CN103988394B - 发送无线电力的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种在由无线电力发送器管理的无线电力网络中发送无线电力的方法和装置。所述方法包括向第一无线电力接收器发送第一充电电力；检测第二无线电力接收器；以及向第二无线电力接收器发送第二充电电力。

Description

发送无线电力的方法和装置
技术领域
本发明一般涉及一种发送无线电力的方法和装置，并且更具体地，涉及向多个无线电力接收器发送无线电力的方法和装置。
背景技术
最近，已经开发了无线或无接触充电技术，其现在广泛用于诸如无线电动牙刷或无线电动剃须刀的各种电子设备。
使用基于无线电力发送和接收的无线充电技术，例如，如果用户将诸如移动电话的电子设备简单地放置在充电板上而不将单独的充电接头连接到移动电话，则移动电话的电池可以被自动地再充电。
无线充电技术可以粗略地分类为基于线圈的电磁感应方案、共振方案以及通过将电能转换成为微波来传递电能的射频(RF)/微波辐射方案。
虽然最近更常使用电磁感应方案，但是使用RF/微波辐射方案的实验已经成功。从而，在不久的将来，可以预期更多类型的电子产品将以无线方式被再充电。
基于电磁感应的电力传输在初级线圈和次级线圈之间发送电力。例如，当磁体绕线圈运动时，感应电流发生。使用此原理，发送器生成磁场，并且在接收器中，电流取决于磁场中的改变而被感生，从而产生能量。这种电力发送方法具有优秀的能量传输效率。
至于共振方案，可以通过使用耦合模理论(Coupled Mode Theory)将电力以无线方式传送到电子设备，即使电子设备远离充电设备好几米。共振方案基于这样的物理概念：如果音叉回响，则附近的酒杯也可以以相同频率回响。然而，共振方案使包含电能的电磁波共振，而不是使声音共振。共振的电能仅被直接传递到具有相同共振频率的设备，并且任何未使用的部分作为电磁场被再吸收而不是传播到空中。从而，不同于其他的电磁波，共振的电能将不会影响邻近的设备和人体。
发明内容
技术问题
虽然无线充电方案正在获得许多注意和研究，但是对于无线充电的优先级、搜索无线电力发送器和接收器、选择无线电力发送器和接收器之间的通信频率、调整无线电力、选择匹配电路以及在一个充电周期中分配用于每个无线电力接收器的通信时间，还没有提出标准。具体来说，需要无线电力发送器确定向由无线电力发送器管理的无线电力网络添加无线电力接收器以及从无线电力网络除去无线电力接收器的标准。
技术方案
因此，设计本发明以至少解决上述问题和/或缺点，并至少提供下述优点。
本发明的一方面将提供一种用于无线电力发送器和无线电力接收器的总体操作的标准。
本发明的另一方面将提供无线电力发送器，以及用于确定向由无线电力发送器管理的无线电力网络添加无线电力接收器以及从该无线电力网络除去无线电力接收器的方法。
根据本发明的一方面，提供一种用于在由无线电力发送器管理的无线电力网络中发送无线电力的方法。所述方法包括向第一无线电力接收器发送第一充电电力；检测第二无线电力接收器；将第二无线电力接收器加入无线电力网络中；以及向第二无线电力接收器发送第二充电电力。
根据本发明的另一方面，提供一种用于在无线电力网络中发送无线电力的无线电力发送器。无线电力发送器包括：电力发送器，向第一无线电力接收器发送第一充电电力；控制器，检测第二无线电力接收器；以及通信单元，与第二无线电力接收器形成通信网络。所述控制器将第二无线电力接收器加入无线电力网络，并且控制电力发送器向第二无线电力接收器发送第二充电电力。
根据本发明的另一方面，提供一种用于向由无线电力发送器管理的无线电力网络中的第一无线电力接收器和第二无线电力接收器发送无线电力的方法。所述方法包括：在一定时段发送控制第一无线电力接收器向无线电力发送器报告电力信息的命令信号；确定是否从第一无线电力接收器接收到相应于命令信号的报告信号；以及当在一定时段发送命令信号预定次数之后仍未从第一无线电力接收器接收到报告信号时，确定第一无线电力接收器被从无线电力网络除去。
