CN103782521A

CN103782521A - 用于检测和识别无线电力装置的系统和方法

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Publication number: CN103782521A
Application number: CN201280043844.3A
Authority: CN
Inventors: 凯文·道格拉斯·李; 刘振宁
Original assignee: Qualcomm Inc
Current assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 2011-09-09
Filing date: 2012-09-05
Publication date: 2014-05-07
Anticipated expiration: 2032-09-05
Also published as: KR101681395B1; JP2017077169A; EP2754250B1; CN105827281B; US20160226314A1; KR20160136461A; JP2014533481A; US9252846B2; US9608480B2; CN105827281A; WO2013036533A1; CN103782521B; KR20140067098A; US20130062959A1; EP2754250A1

Abstract

实施例针对于检测和识别无线电力传递场中的无线电力装置的类型。根据一个方面，揭示描述无线电力系统中限制到非相容装置的电力传递以及对例如金属物体等非所要电力吸收体的检测的系统和方法。方法可包含检测定位在无线电力发射器的充电区内的一个或一个以上非相容装置和／或非所要无线电力吸收体。所述方法可进一步包含响应于所述检测而限制由发射器发射的电力量，或减少由所述非相容装置接收的所述电力量。

Description

用于检测和识别无线电力装置的系统和方法

技术领域

本发明大体上涉及无线电力。更具体来说，本发明针对于用于检测无线电力发射器的充电区内的未授权和／或非既定的装置、近场通信装置，或其组合的系统、装置和方法。此外，本发明的一些实施例涉及用于基于定位在无线电力发射器的充电区内的未授权装置和／或非既定装置、近场通信装置，或其组合的检测来调整无线电力传递和／或限制无线电力递送的系统、装置和方法。

背景技术

越来越多数目和种类的电子装置经由可再充电电池进行供电。此类装置包含移动电话、便携式音乐播放器、膝上型计算机、桌上型计算机、计算机外围装置、通信装置(例如，蓝牙装置)、数码相机、助听器等。虽然电池技术已有所提高，但靠电池供电的电子装置愈加需要和消耗更大量的电力。因此，这些装置一直需要再充电。可再充电装置常常经由有线连接通过物理地连接到电力供应器的电缆或其它类似连接器来进行充电。电缆和类似连接器可能有时不方便或较麻烦，且具有其它缺点。能够在自由空间中传递电力以用于对可再充电电子装置进行充电或将电力提供给电子装置的无线充电系统可克服有线充电解决方案的一些缺陷。因此，需要有效地且安全地将电力传递到电子装置的无线电力传递系统和方法。

发明内容

处于所附权利要求的范围内的系统、方法和装置的各种实施方案各自具有若干方面，且其中没有单个一者单独地负责本文中所描述的所需属性。在不限制所附权利要求书的范围的情况下，在本文描述一些突出特征。

在附图和以下描述中陈述了本说明书中所描述的标的物的一个或一个以上实施方案的细节。其它特征、方面及优势将从描述、附图以及权利要求书变得显而易见。应注意，下图的相对尺寸可能未按比例绘制。

根据一个方面，揭示一种用于检测经配置以将电力传递到具有无线电力接收器的装置的无线电力发射器的电力递送区内的物体的设备所述设备包含：驱动器，其经配置以产生驱动信号以驱动电路输出无线电力场；传感器，其经配置以感测所述驱动器所汲取的电力量，从而产生感测信号；通信单元，其经配置以从所述无线电力接收器接收指示所述无线电力接收器所接收的电力的改变的信号；以及控制器，其经配置以基于所述感测信号而监视所述驱动器所汲取的电力的改变，且基于所述所汲取的电力的所述所监视的改变和所述所接收的信号中的至少一者来识别物体的类型。

根据另一方面，揭示一种用于识别经配置以将电力传递到包含无线电力接收器的装置的无线电力发射器的电力传递区内的物体的类型的方法。所述方法包含：监视由所述无线电力发射器汲取的电力的改变；从所述无线电力接收器接收指示由所述无线电力接收器接收的电力的改变的信号；以及基于所述所汲取的电力的所述所监视的改变和所述所接收的信号来识别所述物体的所述类型。

根据另一方面，揭示一种用于识别经配置以将电力传递到包含无线电力接收器的装置的无线电力发射器的电力传递区内的物体的类型的设备。所述设备包含：用于监视由所述无线电力发射器汲取的电力的改变的装置；用于从所述无线电力接收器接收指示由所述无线电力接收器接收的电力的改变的信号的装置；以及用于基于所述所汲取的电力的所述所监视的改变和所述所接收的信号来识别所述物体的所述类型的装置。

附图说明

图l是根据一些实施例的无线电力传递系统的功能框图。

图2为根据一些实施例的可用于图l的无线电力传递系统中的组件的功能框图。

图3是根据一些实施例的包含发射线圈或接收线圈的图2的发射电路或接收电路的一部分的示意图。

图4说明根据一些实施例的包含无线电力接收器和吸收体、组件或装置的另一无线电力传递系统。

图5是根据一些实施例的可用于图l和图4的无线电力传递系统中的无线电力发射器的框图。

图6是根据一些实施例的可用于图l和图4的无线电力传递系统中的接收器608的框图。

图7是可用于图5的发射电路中的发射电路的一部分的示意图。

图8是根据一些实施例的识别无线电力场中的物体的类型的方法的流程图。

图9是展示根据一些实施例的由无线电力发射器看到的阻抗值的操作范围的一个实例的曲线图。

图10是展示根据一些实施例的在存在一个、两个和三个无线电力接收器的情况下由无线电力发射器看到的阻抗的变化的曲线图。

图llA是展示根据一些实施例的在存在无线电力接收器和近场通信或RFID装置的情况下由无线电力发射器看到的阻抗的变化的曲线图。

图llB是展示根据一些实施例的在存在无线电力接收器和另一近场通信或RFID装置的情况下由无线电力发射器看到的阻抗的变化的曲线图。

图12是展示根据一些实施例的在存在金属物体的情况下由无线电力发射器看到的阻抗的变化的曲线图。

图13是根据一些实施例的确定所接收的电压中的变化的方法的流程图。

图14是根据一些实施例的基于驱动器电流和所接收的电压的改变来识别无线电力场中的物体的类型的方法的流程图。

图15是根据一些实施例的用于识别无线电力场中的物体的类型的设备的功能框图。

图式中所说明的各种特征可能未按比例绘制。因此，出于清楚目的，各种特征的尺寸可任意扩大或缩小。另外，一些图式可能未描绘给定系统、方法或装置的所有组件。最终，可使用相同的参考数字来表示贯穿说明书和图的相同特征。

具体实施方式

下文结合附图所陈述的详细描述意欲作为对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。在贯穿此描述所使用的术语“示范性”是指“用作一实例、例子或说明”，且应没有必要被解释为比其它示范性实施例优选或有利。所述详细描述出于提供对本发明的示范性实施例的彻底理解的目的而包含特定细节。在一些情况下，以框图形式来展示众所周知的结构和装置。

无线地传递电力可涉及在不使用物理电导体的情况下将与电场、磁场、电磁场或其它者相关联的任何形式的能量从发射器传递到接收器(例如，可将电力传递穿过自由空间)。可通过“接收线圈”来接收、俘获或耦合输出为无线场(例如，磁场)的电力以实现电力传递。

