的详细描述中变得更明显，在附图中：

图1描绘了无线功率输送和接收系统；

图2A描绘了根据本发明实施例的流程图；

图2B描绘了根据本发明另一实施例的流程图；

图2C描绘了根据本发明另一实施例的流程图；

图3A描绘了根据本发明实施例的输送控制系统的框图；

图3B描绘了根据本发明实施例的输送设备的框图。

具体实施方式

下文中，将通过使用意图向三个接收设备输送功率的一个输送设备来描述本发明，但是应理解本发明可以类似地工作于更高/更低数量的接收设备。

图1示出了无线功率输送和接收系统10。系统10包括输送设备T和一组接收设备R1、R2和R3，所述输送设备T能够经由电磁耦合向多个接收设备无线地输送功率，而该组接收设备R1、R2和R3与所述输送设备T连接。接收设备R1、R2和R3意图被输送设备T电气充电。由于输送设备T向R1、R2和R3无线地输送功率，因此R1、R2和R3与T连接意味着：R1、R2和R3与T非常接近，从而从由T产生的电磁场接收功率。例如，R1、R2和R3被置于输送设备T的表面上。

图2示出了根据本发明的方法的流程图。

接收设备R1、R2和R3与输送设备T连接，以便从输送设备T接收功率。

由于同时存在三个设备请求功率，因此为了知道输送设备T是否能够服务于所有接收器（即，向所有接收器输送功率），首先，输送设备T执行步骤210：计算由该组接收设备R1、R2和R3中的每一个定义的给定功率等级的第一和。

其次，如果输送设备T可以向该组接收设备R1、R2和R3输送的最大功率低于所计算的第一和，则输送设备T执行步骤220：基于所计算的给定功率等级的第一和并且根据一组准则，从该组接收设备R1、R2和R3中确定输送设备T向其输送功率的接收设备子组。

如果R1、R2和R3为了需要功率而正与输送设备T连接，而输送设备T未向任何接收设备输送功率，则设备T可以向R1、R2和R3输送的最大功率为输送设备T的最大功率。

如果R2和R3为了需要功率而正与输送设备T连接，而输送设备T正在向R1输送功率，则设备T可以向R2和R3（R2和R3正在等待充电）输送的最大功率为输送设备T的最大功率减去被用于接收设备R1的功率。

例如，输送设备T从USB接口取出功率（其被限于2.5W），这意味着输送设备T可以输送的最大功率（被称为Tmax）为2.5W；

R1所定义的给定功率等级（被称为GR1）为1.5W；

R2所定义的给定功率等级（被称为GR2）为1.5W；

R3所定义的给定功率等级（被称为GR3）为1W。

R1、R2和R3所定义的给定功率等级的第一和为：GR1 + GR2 + GR3 = 4 W。

显然，输送设备T可以输送的最大功率低于给定功率等级的第一和，这意味着输送设备T不能同时服务于R1、R2和R3。因此，输送设备T执行步骤220：在R1、R2和R3中确定可以服务于哪些接收设备。在下文中，详细描述确定步骤220如何确定接收设备子组。

为了执行确定步骤，输送器可以预先定义关于如何进行确定的一些准则（规则）。

根据本发明实施例，第一准则（规则）可以是根据该组接收设备中每个接收设备的优先级等级来进行确定，所述优先级等级定义从输送设备接收功率的优先级。

在使用输送设备对接收设备进行充电的背景下，用户可能考虑对一些接收设备进行充电比对另一些接收设备进行充电更为关键。例如，用户可能希望尽可能快地对移动电话进行充电，而不非常关心游戏机的控制器的充电速度。

对于用户而言，在对移动电话充电时，可以从输送设备移开所有其它接收设备。然而，在此情况下，用户必须记得在移动电话已经完成充电时将那些接收设备放回在输送设备上。这对于用户而言不是非常便利。

