CN103229391A - 装置的无线充电 - Google Patents

Abstract

示范性实施例是针对无线电力充电。一种装置可包含至少一个感测元件，其用于测量经配置以接收无线发射的电力的接收器内的至少一个参数。所述装置可包含切换元件，其经配置以在所述至少一个参数超过阈值时使所述接收器能够将能量传给负载。

Description

装置的无线充电

相关申请案的交叉参考

本申请案主张2010年11月1日申请的标题为用于无线充电接收器的动态欠压封锁(“DYNAMIC UNDER VOLTAGE LOCKOUT FOR WIRELESS CHARGINGRECEIVERS)”的第61/409,067号美国临时专利申请案以及2011年3月14日申请的标题为“装置的无线充电(WIRELESS CHARGING OF DEVICES)”的第13/047,698号美国专利申请案的优先权，其均转让给本案受让人。现有申请案的揭示内容被视为本发明的一部分，且以引用的方式并入本发明中。

技术领域

本发明大体上涉及无线电力。更具体地说，本发明涉及无线电力接收器、其充电以及无线电力发射器对无效装置的检测。

背景技术

正开发在发射器与待充电的装置之间的空中电力发射上使用的方法。此些方法一般属于两个种类。一类是基于发射天线与待充电的装置上的接收天线之间的平面波辐射(也称为远场辐射)的耦合，所述接收天线收集所辐射的电力，且对其进行整流以用于为电池充电。天线通常具有谐振长度，以便改进耦合效率。此方法遭受电力耦合随着天线之间的距离增大而快速下降的事实。因此，超过合理距离(例如＞1-2m)的充电变得困难。另外，由于所述系统辐射平面波，因此如果未通过滤波来恰当地控制，那么无意的辐射可干扰其它系统。

其它方法是基于嵌入(例如)“充电”垫或表面中的发射天线与嵌入待充电的主机装置中的接收天线加整流电路之间的电感耦合。此方法的缺点在于具有发射天线与接收天线之间的间距必须非常近(例如，数毫米)的缺点。尽管此方法确实具有同时为同一区域中的多个装置充电的能力，但此区域通常较小，因此用户必须将装置定位到特定区域。

在常规无线充电系统中，可能难以确定待充电的装置(例如移动电话)是否被最佳放置在无线电力发射器的充电区内。如果将可充电装置放置在充电区的边缘上，那么可充电装置无法接收到足够量的电力，且因此可导致显示错误消息(例如，“不兼容的充电器”)。另外，如果无线电力发射器试图用不充足的电力来充电，那么可能发生振荡状态，其中无线电力发射器重复地试图为可充电装置充电。从用户角度来看，这可导致恼人的蜂鸣声或充电错觉。

需要用于经配置以在确定充足量的电力从相关联无线电力发射器可用后即刻进入充电状态的无线电力接收器的方法、系统和装置。此外，需要经配置以检测位于发射器的充电区内的无效装置的无线电力发射器。

发明内容

附图说明

图1展示无线电力传送系统的简化框图。

图2展示无线电力传送系统的简化示意图。

图3说明供本发明的示范性实施例中使用的环形天线的示意图。

图4是根据本发明的示范性实施例的发射器的简化框图。

图5是根据本发明的示范性实施例的接收器的简化框图。

图6是说明定位于充电装置上的多个接收器的各种电压电平的曲线图。

图7A说明充电垫以及位于其上的接收器。

图7B是说明与接收器在充电垫上的位置相比的接收器的整流器电压的曲线图。

图8是根据本发明的示范性实施例的接收器的框图。

图9A和9B是说明根据本发明的示范性实施例的各种方法的流程图。

图10是说明根据本发明示范性实施例的另一方法的流程图。

图11是说明根据本发明示范性实施例的另一方法的流程图。

图12是说明根据本发明示范性实施例的又一方法的流程图。

具体实施方式

下文结合附图陈述的详细描述意在作为本发明的示范性实施例的描述，且无意表示可实践本发明的仅有实施例。贯穿本描述而使用的术语“示范性”表示“充当实例、例子或说明”，且不应必然被解释为比其它示范性实施例的优选或有利。详细描述包含用于提供对本发明示范性实施例的全面理解的具体细节。所属领域的技术人员将明白，可在没有这些具体细节的情况下实践本发明的示范性实施例。在一些例子中，以框图形式展示众所周知的结构和装置，以便避免模糊本文所呈现的示范性实施例的新颖性。

术语“无线电力”在本文中用以表示与在不使用物理电导体的情况下在发射器与接收器之间发射的电场、磁场、电磁场或其它相关联的任何形式的能量。其后，在理解纯磁场或纯电场不发射电力的情况下，所有这三种场均将被一般地称为辐射场。这些场必须耦合到“接收天线”以实现电力传送。