根据本发明的另一方面，提供一种用于向由无线电力发送器管理的无线电力网络中的第一无线电力接收器和第二无线电力接收器发送无线电力的无线电力发送器。所述无线电力发送器包括：通信单元，在一定时段发送控制第一无线电力接收器向无线电力发送器报告电力信息的命令信号；以及控制器，确定是否从第一无线电力接收器接收到相应于命令信号的报告信号，以及当在一定时段发送命令信号预定次数之后仍未从第一无线电力接收器接收到报告信号时，确定第一无线电力接收器被从无线电力网络除去。
附图说明
从下面结合附图的描述，本发明特定实施例的上述和其他方面、特征和优点将更加清楚，附图中：
图1示出根据本发明的实施例的无线充电系统；
图2a是示出根据本发明的实施例的无线电力发送器和无线电力接收器的框图；
图2b是示出根据本发明的实施例的无线电力接收器的框图；
图3是示出根据本发明的实施例的无线电力发送器和无线电力接收器中的方法的流程图；
图4a是示出根据本发明的实施例的无线电力发送器的电路图；
图4b和图4c是分别示出根据本发明实施例的、随时间在无线电力发送器中测量的电流和电压的曲线图；
图4d是示出根据本发明的实施例的、随时间在无线电力发送器的一个点测量的温度的曲线图；
图4e是示出根据本发明的实施例的、在无线电力发送器的一个点处的相位的曲线图；
图5是示出根据本发明的实施例的、在无线电力发送器中的负载检测和信号传输的时序图；
图6a和图6b是示出根据本发明的实施例的、在无线电力发送器和无线电力接收器之间的电力供应操作的时序图；
图7是示出根据本发明的实施例的无线电力发送器中的方法的流程图；
图8a和图8b是示出根据本发明的实施例的、无线电力接收器没有加入由无线电力发送器管理的无线电力网络的操作的时序图；
图9a和图9b是示出根据本发明的实施例的、用于确定从由无线电力发送器管理的无线电力网络除去无线电力接收器的操作的时序图；
图10是示出根据本发明的实施例的、用于无线电力接收器的加入以及无线电力发送器中的充电电力的发送的方法的流程图；
图11a和图11b是示出根据本发明的实施例的、在无线电力发送器和两个无线电力接收器之间的电力供应操作的时序图；
图12示出根据本发明的实施例的、用于无线电力发送器的时序拆分图；
图13是示出根据本发明的实施例的无线电力发送器的方法的流程图；
图14示出根据本发明的实施例的、由于从由无线电力发送器管理的无线电力网络除去无线电力接收器所致的分配时间的改变；
图15示出根据本发明的实施例的、用于在无线电力发送器中管理无线电力接收器的设备控制表；
图16a和图16b是示出根据本发明的实施例的、用于确定从由无线电力发送器管理的无线电力网络除去两个无线电力中的一个的操作的时序图；
图17a和图17b是示出根据本发明的实施例的、在无线电力发送器和无线电力接收器之间的通信信令的时序图；以及
图18示出根据本发明的实施例的设备控制表的示例。
遍及附图，相同的附图参考标记将理解为参考相同的元件、特征和结构。
具体实施方式
现在将参考附图详细描述本发明的各个实施例。在以下描述中，提供诸如详细配置和组件之类的细节仅仅为了帮助本发明的这些实施例的总体理解。因此，对本领域普通技术人员明显地是，可以对此处描述的实施例进行各种改变和修改而不会偏离本发明的范围和精神。此外，为清楚和简洁起见，可能省略对公知功能和结构的描述。
图1示出根据本发明的实施例的无线充电系统。
参照图1，无线充电系统包括无线电力发送器100和无线电力接收器110-1、110-2和110-n。无线电力发送器100以无线方式分别向无线电力接收器110-1、110-2和110-n发送电力1-1、1-2和1-n。更具体地，无线电力发送器100以无线方式仅向通过执行预定验证过程被授权的无线电力接收器发送电力1-1、1-2和1-n。