图l为根据本发明的示范性实施例的示范性无线电力传递系统100的功能框图。将输入电力102从电源(未图示)提供到发射器104以用于产生用于提供能量传递的场105。接收器108可耦合到场105，且产生输出电力110以供耦合到输出电力110的装置(未图示)存储或消耗。发射器104与接收器108两者相隔一距离112。在一个示范性实施例中，发射器104和接收器108是根据相互谐振关系进行配置。当接收器108的谐振频率和发射器104的谐振频率大体上相同或非常接近时，发射器104与接收器108之间的发射损耗最小。因此，与可需要需要线圈非常靠近(例如，数毫米)的大线圈的纯感应解决方案相比，可在更大的距离上提供无线电力传递。谐振感应耦合技术可因此实现提高的效率以及在各种距离上以及在多种感应线圈配置下的电力传递。

接收器108可在接收器108位于由发射器104产生的能量场105中时接收电力。场105对应于其中发射器104所输出的能量可被接收器105俘获的区。在一些实施例中，场105可对应于发射器104的“近场”，如下文将进一步描述。发射器104可包含发射线圈114以用于输出能量发射。接收器108进一步包含接收线圈118以用于从能量发射接收或俘获能量。所述近场可对应于其中存在由发射线圈114中的电流和电荷产生的较强的反应场的区，所述电流和电荷最小程度地将电力辐射远离发射线圈114。在一些实施例中，所述近场可对应于处于发射线圈114的约一个波长(或其分数)内的区。根据应用和将与其相关联的装置来设定发射线圈114和接收线圈118的大小。如上文所描述，通过将发射线圈114的场105中的大部分能量耦合到接收线圈118而非以电磁波形式将大部分能量传播到远场而进行有效能量传递。当定位于场105中时，可在发射线圈114与接收线圈118之间形成“耦合模式”。发射线圈114和接收线圈118周围的其中可发生此耦合的区域在本文中称作耦合模式区。

图2为根据本发明的各种示范性实施例的可用于图l的无线电力传递系统100中的示范性组件的功能框图。发射器204可包含发射电路206，所述发射电路可包含振荡器222、驱动器电路224以及滤波器与匹配电路226。所述振荡器222可经配置以在所要频率(例如，468.75KHz、6.78MHz或13.56MHz)下产生信号，所述所要频率可响应于频率控制信号223来调整。可将振荡器信号提供给驱动器电路224，所述驱动器电路经配置以在发射线圈214的(例如)谐振频率下驱动发射线圈214。驱动器电路224可为切换放大器，所述切换放大器经配置以从振荡器222接收方波且输出正弦波。举例来说，驱动器电路224可为E类放大器。还可包含滤波器与匹配电路226以滤除谐波或其它非所要的频率且使发射器204的阻抗与发射线圈214匹配。

接收器208可包含接收电路210，所述接收电路可包含匹配电路232以及整流器与切换电路234，以从AC电力输入产生DC电力输出来对电池236(如图2中所展示)进行充电或向耦合到接收器108的装置(未图示)供电。可包含匹配电路232以使接收电路210的阻抗与接收线圈218匹配。接收器208和发射器204可另外在单独通信信道219(例如，蓝牙、紫蜂(zigbee)、蜂窝式等)上通信。接收器208和发射器204可替代地使用无线场206的特性经由带内信令进行通信。

如下文更全面地描述，可起初具有能够被选择性地停用的相关联负载(例如，电池236)的接收器208可经配置以确定由发射器204发射以及由接收器208接收的电力量是否适合用于对电池236进行充电。此外，接收器208可经配置以在确定电力量适当后即刻启用负载(例如，电池236)。在一些实施例中，接收器208可经配置以直接利用从无线电力传递场接收的电力，而不对电池236进行充电。举例来说，例如近场通信(NFC)或射频识别装置(RFID)可经配置以从无线电力传递场接收电力且通过与无线电力传递场交互而进行通信，且／或利用所接收的电力来与发射器204或其它装置进行通信。

图3是根据本发明的示范性实施例的包含发射线圈或接收线圈352的图2的发射电路206或接收电路210的一部分的示意图。如图3中所说明，用于示范性实施例中的发射电路或接收电路350可包含线圈352。所述线圈还可被称作或被配置为“环形”天线352。线圈352在本文还可被称作或被配置为“磁性”天线或感应线圈。术语“线圈”意在指代可向另一“线圈”无线地输出能量或接收用于耦合到另一“线圈”的能量的组件。所述线圈还可被称作经配置以无线地输出或接收电力的类型的“天线”。线圈352可经配置以包含空气芯或物理芯(例如，铁氧体芯(未图示))。空气芯环形线圈可能更可容许放置于所述芯附近的外来物理装置。此外，空气芯环形线圈352允许将其它组件放置于芯区域内。另外，空气芯环可更容易实现接收线圈218(图2)在发射线圈214(图2)的平面内的放置，在所述平面中，发射线圈214(图2)的耦合模式区可更强大。

如所陈述，在发射器104与接收器108之间的匹配或几乎匹配的谐振期间可发生发射器104与接收器108之间的有效能量传递。然而，甚至当发射器104与接收器108之间的谐振不匹配时，也可传递能量，但效率可能受到影响。通过将来自发射线圈的场105的能量耦合到驻留于建立了此场105的邻域中的接收线圈而非将能量从发射线圈传播到自由空间中而发生能量的传递。

环形线圈或磁性线圈的谐振频率是基于电感和电容。电感可简单地为由线圈352产生的电感，而可将电容添加到线圈的电感以在所要的谐振频率下产生谐振结构。作为非限制性实例，可将电容器352及电容器354添加到发射电路或接收电路350，以形成选择谐振频率下的信号356的谐振电路。因此，对于较大直径的线圈来说，持续谐振所需的电容的大小可随着环的直径或电感增加而减小。此外，随着线圈的直径增加，近场的有效能量传递区域可增加。使用其它组件形成的其它谐振电路也是可能的。作为另一非限制性实例，电容器可并联地放置于线圈350的两个端子之间。对于发射线圈，具有大体上对应于线圈352的谐振频率的频率的信号358可为到线圈352的输入。

在一个实施例中，发射器104可经配置以输出具有对应于发射线圈114的谐振频率的频率的时变磁场。当接收器处于场105内时，所述时变磁场可在接收线圈118中感应电流。如上文所描述，如果接收线圈118经配置以在发射线圈ll8的频率下谐振，那么可高效地传递能量。可如上所述对接收线圈118中感应的AC信号进行整流以产生DC信号，可提供所述DC信号对负载进行充电或供电。

图4说明根据一些实施例的包含吸收体、组件或装置的无线电力传递系统。如图4中所说明，无线电力系统480包含无线充电器482和一个或一个以上无线电力可充电装置484A和484B。

无线电力系统480进一步包含组件、吸收体或装置486(本文为吸收体486)，其可包括非相容装置，例如近场通信(NFC)装置或RFID卡。NFC装置可使用NFC装置的天线与和所述NFC装置通信的装置的天线之间的感应。举例来说，吸收体486可为经配置以与包含无线充电器482的装置通信的NFC装置。吸收体486也可为无意的无线电力吸收体组件，例如金属物体。金属物体可通过影响无线电力场来干扰无线充电器482的操作以及由可充电装置484A或484B接收的电力。装置486以及每一可无线充电的装置484A和484B可定位在无线充电器482的充电区内。所述装置的定向不限于图4中所说明的装置的定向。