因此，本发明提出了确定步骤220：根据一组接收设备中接收设备的优先级等级，在该组接收设备中确定充电顺序，使得用户无需移开具有较低等级优先级的接收设备并且在具有较高等级优先级的接收设备完成充电之后返回该具有较低等级优先级的接收设备。如果该输送设备不能同时服务于所有接收设备，则该输送设备可以根据优先级等级确定首先服务于哪个接收设备，并且在服务了具有较高等级优先级的接收设备之后可以自动开始服务于具有较低等级优先级的接收设备。因此，增强了用户的便利性。

这可以通过向每个接收设备分配“优先级”来实现，其中具有较高优先级的接收设备优先于具有较低优先级的接收设备。

在上面的示例中，如果R1和R3两者具有比R2更高的优先级，则R1和R3被确定为在R2之前被充电。

存在两种管理接收设备优先级的方案。

在第一种方案中，接收设备管理其自身的优先级。为此目的，其可以具有（用户）接口，通过该（用户）接口可以设置优先级；或者其可以具有内置（默认）优先级。在该方案中，接收设备必须将其优先级传递给输送设备。

在第二种方案中，输送设备管理接收设备的优先级。为此目的，其应具有（用户）接口，通过该（用户）接口可以提供设备标识符的列表和所分配的优先级。在此情况下，当输送设备检测到新的接收设备时，该输送设备必须基于由接收设备提供的标识符来查找其优先级。

可以组合两种方案。可以应用输送设备的用户接口来建立所检测到的接收设备的优先级，并且然后将该优先级传递到该接收设备以便将其设置到该接收设备中以供稍后使用。

根据本发明另一实施例，第二准则（规则）是：根据输送设备检测该组接收设备中每个接收设备的时间顺序而确定接收设备子组。例如，根据该时间顺序，首先被输送设备检测的（即，首先被放置于该输送设备的表面上的）接收设备将首先被供电，即，先来先服务（first-come-first-serve）准则。

在上述示例中，如果三个接收设备的检测的时间顺序从早到晚为R2、R3、R1，则根据该先来先服务准则，R2和R3将在R1之前被服务。

应用该先来先服务准则，有时可能不是最优的解决方案。例如，如果在上述示例中检测三个接收设备的时间顺序从早到晚为R2、R1、R3，则根据该先来先服务准则，在第一时刻，仅可以服务于R2，这是因为R1应早于R3被服务、但输送设备没有足够功率来同时服务于R2和R1。

为了使优先级等级和先来先服务准则最优化，本发明提出了第三准则：服务尽可能多的接收设备。换句话说，第三准则是根据输送设备可以同时向其输送功率的接收设备的最大数量来确定该子组。该准则可以通过首先服务于具有较低第二功率等级的接收设备来实现。

可以将这三个准则混合。如在上述示例中所讨论的，如果根据第二准则，仅仅可以服务于接收设备R2，则输送设备必须预留（执行预留步骤）用于服务于R2的1.5W，从而剩余功率为1W。该剩余功率不足以服务于R1，但是其可以服务于根据第二准则应比R1更晚被服务的R3。根据混合后的第二和第三准则，该输送设备可以确定同时服务于R2和R3。在该示例中，输送设备T首先应用第二准则，然后对于剩余功率应用第三准则。

对于另一示例，该准则可以是第一和第二准则的混合。该输送设备可以首先使用第一准则，对于具有相同优先级的接收设备而言，该输送设备可以应用第二或第三准则来确定服务于哪些接收设备。

在执行确定步骤220时，确定接收设备子组。然后，根据由该接收设备子组中每个接收设备定义的给定功率等级，来配置该输送设备。存在两种指定给定功率等级的方案。

第一种方案是：根据接收设备所需的最大功率等级来指定这样的接收设备的给定功率等级，从而确保接收设备在该输送过程期间可以被以最大功率等级服务。换句话说，输送设备根据接收设备所需的最大功率等级而为该接收设备预留其功率。