无线电力发送器100与无线电力接收器110-1、110-2和110-n形成电连接。例如，无线电力发送器100以电磁波的形式向无线电力接收器110-1、110-2和110-n发送无线电力。
此外，无线电力发送器100与无线电力接收器110-1、110-2和110-n执行双向通信。无线电力发送器100和无线电力接收器110-1、110-2和110-n处理并交换分组2-1、2-2和2-n，每个分组在预定帧中配置。例如，无线电力接收器110-1、110-2和110-n可以实现为移动通信终端、个人数字助理(PDA)、个人多媒体播放器(PMP)、智能电话等等。
无线电力发送器100使用共振方案以无线方式向无线电力接收器110-1、110-2和110-n供电。当无线电力发送器100使用共振方案时，无线电力发送器100和无线电力接收器110-1、110-2和110-n之间的距离可以优选地是30m或更少。然而，当无线电力发送器100使用电磁感应方案时，无线电力发送器100和无线电力接收器110-1、110-2和110-n之间的距离可以优选地是10cm或更少。
无线电力接收器110-1、110-2和110-n通过从无线电力发送器100接收无线电力对安装在无线电力接收器中的电池充电。此外，无线电力接收器110-1、110-2和110-n可以向无线电力发送器100发送请求发送无线电力的信号、用于接收无线电力的信息、无线电力接收器的状态信息、用于无线电力发送器100的控制信息等等。
无线电力接收器110-1、110-2和110-n可以向无线电力发送器100发出指示它们的充电状态的消息。
无线电力发送器100可以包括基于从无线电力接收器110-1、110-2和110-n接收到的消息显示无线电力接收器110-1、110-2和110-n中的每一个的状态的显示器。此外，无线电力发送器100可以显示到无线电力接收器110-1、110-2和110-n被充足电所剩余的估计时间。
此外，无线电力发送器100可以发送用于禁止无线电力接收器110-1、110-2和110-n的无线充电功能的控制信号。基本上，当从无线电力发送器100接收用于无线充电功能的禁止控制信号时，无线电力接收器将禁止无线充电功能。
图2a是示出根据本发明的实施例的无线电力发送器和无线电力接收器的框图。
参照图2a，无线电力发送器200包括电力发送器211、控制器212和通信单元213。无线电力接收器250包括电力接收器251、控制器252和通信单元253。此处，术语“单元”是指硬件设备或硬件和软件的组合。
电力发送器211经由电力接收器251以无线方式向无线电力接收器250供电。电力发送器211以交流电(AC)波形供电。然而，例如，当电力发送器211以直流电(DC)波形从电池接收电力时，在使用逆变器将DC波形转换成为AC波形之后，电力发送器211以AC波形供电。电力发送器211可以实现为内置电池，或可以实现为从外部源(例如，插座)接收电力并且向其他组件供电的电力接收接口。本领域普通技术人员将理解，只要电力发送器211能够以AC波形供电，对电力发送器211没有限制。
此外，电力发送器211可以以电磁波的形式向无线电力接收器250提供AC波形。因此，电力发送器211还可以包括额外的环形线圈，以便它可以发送或接收预定的电磁波。当利用环形线圈实现电力发送器211时，环形线圈的电感L可以改变。本领域普通技术人员将理解，只要电力发送器211能够发送和接收电磁波，对电力发送器211没有限制。
例如，控制器212使用从存储器(未示出)读出的算法、程序或应用来控制无线电力发送器200的总体操作。控制器212可以实现为中央处理单元(CPU)、微处理器、小型计算机等等。