如上文所论述，在无线电力传递系统中，未授权的装置或其它组件可干扰将电力发射到待充电的装置的充电装置的操作。举例来说，当将无意的电力吸收体或显著大块的金属添加到无线充电系统时，可执行关闭或降低所发射的电力以保护所述系统和无意的电力吸收体。NFC装置可吸收大量的电力且可由于其未被设计成处置高电力电平而显著发热。举例来说，正在相同频率下操作或能够从无线电力发射器拾取电力的NFC装置可从无线电力发射器接收过多电力。接收过多电力可导致对NFC装置的不合意的加热。此外，例如金属物体等无意的吸收体可干扰无线电力系统的操作。举例来说，大量金属可通过将系统解调成使得发射器在其正常操作参数之外操作的程度而可具有对系统的不利影响。另外，红铁粉接收器可试图从无线电力发射器拾取电力，其可影响到有效接收器的电力递送且此外可影响无线电力系统的效率。在以上实例中的任一者中，需要检测此些元件的添加以及调整无线电力传递系统的参数(例如，通过降低所发射的功率)以保护所述系统中的装置且更高效地传递电力。

为了确定如何调整无线电力系统的参数，根据一些实施例，执行对存在于无线电力传递场中的装置的类型的识别。举例来说，系统可在非既定的充电装置与其它元件的添加之间进行区分。参考图4，无线充电器482可经配置以识别吸收体486的物体类型。另外，无线充电器482可经配置以在识别后即刻调整无线电力场且／或保护吸收体486，例如NFC装置。根据本文中所描述的一些实施例，在最小硬件要求的情况下，系统可能够允许保护NFC装置免遭毁坏，且保护无线电力发射器免于在可导致无线电力系统中的装置损坏的低效状态中操作。

此外，根据一种或一种以上方法，无线充电器482可经配置以保护(例如，减少或可能地消除电力传递)在关联的充电区内检测到的一个或一个以上非相容装置(例如，吸收体486)。根据一些实施例，无线充电器482可经配置以在关联的发射天线或线圈的区内不应定位有装置的区域内传递电力。作为更特定的实例，无线充电器482可以某一方式进行配置以防止例如NFC装置等装置定位成紧邻发射天线514。因此，装置(例如，NFC装置)可不定位在具有最强场的区域内。根据另一实施例，无线充电器482可经配置以在检测到NFC或RFID装置后即刻减少或消除(例如，关闭)从其传递的电力。根据又一实施例，可减少每一相容装置(例如，可无线充电的装置484A或484B)的负载阻抗，因此，减少递送到定位在关联的充电区内的非相容装置的电力量。

图5是根据一些实施例的可用于图l和图4的无线电力传递系统中的无线电力发射器的框图。发射器504可包含在如上文参考图4所描述的充电器482等充电器中。发射器504可包含发射电路505和发射线圈514。发射线圈514可为如图3中所示的线圈352。发射电路505可通过提供振荡信号而将RF电力提供到发射线圈514，所述振荡信号导致在发射线圈514周围产生能量(例如，磁通量)。发射器504可在任何合适频率下操作。举例来说，发射器504可在13.56MHz的ISM频带下操作。

发射电路505可包含TX阻抗调整电路509，所述TX阻抗调整电路经配置以基于发射线圈514的阻抗来调整发射电路505的阻抗以增加效率。发射电路505还可包含低通滤波器(LPF)508，所述低通滤波器经配置以将谐波发射减小到用以防止耦合到接收器108(图1)的装置的自扰的水平。其它实施例可包含不同滤波器拓扑(包含(但不限于)使特定频率衰减同时使其它频率通过的陷波滤波器)，且可包含自适应阻抗匹配，其可基于可测量的发射度量(例如，到发射线圈514的输出电力或由驱动器524汲取的DC电流)而变化。发射电路505进一步包含经配置以驱动如由振荡器523确定的RF信号的驱动器524。振荡器523、驱动器524、低通滤波器508以及阻抗调整电路509可共同被称作发射器驱动电路570。发射电路505可由离散装置或电路组成，或者替代地，可由集成组合件组成。来自发射线圈514的功率输出的一个实例可为约2.5瓦。

发射电路505可进一步包含控制器515，以用于在针对特定接收器的发射阶段(或工作循环)期间选择性地启用振荡器523，以用于调整所述振荡器523的频率或相位，且用于调整输出电力水平来实施用于经由相邻装置所附接的接收器与相邻装置交互的通信协议。控制器515在本文还可被称作处理器515。振荡器相位的调整以及发射路径中的相关电路可允许减少带外发射，尤其在从一个频率转变到另一频率时。

发射电路505可进一步包含负载感测电路516，所述负载感测电路经配置以检测在由发射线圈514产生的近场附近的有效接收器的存在或不存在。举例来说，负载感测电路516监视流动到驱动器524的电流，所述电流可受在由发射线圈514产生的场附近的有效接收器的存在或不存在影响，如下文进一步描述。由控制器515监视对驱动器524上的负载的改变的检测，以用于确定是否启用振荡器523来用于发射能量且与有效接收器通信。如下文参考图8、13和14更详细地描述，在驱动器524处测得的电流可用于确定无效装置是否定位在发射器504的无线电力传递区内。

发射线圈514可用绞合线实施，或实施为具有经选择以使电阻性损耗保持较低的厚度、宽度和金属类型的天线带。在一个实施方案中，发射线圈514可一般经配置以与较大结构(例如，桌子、垫子、灯或其它较不便携的配置)相关联。因此，发射线圈514一般可不需要“若干匝”以便具有实用尺寸。发射线圈514的实例性实施方案可为“电学上较小的”(即，具有等于波长的分数的大小)且经调谐以通过使用电容器界定谐振频率而在较低的可用频率下谐振。

发射器504可搜集和追踪关于可与发射器504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505可包含连接到控制器515(在本文中还称作处理器)的存储器572、检测器和／或通信单元580、封闭检测器560，或其组合。控制器515可响应于来自检测和／或通信单元580和封闭检测器560的存在信号而调整由驱动器524递送的电力的量。举例来说，检测和／或通信单元580可经配置以从在发射器504附近的一个或一个以上无线电力接收器接收通信信号，或可检测在发射器504附近的装置或物体的存在。关于无线电力接收器的各种操作参数的信息可存储在存储器572中以供发射器504使用。控制器515可经配置以基于从检测和／或通信单元580接收到的信息来控制发射器504的输出。

作为非限制性实例，检测和／或通信单元580可包含运动检测器，所述运动检测器用于感测被插入到发射器504的覆盖区域中的待充电的装置的初始存在。在检测后，可开启发射器504且可使用由所述装置接收的RF电力来以预定方式双态切换RX装置上的开关，其又导致发射器504的驱动点阻抗的改变。

作为另一非限制性实例，检测和／或通信单元580可包含能够(例如)通过红外检测、运动检测或其它合适的手段来检测人类的检测器。在一些示范性实施例中，可能存在限制发射线圈514可在特定频率下发射的功率的量的规章。在一些实施例中，这些规章意在保护人类免受电磁辐射影响。然而，可能存在其中发射线圈514放置于人类未占用的或人类不经常占用的区域(例如，车库、厂区、车间等)中的环境。如果这些环境没有人类，则可以可准许将发射线圈514的功率输出增加到正常功率约束规章以上。换句话说，控制器515可响应于人类存在而将发射线圈514的功率输出调整到管制水平或更低水平，且当人类在与发射线圈514的电磁场相距管制距离之外时，将发射线圈514的功率输出调整到高于管制水平的水平。

作为一非限制性实例，封闭检测器560(在本文中还可称作封闭隔间检测器或封闭空间检测器)可为例如感测开关等装置，以用于确定外罩何时处于闭合或打开状态中。当发射器在处于封闭状态的外罩中时，可增加发射器的功率水平。

发射器504可经由许多电源接收电力，所述电源例如为用以转换存在于建筑物中的常规AC电力的AC-DC转换器(未图示)、用以将常规DC电源转换成适合于发射器504的电压的DC-DC转换器(未图示)，或发射器可直接从常规DC电源(未图示)接收电力。