在本发明的背景下，为某个接收设备预留功率意味着：在计算该输送设备可以向其它接收设备输送的最大功率时，不将该功率量考虑为可用来服务于其它接收设备，而无论这样的某个接收设备实际上消耗多少功率。换句话说，输送设备将总是可用于以给定功率等级向某个接收设备输送功率。

在本发明的背景下，接收设备所需的最大功率等级意味着该接收设备在输送过程期间可能使用（消耗）的最大功率，其也被称为“最大所需功率”。

该方案的优点是：接收设备可以被尽快地充电，即可以使输送持续时间最小化。缺点是：在输送过程期间，接收设备可能不总是消耗该最大所需功率。例如，为了对电池充电，电池需要恒定电压，在接收设备的线圈中感应的电流随时间变化，该接收设备所消耗的功率因此与电流的变化对应地变化。仅仅存在非常短的其中接收设备需要最大功率的时段。

这对于需要服务于多个接收设备的输送设备而言当然不是非常高效的，这是因为：根据接收设备的最大功率等级为该接收设备预留功率，而不论该接收设备实际上消耗多少功率，并且被预留但未被消耗的功率不能被其它接收设备使用。其浪费了输送设备同时服务于多个接收设备的容量。

为了克服上述缺点并且服务于尽可能多的接收设备并且确保输送质量，替代使用给定设备的最大功率等级作为给定功率等级，本发明提出了第二种方案：基于最小可工作功率等级来指定接收设备的给定功率等级，即，给定功率等级是接收设备可以被成功地供电或接收设备可工作（例如，用于光源）所处的最小功率等级。

根据本发明，接收设备的给定功率等级因此低于该接收设备所需的最大功率等级。

可以根据接收设备的类型和一些其它参数（诸如，对输送持续时间的需要等）来确定给定功率等级。其可能是接收设备在输送过程期间可能消耗的最大功率，其也可能是接收设备的额定功率，或者其可能是接收设备可能消耗的最大功率等级和最小功率等级之间的值。

作为第一示例，对于电池而言，电池在输送过程期间可能消耗的最大功率为8W，电池在输送过程期间可能消耗的最小功率为2W。为了使功率使用最优化，电池所定义的给定功率等级可以是例如6W。如果其允许较慢的充电速度，并且在充电过程可以被成功地实施的情况下，则电池的给定功率等级也可以被定义为5W或4W。

作为第二示例，光源需要恒定功率来稳定地发光。光源的给定功率等级必须是额定功率或者至少是最小可工作功率等级。

根据本发明由接收设备定义的给定功率等级的信息可以被使用任何已知通信技术从该接收设备传递到输送设备；其还可以根据接收设备的类型以及来自接收设备的其它信息来由输送设备确定。

由于给定功率等级被用来配置输送设备使得输送设备可以为相关接收设备预留功率，因此无论该接收设备实际上消耗多少功率，该输送设备必须确保其总是能够传输该功率量。换句话说，输送设备必须保持根据该给定功率等级向该接收设备提供功率的能力。由于该给定功率等级是由该接收设备所请求的，因此术语“给定功率等级”也被称为“请求确保功率等级”。

由于本发明提出替代使用最大所需功率等级而根据最小可充电或可工作功率等级来指定接收设备的给定功率等级，因此，在输送持续时间中，该输送设备将不根据该最大所需功率等级来预留功率，而是根据该接收设备的最小可充电或可工作功率等级来预留功率。该变化使得该输送设备具有同时服务于多个接收设备的能力，并且维持与充电时间和充电功率相关的可接受的输送质量。

尽管该方案可能增加首先放置的（多个）接收设备的充电时间，但是其降低了总的等待时间。

如图2B所示，根据本发明实施例，如果接收设备允许至少两个最小可工作功率等级（意味着给定功率等级具有至少两个值），则功率输送可能被进一步最优化为同时服务于尽可能多的接收设备。