通信单元213使用近场通信(NFC)、紫蜂、红外线数据协会(IrDA)、可见光通信(VLC)、蓝牙、低功耗蓝牙(BLE)等等与无线电力接收器250中的通信单元253通信。此外，通信单元213可以使用IEEE802.15.4紫蜂通信方案或BLE方案执行通信。此外，通信单元213可以使用载波侦听多址访问/碰撞避免(CSMA/CA)算法。
通信单元213发送与关于无线电力发送器200的信息相关联的信号。例如，通信单元213可以对信号进行单路传送、多路传送或广播。
下面的表1示出根据本发明的实施例的，例如，在一定时段从无线电力发送器200发送的信号的数据结构。
[表1]
在表1中，指示信号的类型的“帧类型”指示，该信号是通知信号。此外，例如，向指示通信协议的类型的“协议版本”字段分配4位，并且例如，可以向指示信号的序列次序的“序列号”字段分配1字节。例如，序列号响应于信号的发送/接收步骤而增加。
例如，可以向指示无线电力发送器200的网络ID的“网络ID”字段分配1字节，并且例如，可以向指示将向无线电力发送器200做出报告的无线电力接收器的“将报告的Rx(调度掩码)”字段分配1字节。
下面的表2示出根据本发明的实施例的“将报告的RX(调度掩码)”字段的示例。
[表2]
在表2中，Rx1到Rx8分别相应于第一无线电力接收器到第八无线电力接收器。基于表2，调度掩码数字被表示为“1”的无线电力接收器，即，Rx1、Rx6，Rx7并且Rx8可以作出报告。
在表1中，例如，向保留给将来使用的“保留”字段分配5位，并且例如，向指示邻近于无线电力发送器200的无线电力接收器的数目的“Rx的数目”分配3位。
信号可以以表1中的帧的形式实现，从而它被分配给IEEE802.15.4数据结构中的无线电力发送(WPT)。
表3示出IEEE802.15.4数据结构。
[表3]
前同步码 SFD 帧长 WPT CRC16
如表3中所示，IEEE802.15.4数据结构包括“前同步码”、“起始帧分界符(SFD)”、“帧长”、“WPT”和“循环冗余码校验(CRC)16”字段。此外，表1中示出的数据结构可以包括在表3的WPT字段中。
通信单元213从无线电力接收器250接收电力信息。电力信息可以包括无线电力接收器250的容量、电池电量、充电计数、使用、电池容量和电池百分比中的至少一个。通信单元213发送用于控制无线电力接收器250的充电功能的充电功能控制信号。例如，充电功能控制信号可以通过控制特定无线电力接收器250中的电力接收器251来使能或禁止充电功能。
通信单元213还从其他无线电力发送器(未示出)接收信号。例如，通信单元213可以从另一无线电力发送器接收以表1的形式的通知信号。
虽然图2a以不同的硬件结构示出电力发送器211和通信单元213，但是电力发送器211和通信单元213也可以配置在单个硬件结构中。
无线电力发送器200和无线电力接收器250交换多种信号。根据本发明的实施例，使用此能力，通过将无线电力接收器250加入由无线电力发送器200管理的无线电力网络来提供充电过程。
图2b是示出根据本发明的实施例的无线电力接收器的框图。
参照图2b，无线电力接收器250包括电力接收器251、控制器252、通信单元253、整流器254、DC/DC转换器255、开关单元256以及充电单元257。因为已经关于图2a提供了电力接收器251、控制器252和通信单元253的描述，所以这里将省略重复的描述。
整流器254，例如，电桥二极管，对以DC电的形式从电力接收器251接收到的无线电力进行整流。DC/DC转换器255按照预定增益来转换经整流的电力。例如，DC/DC转换器255转换经整流的电力以便在它的输出端259处的电压是5V。可以预先设置施加到DC/DC转换器255的前端258的电压的可能的最小和最大值，并且关于这些值的信息可以分别记录在请求加入信号的“输入电压MIN”字段和“输入电压MAX”字段里，如下面将更详细地描述的。此外，DC/DC转换器255的后端259处的额定电压值和额定电流值可以写入请求加入信号的“典型输出电压”字段和“典型输出电流”字段中。