在一些实施例中，可使用发射器504借以不会无限地保持开启的方法。在此情况下，发射器504可经编程以在用户确定的时间量后关闭。此特征可防止发射器504(尤其是驱动器524)在其周边的无线装置充满后长时间运行。此事件可能归因于经配置以检测从中继器或接收线圈发送的指示装置充满的信号的电路(例如，检测和／或通信单元580)的故障。为了防止发射器504在另一装置放置于其周边时自动停机，可仅在检测到其周边缺少运动的设定周期后激活发射器504自动关闭特征。用户可能够确定不活动时间间隔，且在需要时改变所述不活动时间间隔。作为一非限制性实例，所述时间间隔可比在假定特定类型的无线装置最初完全放电的情况下充满所述装置所需的时间间隔长。

图6是根据一些实施例的可用于图l和图4的无线电力传递系统中的接收器608的框图。举例来说，接收器608可包含于如上文参考图4所描述的可充电装置484A或484B中的一者中，且可经配置以从充电器接收电力，所述充电器例如为包含如上文所描述的发射器(例如，发射器504)的充电器482。接收器608包含接收电路610，所述接收电路可包含接收线圈618。接收器608还连接到充电装置650或与所述传导装置电耦合以用于向其提供所接收的电力。应注意，将接收器608说明为在充电装置650外部，但其可集成到充电装置650中。能量可无线地传播到接收线圈618且接着经由接收电路610而耦合到充电装置650。举例来说，充电装置包含(例如)移动电话、便携式音乐播放器、膝上型计算机、桌上型计算机、计算机外围装置、通信装置(例如，蓝牙装置)、数码相机、助听器(其它医疗装置)等装置。

接收线圈618可经调谐以在与发射线圈514(如图5中所展示)相同的频率下或在指定的频率范围内谐振。接收线圈618可与发射线圈514类似地设定尺寸，或可基于相关联的充电装置650的尺寸来不同地设定大小。举例来说，充电装置650可为具有比发射线圈514的长度的直径小的直径或长度尺寸的便携式电子装置。在此实例中，接收线圈618可实施为多匝线圈，以便减少调谐电容器(未图示)的电容值，且增加接收线圈的阻抗。举例来说，接收线圈6l8可放置于充电装置650的实质性圆周周围，以便使线圈直径最大化并减少接收线圈618的环匝(例如，绕组)的数目和绕组间电容。

接收电路610可基于接收线圈618的阻抗来提供对接收器的有效阻抗的阻抗调整。接收电路610包含用于将接收到的RF能源转换为供充电装置650使用的充电电力的电力转换电路606。电力转换电路606可一般被称作电压调节器，其用于将从无线场接收到的电力转换为用于对负载进行充电的电力。在一些实施例中，电力转换电路606包含RF-DC转换器620且还可包含DC-DC转换器622。RF-DC转换器620经配置以将在接收线圈618处接收到的RF能量信号整流为具有输出电压V_rect的非交变电力。DC-DC转换器622(或其它电力调节器)将经整流的RF能量信号转换为与充电装置650相容的具有输出电压V_out和输出电流I_out的能量电位(例如，电压)。预期各种RF-DC转换器，包含部分和全整流器、调节器、桥接器、倍增器以及线性和切换转换器。

接收电路610还包含传感器690，所述传感器连接到Rx匹配开关612的输出以及电力转换电路606的输入。传感器690可耦合到如图6中所说明的处理器616或与所述处理器通信。传感器690经配置以感测电力转换电路606的输入处的电压电平(例如，V_Reg)。在一些实施方案中，传感器690经配置以测量经配置以将所接收的电力转换为用于对充电装置650进行充电的电力的调节器的输入处的电压电平。可将测得的电压电平传送到处理器616或由所述处理器检测所述电压电平以用于控制接收器的操作。在一些实施例中，可将测得的电压电平V_Reg传送回到发射器(例如，发射器504)以用于控制发射器的操作。下文将参考图8、13和14更详细地描述用于基于测得的电压电平V_Reg来控制充电系统的方法。

接收电路610可进一步包含RX阻抗调整与切换电路612。RX阻抗调整与切换电路可经配置以基于接收线圈618的阻抗来调整接收电路610的阻抗以提高电力传递期间的效率。此外，RX阻抗调整与切换电路612可经配置以将接收线圈618连接到电力转换电路606或者断开电力转换电路606。将接收线圈618与电力转换电路606断开不仅会中止对充电装置650的充电，而且还会改变发射器404(图2)所“看到”的“负载”。

在一些实施例中，发射器504包含负载感测电路516，所述负载感测电路可检测提供到发射器驱动器电路524的偏置电流的波动。因此，发射器504具有用于确定接收器何时存在于发射器的近场中的机制。

当多个接收器608存在于发射器的近场中时，可能需要对一个或一个以上接收器的加载及卸载进行时间多路复用，以使其它接收器能够更高效地耦合到发射器504。也可遮盖接收器608，以便消除到其它近旁接收器的耦合或减少近旁发射器上的加载。接收器的此“卸载”在本文中也称为“遮盖”。

返回参考图4且如上文所论述，根据一种或一种以上方法，无线充电器482可经配置以检测和识别定位在关联的充电区内的一个或一个以上非相容装置(例如，吸收体486)。根据一些实施例，无线充电器482可经配置以确定正由关联的充电区内的无线充电器482的无线电力发射器(例如，图5的发射器504)发射的电力是否未被考虑到。根据另一实施例，在遮盖了每一可无线充电的装置484A或484B之后，无线充电器482可经配置以测量发射器处的一个或一个以上性质以确定非相容装置是否正在汲取电力。根据又一实施例，在遮盖了每一可充电装置484A或484B之后，无线充电器482可经配置以经由与发射器相关联的一个或一个以上测得的性质以及与一个或一个以上可无线充电的装置484A和484B相关联的一个或一个以上测得的性质来确定非相容装置是否正在汲取电力。

此外，由接收器608控制且由发射器504检测的卸载与加载之间的切换可提供从接收器608到发射器504的通信机制。另外，一协议可与所述切换相关联，所述协议使得能够将消息从接收器608发送到发射器504。举例来说，切换速度可为约100微秒。

另外或替代地，根据一些实施例，可充电装置484A和484B中的每一者可经配置以在将信息传送到充电器482的同时不断地接收电力。此外，在一些实施例中，发射器504与接收器608之间的通信涉及装置感测和充电控制机制(例如，使用耦合场的带内信令)而非常规双向通信。换句话说，发射器504可使用所发射信号的开／关键控来调整近场中的能量是否可用。接收器608可将这些能量改变解译为来自发射器504的消息。从接收器侧，接收器608可使用接收线圈618的调谐与解谐来调整正从场接受多少电力。在一些实施例中，可经由切换电路612来完成所述调谐与解谐。发射器504可检测来自场的所使用的电力的此差异，且将这些改变解译为来自接收器608的消息。还可利用对发射电力和负载特性的其它形式的调制。

返回参考图6，接收电路610可进一步包含经配置以识别所接收的能量波动的信令检测器和信标电路614，所述能量波动可对应于从发射器到接收器的信息性信令。此外，信令与信标电路614还可用以检测减少的信号能量(即，信标信号)的发射，并将所述减少的信号能量整流为标称电力，以用于唤醒接收电路610内的未供电或耗尽电力的电路，以便配置接收电路610来用于无线充电。

接收电路610进一步包含处理器616，以用于协调本文中所描述的接收器608的过程(包含对本文中所描述的RX阻抗调整与切换电路512的控制)。还可在其它事件(包含检测到将充电电力提供到充电装置650的外部有线充电源(例如，壁式／USB电力))发生后即刻遮盖接收器608。除了控制对接收器的遮盖外，处理器616还可监视信标电路614以确定信标状态，并提取从发射器504发送的消息。处理器616还可调整DC-DC转换器622以获得提高的效率和性能。

