CN103107605A - 无线电力传送器和接收器、及无线电力传输和接收方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种无线电力传送器和接收器、及无线电力传输和接收方法。根据实施例的用于将电力传送到无线电力接收器的无线电力传送器的无线电力传输方法包括:传输用于标识无线电力接收器的连接信号;通过从无线电力接收器接收对连接信号的响应信号来标识无线电力接收器;与所标识的无线电力接收器协商电力传输条件;以及根据所协商的电力传输条件将电力传送到所标识的无线电力接收器。
Description
技术领域
实施例涉及一种无线电力传送器、无线电力接收器、无线电力传送方法以及无线电力接收方法。更加特别地,实施例涉及一种用于根据无线电力传送器和无线电力接收器之间的电力传输状态活跃地(actively)传送电力的无线电力传输。
背景技术
无线电力传输或者无线能量传递指的是向所期望的设备无线地传递电能的技术。在19世纪,已经广泛地使用了采用电磁感应原理的电动机或者变压器,并且然后已经提出了用于通过辐射诸如无线电波或者激光的电磁波而传送电能的方法。实际上,在日常生活中频繁地使用的电动牙刷或者电动剃刀是基于电磁感应原理而被充电的。至今,使用电磁感应、谐振以及短波长无线电频率的长距离传输已经被用作无线能量传输方案。
然而,根据现有技术,根据传输侧和接收侧之间的无线电力传输不能够积极地识别传输侧和接收侧之间的电力传输环境。因此,用于共享传输侧和接收侧之间的状态信息的双向通信对于实现更加有效的和活跃的电力传输来说是必要的。
发明内容
实施例提供一种无线电力传送器、无线电力接收器、无线电力传输方法以及无线电力接收方法,它们能够通过收发关于无线电力传送器和无线电力接收器之间的电力传输状态的信息来活跃地和有效地执行电力传输。
根据一个实施例,提供一种用于将电力传送到无线电力接收器的无线电力传送器的无线电力传输方法。该无线电力传输方法包括:传输用于标识无线电力接收器的连接信号;通过从无线电力接收器接收对连接信号的响应信号来标识无线电力接收器;与标识的无线电力接收器协商电力传输条件;以及根据协商的电力传输条件将电力传送到标识的无线电力接收器。
根据一个实施例,提供一种用于从无线电力传送器接收电力的无线电力接收器的无线电力接收方法。该无线电力接收方法包括:接收用于标识无线电力接收器的连接信号;将对连接信号的响应信号传送到无线电力传送器;与无线传送器协商电力传输条件;以及根据协商的电力传输条件从无线电力传送器接收电力。
根据一个实施例,提供一种用于将电力传送到无线电力接收器的无线电力传送器,该无线电力传送器包括:传送单元,该传送单元传输用于标识无线电力接收器的连接信号;标识单元,该标识单元通过接收对连接信号的响应信号来标识无线电力接收器;以及协商单元,该协商单元与标识的无线电力接收器协商电力传输条件,其中无线电力传送器根据协商的电力传输条件将电力传送到标识的无线电力接收器。
根据一个实施例,提供一种用于从无线电力传送器接收电力的无线电力接收器,该无线电力接收器包括:接收单元,该接收单元接收用于标识无线电力接收器的连接信号;传送单元,该传送单元用于将对连接信号的响应信号传送到无线电力传送器;以及协商单元,该协商单元用于与无线传送器协商电力传输条件,其中无线电力接收器根据协商的电力传输条件从无线电力传送器接收电力。
根据一个实施例,能够通过使用无线电力传送器和无线电力接收器之间的状态信息来活跃地和有效地实现电力传输。
附图说明
图1是示出根据一个实施例的无线电力传输系统的视图;
图2是示出根据一个实施例的传输感应线圈的等效电路的电路图;
图3是示出根据一个实施例的电源和传送单元的等效电路的电路图;
图4是示出根据一个实施例的接收谐振线圈、接收感应线圈、平滑电路以及负载的等效电路的电路图;
图5是示出根据另一实施例的无线电力传送器和无线电力接收器的框图;
图6是示出根据一个实施例的无线电力传输方法的流程图;
图7是用于解释根据另一实施例的无线电力传输方法的梯形图;以及
图8是用于根据一个实施例的无线电力传输的状态转换图。
具体实施方式
图1是示出根据一个实施例的无线电力传输系统的视图。
参考图1,无线电力传输系统可以包括电源装置100、无线电力传送器200、无线电力接收器300、以及负载400。
根据一个实施例,电源装置100可以被包括在无线电力传送器200中。
无线电力传送器200可以包括传输感应线圈210和传输谐振线圈220。
无线电力接收器300可以包括接收谐振线圈310、接收感应线圈320以及整流单元330。
电源装置100的两个端子连接到传输感应线圈210的两个端子。
传输谐振线圈220可以与传输感应线圈210隔开了预定的距离。
接收谐振线圈310可以与接收感应线圈320隔开了预定的距离。
接收感应线圈320的两个端子连接到整流单元330的两个端子,并且负载400连接到整流单元330的两个端子。根据一个实施例,负载400可以被包括在无线电力接收器300中。
从电源装置100产生的电力被传送到无线电力传送器200。通过谐振现象,在无线电力传送器200中接收到的电力被传送到无线电力接收器300,即,具有与无线电力传送器200的谐振频率相同的谐振频率。
在下文中,将更加详细地描述电力传输过程。
电源装置100产生具有预定频率的AC电并且将该AC电传送到无线电力传送器200。
传输感应线圈210和传输谐振线圈220被相互电感耦合。换言之,如果AC电流由于从电源装置100接收到的电力而流过传输感应线圈210,则AC电流被感应到由于电磁感应而与传输感应线圈210物理地隔开的传输谐振线圈220。
其后,使用谐振,在传输谐振线圈220中接收到的电力被传送到无线电力接收器300,无线电力接收器300与无线电力传送器200构成谐振电路。
使用谐振,在相互阻抗匹配的两个LC电路之间能够传送电力。当与通过电磁感应传送的电力相比较时,能够以较高的效率更远地传送使用谐振传输的电力。