图1说明根据本发明的各种示范性实施例的无线发射或充电系统100。将输入电力102提供到发射器104，以用于产生用于提供能量传送的场106。接收器108耦合到场106，且产生输出电力110，用于供耦合到输出电力110的装置(未图示)储存或消耗。发射器104和接收器108分开一距离112。在一个示范性实施例中，发射器104和接收器108根据相互谐振关系而配置，且当接收器108的谐振频率与发射器104的谐振频率非常接近时，发射器104与接收器108之间的发射损失在接收器108位于场106的“近场”中时为最小。

发射器104进一步包含发射天线114，用于提供用于能量发射的装置，且接收器108进一步包含接收天线118，用于提供用于能量接收的装置。发射和接收天线根据待与之相关联的应用和装置来定大小。如所陈述，高效的能量传送是通过将发射天线的近场中的能量的大部分耦合到接收天线而不是以电磁波将大部分能量传播到远场而发生。当在此近场中时，可在发射天线114与接收天线118之间形成耦合模式。天线114和118周围可发生此近场耦合的区域在本文中称为耦合模式区。

图2展示无线电力传送系统的简化示意图。发射器104包含振荡器122、功率放大器124以及滤波器和匹配电路126。振荡器经配置以在所要频率(例如468.75KHz、6.78MHz或13.56MHz)产生，所述频率可响应于调整信号123而调整。振荡器信号可由功率放大器124以响应于控制信号125的放大量放大。可包含滤波器和匹配电路126，以滤出谐波或其它不想要的频率，并使发射器104的阻抗与发射天线114匹配。

接收器108可包含匹配电路132以及整流器和切换电路134以产生DC电力输出以为电池136充电，如图2中所示，或为耦合到接收器的装置(未图示)供电。可包含匹配电路132以使接收器108的阻抗与接收天线118匹配。接收器108和发射器104可在单独的通信信道119(例如，蓝牙、紫蜂、蜂窝式等)上通信。

如下文更全面地描述，接收器108(其可最初具有可选择性地停用的相关联负载(例如电池136))可经配置以确定由发射器104发射且由接收器108接收的电力量对充电电池136来说是否充足。另外，接收器108可经配置以在确定电力量充足后即刻启用负载(例如，电池136)。

如图3中所说明，用于示范性实施例中的天线可配置为“环形”天线150，其在本文中还可称为“磁性”天线。环形天线可经配置以包含空气芯或物理芯，例如铁氧体芯。空气芯环形天线可较能容忍放置在所述芯附近的外来物理装置。此外，空气芯环形天线允许将其它组件放置在芯区域内。另外，空气芯环可较容易地实现将接收天线118(图2)放置在发射天线114(图2)的平面内，其中发射天线114(图2)的耦合模式区可较强大。

如所陈述，发射器104与接收器108之间的高效能量传送在发射器104与接收器108之间的经匹配或近似匹配的谐振期间发生。然而，甚至当发射器104与接收器108之间的谐振不匹配时，也可传送能量，但效率可能受影响。能量的传送是通过将能量从发射天线的近场耦合到驻存在建立此近场的邻域中的接收天线而不是将能量从发射天线传播到自由空间中而发生。

环形或磁性天线的谐振频率是基于电感和电容。环形天线中的电感通常仅为由环形产生的电感，而通常将电容添加到环形天线的电感，以在所要谐振频率下产生谐振结构。作为非限制实例，可将电容器152和电容器154添加到天线，以形成产生谐振信号156的谐振电路。因此，对于较大直径的环形天线，感应谐振所需要的电容的大小随着环形的直径或电感增加而减小。此外，随着环形或磁性天线的直径增加，近场的高效能量传送区域增加。当然，其它谐振电路是可能的。作为另一非限制实例，电容器可并联放置在环形天线的两个端子之间。另外，所属领域的技术人员将认识到，对于发射天线，谐振信号156可为向环形天线150的输入。

图4是根据本发明的示范性实施例的发射器200的简化框图。发射器200包含发射电路202和发射天线204。一般来说，发射电路202通过提供导致产生发射天线204周围的近场能量的振荡信号来将RF电力提供给发射天线204。注意，发射器200可在任何合适频率下操作。作为实例，发射器200可在13.56MHz的ISM频带下操作。