图7是可用于图5的发射电路505中的发射电路700的一部分的示意图。发射电路700可包含如上文参考图5中的驱动器电路524所描述的驱动器电路724。如上文所描述，驱动器电路724可为切换放大器，所述切换放大器可经配置以接收方波且输出正弦波以提供给发射电路750。在一些实施例中，可将驱动器电路724称作放大器电路。驱动器电路724被展示为E类放大器；然而，根据本发明的实施例，可使用任何合适的驱动器电路724。驱动器电路724可由来自如图5中所示的振荡器523的输入信号702驱动。还可向驱动器电路724提供驱动电压V_D，所述驱动电压经配置以控制可通过发射电路750递送的最大功率。为了消除或减少谐波，发射电路700可包含滤波器电路726。滤波器电路726可为三极(电容器734、电感器732和电容器736)低通滤波器电路726。

可将由滤波器电路726输出的信号提供给包括线圈715的发射电路750。发射电路750可包含串联谐振电路，所述串联谐振电路具有可在由驱动器电路724提供的经滤波信号的频率下谐振的对应于电容器720的电容以及电感(例如，其可归因于线圈的电感或电容，或归因于额外的电容器组件)。发射电路750的负载可由可变阻抗722表示，所述可变阻抗可包含电阻性组件和电抗性组件。如由发射电路750看到的阻抗722的值可为经定位以从发射电路750接收电力的一个或一个以上无线电力接收器的函数。发射电路750可经配置以在如下文参考图9所描述的预定负载条件范围内稳定地操作。

图8是根据一些实施例的识别无线电力场中的物体的类型的方法的流程图。方法800可由无线电力发射器执行，所述无线电力发射器例如为如上文参考图5所论述的发射器504且其可并入例如如上文参考图4所论述的充电器482等充电器中。如图8中所示，方法800包含通过框802展示监视由无线电力发射器汲取的电力的改变。举例来说，如上文参考图5所论述，负载感测电路516可经配置以监视由驱动器524汲取的电流的量。方法800还包含通过框804展示从无线电力接收器接收指示由无线电力接收器接收的电力的改变的信号。举例来说，检测和／或通信单元580可经配置以接收通信信号，所述通信信号包含指示由无线电力接收器接收的电力的改变的信息。在一个实施例中，可通过可至少部分由检测和／或通信单元580处理的无线电力传递场的调制经由带内信令来传递通信信号。在一个实施例中，检测和／或通信单元580可包含通信元件，例如天线，且可经配置以接收经由单独的通信信道(例如，经由RF通信信号)传送的信号。此外，方法800包含如框806展示的基于所汲取的电力的所监视的改变以及所接收的信号来识别物体的类型。举例来说，基于所汲取的电力的所监视的改变以及所接收的信号，无线电力发射器的控制器(例如，控制器515)可从经授权的无线电力接收器、未授权的无线电力接收器、非既定的吸收体(例如，金属物体)和通信装置(例如，NFC装置或RFID装置)中确定无线电力场内存在的物体的类型。

物体的类型和无线电力场的识别可基于无线电力发射器的驱动器响应的配置。举例来说，在如上文参考图7所论述的E类放大器的情况下，由驱动器724汲取的电流的量可基于如由无线电力发射器看到的负载条件(例如，等效可变阻抗722的阻抗值)。下文将参考图9、10、llA、llB和12更详细地描述无线电力发射器的阻抗响应。图9、10、l1A、llB和12中的每一者包含以50∶l的尺度绘制阻抗的斯密斯图。

图9是展示根据一些实施例的由无线电力发射器看到的阻抗值的操作范围的一个实例的曲线图。图9展示使用表示恒定电阻值和电抗值的圆圈来绘制复数阻抗的斯密斯图。举例来说，如图9中所示，两条线的每一交叉点对应于由函数R+jX表征的复数阻抗的电阻性(例如，实数)分量和电抗性(例如，虚数)分量的值，其中R是复数阻抗的电阻性分量且X是电抗性分量。如图9中所示，驱动器(例如，驱动器524、724)可被设计成在如由范围902指示的限定的R和X范围内操作。所述操作范围不限于图9中所示的所说明的实例性范围，且可变化以提供对各种负载条件的不同驱动器响应。

图10是展示根据一些实施例的在存在一个、两个和三个无线电力接收器的情况下由无线电力发射器看到的阻抗的变化的曲线图。在一个实例中，发射器可经调谐以展现出具有如在没有负载呈现给发射器时展示的电感性分量和小电阻性分量的阻抗。如图10中所示，在不存在负载的情况下，发射器展现出如由阻抗点1000展示的约2.5+j30(或50×(0.05+j0.6))的阻抗值。阻抗点1002、1004和1006中的每一者说明分别向无线电力系统添加一个、两个和三个无线电力接收器的效果。举例来说，添加一个无线电力接收器可产生如由阻抗点1002展示的约25+j20(或50×(0.5+j0.4))的阻抗值，其为相对于阻抗点1000到如由发射器看到的负载条件的电阻性和电抗性移位两者。类似地，添加第二接收器会产生如由阻抗点1004展示的约50+j0(或50×(1+j0))的阻抗值，而添加第三接收器会产生如由阻抗点1006展示的约80+j30(或50×(1.6-j0.6))的阻抗值因此，如图10中所示，对于特定设计，将无线电力接收器添加到无线电力场会导致到如由发射器看到的阻抗的实数和电抗性移位两者。

图llA是展示根据一些实施例的在存在无线电力接收器和近场通信或RFID装置的情况下由无线电力发射器看到的阻抗的变化的曲线图。在一些实施例中，发射器可经调谐以使得在不存在负载的情况下，所述发射器展现出如由阻抗点1100展示的约2.5+j30(或50×(0.05+j0.6))的阻抗值。将不同类型的装置添加到无线电力场可导致不同的阻抗移位。举例来说，添加一个无线电力接收器会产生如由阻抗点1102展示的约25+j20(或50×(0.5+j0.4))的阻抗值，其为相对于阻抗点1100到如由发射器看到的负载条件的电阻性和电抗性移位两者。添加近场(NFC)或RFID通信装置可导致如由阻抗点1104展示的具有35+j20(或50×(0.7+j0.4))的值的阻抗的仅实数分量的移位。如图所示，所得的阻抗仅展现出电阻性移位1106。

其它NFC或RFID装置也展现出到阻抗的实数和电抗性移位两者。图llB是展示根据一些实施例的在存在无线电力接收器和另一近场通信或RFID装置的情况下由无线电力发射器看到的阻抗的变化的曲线图。如图llB中所示，添加不同的NFC或RFID装置会导致具有35+j10(或50×(0.7+j0.2))的值的电阻性移位1106和电抗性移位1108阻抗点lll0。

图12是展示根据一些实施例的在存在金属物体的情况下由无线电力发射器看到的阻抗的变化的曲线图。在一些实施例中，发射器可经调谐以使得在不存在负载的情况下，所述发射器展现出如由阻抗点1200展示的约2.5+j30(或50×(0.05+j0.6))的阻抗值。将金属物体添加到无线电力场会导致到如由发射器看到的阻抗的仅电抗性移位。举例来说，添加小的金属物体可导致到具有2.5+j5(或50×(0.05+j0.1))的值的阻抗点1202的电抗性移位。添加大的金属物体可导致到具有2.5+j250(或50×(0.05+j5.0))的值的阻抗点1204的更大的电抗性移位。