接收谐振线圈310使用谐振从传输谐振线圈220接收电力。AC电流由于接收到的电力而流过接收谐振线圈310。由于电磁感应,在接收谐振线圈310中接收到的电力被传送到与接收谐振线圈310电感耦合的接收感应线圈320。在接收感应线圈320中接收到的电力通过整流单元330被整流并且被传送到负载400。
无线电力传送器200的传输谐振线圈220可以使用磁场将电力传送到无线电力接收器300的接收谐振线圈310。详细地,传输谐振线圈220和接收谐振线圈310被相互谐振耦合,使得传输谐振线圈220和接收谐振线圈310在谐振频率下操作。
传输谐振线圈220和接收谐振线圈310之间的谐振耦合能够显著地提高无线电力传送器200和无线电力接收器300之间的电力传输效率。
在无线电力传输中品质因数和耦合系数是重要的。换言之,随着品质因数和耦合系数的值被增加,能够逐渐地提高电力传输效率。
品质因数可以指的是可以被存储在无线电力传送器或者无线电力接收器的附近的能量的指数。
品质因数可以根据工作频率w以及线圈的形状、尺寸以及材料而变化。品质因数可以被表达为下述等式,Q=w*L/R。在上述等式中,L指的是线圈的电感并且R指的是与在线圈中引起的功率损耗的数量相对应的电阻。
品质因数可以具有0至无穷大的值。随着品质因数的值被增加,能够提高无线电力传送器200和无线电力接收器300之间的电力传输效率。
耦合系数表示传输线圈和接收线圈之间的感应磁耦合的程度,并且具有0至1的值。
耦合系数可以根据传输线圈和接收线圈之间的相对位置和距离而变化。
图2是示出根据一个实施例的传输感应线圈210的等效电路的电路图。
如在图2中所示,传输感应线圈210可以包括电感器L1和电容器C1,并且通过电感器L1和电容器C1可以构造具有所想要的电感和所想要的电容的电路。
传输感应线圈210可以被构造成等效电路,其中电感器L1的两个端子被连接到电容器C1的两个端子。换言之,传输感应线圈210可以被构造为电感器L1被并联地连接到电容器C1的等效电路。
电容器C1可以包括可变电容器,并且通过调整电容器C1的电容可以执行阻抗匹配。传输谐振线圈220、接收谐振线圈310以及接收感应线圈320的等效电路可以与在图2中示出的等效电路相同。
图3是示出根据一个实施例的电源装置100和无线电力传送器200的等效电路的电路图。
如在图3中所示的,通过使用分别具有预定的电感和电容的电感器L1和L2以及电容器C1和C2,可以构造传输感应线圈210和传输谐振线圈220。
图4是示出根据一个实施例的无线电力接收器300的等效电路的电路图。
如在图4中所示,通过使用分别具有预定的电感和电容的电感器L3和L3和电容器C3和C4可以构造接收谐振线圈310和接收感应线圈320。
整流单元330能够通过将从接收感应线圈320接收到的AC电转换成DC电来将DC电传递到负载400。
详细地,整流单元330可以包括整流器和平滑电路。根据一个实施例,整流器可以包括硅整流器并且可以与如在图4中示出的二极管D1等效。
整流器能够将从接收感应线圈320接收到的AC电转换成DC电。
平滑电路能够通过移除在通过整流器转换的DC电中包括的AC分量来输出平滑的DC电。根据一个实施例,如在图4中所示的,平滑电路可以包括整流电容器C5,但是实施例不限于此。
负载400可以是预定的可充电电池或者要求DC电的装置。例如,负载400可以指的是电池。
无线电力接收器300可以被安装在要求电力的电子设备中,诸如蜂窝电话、膝上型计算机或者鼠标。
无线电力传送器200可以通过带内通信或者带外通信与无线电力接收器300互换信息。
带内通信指的是用于通过在无线电力传输中使用的信号在无线电力传送器200和无线电力接收器300之间互换信息的通信。无线电力接收器300可以进一步包括开关,并且可以通过开关的切换操作来接收或者不能接收从无线电力传送器200传送的电力。因此,无线电力传送器200能够通过检测在无线电力传送器200中消耗的电力的量来识别在无线电力接收器300中包括的开关的接通信号或者断开信号。
详细地,无线电力接收器300可以通过使用电阻器和开关调整在电阻器中吸收的电力的量来改变在无线电力传送器200中消耗的电力。无线电力传送器200可以通过检测电力消耗的变化来获取无线电力接收器300的状态信息。开关可以被串联地连接到电阻器。根据一个实施例,无线电力接收器300的状态信息可以包括关于无线电力接收器300中的当前充电量(charge amount)和充电量的改变的信息。
更加详细地,如果开关被断开,则在电阻器中吸收的电力变成零,并且减少了在无线电力传送器200中消耗的电力。
如果开关被短路,则在电阻器中吸收的电力变成大于零,并且增加了在无线电力传送器200中消耗的电力。如果无线电力接收器重复以上操作,则无线电力传送器200检测其中消耗的电力,以与无线电力接收器350进行数字通信。
无线电力传送器200通过以上操作接收无线电力接收器300的状态信息,使得无线电力传送器200能够传送适当的电力。
相反地,无线电力传送器200可以包括电阻器和开关,以将无线电力传送器200的状态信息传送到无线电力接收器300。
根据一个实施例,无线电力传送器200的状态信息可以包括关于要从无线电力传送器200供应的最大电力量、从无线电力传送器200接收电力的无线电力接收器300的数目以及无线电力传送器200的可用电力量的信息。
在下文中,将描述带外通信。
带外通信指的是通过除了谐振频率之外的特定的频率带执行的以便交换对于电力传输所必需的信息的通信。无线电力传送器200和无线电力接收器300能够被装备有带外通信模块以交换电力传输所需的信息。带外通信模块可以被安装在电源装置中。在一个实施例中,带外通信模块可以使用诸如蓝牙、紫蜂(Zigbee)、WLAN或者NFC的短距离通信技术,但是实施例不限于此。