示范性发射电路202包含：固定阻抗匹配电路206，其用于使发射电路202的阻抗(例如，50欧姆)与发射天线204匹配；以及低通滤波器(LPF)208，其经配置以使谐波发射减少到防止耦合到接收器108(图1)的装置的自干扰的水平。其它示范性实施例可包含不同的滤波器拓扑，包含(但不限于)使特定频率衰减同时通过其它频率的陷波滤波器，且可包含自适应阻抗匹配，其可基于例如到天线的输出电力或由功率放大器汲取的DC电流等可测量的发射量度而变。发射电路202进一步包含功率放大器210，其经配置以驱动如由振荡器212确定的RF信号。发射电路可由离散装置或电路组成，或者可由集成组合件组成。从发射天线204输出的示范性RF功率可大约为2.5瓦。

发射电路202进一步包含控制器214，用于在针对特定接收器的发射阶段(或工作循环)期间启用振荡器212，用于调整振荡器的频率或相位，且用于调整输出电力电平以用于实施用于经由其所附接接收器与相邻装置交互的通信协议。注意，控制器214在本文中还可称为处理器214。如所属领域的技术人员众所周知，发射路径中的振荡器相位和相关电路的调整允许减少带外发射，尤其是在从一个频率转变为另一频率时。

发射电路202可进一步包含负载感测电路216，其用于检测由发射天线204产生的近场附近有源接收器的存在或不存在。举例来说，负载感测电路216监视流到功率放大器210的电流，其受由发射天线204产生的近场附近的有源接收器的存在或不存在影响。功率放大器210上的负载的变化的检测是由控制器214监视，以用于确定是否启用振荡器212来发射能量且与有源接收器通信。如下文更全面地描述，在功率放大器210处测得的电流可用以确定无效装置是否位于发射器200的充电区中。

发射天线204可用利兹线(Litz wire)来实施，或实施为具有经选定以使电阻损失保持较低的厚度、宽度和金属类型的天线条。在常规实施方案中，发射天线204可通常经配置以用于与例如桌子、垫子、灯等较大结构或其它较不易携带的配置相关联。因此，发射天线204通常将不需要“匝”，以便具有实际尺寸。发射天线204的示范性实施方案可为“电学上较小”(即，为波长的分数)，且通过使用电容器界定谐振频率来调谐以在较低可用频率下谐振。

发射器200可搜集并跟踪关于可与发射器200相关联的接收器装置的行踪和状态的信息。因此，发射器电路202可包含存在检测器280、封闭式检测器290或其组合，其连接到控制器214(在本文中也称为处理器)。控制器214可响应于来自存在检测器280和封闭式检测器290的存在信号而调整放大器210所递送的电力的量。发射器可通过若干电源接收电力，例如AC-DC转换器(未图示)，其用以转换存在于建筑物中的常规AC电力；DC-DC转换器(未图示)，其用以将常规DC电源转换为适合发射器200的电压，或直接从常规DC电源(未图示)接收电力。

作为非限制实例，存在检测器280可为运动检测器，其用以感测插入到发射器的覆盖区域中的待充电装置的初始存在。在检测之后，可接通发射器，且可使用装置所接收到的RF电力来以预定方式来回切换Rx装置上的开关，其又导致发射器的驱动点阻抗的改变。

作为另一非限制实例，存在检测器280可为能够例如通过红外线检测、运动检测或其它合适手段来检测人的检测器。在一些示范性实施例中，可能存在限制发射天线在特定频率下可发射的电力的量的规章。在一些情况下，这些规章意在保护人免于电磁辐射。然而，可能存在其中发射天线被放置在并非由人占用或人很少占用的区域中的环境，例如车库、工厂车间、商店等。如果这些环境无人，那么可准许使发射天线的功率输出增加到正常电力约束规章以上。换句话说，控制器214可响应于有人存在而将发射天线204的功率输出调整到规章规定的电平或以下，且当人在发射天线204的电磁场的规章规定距离以外时将发射天线204的功率输出调整到高于规章规定电平的电平。

作为非限制实例，封闭式检测器290(在本文中也称为封闭舱室检测器或封闭空间检测器)可为用于确定包裹体何时处于闭合或打开状态的装置，例如感测开关。当发射器位于处于闭合状态的包裹体中时，可增加发射器的功率电平。

在示范性实施例中，可使用发射器200不会无限保持接通的方法。在此情况下，可对发射器200进行编程以在用户确定的时间量之后关断。此特征防止发射器200(尤其是功率放大器210)在处于其周边的无线装置完全充电之后运行较久。此时间可归因于用以检测从中继器或接收线圈发送的装置完全充电的信号的电路的失效。为了防止发射器200在另一装置放置于其周边时自动关断，发射器200的自动关断特征可仅在其周边检测到缺乏运动的设定周期之后被激活。用户可能够确定不活动时间间隔，并根据需要改变所述间隔。作为非限制实例，所述时间间隔可长于特定类型的无线装置在最初被完全放电的假定下完全充电所述装置所需的时间。