为了应用该进一步最优化，在执行确定步骤220之前，所述方法还包括步骤230：在该组接收设备中，识别定义给定功率等级和较低给定功率等级两者的接收设备；如果存在至少一个定义了给定功率等级和较低给定功率等级两者的接收设备，则该输送设备替代使用由所述至少一个接收设备定义的给定功率等级而使用较低给定功率等级来执行所述计算步骤；否则，输送设备执行确定步骤220。 

仍使用上述示例作为背景来解释步骤230，其中Tmax为2.5W，接收设备R1、R2和R3的给定功率等级被如下地定义：

GR1: 1.5 W, 1 W；

GR2: 1.5 W, 1 W；

GR3: 1 W。

给定功率等级的第一和为4W，其高于Tmax。输送设备T执行步骤230，以便识别哪些设备允许与之前计算步骤210所使用的给定功率等级相比的较低给定功率等级。识别结果是：R1和R2允许较低给定功率等级，其中GR1允许1W，GR2允许1W。

输送设备然后第二次执行计算步骤210，现在使用所允许的较低给定功率等级。新计算的给定功率等级的第一和为：GR1 + GR2 + GR3 = 1 W + 1 W + 1 W = 3 W。

Tmax仍小于该新计算的第一和。

输送设备然后第二次执行识别步骤230。不存在允许与在之前计算步骤中使用的给定功率等级相比的较低给定功率等级的设备；输送设备然后前进到步骤220以确定要服务的接收设备子组。

如果三个接收设备的给定功率等级的参数如下：

GR1: 1.5 W, 1 W；

GR2: 1.5 W, 1 W, 0.5 W；

GR3: 1 W，

则在第二识别步骤中，发现R2允许与在之前计算步骤中使用的给定功率等级（即，1W）相比的较低给定功率等级（即，0.5W）。

输送设备然后第三次执行计算步骤210，现在使用所允许的较低给定功率等级（即，0.5W）。新计算的给定功率等级的第一和为：GR1 + GR2 + GR3 = 1 W + 1 W + 0.5 W = 2.5 W。

Tmax等于最后计算的第一和，这意味着输送设备T能够以三个接收设备的较低给定功率等级来服务于它们。

通过执行该识别步骤230，输送设备还可以管理功率不足以服务于多个接收设备时的情形，以便最优地利用输送设备可以提供的功率。

如图2C所示，在确定步骤220之后，可以根据由所述接收设备子组中每个接收设备定义的给定功率等级来配置输送设备T。然后，输送设备T执行输送步骤240，以向所确定的接收设备子组输送功率。

在所述接收设备子组中的第一给定接收设备所需（消耗）的实际功率等级低于由所述第一给定接收设备定义的给定功率等级时，所述输送步骤240根据所述实际功率等级向所述第一给定接收设备输送功率。如上所述，在功率输送过程期间，输送设备根据由所述接收设备子组中的每个接收设备定义的给定功率等级来预留功率。因此，只要每个第一给定接收设备所需的实际功率等级低于其给定功率等级，则可以服务于实际需要。

相反，当所述接收设备子组中的第二给定接收设备所需的实际功率等级高于由所述第二给定接收设备定义的给定功率等级时，所述输送步骤根据由所述第二给定接收设备定义的给定功率等级向所述第二给定接收设备输送功率。换句话说，输送设备不能确保高于给定功率等级的功率需要。

根据本发明另一实施例，在执行输送步骤240时，如果被定义为所述最大功率减去由所述接收设备子组中的每个接收设备定义的给定功率等级的第二和的第一功率量为正，则可以使用第一功率量来向其实际所需功率等级高于其给定功率等级的接收设备进行输送。