在下文中,将参考图5至图8及图1至图4描述根据另一实施例的无线电力传送器、无线电力接收器、无线电力传输方法、无线电力接收方法、信息传输方法以及信息接收方法。
图5是示出根据另一实施例的无线电力传送器和无线电力接收器的框图。
无线电力传送器200可以包括传送单元230、标识单元240、协商单元250以及控制单元260。另外,无线电力传送器200可以进一步包括在图1中示出的传输感应线圈210和传输谐振线圈220。
无线电力接收器300可以包括接收单元350、响应信号传送单元360、协商单元370以及控制单元380。另外,无线电力接收器300可以进一步包括在图1中示出的接收谐振线圈310、接收感应线圈320、整流器电路330以及负载400。
传送单元230将连接信号传送到接收单元350。根据一个实施例,连接信号指的是用于检测和标识无线电力接收器300的电力信号。传送单元230可以定期地传送连接信号以检测无线电力接收器300。
标识单元240通过接收对连接信号的响应信号来标识无线电力接收器300。如果标识单元240没有接收到对连接信号的响应信号,则可以停止将连接信号传递到对应的无线电力接收器300。根据一个实施例,当连接信号被传送到除了可传送的对象之外的诸如键或者硬币的不可传送的对象时标识单元240不能接收到响应信号。
当在标识单元240中接收到对连接信号的响应信号时,协商单元250可以与所标识的无线电力接收器300协商电力传输条件。根据一个实施例,电力传输条件可以指的是无线电力传送器200和无线电力接收器300之间的电力传输或者电力传输停止所要求的因素。电力传输可以被实现或者不取决于无线电力传送器200和无线电力接收器300之间的电力传输条件。
控制单元260控制无线电力传送器200,使得根据所协商的电力传输条件能够将电力传送到所标识的无线电力接收器300。
协商单元250将无线电力传送器200的状态信息传送到所标识的无线电力接收器300以允许所标识的无线电力接收器300基于无线电力传送器200的状态信息确定特定状态信息,并且从所标识的无线电力接收器300接收特定状态信息。
根据一个实施例,无线电力传送器200的状态信息可以包括关于要从无线电力传送器200供应的最大电力量的信息、关于从无线电力传送器200接收电力的无线电力接收器300的信息以及无线电力传送器200的标识信息。
根据一个实施例,无线电力接收器300的状态信息可以包括无线电力接收器300中的当前充电量和充电量的改变的信息。
协商单元250接收所标识的无线电力接收器300的状态信息以基于无线电力接收器300的状态信息确定特定状态信息,并且控制单元260控制无线电力传送器200以将与特定状态信息相对应的电力传送到所标识的无线电力接收器300。
根据一个实施例,协商单元250将关于可用电力量的信息传送到所标识的无线电力接收器300以允许所标识的无线电力接收器300确定在可用电力量的范围内的需求的电力量。然后,如果无线电力接收器300确定需求的电力量,则协商单元250接收关于需求的电力量的信息。控制单元260将与需求的电力量相对应的电力传送到无线电力接收器300。
通过以上的过程,能够检测到无线电力传送器200和无线电力接收器300之间的电力传输状态,使得能够执行活跃的电力传输。
无线电力接收器300可以包括接收单元350、响应信号传送单元360、协商单元370以及控制单元380。另外,无线电力接收器300可以进一步包括在图1中示出的接收谐振线圈310、接收感应线圈320、整流器电路330以及负载400。
接收单元350可以从无线电力传送器200接收连接信号。
无线电力接收器300能够将对接收到的连接信号的响应信号传送到无线电力传送器200。
协商单元370能够与无线电力传送器200协商电力传输条件,并且无线电力接收器300能够基于协商结果从无线电力传送器200接收电力。
根据一个实施例,协商单元370接收无线电力传送器200的状态信息以基于无线电力传送器200的状态信息确定特定状态信息,并且能够将所确定的特定状态信息传送到无线电力传送器200。另外,无线电力接收器300能够从无线电力传送器200接收与特定状态信息相对应的电力。
通过以上的过程,能够检测到无线电力传送器200和无线电力接收器300之间的电力传输状态,使得能够执行活跃的电力传输。
图6是示出根据一个实施例的无线电力传输方法的流程图。
虽然使用谐振的无线电力传输在下面被描述为根据一个实施例的无线电力传输方法的示例,但是使用电磁感应的无线电力传输也是可能的。
根据一个实施例,通过用于改变无线电力传送器200和无线电力接收器300中的电流量的配置能够实现双向通信。例如,通过使用可变电阻器和开关的带内通信、或者带外通信能够实现双向通信。带内通信和带外通信与参考图1描述的那些相同。
参考图6,无线电力传送器200将连接信号传送到无线电力接收器300(S101)。根据一个实施例,连接信号指的是用于检测和标识无线电力接收器300的电力信号。无线电力传送器200可以定期地传送连接信号以检测无线电力接收器300。
在接收到连接信号之后,无线电力接收器300将响应信号传送到无线电力传送器200(S103)。然后,无线电力传送器200接收对连接信号的响应信号以标识无线电力接收器300。
如果无线电力传送器200没有接收到对连接信号的响应信号,则可以停止将连接信号传送到对应的无线电力接收器300。根据一个实施例,当连接信号被传送到除了可传送的对象之外的诸如键或者硬币的不可传送的对象时,无线电力传送器200不能接收到响应信号。
如果无线电力传送器200标识无线电力接收器300,则无线电力传送器200与所标识的无线电力接收器300协商电力传输条件(S105)。
如果无线电力传送器200和无线电力接收器300之间的协商成功(S107),则无线电力传送器200基于所协商的电力传输条件将电力传送到无线电力接收器300(S109)。