图5是根据本发明的示范性实施例的接收器300的简化框图。接收器300包含接收电路302和接收天线304。接收器300进一步耦合到装置350，以用于向其提供接收到的电力。应注意，将接收器300说明为在装置350外部，但可集成到装置350中。一般来说，可将能量无线传播到接收天线304，且接着通过接收电路302耦合到装置350。

调谐接收天线304以在与发射天线204(图4)相同的频率或指定频率范围内谐振。接收天线304可与发射天线204类似地定尺寸，或可基于相关联装置350的尺寸而不同地定大小。举例来说，装置350可为便携式电子装置，其直径或长度尺寸小于发射天线204的直径或长度。在此实例中，可将接收天线304实施为多匝天线，以便减小调谐电容器(未图示)的电容值，且增加接收天线的阻抗。举例来说，可将接收天线304放置在装置350的实质外周周围，以便最大化天线直径，且减少接收天线的环匝(即，绕组)的数目以及绕组间电容。

接收电路302提供与接收天线304的阻抗匹配。接收电路302包含电力转换电路306，用于将接收到的RF能量源转换为供装置350使用的充电电力。电力转换电路306包含RF到DC转换器308，且还可包含DC到DC转换器310。RF到DC转换器308将接收天线304处接收到的RF能量信号整流为非交流电力，而DC到DC转换器310将经整流的RF能量信号转换为与装置350兼容的能量电位(例如，电压)。预期各种RF到DC转换器，包含部分和完全整流器、调节器、桥接器、倍频器以及线性和切换转换器。

接收电路302可进一步包含切换电路312，用于将接收天线304连接到电力转换电路306，或者用于断开电力转换电路306。使接收天线304从电力转换电路306断开不仅暂停装置350的充电，而且改变发射器200(图2)所“见”的“负载”。

如上文所述，发射器200包含负载感测电路216，其检测提供到发射器功率放大器210的偏置电流中的波动。因此，发射器200具有用于确定接收器何时存在于发射器的近场中的机构。

当多个接收器300存在于发射器的近场中时，可希望对一个或一个以上接收器的加载和卸载进行时间多路复用，以使其它接收器能够较高效地耦合到发射器。还可隐匿接收器，以便消除到其它附近接收器的耦合或减少附近发射器上的负载。接收器的此“卸载”在本文中也称为“隐匿”。此外，由接收器300控制且由发射器200检测的卸载与加载之间的此切换提供从接收器300到发射器200的通信机制，如下文更全面地阐释。另外，协议可与实现消息从接收器300到发射器200的发送的切换相关联。举例来说，切换速度可大约为100μsec。

在示范性实施例中，发射器与接收器之间的通信涉及装置感测和充电控制机制，而不是常规的双向通信。换句话说，发射器可使用对所发射信号的开/关键控来调整能量是否在近场中可用。接收器将这些能量变化解译为来自发射器的消息。从接收器侧来看，接收器可使用接收天线的调谐和去谐来调整正从近场接受多少电力。发射器可检测从近场使用的电力的此差异，并将这些变化解译为来自接收器的消息。注意，可利用发射电力和负载行为的其它形式的调制。

接收电路302可进一步包含信令检测器和信标电路314，其用以识别接收到的能量波动，能量波动可对应于从发射器到接收器的信息信令。此外，还可使用信令和信标电路314来检测降低的RF信号能量(即，信标信号)的发射，且将所述降低的RF信号能量整流为标称电力，用于唤醒接收电路302内的未供电或电力耗尽的电路，以便配置接收电路302用于无线充电。

接收电路302进一步包含处理器316，其用于协调本文所述的接收器300的过程，包含对本文所述的切换电路312的控制。接收器300的隐匿还可在包含将充电电力提供给装置350的外部有线充电源(例如，壁式/USB电力)的检测的其它事件发生后即刻发生。除控制接收器的隐匿之外，处理器316还可监视信标电路314，以确定信标状态且提取从发射器发送的消息。处理器316还可调整DC到DC转换器310，以获得改进的性能。