如上文参考图7所论述，无线电力发射器的驱动器可被设计成展现出特定阻抗响应。此外，无线电力接收器的电压调节器的输入处的电压可基于发射器的电压电平输出而改变。举例来说，驱动器可经配置以将发射器的输出电力维持成满足呈现给发射器的负载的要求。因此，驱动器可响应于变化的负载条件而汲取更多或更少的电流。此外，无线电力接收器的电压调节器的输入处的电压基于发射器的输出电压而改变。因此，电压调节器的输入电压电平可基于变化的负载条件而变化。举例来说，如上文参考图12所论述，呈现给系统的金属物体会通过引入与金属物体相关联的电抗而导致系统的调谐的改变。所述电抗移位可导致系统效率的增加或减小。在降低的效率的情况下，驱动器可被设计成当在无线电力场中存在金属物体时汲取更大的电流来用于驱动发射线圈。还可将降低的效率测量为无线电力系统中的接收器的输入处的较低的电压。或者，在金属物体归因于电抗移位而导致增加的效率的情况下，可检测到接收器的输入处的电压的增加。

被引入到无线电力场的近场通信装置、RFID装置或无线电力接收器(例如，移动电话)可导致如由发射器看到的电阻的增加，如上文参考图10到ll所论述。驱动器可被设计成响应于电阻的增加而汲取更大的电流且增加穿过发射线圈的电流。归因于来自发射器的电力输出的增加，可大体上维持接收器的输入处的电压。从系统移除的或移动远离无线电力发射器的无线电力接收器可导致如由发射器看到的较小的电阻。驱动器可被设计成响应于减小的电阻而汲取较小的电流且减小穿过发射线圈的电流，且归因于无线电力接收器与发射器之间的较弱的耦合，还可减小接收器的输入处的电压。通过监视发射器和接收器对变化的负载条件的响应，鉴于系统的设计参数，可识别被引入到无线电力传递场的物体。

图13是根据一些实施例的确定所接收的电压中的变化的方法的流程图。图13中所说明的方法1300是在无线电力接收器中操作的过程的实例，所述无线电力接收器例如为如上文参考图6所论述的无线电力接收器608，其可包含在如上文参考图4所论述的可充电装置484A或484B中。方法1300可由例如处理器616等控制器或处理器实施以检测无意的吸收体的存在，且／或保护无线电力系统中的装置(例如，如上文所论述的NFC卡)。

方法1300可包含如框1302中所说明来测量接收器处的调节器的输入处的电压，以建立基线电压读数V_Reg0。所述方法还可包含测量调节器电压V_RegC的现在值以将调节器电压的改变计算为ΔV_Reg=V_RegC-V_Reg0，如框1304所展示。在决策框1306处，将电压的改变ΔV_Reg的量值与电压改变阈值V-TH量值进行比较。如果电压的改变ΔV_Reg的量值大于电压的阈值量值改变V-TH，那么可将消息发送到发射器，如框1308所说明。如果测得的电压Vreg不大于阈值电压Vreg，那么所述方法可继续在框1302处测量接收器调节器电压。

图14是根据一些实施例的基于驱动器电流和所接收的电压中的改变来识别无线电力场中的物体的类型的方法的流程图。举例来说，方法1400可在无线电力发射装置(例如，充电器482和／或发射器504)中实施。方法1400可由例如控制器515等控制器或处理器实施以检测无意的吸收体的存在，且／或保护无线电力系统中的装置(例如，如上文所论述的NFC卡)。方法1400还允许发射器与接收器之间的通信，以用于减少对系统中的非所要的物体(例如，吸收体486)的错误检测，且用于保护无线电力系统中的装置。

所述方法可包含测量由无线电力发射器的驱动器汲取的电流电平以确定基线电流电平I_PA0，如框1402所展示。在框1404处，可从接收器接收到指示接收器的调节器的输入处的电压电平的改变ΔV_Reg的消息。举例来说，接收器可将所述消息传送到发射器，如上文参考图13所论述。到发射器的驱动器的输入电流的测量可与对来自接收器的消息的接收并行地或同时地发生。如框1406中所示，所述方法包含将由发射器的驱动器汲取的电流测量为电流电平I_PAc，且将所汲取的电流的改变确定为Δ_IPA=I_PAc-I_PA0。举例来说，随着负载条件改变，发射器的驱动器可经配置以汲取更多或更少的电流来满足呈现给发射器的负载的要求。

在决策框1408处，所述方法确定接收器处的测得的电压的改变ΔV_Reg的量值是否已超过阈值电压改变V_TH。在一些实施例中，测得的电压的改变ΔV_Reg的量值与阈值电压改变V_TH的比较可在接收器处执行，且从接收器接收到的消息可指示测得的电压的改变ΔV_Reg的量值消息是否大于阈值电压改变V_TH。此外，在决策框1408处，所述方法可确定电流的改变Δ_IPA的量值是否大于阈值电流改变水平I_TH。如果测得的电压改变ΔV_Reg的量值已超过阈值电压改变V_TH或测得的电流改变ΔI_PA的量值已超过阈值电压改变I_TH，那么所述方法可进行到决策框1410。如果测得的电压改变ΔV_Reg尚未超过阈值电压改变V_TH且测得的电流改变ΔI_PA尚未超过阈值电流改变I_TH，那么所述方法可返回到框1404，其中监视来自接收器的关于电压改变ΔV_Reg的消息，且在框1406处重新确定发射器的驱动器的输入的电流改变。

在一些实施例中，基于测得的电压改变ΔV_Reg和电流改变ΔI_PA来控制无线电力发射系统的方法可将电压的改变ΔV_Reg和电流的改变ΔI_PA与预定阈值量值(例如，TH-I和V-TH)进行比较。基于电流的改变的量值、电压的改变的量值的比较以及每一者的改变的方向(例如，正或负改变)，所述方法可辨别出存在于无线电力发射区内的装置的类型。在一些实施方案中，发射器可依赖于查找表来使改变值相关且确定未授权的装置是否存在于无线电力发射区内。举例来说，发射器可查找接收器的调节器的输入处的电压的改变的值ΔV_Reg以及驱动器的输入处的电流的改变的值ΔI_PA。可将查找表存储在例如存储器572等存储器中，且可由如上文参考图5所论述的发射器504的控制器515来存取。

返回参考图14，如决策框1410中所示，所述方法可使接收器的调节器的输入处的电压的改变的值ΔV_Reg以及发射器处的功率放大器的输入处的电流的改变的值I_PA与存储于查找表中的值相关。基于驱动器的设计，查找表可使驱动器的已知阻抗响应相关以辅助识别存在于充电场内的装置的类型。下表l中展示了查找表的一个实例，所述表是基于具有已知的阻抗响应的驱动器的一个特定设计。

表1

	-ΔV_Reg	\|ΔV_Reg\|<V_TH	+ΔV_Reg
				-ΔI_PA	继续充电	潜在金属	潜在金属
\|ΔI_PA\|<I_TH	潜在NFC	继续充电	潜在金属
				+ΔI_PA	潜在NFC	潜在NFC	潜在金属

如表l中所示，如果电压的改变ΔV_Reg具有正值和大于阈值的量值(例如，如表l中所示的+ΔV_Reg)，那么所述方法可确定潜在金属存在于系统中且可进行到框1416，如图4中所示。如果电压的改变ΔV_Reg的量值小于电压的阈值改变V_TH，那么对装置的类型的确定可基于由驱动器汲取的电流的改变ΔI_PA。举例来说，如表l中所示且如上文参考框1408所论述，如果电压的改变ΔV_Reg的量值以及电流的改变ΔI_PA的量值两者均小于阈值，那么所述方法可确定经授权的接收器位于充电场内且可继续执行无线电力充电操作。如果电压的改变ΔV_Reg的量值小于阈值电压改变V_TH，且电流的改变ΔI_PA具有正值和大于阈值电流改变I_TH的量值(例如，如表l中所示的+ΔI_PA)，那么所述方法可确定在充电场内潜在地存在NFC或RFID装置，且可进行到框1412，如图4中所示。如果电压的改变ΔV_Reg的量值小于阈值电压改变V_TH，且电流的改变ΔI_PA具有负值且具有大于阈值电流改变I_TH的量值，那么所述方法可确定在充电场内潜在地存在金属物体，且可进行到框1416，如图4中所示。