开关单元256在控制器252的控制下将DC/DC转换器255连接到充电单元257。如果开关单元256处于接通状态，则充电单元257存储从DC/DC转换器255接收到的转换后电力。
图3是示出根据本发明的实施例的无线电力发送器和无线电力接收器中的方法的流程图。
参照图3，无线电力发送器在步骤S301中检测位于无线电力发送器附近的对象。例如，当检测到负载中的改变时，无线电力发送器确定新对象是否位于无线电力发送器附近。可替换地，无线电力发送器可以基于电压、电流、相位、温度等等检测附近的对象。
在步骤S303中，无线电力接收器搜索它将在至少一个信道中从其接收无线电力的无线电力发送器。例如，无线电力接收器向至少一个无线电力发送器发送无线电力发送器搜索信号，并且基于响应于无线电力发送器搜索信号接收到的无线电力发送器搜索响应信号来选择它将从其接收无线电力的无线电力发送器。此外，无线电力接收器可以与它将从其接收无线电力的无线电力发送器形成通信网络。
在步骤S305中，无线电力接收器加入由它将从其接收无线电力的无线电力发送器管理的无线电力网络。例如，无线电力接收器向它将从其接收无线电力的无线电力发送器发送加入请求信号(以下称为“请求加入信号”)，并且作为响应，无线电力接收器从无线电力发送器接收加入响应信号(以下称为“响应加入信号”)。响应加入信号可以包括加入允许/禁止信息，无线电力接收器使用该允许/禁止信息来确定是否允许或不允许加入由无线电力发送器管理的无线电力网络。
在步骤S307中，无线电力接收器和无线电力发送器进入待机状态，在该状态中无线电力发送器可以向无线电力接收器发送命令信号。无线电力接收器响应于接收到的命令信号发送报告信号或确认(Ack)信号。如果命令信号包括充电开始命令，则在步骤S309中无线电力接收器可以开始充电。
图4a是示出根据本发明的实施例的无线电力发送器的电路图。
参照图4a，无线电力发送器包括接收驱动电压VDD的输入端401。线圈402的第一端连接到输入端401，并且线圈402的第二端连接到节点403，场效应晶体管(FET)元件404的一端、线圈406的一端以及电容器405的一端连接到的该节点403。FET元件404的另一端接地。此外，电容器405的另一端也接地。线圈406的另一端连接到电容器407的第一端。电容器407的第二端连接到滤波器409，该滤波器409连接到电容器410的一端和线圈412的一端。电容器410的另一端接地。
无线电力发送器测量输入端401处的负载或阻抗，以便检测附近的对象。例如，如果新对象靠近无线电力发送器放置，则检测到急剧的负载改变。从而，无线电力发送器确定新对象放置在附近。
类似地，无线电力发送器测量输入端401处的负载或阻抗，以便检测对象从无线电力发送器处离开。例如，当测量的负载急剧降低时，无线电力发送器确定先前放置在附近的物体没有离开。
无线电力发送器检测输入端401处的负载，以及滤波器409的前端408或后端411处的负载。即，无线电力发送器通过在多个部分检测负载来确定新的附近对象或对象的离开。
可替换地，无线电力发送器可以基于电压值或电流值来确定新的附近对象或对象的离开。
图4b和图4c是分别示出根据本发明实施例的、随时间在无线电力发送器中测量的电流和电压的曲线图。
在图4b中，从测量开始直到时间t1，在无线电力发送器的一个点处测量的电流值是“a”。在时间t1之后，测量的电流是“b”。如可以从图4b的曲线图中理解地，电流在时间t1处经受从“a”到“b”的突变。进一步，通过检测该突变，无线电力发送器可以确定新的附近对象或先前的附近对象的离开。
在图4c中，从测量开始直到时间t1，在无线电力发送器的一个点处测量的电压值是“c”。在t1之后，测量的电压值是“d”。如从图4c的曲线图中明显地，电压值在时间t1处经受从“c”到“d”的突变。进一步，通过检测该突变，无线电力发送器可以确定新的附近对象或先前的附近对象的离开。