如本文所描述的本发明的各种示范性实施例涉及接收器，其经配置以用于基于一个或一个以上电路参数(例如，仅举例来说，经整流电压或输出功率)的动态欠压封锁。更具体地说，各种示范性实施例涉及无线电力接收器，其经配置以在接收器内的参数(例如，整流器电压或输出电压)大于阈值的情况下进入充电状态。更具体地说，根据一个示范性实施例，无线电力接收器可测量相关联的整流器电压，并将整流器电压与预定阈值电压进行比较。如果测量电压小于阈值电压，那么无线电力接收器内的切换元件(例如，充电场效晶体管(FET))将保持在关配置中，以停用相关联的负载(例如，使负载从接收器去耦)。如果测得电压在一时间周期(例如，1秒)内大于阈值电压，那么切换元件可转变为开配置，从而启用所述负载(例如，使负载耦合到接收器)。此外，如果测得电压在一时间周期(例如，5秒)内下降到低于阈值电压，那么切换元件可再次转变为关配置。可周期性地测量电压，并将其与阈值电压进行比较，以确定切换元件是应处于开配置还是关配置。阈值电压值可取决于无线电力接收器内的电流(例如，输出电流)。因此，本发明可最小化或消除错误肯定充电消息。如下文较全面地描述，还预期相关联方法。

根据另一示范性实施例，如下文更全面地描述，无线电力发射器可经配置以检测位于无线电力发射器的充电区内的无效装置。更具体地说，发射器可经配置以通过检测发射器处的电流的变化来检测无效接收器。

图6是说明位于充电装置(例如，充电垫)上的多个接收器的各种电压电平(即，卸载的整流器电压VRECT卸载，以及加载的输出电压Vout_经加载)的曲线图600。注意，卸载的整流器电压VRECT卸载是在接收器从负载去耦(即，负载被停用)时接收器的整流器处的电压。另外，输出电压Vout_经加载为在接收器耦合到负载(即，负载被启用)时接收器的输出电压。如曲线图600中所说明，VRECT卸载与Vout_经加载相关。更具体地说，VRECT卸载(其由参考标号602指示)的线性表示与Vout_经加载(其由参考标号604指示)的线性表示相关。因此，如所属领域的技术人员将了解，接收器的未加载整流器电压可用以预测接收器的经加载输出电压。

图7A说明充电垫610以及位于其上的接收器620。如图7A中所说明，接收器620(例如)定位在充电垫620的右侧边缘上。图7B是说明与充电垫610上的接收器620的各种位置相比的接收器620(见图7A)的整流器电压。信号652表示未加载整流器电压“无负载Vrect”，且信号654表示经加载整流器电压“经加载VRECT”。如曲线图650中所说明，信号652与信号654相关。此外，如还说明，如果接收器被放在离充电垫的边缘大体上0到10mm，那么整流器电压大体上减小，且因此，接收器可能不能够接收足够的电力来用于充足充电。

参看图8，说明根据本发明的示范性实施例的接收器700的一部分。接收器700包含接收线圈702、整流器704、电力转换器706(例如，DC到DC转换器)、电流传感器708、切换元件710、电压传感器712以及控制装置714。控制装置714可包括任何合适控制装置，例如处理器、控制器等，包含图5的控制器316。电压传感器712经配置以测量整流器电压(VRECT)，且将经整流电压VRECT传达给控制装置714。电流传感器710经配置以测量从转换器706输出的电流，并将测得电流传达给控制装置714。仅作为实例，切换元件710可包括场效晶体管(FET)。切换元件710可经配置以选择性地将转换器706的输出耦合到负载。

现在将描述根据本发明的示范性实施例的接收器700的预期操作。最初，切换元件710可处于关配置，且因此，与接收器700相关联的负载被停用。根据一个示范性实施例，在定位在无线电力发射器(例如图4的发射器202)的充电区内后，电压传感器712可即刻测量整流器704处的电压，并将测得整流器电压传达给控制件714。控制件714可接着将整流器电压与预定未加载阈值整流器电压进行比较。如果测量电压小于未加载阈值整流器电压，那么切换元件710可保持在关配置(即，负载可保持停用)。如果在一时间周期(例如，1秒)内，测得电压大于未加载阈值整流器电压，那么控制件714可致使(例如，经由控制信号)切换元件710转变为开配置，从而启用所述负载(例如，使负载耦合到接收器700)。可周期性地测量电压，并将其与经加载阈值整流器电压进行比较，以确定切换元件是应处于开配置还是关配置。此外，如果测得电压在一时间周期(例如，5秒)内下降到低于经加载阈值整流器电压，那么切换元件710可再次转变为关配置。

根据另一示范性实施例，在定位在无线电力发射器(例如，图4的发射器202)的充电区内后，电流传感器708可即刻测量转换器706的输出处的电流，并将测得电流传达给控制件714。可周期性地测量电流，并将其用以确定加载程度(例如，完全加载、部分加载)。可根据加载程度使用一个或一个以上相关联阈值，例如经整流电压。换句话说，使用电流测量来确定加载量(例如，从未加载到完全加载)，且接着控制元件714可基于加载程度设定适当的阈值电平。