协商到所标识的无线电力接收器300的电力传输的步骤(S105)可以包括将无线电力传送器200的状态信息传送到所标识的无线电力接收器300以允许所标识的无线电力接收器300基于无线电力传送器200的状态信息确定特定状态信息的步骤和从所标识的无线电力接收器300接收特定状态信息的步骤。
根据一个实施例,步骤105至109可以包括以下的过程。无线电力传送器200将关于可用电力量的信息传送到所标识的无线电力接收器300以允许所标识的无线电力接收器300确定在可用电力量的范围内的需求的电力量。然后,如果无线电力接收器300确定需求的电力量,则无线电力传送器200接收关于需求的电力量的信息。然后,无线电力传送器200将与需求的电力量相对应的电力传送到所标识的无线电力接收器300。
根据一个实施例,步骤105至109可以包括以下的过程。例如,无线电传送器200被假定为其将电力无线地传送到多个无线电力接收器300。
关于到无线电力接收器300的电力传输的优先级的信息从无线电力传送器200传送到所标识的无线电力接收器300以允许所标识的无线电力接收器300确定其是否接受(accept)基于关于优先级的信息确定的优先级。然后,如果所标识的无线电力接收器300接受所确定的优先级,则无线电力传送器200基于优先级传送电力。
根据一个实施例,步骤105至109可以包括以下的过程。例如,假定多个无线电力传送器200存在。每个无线电力传送器200将每个无线电力传送器200的标识信息传送到所标识的无线电力接收器300以允许所标识的无线电力接收器300确定无线电力传送器200中的一个。然后,如果所标识的无线电力接收器300选择特定的无线电力传送器200,则被选择的无线电力传送器200从所标识的无线电力接收器300接收选择请求信号并且将电力传送到所标识的无线电力接收器300。
根据一个实施例,在协商步骤中,无线电力传送器200请求无线电力接收器300的状态信息,并且响应于该请求无线电力接收器300的状态信息被传送到无线电力传送器200。相反地,在协商步骤中,无线电力接收器300可以请求无线电力传送器200的状态信息,并且响应于该请求无线电力传送器200的状态信息被传送到无线电力接收器300。
根据一个实施例,在协商步骤中,基于无线电力传送器200和无线电力接收器300的状态信息确定电力传输。
根据一个实施例,无线电力传送器200的状态信息可以指的是关于从无线电力传送器200接收电力的无线电力接收器300的数目的信息。
根据一个实施例,如果对每个无线电力接收器300给定标识编号,则无线电力传送器200的状态信息可以指的是关于从特定的无线电力传送器200接收电力的无线电力接收器300的给定标识编号的信息。
根据一个实施例,无线电力传送器200的状态信息可以指的是供应到无线电力接收器300的电力量的信息。
根据一个实施例,当电力被传送到多个无线电力接收器300时,无线电力传送器200的状态信息可以指的是关于到无线电力接收器300的电力传输的优先级的信息。
根据一个实施例,当将电力传送到多个无线电力接收器300时,无线电力传送器200的状态信息可以指的是关于到无线电力接收器300的电力传输的不同比例的信息。例如,当特定的无线电力传送器200将电力传送到三个无线电力接收器300时,特定的无线电力传送器200可以分别以50%、30%以及20%的不同比例将电力传送到三个无线电力接收器300。
根据一个实施例,无线电力接收器300的状态信息可以指的是关于无线电力接收器300中的充电量的改变或者当前充电量的信息。
根据一个实施例,无线电力接收器300的状态信息可以指的是关于将电力传送到无线电力接收器300的无线电力传送器200的信息。即,无线电力接收器300的状态信息可以意味着接收电力的无线电力接收器300的标识信息。
如果无线电力传送器200和无线电力接收器300之间的协商成功(S107),则无线电力传送器200基于所协商的电力传输条件将电力传送到所标识的无线电力接收器300(S109)。
如果在电力传输过程期间改变了无线电力传送器200的状态(S111),则该过程返回到协商步骤S 105或者电力传输被停止。
根据一个实施例,无线电力传送器200的状态的改变可以指的是关于要从无线电力传送器200供应的电力量的改变的信息。在这样的情况下,如果由于外部因素减少了要从无线电力传送器200供应的电力量,则无线电力传送器200停止电力传输并且该过程进入协商步骤S105以执行用于调整无线电力传送器200和无线电力接收器300之间的电力传输量的协商。然后,如果用于调整电力传输量的协商成功,则执行电力传输。否则,该过程再次进入协商步骤S105。如果供应到无线电力传送器200的电力被切断或者无线电力接收器300已经被充电,则电力传输完成。
根据一个实施例,无线电力传送器200的状态的改变可以指的是关于从无线电力传送器200接收电力的无线电力接收器300的数目的改变的信息。
如果在电力传输过程期间改变了无线电力接收器300的状态(S113),则该过程返回到协商步骤S105或者电力传输被停止。
根据一个实施例,无线电力接收器300的状态的改变可以意味着除了从无线电力传送器200接收电力的无线电力接收器300之外检测到新的无线电力接收器300。
图7是用于解释根据另一实施例的无线电力传输方法的梯形图(ladder diagram)。
参考图7,无线电力传送器200请求无线电力传送器201、202以及203中的每一个的状态信息(S201)。虽然在图7中仅图示了三个无线电力传送器201、202以及203,但是实施例不限于此。另外,无线电力传送器201、202以及203中的每一个可以包括参考图5描述的无线电力传送器200的配置。无线电力传送器200的状态信息可以包括关于要从无线电力传送器200供应的最大电力量、从无线电力传送器200接收电力的无线电力接收器300的数目以及无线电力传送器200的可用电力量的信息,但是实施例不限于此。
根据一个实施例,无线电力传送器200可以通过带内通信或者带外通信向/从无线电力传送器201、202以及203收发信息。