图4d是示出根据本发明的实施例的、随时间在无线电力发送器的一个点处测量的温度的曲线图。
参照图4d，在无线电力发送器的一个点处测量的温度线性地增加。具体地，在无线电力发送器的一个点处测量的温度以斜率“e”增加直到时间t1。在时间t1之后，温度以斜率“f”增加。如可以从图4d理解地，增加温度的斜率在时间t1处经受从“e”到“f”的突变。此外，通过检测该突变，无线电力发送器可以确定新的附近对象或先前的附近对象的离开。
图4e是示出根据本发明的实施例的、在无线电力发送器的一个点处的相位的曲线图。
参照图4e，在无线电力发送器的一个点处的电压421和电流422直到特定时间都不重叠。在特定时间之后，随着在无线电力发送器的一个点处的相位改变，电压421和电流422可以部分地重叠。随着电压421和电流422部分地重叠，电力损耗可能发生。即，无线电力发送器可以通过检测电力损耗来检测急剧的相变。此外，通过检测该突变，无线电力发送器可以确定新的附近对象或先前的附近对象的离开。
此外，无线电力发送器可以使用红外线(IR)传感器或基于用户输入确定对象的接近。
图5是示出根据本发明的实施例的、在无线电力发送器中的负载检测和信号传输的时序图。
参照图5，无线电力发送器的控制器(TX MCU)501在步骤S510中确定它将在其上执行通信的信道，以及网络ID。例如，无线电力发送器可以设置IEEE802.15.4信道11、15、20和24中的任何一个作为通信信道。此外，无线电力发送器设置网络ID，从而该网络ID不与通信信道中的其他无线电力发送器503的网络ID重复。
控制器在步骤S502和S515中保持检测状态，并且在多个一定的检测时段中的一定的检测时段tdet_per处，在有效检测周期tdet期间发送检测电力513和516。
因此，控制器501可以在步骤S511中检测对象。检测电力和有效检测周期的大小取决于最小电力和时间来确定，控制器501使用该最小电力和时间通过检测在它的电力发送器(即，共振器)的负载值中的改变来确定有效范围之内是否存在候选者设备。即，因为从共振器的负载中的改变检测到候选者设备，即，金属对象，所以在检测共振器的负载值所需的短时间期间，控制器501通过利用低电压周期性地生成正弦波来最小化检测状态中的耗电，该低电压具有能够检测共振器的负载值的大小。在检测到新的设备之前的有效检测时段期间，维持检测状态。
例如，如果无线电力接收器放置在无线电力发送器上或在无线电力发送器上方，该控制器501检测负载改变，并且确定对象放置在无线电力发送器附近。例如，控制器501如图4a中所示检测负载中的突变，或如图4b到图4e中所示检测在多个其他标准的突变。
在图5中，假定控制器501还没有检测到突变。因此，控制器501在一定时段施加检测电力513和516，而不改变所施加的电力。
此外，在步骤S514和步骤S517中，通信单元(TX RF)502在一定时段发送通知信号。例如，通知信号可以具有上面的表1中示出的数据结构。
使用通信信道的另一无线电力发送器503接收从通信单元502发送的通知信号。如连同表1描述的，通知信号可以指示无线电力发送器的网络ID，或指示将与无线电力发送器执行通信的无线电力接收器的调度。此外，通知信号在一定时段(例如，每270ms)发送，所以它可以用作同步信号。
图6a和图6b是示出根据本发明的实施例的、在无线电力发送器和无线电力接收器之间的电力供应操作的时序图。
参照图6a，无线电力发送器的控制器650在步骤S601中通过在一定时段施加检测电力602来检测负载改变。此外，通信单元660在步骤S603中在一定时段发送通知信号。在图6a中的，无线电力发送器的控制器650在步骤S601中未检测到负载中的突变。