注意，接收器700可使用一个或一个以上测得参数(例如，电压、功率)来确定充足量的电力是否可用于充分充电。进一步注意，接收器700在确定充分量的电力可用于充足充电后，可即刻通知相关联发射器(例如，经由通信装置)充电可开始或已经开始。

另外，注意，阈值参数(即，未加载整流器电压、经加载整流器电压、未加载阈值电流以及经加载阈值电流)可为预定的(例如，经由测试)，以确保存在充分电力。举例来说，如果需要两瓦的电力来充分充电一装置，那么可测试所述装置以确定可确保可接收到至少两瓦的电力的经加载和未加载阈值。进一步注意，阈值可依据加载条件(即，相关联负载的类型和/或大小或电池供电装置的电荷状态)而变。

图9A和9B是说明根据本发明各种示范性实施例的相应方法800和810的流程图。注意，方法800和810可同时发生。方法800可包含：测量初始参数(例如输出电流)(由标号802描绘)；以及将结果与静态阈值进行比较以确定加载程度(由标号804描绘)。使用加载程度来设定额外参数的阈值水平(即，动态阈值水平)。接着将测得参数与动态阈值进行比较。如果测得参数满足(即，大于或等于)动态阈值，那么充电可开始或继续。

方法810可包含进入预充电状态，其中负载经由切换元件(例如充电FET)从可充电装置的整流器去耦(由标号812描绘)。另外，方法810可包含在进入预充电状态之后等待一时间周期(例如，1秒)(由标号814描绘)。注意，可连续或周期性地测量整流器电压，并将其与动态阈值电压进行比较。另外，方法810可包含基于加载程度更新动态阈值(由标号816描绘)，所述加载程度是在方法800的步骤804中确定。如果确定整流器电压不满足动态阈值电压(例如，整流器电压小于动态阈值电压)，那么方法800可回到步骤812。如果确定测得整流器电压满足动态阈值电压(例如，测得整流器电压等于或大于动态阈值电压)，那么方法810包含进入充电状态，其中负载经由切换元件耦合到可充电装置的整流器(由标号820描绘)。另外，方法810可包含在进入充电状态之后等待一时间周期(例如，1秒)(由标号822描绘)。方法810还可包含基于加载程度更新动态阈值(由标号824描绘)，所述加载程度在方法800的步骤804中确定。

图10是说明根据一个或一个以上示范性实施例的另一方法850的流程图。方法850可包含测量接收器内的至少一个参数(由标号852描绘)。另外，方法850可包含在所述至少一个测得参数超过阈值的情况下将能量从接收器传到负载(由标号854描绘)。

如所属领域的技术人员将了解，从无线电力发射器发射的无线电力可由无效装置(例如，NFC卡)接收。根据另一示范性实施例，无线电力发射器(例如图4的发射器202)可经配置以检测无效装置何时定位在相关联充电区内。更具体地说，根据一个示范性实施例，有效接收器(即，有效装置)可包含在定位于无线电力发射器的充电区内后即刻停用的负载。更具体地说，接收器可经由切换元件(例如图8中所说明的切换元件710)从负载去耦。因此，从有效接收器汲取的电力为最小(即，发射器的功率放大器处的电流可不大体上改变)。此外，在有效装置定位在无线电力发射器的充电区内后，有效装置可即刻将指示其存在的消息传达给无线电力发射器。另外，如果无效装置定位在充电区内，那么无线电力发射器的功率放大器处的电流可大体上增加。因此，在检测到电流增加后，无线电力发射器可即刻确定无效装置定位于充电区内，且响应于此，转变为低电力错误状态(即，发射器的电力电平可降低)。在无线电力发射器未检测到无效接收器的情况下，无线电力发射器可增加功率放大器处的电压，这增加了递送到定位在充电区内的有效接收器的电力的量。

图11和12是说明发射器与接收器之间的充电情形的方法的额外流程图，其中图11的方法900与接收器相关联，且图12的方法950与发射器相关联。图11是说明根据一个或一个以上示范性实施例的方法900的流程图。方法900可包含将指示接收器的存在的消息从具有被停用负载的接收器传达到相关联发射器(由标号902描绘)。另外，方法900可包含测量整流器电压以建立基线整流器电压(由标号904描绘)。方法900可进一步包含将当前整流器电压与基线整流器电压进行比较以确定整流器电压是否已增加(由标号906描绘)。如果整流器电压已增加，那么方法900进行到步骤908，其中启用负载。其后，在步骤910中，可为与接收器相关联的装置充电。如果整流器电压尚未增加，那么方法900回到步骤906。