然后,无线电力传送器200响应于对于状态信息的请求分别接收无线电力传送器201、202以及203的状态信息(S203)。
另外,无线电力传送器200基于所接收到的无线电力传送器201、202以及203的状态信息创建状态列表(S205)。根据一个实施例,通过收集无线电力传送器201、202以及203的状态信息可以创建状态列表。将参考表1更加详细地描述状态列表。
表1
表1是基于从三个无线电力传送器A、B以及C接收到的状态信息通过无线电力传送器200创建的状态列表的示例。另外,虽然在附图中未示出,但是无线电力传送器200可以通过将无线电力传送器200的状态信息添加到状态列表来创建状态列表。
参考表1,要从无线电力传送器A供应的最大电力量是100W,并且无线电力传送器A将电力供应到四个无线电力接收器300。另外,无线电力传送器A中的可用电力量是20W。可用电力量指的是要供应给除了四个无线电力接收器300之外的另一无线电力接收器300的电力量。另外,四个无线电力接收器300的需求的电力量可以无需是恒定的,而是可以变化。
无线电力传送器中的可用电力量可以取决于无线电力传送器201、202以及203而变化。
无线电力传送器B的最大电力量是200W并且无线电力传送器B将电力供应到五个无线电力接收器300。另外,无线电力传送器B中的可用电力量是15W。此外,五个无线电力接收器300的需求的电力量可以无需是恒定的,而是可以变化。
无线电力传送器C的最大电力量是300W并且无线电力传送器C将电力供应到六个无线电力接收器300。另外,无线电力传送器C中的可用电力量是30W。此外,六个无线电力接收器300的需求的电力量可以无需是恒定的,而是可以变化。
然后,无线电力传送器200从无线电力接收器300接收对于状态列表的传输的请求(S207)。根据一个实施例,无线电力传送器200和无线电力接收器300可以通过带内通信或者带外通信收发信息。
然后,无线电力传送器200响应于对于状态列表的传输的请求将状态列表传送到无线电力接收器300(S209)。
其后,无线电力接收器300基于所接收到的状态列表选择无线电力传送器201、202以及203中的至少一个,以接收电力(S211)。即,无线电力接收器300可以基于每个无线电力传送器的状态信息,即要供应的最大电力,从每个无线电力传送器接收电力的无线电力接收器的数目以及每个无线电力传送器中的可用电力量,来选择无线电力传送器201、202以及203中的至少一个。
根据一个实施例,无线电力接收器300可以从无线电力传送器201、202以及203当中选择具有最高可用电力量的无线电力传送器203。这样的选择意味着无线电力接收器300要求25W的电力,因此无线电力接收器300选择能够供应25W的电力的无线电力传送器。然而,实施例不限于以上,并且无线电力接收器300可以选择两个无线电力传送器201和203。
根据一个实施例,无线电力接收器300可以从无线电力传送器201、202以及203当中选择将电力传送到具有最少数目的无线电力接收器300的无线电力传送器A。
以这种方式,无线电力接收器300能够基于状态列表选择适合于电力传输的无线电力传送器。
然后,无线电力接收器300将关于至少一个无线电力传送器的选择的信息传送到无线电力传送器200(S213)。选择信息可以包括关于从无线电力传送器201、202以及203当中通过无线电力接收器300选择的无线电力传送器的信息。详细地,如果无线电力传送器201、202以及203分别具有标识符号A、B以及C,选择信息可以包括关于标识符号的信息。
无线电力传送器200请求到基于接收到的选择信息所选择的无线电力传送器201的电力传输(S215)。在图7中,无线电力传送器200请求到无线电力传送器201的电力传输,但是实施例不限于此。
所选择的无线电力传送器201将电力传送到无线电力接收器300(S217)。根据一个实施例,所选择的无线电力传送器201可以使用电磁感应或者谐振将电力无线地传送到无线电力接收器300。
以这种方式,根据实施例,无线电力传送器200和无线电力接收器300可以通过双向通信共享信息,使得能够基于电力条件实现活跃的电力传输。因此,在无线电力传送器200和无线电力接收器300之间能够有效地执行电力传输。
图8是用于根据一个实施例的无线电力传输的状态转变图。
在下文中,将参考图1至图7描述用于根据一个实施例的无线电力传输的状态转变图。
–第一模式(选择模式)
首先,包括无线电力传送器200和无线电力接收器300的无线电力传输系统是处于第一模式M1中。根据一个实施例,第一模式M1可以是选择模式。在第一模式中,无线电力传送器200可以管理用于对象的移除和布置的界面区域。
如果无线电力传送器200检测到至少一个对象,则无线电力传送器200必须试图检测至少一个对象的位置。特别地,无线电力传送器200可以试图区分能够从其它的外物(例如,键或者硬币)接收电力的无线电力接收器300。
另外,无线电力传送器200必须试图选择用于电力传输的无线电力接收器300。如果无线电力传送器200不具有用于在早期阶段完成以上目的的充分信息,则无线电力传送器200依次并且重复地执行稍后将描述的连接模式以及标识和设置模式,并且然后执行选择模式。
-第二模式(连接模式)
根据一个实施例,第二模式M2可以是连接模式。在第二模式M2中,无线电力传送器200已经准备就绪与无线电力接收器300进行通信。
如果无线电力传送器200在第一模式M1中检测到无线电力接收器300,则无线电力传输系统被转变到第二模式M2以将电力传送到无线电力接收器300。即,如果识别到无线电力接收器300的存在,则无线电力传输系统被转变到第二模式M2以将连接信号传送到无线电力接收器300。连接信号从无线电力传送器200被传送到无线电力接收器300,以接收无线电力接收器300的状态信息。