下文中，“第一给定接收设备”指代其实际所需功率等级低于其给定功率等级的接收设备。

“第二给定接收设备” 指代其实际所需功率等级高于其给定功率等级的接收设备。

然后，输送步骤240根据由至少一个所述第二给定接收设备定义的给定功率等级和所述第一功率量，来向所述至少一个第二给定接收设备输送功率。

根据定义，第一功率量是未向正在被服务的接收设备预留的多余功率。因此，第一功率量可以被视作输送设备可以向正在等待功率的接收设备输送的最大功率。但是当不存在正在等待充电的接收设备或者第一功率量不满足正在等待功率的接收设备的需要时，可以将该第一功率量用于正在被服务的接收设备。

在以上示例中，其中Tmax为2.5W，现在接收设备R1、R2和R3的给定功率等级如下：

GR1: 0.5 W；

GR2: 1.5 W；

GR3: 2.5 W。

如果输送设备遵循优先级等级准则，则R1、R2和R3的优先级顺序从高到低为R2 > R1 > R3。根据上述确定步骤，输送设备可以向R2和R1输送功率。在此情形下，第一功率量为：Tmax - GR2 - GR1 = 2.5 W - 1.5 W - 0.5 W = 0.5 W。

不能利用0.5W服务于R3。如果R2和R1的给定功率等级中的至少一个由它们的最小可工作功率等级定义，而不是由它们的最大所需功率等级定义，则可能发生R2或R1的实际所需功率等级高于由R2或R1定义的给定功率等级。在此情形下，该第一功率量可以被R2和/或R1使用。但是该多余功率不能为R2和R1预留。

在检测到新接收设备时，输送设备将检查新检测到的接收设备的参数，以便确定第一功率量是否可以满足新接收设备的需要。

例如，如果新检测到的接收设备允许0.5W的给定功率等级，则输送设备将开始向新检测到的接收设备输送功率。

如果新检测到的接收设备的给定功率等级高于0.5W，则第一功率量不能服务于新检测到的接收设备，从而第一功率量仍可以被R2和R1使用。

如果存在多个第二给定接收设备，则可以使用该第一功率量根据预先定义的规则向第二给定接收设备中的至少一个进行输送。

根据本发明的另一实施例，根据预先定义的规则向多个第二给定接收设备输送第一功率量。

第一预先定义的规则可以是例如：可以以相等的部分将所述第一功率量输送给需要该第一功率量的接收设备。

根据该第一规则，在以上示例中，可以向R2和R1两者分别分配并输送0.5W功率的一半，即，向R1分配并输送0.25W，向R2分配并输送0.25W。

第二预先定义的规则可以是：可以以成比例的部分将所述第一功率量输送给需要该第一功率量的接收设备。

如果将第二规则应用于以上示例，则可以向R1分配0.5W的1/4，可以向R2分配0.5W的3/4。

第三预先定义的规则可以是：可以根据需要第一功率量的接收设备的优先级等级来输送所述第一功率量。

第四预先定义的规则可以是：根据所述接收设备子组中的每个接收设备的优先级等级来分配所述第一功率量。

在将第三规则应用于以上示例时，第一功率量首先被用来满足R2的需要，该R2具有比R1更高的优先级。例如，如果R2需要比由R2定义的给定功率等级多0.4W，则输送设备可以向R2提供给定功率等级加0.4W，即1.9W被输送设备输送给R2。剩余的0.1W可以被用于R1的额外需要。

应理解，尽管第一功率量可以被用来满足对输送比正在被服务的接收设备的给定功率等级更多的功率的需要，但是仅在存在正在被服务的接收设备的实际需要时才分配和输送该第一功率量。

还应理解，输送设备根据正在被服务的接收设备的最大所需功率来控制输送上限。因此，除了将以上规则应用于第一功率量的分配，还可能需要考虑输送功率的上限。

如上所述，在输送设备向接收设备子组输送功率时，正在被服务的接收设备中的一些不消耗最大所需功率。而且，正在被服务的接收设备中的一些有时消耗比它们的给定功率等级更低的功率。