图12是说明根据一个或一个以上示范性实施例的方法950的流程图。方法950可包含测量发射器处的基线电流(由标号952描绘)。另外，方法950可包含检测定位在相关联充电区内的有效接收器(由标号954描绘)。举例来说，可通过接收来自有效接收器的信号来检测有效接收器。方法950还可包含测量发射器处的电流(由标号956描绘)，以及确定测得电流是否高于基线电流(由标号958描绘)。如果测得电流高于基线电流，那么充电区内可能存在无效装置，且发射器可转变为错误模式，其中所发射电力的量减小(由标号960描绘)。如果测得电流不大于基线电流，那么发射器可增加发射器电压(由标号962描绘)，且可为与检测到的有效接收器相关联的装置充电(由标号964描绘)。

所属领域的技术人员将理解，可使用多种不同技术和技艺中的任一者来表示信息和信号。举例来说，可由电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光粒子或其任何组合来表示在以上描述中始终参考的数据、指令、命令、信息、信号、位、符号及码片。

所属领域的技术人员将进一步了解，结合本文所揭示的示范性实施例而描述的各种说明性逻辑块、模块、电路和算法步骤可实施为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为清楚说明硬件与软件的这种可互换性，上文已大致关于其功能性而描述了各种说明性组件、块、模块、电路及步骤。将所述功能性实施为硬件还是软件取决于特定应用及强加于整个系统的设计约束。所属领域的技术人员可针对每一特定应用以不同方式实施所描述功能性，但所述实施决策不应被解释为导致偏离本发明的示范性实施例的范围。

结合本文所述的示范性实施例而描述的各种说明性逻辑块、模块和电路可用经设计以执行本文所述的功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑装置、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件或其任何组合来实施或执行。通用处理器可为微处理器，但在替代方案中，处理器可为任何常规的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可实施为计算装置的组合，例如，DSP与微处理器的组合、多个微处理器、一个或一个以上微处理器与DSP核心的联合，或任何其它此配置。

结合本文所揭示的示范性实施例而描述的方法或算法的步骤可直接体现于硬件中、由处理器执行的软件模块中，或两者的组合中。软件模块可驻存在随机存取存储器(RAM)、快闪存储器、只读存储器(ROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、寄存器、硬盘、可装卸盘、CD-ROM，或此项技术中已知的任何其它形式的存储媒体中。示范性存储媒体耦合到处理器，使得处理器可从存储媒体读取信息，且将信息写入到存储媒体。在替代方案中，存储媒体可与处理器成一体式。处理器及存储媒体可驻存在ASIC中。ASIC可驻存在用户终端中。在替代方案中，处理器和存储媒体可作为离散组件驻存在用户终端中。

在一个或一个以上示范性实施例中，所描述的功能可在硬件、软件、固件或其任何组合中实施。如果以软件实施，那么可将功能作为计算机可读媒体上的一个或一个以上指令或代码而加以存储或传输。计算机可读媒体包括计算机存储媒体与包括促进计算机程序从一处传递到另一处的任何媒体的通信媒体两者。存储媒体可为可由计算机存取的任何可用媒体。作为实例(而非限制)，所述计算机可读媒体可包含RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储装置、磁盘存储装置或其它磁性存储装置，或可用于运载或存储呈指令或数据结构的形式的所要程序代码且可由计算机存取的任何其它媒体。同样，可恰当地将任何连接称作计算机可读媒体。举例来说，如果使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(DSL)或例如红外线、无线电及微波的无线技术从网站、服务器或其它远程源传输软件，则同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL或例如红外线、无线电及微波的无线技术包括于媒体的定义中。如本文中所使用，磁盘和光盘包括压缩光盘(CD)、激光光盘、光学光盘、数字多功能光盘(DVD)、软磁盘及蓝光光盘，其中磁盘通常以磁性方式再现数据，而光盘使用激光以光学方式再现数据。上文的组合也应包含在计算机可读媒体的范围内。

提供对所揭示的示范性实施例的先前描述是为了使所属领域的技术人员能够制作或使用本发明。所属领域的技术人员将容易了解对这些示范性实施例的各种修改，且本文中界定的一般原理可应用于其它实施例而不脱离本发明的精神或范围。因此，本发明无意限于本文中所展示的示范性实施例，而是将赋予本发明与本文所揭示的原理和新颖特征一致的最广范围。

Claims (31)

1.一种用于接收无线发射的电力的装置，其包括：

至少一个感测元件，其用于测量经配置以接收无线发射的电力的接收器内的至少一个参数；以及

切换元件，其经配置以在所述至少一个参数超过阈值时使所述接收器能够将能量传给负载。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述感测元件包括电压传感器。