如果无线电力传送器200没有从无线电力接收器300接收到对连接信号的响应信号,则连接信号的传输被停止并且无线电力传输系统被转变到第一模式M1。如果无线电力传送器200从无线电力接收器300接收到响应信号,该响应信号表示负载(或者电池)400已经被充分地充电,则无线电力传送器200完成电力传输。
如果无线电力传送器200在第二模式M2中从无线电力接收器300接收到请求电力传输的响应信号,则无线电力传送器200可以将附加的连接信号传送到新的无线电力接收器300。附加的连接信号意味着用于检测新的无线电力接收器300的信号。
如果不存在对无线电力传送器200的附加的连接信号的响应信号,则用于检测新的无线电力接收器300的操作被停止。
-第三模式(标识和设置模式)
如果在第二模式M2中无线电力传送器200已经从无线电力接收器300接收到对连接信号的响应信号,则无线电力传输系统被转变到用于收集无线电力接收器300的标识信息和状态信息的第三模式M3。根据一个实施例,第三模式M3可以是标识和设置模式。无线电力接收器300的标识信息可以指的是无线电力接收器300的种类、类型或者型号,但是实施例不限于此。无线电力接收器300的状态信息可以意味着要供应到负载(或者电池)400的最大电力量(或者最大充电量)和在负载(或者电池)400中保留的当前电力量,但是实施例不限于此。无线电力传送器200使用无线电力接收器300的标识信息和状态信息以建立与无线电力接收器300有关的电力传输条件。电力传输条件可以指的是用于指定从无线电力传送器200到无线电力接收器300的电力传输的一组条件。
如果存在对在第三模式M3中的电力传输条件的限制,则无线电力传输系统被转变成第一模式M1。根据一个实施例,对于电力传输条件的限制可以指的是电力传输条件的非建立(non-establishment)。根据一个实施例,对于电力传输条件的限制可以意味着在无线电力传送器200和无线电力接收器300之间传送意想不到的数据分组的情况。根据一个实施例,对于电力传输条件的限制可以指的是诸如超时(timeout)的情况。超时可以包括从在接收电力的无线电力接收器300的移除开始已经流逝预定的时间之后停止电力传输的情况。
如果由于对于在第三模式M3中的电力传输条件的限制无线电力传输系统被转变为第一模式M1,则无线电力传送器200将与无线电力传送器200有关的状态信息传送到无线电力接收器300并且然后无线电力传输系统被再次转变到第三模式M3。根据一个实施例,无线电力传送器200的状态信息可以指的是关于从一个无线电力传送器200接收电力的无线电力接收器300的数目的信息。
根据一个实施例,如果标识编号专用于每个无线电力接收器300,则无线电力传送器200的状态信息可以指的是关于从特定的无线电力传送器200接收电力的无线电力接收器300的专用标识编号的信息。
根据一个实施例,无线电力传送器200的状态信息可以指的是关于供应到无线电力接收器300的电力量的信息。
根据一个实施例,当电力被传送到多个无线电力接收器300时,无线电力传送器200的状态信息可以指的是关于到无线电力接收器300的电力传输的优先级的信息。
根据一个实施例,当电力被传送到多个无线电力接收器300时,无线电力传送器200的状态信息可以指的是关于到无线电力接收器300的电力传输的不同比例的信息。例如,当特定的无线电力传送器200将电力传送到三个无线电力接收器300时,特定的无线电力传送器200可以分别以50%、30%以及20%的不同比例将电力传送到三个无线电力接收器300。
在第三模式M3中无线电力接收器300的数目超过一定数目,无线电力传输系统被再次转变成第一模式M1。即,当特定无线电力传送器200将电力供应到五个无线电力接收器300时,如果检测到新的无线电力接收器300,则无线电力传输系统被转变成第一模式M1,使得电力不能够被传送到新的无线电力接收器300。
–第四模式(电力传输)
如果在第三模式M3中建立电力传输条件,则无线电力传输系统可以被转变成第四模式M4。根据一个实施例,第一模式M4指的是无线电力传送器200将电力供应到无线电力接收器300的状态。根据一个实施例,第四模式M4指的是无线电力传送器200将电力供应到无线电力接收器300同时响应于从无线电力接收器300接收到的信息调整流过线圈的电流的状态。
如果在第四模式M4中没有建立电力传输条件中的一个,则从无线电力传送器200到无线电力接收器300的电力传输被停止并且无线电力传输系统被转变成第一模式M1。根据一个实施例,对于电力传输条件的限制可以指的是电力传输条件的非建立。根据一个实施例,对于电力传输条件的限制可以意味着在无线电力传送器200和无线电力接收器300之间传送意想不到的数据分组的情况。根据一个实施例,对于电力传输条件的限制可以指的是诸如超时的情况。超时可以包括在从接收电力的无线电力接收器300的移除开始已经流逝预定的时间之后停止电力传输的情况。
如果无线电力传送器200在第四模式M4中从无线电力接收器300中接收表示已经对负载(或者电池)400进行充分地充电的响应信号,则无线电力传送器200完成电力传输并且无线电力传输系统被转变成第一模式M1。
如果在第四模式M4中改变无线电力接收器300的状态,则无线电力传输系统可以被转变成第三模式M3。
根据一个实施例,无线电力接收器300的状态的改变可以意味着在从无线电力传送器200到无线电力接收器300的电力传输期间检测到新无线电力接收器300。在这样的情况下,无线电力传输系统从第四模式M4被转变成第三模式M3。然后,无线电力传送器200致力于收集无线电力接收器300的标识信息和状态信息,并且如果无线电力传输条件已经被建立,则无线电力传输系统被转变成第四模式M4。另外,如果存在对于无线电力传输条件的限制,则无线电力传输系统被转变成第一模式M1。