在步骤S604中，用户695将无线电力接收器靠近无线电力发送器放置。
在步骤S607中，控制器650在预置时段之后重新施加检测电力，并且检测由步骤S604中的放置接收器所引起的负载中的突变。如果在有效检测时段之内检测到设备，则控制器施加驱动电力(或注册电力)Preg，其比检测电力602大值608。驱动电力驱动无线电力接收器的控制器690。
因此，控制器690在步骤S605中被驱动(或通电)，并且在步骤S606中初始化通信单元680。控制器650取决于由控制器690初始化的脉冲的存在来确定无线电力接收器的存在。控制器650可以在设备控制表中更新由控制器650确定存在的无线电力接收器。
图18示出根据本发明的实施例的设备控制表的示例。
参照图18，设备控制表用于管理每个无线电力接收器的会话ID、公司ID、产品ID、负载特性、电流特性、电压特性、效率特性、当前状态、无线电力接收器的DC/DC转换器的前端处的电压、无线电力接收器的DC/DC转换器的后端处的电压、以及无线电力接收器的DC/DC转换器的后端处的电流。当前状态指示无线电力接收器是否处于充足电之后的待机状态、无线电力接收器是否处于由于缺乏充电电力所致的待机状态、无线电力接收器是否正在以恒定电压(CV)模式充电、无线电力接收器是否正在以恒定电流(CC)模式充电。
再次参照图6a，通信单元680在控制器690的控制下使用第二信道。在图6a的示例中，第二信道由另一无线电力发送器670使用，并且不同于由通信单元660使用的信道。因此，由通信单元660使用的信道将被称为“第一信道”。
可以预先设置控制器690确定搜索信道的次序，例如使用IEEE802.15.4信道11、24、15以及20。此外，由控制器690搜索的初始搜索信道可以被随机地确定。
在步骤S610中，通信单元680在第二信道中发送无线电力发送器搜索信号。例如，无线电力发送器搜索信号，即，搜索信号(Search signal)，可以具有如表4中所示的数据结构。
[表4]
在表4中，指示信号的类型的“帧类型”指示，该信号是搜索信号。此外，向指示通信协议的类型的“协议版本”字段分配4位，并且例如，可以向指示信号的序列次序的“序列号”字段分配1字节。例如，序列号，例如，响应于信号的发送/接收步骤增加。即，如果表1中的通知信号的序列号是1，则表4中的搜索信号的序列号是2。
例如，向指示用于无线电力接收器的制造商信息的“公司ID”分配1字节，例如，向指示用于无线电力接收器的产品信息的“产品ID”字段(例如，无线电力接收器的序列号信息可以写入此字段)分配4字节，例如，向指示用于无线电力接收器的阻抗信息的“阻抗”字段分配4位，并且例如，向指示用于无线电力接收器的额定电力信息的“等级”字段分配4位。
在图6a中，举例来说，三个无线电力发送器使用第二信道。响应于无线电力发送器搜索信号，三个无线电力发送器670分别在步骤S611、S613以及S615中向通信单元680发送无线电力发送器搜索响应信号。
无线电力发送器搜索响应信号，即，响应搜索信号(Response Search signal)，可以具有如表5中所示的数据结构。
[表5]
帧类型 保留 序列号 网络ID
响应搜索 4位 1字节 1字节
在表5中，指示信号的类型的“帧类型”指示，该信号是响应搜索信号。例如，向保留使用的“保留”字段分配4位，并且例如，向指示信号的序列次序的“序列号”字段分配1字节。例如，序列号响应于信号的发送/接收步骤而增加。例如，向指示无线电力发送器的网络ID的“网络ID”字段分配1字节。
基于在第二信道上接收到的无线电力发送器搜索响应信号，控制器690在步骤S612、S614和S616中识别用于使用第二信道的三个无线电力发送器670中的每一个的信道信息和网络ID信息。此外，控制器690在步骤S617中存储识别的信道信息和网络ID信息，以及用于每一信道的接收到的信号强度指示(RSSI)强度。