根据本发明另一实施例，提出了利用第二功率量的解决方案。该第二功率量被定义为由第一给定接收设备定义的给定功率等级减去所述第一给定接收设备实际所需的功率等级。

第二功率量不同于第一功率量。第一功率量指未向正在被服务的接收设备预留的功率。第二功率量指向正在被服务的给定接收设备预留的但未被该给定接收设备消耗的功率。

如果给定接收设备的第二功率量为正，则该给定接收设备的第二功率量可以被输送到第二给定接收设备，该第二给定接收设备需要比由该第二给定接收设备定义的给定功率等级更多的功率。

由于第二给定接收设备实际所需的功率可能随着时间变化，因此提出使得输送设备周期性地执行获得所述第一给定接收设备所需的实际功率等级的步骤，从而根据所述获得的实际功率等级来更新所述第二功率量的值。

例如，在第二给定接收设备实际所需的功率增加时，第二功率量相应地降低。以此方式，第二给定接收设备的第二功率量的一部分或全部第二功率量可以“返回”至第二给定接收设备。

仍使用以上输送系统作为示例，其中Tmax为2.5W，接收设备R1、R2和R3的给定功率等级现在如下：

GR1: 1 W；

GR2: 1 W；

GR3: 0.5 W。

根据由R1、R2和R3定义的给定功率等级和输送设备的最大功率，可以同时服务于所有接收设备R1、R2和R3。在功率输送时段的某个时间处，R1所需的实际功率为0.8 W，从而R1的第二功率量为0.2W。如果R2需要比1W更多的功率，则可以将该第二功率量输送到R2。例如，如果R2需要1.3W，则输送设备可以向R2输送1.2W。在此示例中，R2是“第二给定接收设备”，而R1是“第一给定接收设备”。

如果存在实际上需要比它们的给定功率等级更多的功率的多个第二给定接收设备，则根据预先定义的规则将第二功率量输送到所述多个第二给定接收设备，所述预先定义的规则被如下地定义：

可以以相等的部分将所述第二功率量输送到相等地需要该第二功率量的接收设备；或者

可以以成比例的部分将所述第二功率量输送到需要该第二功率量的接收设备；或者

可以根据需要该第二功率量的接收设备的优先级等级来输送所述第二功率量。

这些规则与上述用于分配第一多余功率的规则类似。因此，将不给出更多细节。

如图3所示，提出了用于控制输送设备的输送控制系统300，该输送设备经由电磁耦合向一组接收设备输送功率。 

输送控制系统300包括：用于执行前述计算步骤210的第一单元301；用于在所述输送设备可以向该组接收设备输送的最大功率小于所述第一和时执行前述确定步骤220的第二单元302。

输送控制系统300还包括用于执行前述识别步骤230的第三单元303，使得：如果存在至少一个定义较低给定功率等级的接收设备，则所述第一单元使用该较低给定功率等级替代使用由所述至少一个接收设备定义的给定功率等级来执行所述计算步骤；否则，所述第二单元执行所述确定步骤。

第一单元301、第二单元302和第三单元303每个可以由存储有指令数据的存储器来实现。这三个单元也可以由与三个特定指令数据集相关联的存储器来实现。

这些单元还可以由一个或多个印制电路板或者由一个或多个处理器来实现。输送控制系统300因此可以是PCB或芯片或另一类型的硬件。

借助于硬件项目或软件项目或者它们的组合，存在多种实现功能的方式。在这点上，附图仅仅是例示性的，每个附图仅表示本发明的一种可能实施例。

本发明还提出了用于经由电磁耦合向一组接收设备输送功率的输送设备30。输送设备30包括具有上述功能的输送控制系统300。

输送设备30还包括用于向所述接收设备子组输送功率的输送元件310。输送元件310由输送控制系统300控制。

如果所述接收设备子组中的第一给定接收设备所需的实际功率等级低于由所述第一给定接收设备定义的给定功率等级，则输送元件310根据所述实际功率等级向所述第一给定接收设备输送功率。