根据一个实施例,无线电力接收器300的状态的改变可以指的是由于从无线电力传送器200接收电力的无线电力接收器300的过多的数目而检测到至少一个新的无线电力接收器300。在这样的情况下,无线电力传输系统从第四模式M4被转变成第三模式M3。然后,无线电力传送器200致力于收集无线电力接收器300的标识信息和状态信息,并且相对于过多的无线电力接收器300无线电力传输系统被转变成第一模式M1。
-第五模式(电力传输和双向通信)
无线电力传输系统可以从第四模式M4转变成第五模式M5以允许无线电力传送器200和无线电力接收器300共享信息。
根据一个实施例,第五模式M5可以是电力传输和双向通信模式。根据一个实施例,在无线电力传送器200和无线电力接收器300之间执行电力传输并且无线电力传送器200和无线电力接收器300可以共享关于第五模式M5中的状态的改变的信息。
根据一个实施例,关于无线电力传送器200的状态的改变的信息可以指的是关于无线电力传送器200的数目的改变和要从无线电力传送器200供应的电力量的改变的信息。
根据一个实施例,关于无线电力传送器200的状态的改变的信息可以指的是关于从一个无线电力传送器200接收电力的无线电力接收器300的数目的改变的信息。
根据一个实施例,如果标识编号专用于每个无线电力接收器300,则关于无线电力传送器200的状态的改变的信息可以指的是关于从特定的无线电力传送器200接收电力的无线电力接收器300的专用的标识编号的信息。
根据一个实施例,关于无线电力传送器200的状态的改变的信息可以指的是关于供应到无线电力接收器300的电力量的信息。
根据一个实施例,当电力被传送到多个无线电力接收器300时,关于无线电力传送器200的状态的改变的信息可以指的是关于到无线电力接收器300的电力传输的优先级的信息。
根据一个实施例,当电力被传送到多个无线电力接收器300时,关于无线电力传送器200的状态的改变的信息可以指的是关于到无线电力接收器300的电力传输的不同比例的信息。例如,当特定的无线电力传送器200将电力传送到三个无线电力接收器300时,特定的无线电力传送器200可以分别以50%、30%以及20%的不同比例将电力传送到这三个无线电力接收器300。
如果存在对于第五模式M5中的电力传输条件的限制,则无线电力传输系统被转变成第一模式M1。根据一个实施例,对于电力传输条件的限制可以指的是电力传输条件的非建立。根据一个实施例,对于电力传输条件的限制可以意味着在无线电力传送器200和无线电力接收器300之间传送意想不到的数据分组的情况。根据一个实施例,对于电力传输条件的限制可以指的是诸如超时的情况。超时可以包括在从接收电力的无线电力接收器300的移除开始已经流逝预定的时间之后停止电力传输的情况。
如果无线电力传输系统由于对于第五模式M5中的电力传输条件的限制而被转变成第一模式M1,则无线电力传送器200将与无线电力接收器300有关的状态信息传送到无线电力接收器300并且然后无线电力传输系统被再次转变为第五模式M5。
如果无线电力传送器200在第五模式M5中从无线电力接收器300接收表示负载(或者电池)400已经被充分地充电的响应信号,则无线电力传送器200完成电力传输并且无线电力传输系统被转变到第一模式M1。
如果在第五模式M5中改变了无线电力接收器300的状态,则无线电力传输系统可以被转变成第四模式M4。
根据一个实施例,无线电力接收器300的状态的改变可以意味着通过双向通信在从无线电力传送器200到无线电力接收器300的电力传输期间检测到新的无线电力接收器300。
在这样的情况下,无线电力传输系统从第五模式M5被转变成第四模式M4。然后,无线电力传送器200致力于收集新的无线电力接收器300的状态信息和标识信息,并且如果已经建立无线电力传输条件,则无线电力传输系统再次被转变到第五模式M5。另外,如果存在对于无线电力传输条件的限制,则无线电力传输系统被转变到第一模式M1。
虽然已经参考使用谐振的无线电力传输描述了实施例,但是根据实施例的使用双向通信的无线电力传输方法、无线电力接收方法以及电力控制方法可以适用于使用电磁感应或者RF方案的其它无线电力传输。
虽然已经参照其多个说明性实施例描述了实施例,但是应该理解,本领域的技术人员可以设计出许多将落入本公开的原理的精神和范围内的其它修改和实施例。更加具体地,在本公开、附图、和所附权利要求书的范围内,主题组合布置的组成部件和/或布置方面的各种变化和修改都是可能的。除了组成部件和/或布置方面的变化和修改之外,对于本领域的技术人员来说,替代使用也将是显而易见的。
Claims (20)
1.一种用于将电力传送到无线电力接收器的无线电力传送器的无线电力传输方法,所述无线电力传输方法包括:
传送用于标识所述无线电力接收器的连接信号;
通过从所述无线电力接收器接收对所述连接信号的响应信号来标识所述无线电力接收器;
与标识的无线电力接收器协商电力传输条件;以及
根据协商的电力传输条件将所述电力传送到所述标识的无线电力接收器。
2.根据权利要求1所述的无线电力传输方法,其中所述电力传输条件的协商包括:
将所述无线电力传送器的状态信息传送到所述标识的无线电力接收器,
允许所述标识的无线电力接收器基于所述无线电力传送器的状态信息确定特定状态信息,以及
从所述标识的无线电力接收器接收确定的特定状态信息,
其中将所述电力传送到所述标识的无线电力接收器包括:
将与所述特定状态信息相对应的电力传送到所述标识的无线电力接收器。
3.根据权利要求2所述的无线电力传输方法,其中将所述无线电力传送器的状态信息传送到所述标识的无线电力接收器包括:
将关于可用电力量的信息传送到所述标识的无线电力接收器,
其中允许所述标识的无线电力接收器基于所述无线电力传送器的状态信息确定特定状态信息包括:
允许所述标识的无线电力接收器确定在所述可用电力量的范围内的需求的电力量,
其中确定的特定状态信息的接收包括:
从所述标识的无线电力接收器接收关于所述需求的电力量的信息,
其中将所述电力传送到所述标识的无线电力接收器包括:
将与所述需求的电力量相对应的电力传送到所述标识的无线电力接收器。
4.根据权利要求2所述的无线电力传输方法,其中将所述无线电力传送器的状态信息传送到所述标识的无线电力接收器包括:
将与相对于所述标识的无线电力接收器和其它的多个无线电力接收器的电力传输的优先级有关的信息传送到所述标识的无线电力接收器,
其中允许所述标识的无线电力接收器基于所述无线电力传送器的状态信息确定特定状态信息包括:
允许所述标识的无线电力接收器确定所述标识的无线电力接收器是否接受基于关于优先级的信息确定的优先级,
其中接收确定的特定状态信息包括:
从所述标识的无线电力接收器接收表示接受所述优先级的信号,
其中将所述电力传送到所述标识的无线电力接收器包括:
根据所述优先级将所述电力传送到所述标识的无线电力接收器。
5.根据权利要求1所述的无线电力传输方法,其中所述电力传输条件的协商包括:
将多个无线电力传送器的状态列表传送到所述标识的无线电力接收器以允许所述标识的无线电力接收器选择所述无线电力传送器中的至少一个,以及
从所述标识的无线电力接收器中选择与所述无线电力传送器的选择相对应的选择信息,
其中将所述电力传送到所述标识的无线电力接收器包括:
将来自于所选择的至少一个无线电力传送器的电力传送到所述标识的无线电力接收器。
6.根据权利要求5所述的无线电力传输方法,其中所述状态列表包括所述无线电力传送器的状态信息,并且
所述状态信息包括与要从每个无线电力传送器供应的最大电力量、从每个无线电力传送器接收电力的无线电力接收器的数目、每个无线电力传送器的标识以及每个无线电力传送器的可用电力量有关的信息中的至少一个。
7.根据权利要求1所述的无线电力传输方法,其中所述电力传输条件的协商包括:
接收所述标识的无线电力接收器的需求的电力量,以及
检查所述需求的电力量是否在所述无线电力传送器的可用电力量的范围内,并且
其中将所述电力传送到所述标识的无线电力接收器包括:
如果所述需求的电力量在所述无线电力传送器的可用电力量的范围内,则将与所述需求的电力量相对应的电力传送到所述标识的无线电力接收器。
8.根据权利要求1所述的无线电力传输方法,进一步包括:当在所述无线电力传送器中没有接收到所述响应信号时,将所述连接信号传送到另一无线电力接收器。
9.根据权利要求1所述的无线电力传输方法,进一步包括:当所述无线电力传送器的状态被改变时,返回到所述电力传输条件的协商。
10.根据权利要求9所述的无线电力传输方法,其中所述无线电力传送器的状态的改变包括要从所述无线电力传送器供应的最大电力量的改变或者从所述无线电力传送器接收所述电力的所述无线电力接收器的数目的改变。
11.一种用于从无线电力传送器接收电力的无线电力接收器的无线电力接收方法,所述无线电力接收方法包括:
接收用于标识所述无线电力接收器的连接信号;
将对所述连接信号的响应信号传送到所述无线电力传送器;
与所述无线传送器协商电力传输条件;以及
根据协商的电力传输条件从所述无线电力传送器接收所述电力。
12.根据权利要求11所述的无线电力接收方法,其中所述电力传输条件的协商包括:
接收所述无线电力传送器的状态信息,
基于所述无线电力传送器的状态信息确定特定状态信息,以及
将确定的特定状态信息传送到所述无线电力传送器,并且
其中从所述无线电力传送器接收所述电力包括:
从所述无线电力传送器接收与所述确定的特定状态信息相对应的电力。
13.根据权利要求11所述的无线电力接收方法,其中所述电力传输条件的协商包括:
接收多个无线电力传送器的状态列表以选择所述无线电力传送器中的至少一个;以及
将与所述无线电力传送器的选择相对应的选择信息传送到所述无线电力传送器,并且
其中从所述无线电力传送器接收所述电力包括:
从选择的至少一个无线电力传送器接收所述电力。
14.一种用于将电力传送到无线电力接收器的无线电力传送器,所述无线电力传送器包括:
传送单元,所述传送单元传送用于标识所述无线电力接收器的连接信号;
标识单元,所述标识单元通过接收对所述连接信号的响应信号来标识所述无线电力接收器;以及
协商单元,所述协商单元与标识的无线电力接收器协商电力传输条件,
其中所述无线电力传送器根据协商的电力传输条件将所述电力传送到所述标识的无线电力接收器。
15.根据权利要求14所述的无线电力传送器,其中所述协商单元将所述无线电力传送器的状态信息传送到所述标识的无线电力接收器以允许所述标识的无线电力接收器基于所述无线电力传送器的状态信息确定特定状态信息,并且从所述标识的无线电力接收器接收确定的特定状态信息,并且
所述无线电力传送器将与所述特定状态信息相对应的电力传送到所述标识的无线电力接收器。
16.根据权利要求14所述的无线电力传送器,其中所述协商单元接收所述标识的无线电力接收器的状态信息以基于所述标识的无线电力接收器的状态信息确定特定状态信息,并且
所述无线电力传送器将与所述特定状态信息相对应的电力传送到所述标识的无线电力接收器。
17.根据权利要求16所述的无线电力传送器,其中所述标识的无线电力接收器的状态信息包括关于在所述标识的无线电力接收器中的充电的改变或者当前改变量的信息。
18.根据权利要求14所述的无线电力传送器,其中所述协商单元通过带内通信或者带外通信与所述标识的无线电力接收器协商。
19.根据权利要求14所述的无线电力传送器,其中所述无线电力传送器使用电磁感应或者谐振将所述电力传送到所述标识的无线电力接收器。
20.一种用于从无线电力传送器接收电力的无线电力接收器,所述无线电力接收器包括:
接收单元,所述接收单元接收用于标识所述无线电力接收器的连接信号;
传送单元,所述传送单元将对所述连接信号的响应信号传送到所述无线电力传送器;以及
协商单元,所述协商单元与所述无线电力传送器协商电力传输条件,
其中所述无线电力接收器根据协商的电力传输条件从所述无线电力传送器接收所述电力。
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