如果电压的改变ΔV_Reg具有负值和大于阈值的量值(例如，如表l中所示的-ΔV_Reg)，在电流的改变具有小于电流的阈值改变I_TH的量值或具有正值和大于电流的阈值改变I_TH的量值(例如，+ΔI_PA)的情况下，那么所述方法可确定NFC装置(或RFID装置)可能潜在地处于充电区内。如果电压的改变ΔV_Reg具有负值和大于阈值V_TH的量值(例如，如表l中所示的-ΔV_Reg)，且电流的改变ΔI_PA具有负值和大于阈值电流改变I_TH的量值(例如，-ΔI_PA)，那么所述方法可确定经授权的接收器装置处于充电区中且可通过继续充电操作而进行下去，且返回到框1404以继续监视ΔV_Reg的值。

在确定了充电区内的潜在NFC装置(或RFID装置)之后，所述方法可计算由接收器接收的电力的量，如框1412中所示。可基于从接收器接收到的消息来确定和／或计算由接收器接收的电力的量。所述方法可随后进行到决策框1414，且将由接收器接收的电力的量与阈值接收器电力进行比较TH-RX_P。如果所接收的电力的量大于阈值，那么所述方法可确定NFC装置或RFID装置不在充电区中，可继续进行充电操作且返回到框1404。如果所接收的电力的量小于阈值，那么所述方法可确定NFC装置或RFID装置在充电区内，且可进入低功率发射模式，如框1422处所示，以便保护NFC装置或RFID装置。低功率发射模式可对应于从发射器输出的功率电平，使得NFC装置或RFID装置将不会被无线电力传递场损坏。举例来说，低功率发射模式可对应于从发射器输出的功率，使得由RFID装置或NFC装置接收的电力的量小于预定阈值。由RFID装置或NFC装置接收的电力量是从发射器输出的功率、发射器与RFID装置或NFC装置之间的耦合效率、系统中的无线电力接收器的存在以及发射器与可能存在的无线电力接收器中的每一者之间的耦合效率的函数。举例来说，在不存在无线电力接收器的情况下，可设定发射器的输出功率以将小于约400mW提供给RFID装置或NFC装置。在存在一个或一个以上无线电力接收器的情况下，可将来自发射器的输出功率设定为将电力提供给系统中的一个或一个以上接收器以及将小于约400mW提供给RFID装置或NFC装置的水平。

在确定了充电区内的潜在金属物体之后，所述方法可计算系统效率的改变，如框1416中所示。举例来说，可将充电区内的所有无线电力接收器所接收的电力量与无线电力发射器所输出的电力量进行比较。可通过从无线电力接收器发送的一个或一个以上消息来确定由无线电力接收器接收的电力量。在决策框1418处，将系统效率与阈值效率值TH-E进行比较。如果系统效率低于阈值效率，那么所述方法可确定显著的金属物体位于充电区内，且可进入如框1422中所示的低功率发射模式，以便保护无线电力发射器和接收器。如果系统效率大于阈值，那么所述方法可进行到决策框1420。在决策框1420处，所述方法可确定发射器是否已从无线电力接收器接收到新识别消息。如果发射器已接收到新识别消息，那么所述方法可继续充电操作可返回到框1404。举例来说，被引入到系统的新接收器可在其充电端口被停用的情况下进入系统。因此，接收器可被发射器感知为金属物体。发射器可首先确认尚未添加NFC装置，如参考决策框1410所论述。在此确定之后，发射器可在预期接收器装置开启其充电端口时增加电压输出。所述接收器可随后通过测量接收器的调节器的输入处的电压电平的增加(例如，ΔV_Reg)来检测发射器的电压输出的增加。响应于检测到调节器电压的增加，接收器可随后开启其充电端口。如果发射器尚未接收到新ID消息，那么所述方法可确定在系统中已检测到金属，且进行到进入如框1422中所示的低功率发射模式。低功率发射模式可对应于来自发射器的功率输出电平，使得金属物体对发射器的影响将不会损坏发射器。

通过在决策框1418处确认所接收的功率的电平以及决策框1418处的系统效率，所述方法可排除对NFC装置、RFID装置或金属物体的错误检测。

如图14中所示，所述方法在检测到NFC装置、RFID装置或金属物体时通过停止发射而进行下去。然而，发射器在识别无线场中的物体之后的表现可基于发射器是否已在系统中检测到NFC装置、RFID装置或金属。

如果发射器已检测到NFC或RFID装置，那么发射器可通过(例如)停止发射来调整其操作，以便保护NFC或RFID装置免被无线场损坏。如果发射器已检测到金属，那么发射器可通过(例如)减小功率输出来调整其操作，以便保护发射器和其它接收器装置免受检测到的金属对无线场的影响。

在低功率发射模式期间，在一些实施例中，发射器可经配置以针对由驱动器汲取的电流设定基线电流电平I_LP。可相对于基线电流I_LP来监视由驱动器汲取的电流。如果检测到超过电流值的阈值改变的电流的改变(I_TH-ER)，那么确定已从系统移除了所识别的物体，且发射器可继续进行正常的电力发射。

以上描述的方法的各种操作可由能够执行所述操作的任何合适装置(例如，各种硬件和／或软件组件、电路和／或模块)执行。通常，图中所说明的任何操作可由能够执行所述操作的对应功能装置执行。图15是根据一些实施例的用于识别无线电力场中的物体的类型的设备的功能框图。举例来说，如图15中所示，所述设备可包含用于监视由无线电力发射器汲取的电力的改变的装置，如由框1502所说明。举例来说，所述用于监视所汲取的电力的改变的装置可对应于耦合到发射器的驱动器电路的输入的电流传感器，如上文参考图5的负载感测电路516所论述。所述设备还包含用于从无线电力接收器接收指示由无线电力接收器接收的电力的改变的信号的装置，如由框1504所说明。举例来说，所述用于接收信号的装置可对应于检测和／或通信单元508，如上文参考图5所论述。所述设备还包含用于基于所汲取的电力的所监视的改变以及所接收的信号来识别物体的类型的装置，如由框1506所说明。举例来说，所述用于识别物体的类型的装置可对应于控制器515，如上文参考图5所论述。所述设备的组件中的每一者可经配置以经由通信和／或控制总线1510进行通信。

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贯穿以上描述中而参考的数据、指令、命令、信息、信号、位、符号及码片。

可将结合本文中所揭示的实施例而描述的各种说明性逻辑块、模块、电路和算法步骤实施为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为清楚说明硬件与软件的此互换性，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。所述功能性是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。可针对每一特定应用以不同的方式实施所描述的功能性，但此些实施决策不应被解释为导致与本发明的实施例的范围的偏离。

结合本文所揭示的实施例所描述的各种说明性块、模块及电路可用通用处理器、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，或其经设计以执行本文所描述的功能的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、多个微处理器的组合、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。