3.根据权利要求1所述的装置，其中所述切换元件包括场效晶体管。

4.根据权利要求1所述的装置，其中所述感测元件进一步包括耦合到所述感测元件的整流器。

5.根据权利要求1所述的装置，其中所述感测元件包括耦合到所述接收器的整流器的输出的电压传感器。

6.根据权利要求1所述的装置，其进一步包括控制装置，所述控制装置耦合到所述至少一个感测元件且经配置以将控制信号传达给所述切换元件。

7.根据权利要求6所述的装置，其中所述控制装置经配置以将所述至少一个参数与所述阈值进行比较。

8.根据权利要求7所述的装置，其中所述阈值至少部分地基于所述负载的至少一个条件。

9.根据权利要求6所述的装置，其中所述控制装置经配置以将所述控制信号传达给所述切换元件，以在所述至少一个参数在至少一持续时间内超过所述阈值的情况下使所述切换元件能够将所述接收器耦合到所述负载。

10.根据权利要求6所述的装置，其中所述控制装置经配置以将所述控制信号传达给所述切换元件，以在所述至少一个参数在至少一持续时间内小于所述阈值的情况下使所述切换元件能够将所述接收器从所述负载去耦。

11.根据权利要求1所述的装置，其中所述接收器进一步包括具有耦合到电流传感器的输出的电力转换器。

12.根据权利要求1所述的装置，其中所述切换元件经配置以使所述接收器能够在相关联整流器处的电压增加后即刻将能量传给负载。

13.一种用于接收无线发射的电力的方法，其包括：

测量接收器内的至少一个参数；以及

在所述至少一个测得参数超过阈值的情况下将能量从所述接收器传给负载。

14.根据权利要求13所述的方法，其进一步包括将所述至少一个参数与所述阈值进行比较。

15.根据权利要求13所述的方法，其中测量至少一个参数包括测量所述接收器内的整流器的输出处的电压。

16.根据权利要求13所述的方法，其进一步包括将所述测得电压与阈值电压进行比较。

17.根据权利要求13所述的方法，其中测量至少一个参数包括测量所述接收器内的电力转换器的输出处的电流。

18.根据权利要求17所述的方法，其进一步包括至少部分地基于所述测得电流来确定所述阈值。

19.根据权利要求13所述的方法，其进一步包括在所述接收器的整流器处的电压增加的情况下将所述负载耦合到所述接收器。

20.根据权利要求13所述的方法，其进一步包括感测发射器处的电流，以及在将能量从所述接收器传给负载之前所述电流增加的情况下减小从所述发射器发射的电力的量。

21.根据权利要求13所述的方法，其进一步包括在所述负载从所述接收器的整流器去耦的同时测量所述参数。

22.根据权利要求13所述的方法，其进一步包括在所述至少一个参数在至少一持续时间内小于所述阈值的情况下使所述接收器从所述负载去耦。

23.根据权利要求13所述的方法，其进一步包括在所述至少一个参数在至少一持续时间内大于所述阈值的情况下将所述接收器耦合到所述负载。

24.根据权利要求13所述的方法，其进一步包括在所述至少一个测得参数等于至少所述阈值的情况下将启用相关联发射器以传达充电过程的存在的消息传达给所述发射器。

25.一种用于接收无线发射的电力的装置，其包括：

用于测量接收器内的至少一个参数的装置；以及

用于在所述至少一个测得参数超过阈值的情况下将能量从所述接收器传给负载的装置。

26.根据权利要求25所述的装置，其进一步包括用于将所述至少一个参数与所述阈值进行比较的装置。

27.根据权利要求25所述的装置，其进一步包括用于在所述至少一个测得参数小于所述阈值的情况下选择性地使所述负载从所述接收器去耦且在所述至少一个测得参数超过所述阈值的情况下选择性地将所述负载耦合到所述接收器的装置。

28.根据权利要求25所述的装置，其中所述用于测量接收器内的至少一个参数的装置包括用于测量所述接收器内的至少一个参数的一个或一个以上感测元件。

29.根据权利要求25所述的装置，其中所述用于将能量从所述接收器传给负载的装置包括切换元件，所述切换元件经配置以在所述至少一个参数超过所述阈值的情况下使所述接收器能够将能量传给负载。

30.根据权利要求26所述的装置，其中所述用于比较的装置包括控制装置，所述控制装置经配置以将所述至少一个参数与所述阈值进行比较。

31.根据权利要求27所述的装置，其中所述用于选择性地去耦所述负载和选择性地耦合所述负载的装置包括控制装置，所述控制装置经配置以将控制信号传达给切换元件，以在所述至少一个参数超过所述阈值的情况下使所述切换元件能够将所述接收器耦合到所述负载，所述控制装置进一步经配置以将控制信号传达给所述切换元件，以在所述至少一个参数小于所述阈值的情况下使所述切换元件能够使所述接收器从所述负载去耦。

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