如果所述接收设备子组中的第二给定接收设备所需的实际功率等级高于由所述第二给定接收设备定义的给定功率等级，则所述输送元件310根据由所述第二给定接收设备定义的给定功率等级向所述第二给定接收设备输送功率。

根据上面的描述，第一功率量被定义为输送设备30的最大功率减去由目前正在被服务的接收设备子组中的每个接收设备定义的给定功率等级的第二和。如果第一功率量为正，并且如果存在至少一个第二给定接收设备，则根据由至少一个第二给定接收设备定义的给定功率等级和所述第一功率量来控制输送元件310向所述至少一个第二给定接收设备输送功率。

根据本发明，由输送控制系统300控制的输送元件310根据由第二给定接收设备定义的给定功率等级和所述第二功率量来向第二给定接收设备输送功率。

能够向多个接收设备输送功率的输送元件310可以根据任何已知技术来实现。例如，输送元件310可以由多个输送器线圈来实现，从而产生适合多个接收设备的磁场，每个接收设备具有接收器线圈。其还可以包括调节设施，诸如DC-AC变换器、AC生成器（generator）等。

如上所述，第二功率量被定义为由所述第一给定接收设备定义的给定功率等级减去所述第一给定接收设备实际所需的所述功率等级。

输送设备包括通信元件320，用于周期性地获得第一给定接收设备实际所需的功率等级，从而根据所获得的实际功率等级来更新第二功率量的值。

通信元件320可以由任何已知技术（诸如NFC或RFID）来实现，或者其还可以由输送器线圈来实现。

前文中所作的评述表明：参考附图的详细描述例示本发明，而非限制本发明。存在多种落入所附权利要求的范围内的替代方案。权利要求中的任何参考标号不应被解释为限制该权利要求。词语“包括”不排除出现除在权利要求中列出的那些元件或步骤之外的其它元件或步骤。在元件或步骤之前的词语“一”或“一个”不排除出现多个这样的元件或步骤。

Claims (15)

1.一种经由电磁耦合从输送设备向一组接收设备输送功率的方法，所述方法包括以下步骤：

由输送设备计算由该组接收设备中的每个接收设备定义的给定功率等级的第一和；

如果输送设备能够向该组接收设备输送的最大功率低于所述第一和，则由所述输送设备在该组接收设备中确定该输送设备向其输送功率的接收设备子组。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述确定步骤根据以下中的至少一项来确定所述接收设备子组：

该组接收设备中每个接收设备的优先级等级，所述优先级等级定义了从输送设备接收功率的优先级；

输送设备检测该组接收设备中每个接收设备的时间顺序；

输送设备能够同时向其输送功率的接收设备的最大数量。

3.如权利要求1所述的方法，在所述确定步骤之前，所述方法还包括以下步骤：

在该组接收设备中识别还定义较低给定功率等级的接收设备；

如果存在至少一个还定义较低给定功率等级的接收设备，则使用该较低给定功率等级替代使用由所述至少一个接收设备定义的给定功率等级来执行所述计算步骤；

否则，执行所述确定步骤。

4.如权利要求1所述的方法，在确定步骤之后，该方法还包括以下步骤：分别根据所述接收设备子组中每个接收设备的给定功率等级，为所述接收设备子组中每个接收设备预留功率。

5.如权利要求4所述的方法，其中由该组接收设备中至少一个接收设备定义的所述给定功率等级是所述至少一个接收设备的最小可工作功率等级。

6.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括以下步骤：

由所述输送设备向所述接收设备子组输送功率，其中，

如果所述接收设备子组中的第一给定接收设备所需的实际功率等级低于由所述第一给定接收设备定义的给定功率等级，则所述输送步骤根据所述实际功率等级向所述第一给定接收设备输送功率；以及