结合本文中所揭示的实施例而描述的方法或算法的步骤和功能可直接以硬件、以由处理器执行的软件模块，或以两者的组合体现。如果以软件实施，则可将功能作为有形的非暂时性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。软件模块可驻留于随机存取存储器(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、硬磁盘、可装卸磁盘、CD ROM或此项技术中已知的任何其它形式的存储媒体中。将存储媒体耦合到处理器，使得所述处理器可从存储媒体读取信息及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。如本文中所使用，磁盘及光盘包含压缩光盘(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，其中磁盘通常磁性地再现数据，而光盘使用激光光学地再现数据。以上各者的组合也应包含在计算机可读媒体的范围内。处理器及存储媒体可驻留于ASIC中。ASIC可驻留于用户终端中。在替代方案中，处理器及存储媒体可作为离散组件驻留于用户终端中。

为了概括本发明的目的，已在本文描述了本发明的某些方面、优点和新颖特征。将理解，不一定所有此些优点可根据本发明的任何特定实施例来实现。因此，可以实现或优化如本文所教示的一个优点或优点群组而不一定实现如可在本文中教示或暗示的其它优点的方式来体现或实行本发明。

对上述实施例的各种修改将是容易显而易见的，且在不脱离本发明的精神或范围的情况下，本文所界定的一般原理可应用于其它实施例。因此，本发明无意限于本文中所展示的实施例，而是将赋予本发明与本文中所揭示的原理和新颖特征相一致的最广范围。

Claims

1.一种用于检测无线电力发射器的电力递送区内的物体的设备，所述无线电力发射器经配置以将电力传递到具有无线电力接收器的装置，所述设备包括：

驱动器，其经配置以产生驱动信号以驱动所述无线电力发射器输出无线电力场；

传感器，其经配置以感测所述驱动器所汲取的电力量，从而产生感测信号；

通信单元，其经配置以从所述无线电力接收器接收指示所述无线电力接收器所接收的电力的改变的信号；以及

控制器，其经配置以基于所述感测信号而监视所述驱动器所汲取的电力的改变，且基于所述所汲取的电力的所述所监视的改变和所述所接收的信号中的至少一者来识别物体的类型。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述控制器经配置以将所汲取的电力的所述改变与第一阈值进行比较且将所述所接收的信号与第二阈值进行比较。

3.根据权利要求2所述的设备，其进一步包括在超过所述第一阈值和第二阈值中的至少一者时调整所述无线电力场的输出功率。

4.根据权利要求1到3中任一权利要求所述的设备，其中所述传感器经配置以感测所述驱动器所汲取的电力的初始水平，且所述控制器经配置以基于所述所感测的初始水平来确定所述驱动器所汲取的电力的基线值。

5.根据权利要求4所述的设备，其中所述控制器经配置以基于所述感测信号与基线值的比较来确定所汲取的电力的所述改变。

6.根据权利要求1到5中任一权利要求所述的设备，其中所述指示所述无线电力接收器所接收的电力的改变的信号是基于所述无线电力接收器所接收的电力的测得量相对于所述无线电力接收器所接收的电力的基线量的比较来确定，且其中所接收的电力的所述基线量是由所述无线电力接收器预先确定。

7.根据权利要求1到6中任一权利要求所述的设备，其中所述所接收的信号包含关于所述无线电力接收器所接收的电力的所述改变的极性和量值的信息，且其中所述控制器经配置以至少部分基于所述极性和所述量值来识别物体的所述类型。

8.根据权利要求1到7中任一权利要求所述的设备，其中所述控制器经配置以确定所述驱动器所汲取的电力的所述改变的极性和量值，且其中所述控制器经配置以至少部分基于所述极性和所述量值来识别物体的所述类型。

9.根据权利要求1到8中任一权利要求所述的设备，其中所述物体是近场通信NFC装置、射频识别RFID装置、未授权的无线电力接收器、经授权的无线电力接收器和金属物体中的一者。

10.根据权利要求l到9中任一权利要求所述的设备，其中所述控制器经配置以监视所述驱动器所汲取的电流的改变。

11.根据权利要求l到8中任一权利要求所述的设备，其中所述所接收的信号指示在所述无线电力接收器的电压调节器的输入处接收的电压的改变。

12.一种识别无线电力发射器的电力传递区内的物体的类型的方法，所述无线电力发射器经配置以将电力传递到包含无线电力接收器的装置，所述方法包括：

监视所述无线电力发射器所汲取的电力的改变；

从所述无线电力接收器接收指示所述无线电力接收器所接收的电力的改变的信号；以及

基于所述所汲取的电力的所述所监视的改变以及所述所接收的信号来识别所述物体的所述类型。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述识别所述物体包括将所汲取的电力的所述改变与第一阈值进行比较且将所述所接收的信号与第二阈值进行比较。

14.根据权利要求13所述的方法，其进一步包括在超过所述第一阈值和第二阈值中的至少一者时调整无线电力场的输出功率。

15.根据权利要求13和14中任一权利要求所述的方法，其进一步包括感测所述驱动器所汲取的电力的初始水平，以及基于所述驱动器所汲取的电力的所述初始水平来确定所述第一阈值。

16.根据权利要求13到15中任一权利要求所述的方法，其中所述指示所述无线电力接收器所接收的电力的改变的信号是基于所述无线电力接收器所接收的电力的测得量相对于所述无线电力接收器所接收的电力的基线量的比较来确定，其中所接收的电力的所述基线量是由所述无线电力接收器预先确定。

17.根据权利要求16所述的方法，其进一步包括接收指示所述接收器所接收的电力的所述基线量的信号，且其中基于所述基线值来确定所述第二阈值。

18.根据权利要求12到17中任一权利要求所述的方法，其中所述物体是近场通信NFC装置、射频识别RFID装置、未授权的无线电力接收器、经授权的无线电力接收器和金属物体中的一者。

19.根据权利要求12到18中任一权利要求所述的方法，其进一步包括接收指示一个或一个以上无线电力接收器所接收的电力量的信号。

20.根据权利要求19所述的方法，其进一步包括将无线电力接收器所接收的所述电力量与阈值接收电力水平进行比较，且在所述所接收的电力小于阈值水平的情况下确定存在近场通信装置。

21.根据权利要求19和20中任一权利要求所述的方法，其进一步包括确定被传递到所述一个或一个以上接收器的电力的效率水平；将所述所确定的效率水平与阈值效率水平进行比较；以及在所述效率水平小于所述阈值效率水平的情况下确定存在金属物体。

22.根据权利要求19到2l中任一权利要求所述的方法，其进一步包括确定被传递到所述一个或一个以上接收器的电力的效率水平；将所述所确定的效率水平与阈值效率水平进行比较；以及在所述效率水平大于所述阈值效率水平的情况下确定是否已接收到新接收器识别消息。

23.根据权利要求22所述的方法，其进一步包括在尚未接收到新接收器识别消息的情况下确定存在金属物体。

24.根据权利要求12到23中任一权利要求所述的方法，其中监视电力的所述改变包括监视所述无线电力发射器的驱动器所汲取的电流的改变。

25.根据权利要求12到24中任一权利要求所述的方法，其中所述所接收的信号指示调节器的输入处的电压的改变。

26.一种用于识别无线电力发射器的电力传递区内的物体的类型的设备，所述无线电力发射器经配置以将电力传递到包含无线电力接收器的装置，所述设备包括：

用于监视所述无线电力发射器所汲取的电力的改变的装置；

用于从所述无线电力接收器接收指示所述无线电力接收器所接收的电力的改变的信号的装置；以及

用于基于所述所汲取的电力的所述所监视的改变以及所述所接收的信号来识别所述物体的所述类型的装置。

27.根据权利要求26所述的设备，其中所述用于监视的装置包括耦合到所述无线电力发射器的驱动器的电流传感器，所述用于接收的装置包括通信或检测单元，且所述用于识别的装置包括控制器。