如果所述接收设备子组中的第二给定接收设备所需的实际功率等级高于由所述第二给定接收设备定义的给定功率等级，则所述输送步骤根据由所述第二给定接收设备定义的给定功率等级向所述第二给定接收设备输送功率。

7.如权利要求5所述的方法，如果被定义为所述最大功率减去由所述接收设备子组中的每个接收设备定义的给定功率等级的第二和的第一功率量为正，并且如果存在至少一个所述第二给定接收设备，

则所述输送步骤根据由所述至少一个第二给定接收设备定义的给定功率等级和所述第一功率量向所述至少一个第二给定接收设备输送功率。

8.如权利要求5所述的方法，所述输送步骤根据由所述第二给定接收设备定义的给定功率等级和第二功率量来向所述第二给定接收设备输送功率，所述第二功率量被定义为由所述第一给定接收设备定义的给定功率等级减去所述第一给定接收设备所需的所述实际功率等级，所述方法还包括以下步骤：

由所述输送设备周期性地获得所述第一给定接收设备所需的实际功率等级，从而根据所述获得的实际功率等级来更新所述第二功率量的值。

9.一种经由电磁耦合从输送设备向一组接收设备输送功率的方法，所述方法包括以下步骤：由该组接收设备中的至少一个接收设备发送与所述至少一个接收设备有关的给定功率等级的信息，其中所述给定功率等级是所述至少一个接收设备的最小可工作功率等级。

10.一种用于控制输送设备的输送控制系统，所述输送设备经由电磁耦合向一组接收设备输送功率，所述控制系统包括：

第一单元，用于通过输送设备计算由该组接收设备中的每个接收设备定义的给定功率等级的第一和；

第二单元，用于在所述输送设备能够向该组接收设备输送的最大功率低于所述第一和时，在该组接收设备中确定该输送设备向其输送功率的接收设备子组。

11.如权利要求10所述的输送控制系统，其中，所述第二单元根据以下中的至少一项来确定所述接收设备子组：

该组接收设备中每个接收设备的优先级等级，所述优先级等级定义了从输送设备接收功率的优先级；

输送设备检测该组接收设备中每个接收设备的时间顺序；

输送设备能够同时向其输送功率的接收设备的最大数量。

12.如权利要求10所述的输送控制系统，所述控制系统还包括第三单元，其用于在该组接收设备中识别定义较低给定功率等级的接收设备；

如果存在至少一个定义较低给定功率等级的接收设备，则由所述第一单元使用该较低给定功率等级替代使用由所述至少一个接收设备定义的给定功率等级来执行所述计算步骤；

否则，由所述第二单元执行所述确定步骤。

13.一种输送设备，用于经由电磁耦合从输送设备向一组接收设备输送功率，所述输送设备包括如权利要求10到12中任一项所述的输送控制系统。

14.如权利要求13所述的输送设备，所述输送设备还包括用于向所述接收设备子组输送功率的输送元件，其中，

如果所述接收设备子组中的第一给定接收设备所需的实际功率等级低于由所述第一给定接收设备定义的给定功率等级，则所述输送元件根据所述实际功率等级向所述第一给定接收设备输送功率；以及

如果所述接收设备子组中的第二给定接收设备所需的实际功率等级高于由所述第二给定接收设备定义的给定功率等级，则所述输送元件根据由所述第二给定接收设备定义的给定功率等级向所述第二给定接收设备输送功率。

15.如权利要求13所述的输送设备，如果被定义为所述最大功率减去由所述接收设备子组中的每个接收设备定义的给定功率等级的第二和的第一功率量为正，并且如果存在至少一个所述第二给定接收设备，

则所述输送设备根据由所述至少一个第二给定接收设备定义的给定功率等级和所述第一功率量向所述至少一个第二给定接收设备输送功率。

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