在步骤S618中，通信单元680发送搜索信号。当没有接收到搜索信号的搜索响应信号时，通信单元680在步骤S619和S620中再发送搜索信号两次。如果即使在发送搜索信号三次之后通信单元680也没有接收到搜索信号的搜索响应信号，则控制器690将搜索信道改变或切换到另一信道。
在图6a中的，举例来说，控制器690将搜索信道改变为第一信道。
通信单元680在步骤S621中使用第一信道发送搜索信号。通信单元660接收搜索信号，并且控制器650在步骤S622中基于搜索信号更新图18中示出的设备控制表。此外，控制器650生成相应于搜索信号的搜索响应信号。
通信单元660在步骤S623中向通信单元680发送生成的搜索响应信号。
基于在第一信道上接收到的搜索响应信号，控制器690在步骤S624中识别使用第一信道的无线电力发送器的信道信息和网络ID信息。此外，控制器690可以存储识别的信道信息和网络ID信息，以及用于每一信道的RSSI强度。通信单元680在步骤S625，S626以及S627中再发送搜索信号三次。
之后，无线电力接收器在步骤S628中确定它将在其上执行通信的通信信道，以及它将从其接收无线电力的无线电力发送器。即，基于存储的信道信息和RSSI信息，无线电力接收器确定它将从其接收无线电力的通信信道和无线电力发送器。例如，无线电力接收器可以确定具有最小RSSI值的信道作为通信信道。之后，无线电力接收器的通信单元680与通信单元660配对。
之后，无线电力发送器和无线电力接收器进入加入状态。
在步骤S629中，无线电力接收器基于关于确定的通信信道和确定的将从其接收无线电力的无线电力发送器的信息生成请求加入信号。通信单元660在步骤S630中向通信单元660发送生成的请求加入信号。
例如，请求加入信号具有如表6中所示的数据结构。
[表6]
在表6中，指示信号的类型的“帧类型”指示，该信号是请求加入信号。此外，向保留使用的“保留”字段分配4位，并且例如，可以向指示信号的序列次序的“序列号”字段分配1字节。例如，序列号响应于信号的发送/接收步骤而增加。
例如，可以向指示无线电力发送器200的网络ID的“网络ID”字段分配1字节，并且例如，可以向指示用于无线电力接收器的产品信息(例如，无线电力接收器的序列号信息)的“产品ID”字段分配4字节。例如，向指示施加到无线电力接收器的DC/DC逆变器的前端的最小电压值的“输入电压MIN”字段分配1字节，例如，向指示施加到无线电力接收器的DC/DC逆变器(未示出)的后端的最大电压值的“输入电压MAX”字段分配1字节，例如，向指示施加到无线电力接收器的DC/DC逆变器(未示出)的后端的额定电压值的“典型输出电压”字段分配1字节，并且例如，向施加到无线电力接收器的DC/DC逆变器(未示出)的后端的额定电流值的“典型输出电流”字段分配1字节。
基于接收到的请求加入信号，在步骤S630中，无线电力发送器的控制器650确定是否将无线电力接收器加入无线电力网络。基于图18中示出的设备控制表，无线电力发送器的控制器650可以确定是否将无线电力接收器加入无线电力网络。例如，当无线电力接收器需要比无线电力发送器可以供应的可用电力更大量的电力时，无线电力发送器可以不允许无线电力接收器的加入。
当无线电力发送器确定将无线电力接收器加入无线电力网络时，控制器650向无线电力接收器分配会话ID。控制器650生成包括会话ID或加入允许/禁止信息的响应加入信号。在步骤S632中，控制器650控制通信单元660向无线电力接收器的通信单元680发送生成的响应加入信号。
例如，响应加入信号具有如表7中所示的数据结构。
[表7]
帧类型 保留 序列号 网络ID 允许 会话ID
响应加入 4位 1字节 1字节 4位 4位
在表7中，指示信号的类型的“帧类型”指示，该信号是响应加入信号。此外，向保留使用的“保留”字段分配4位，并且例如，可以向指示信号的序列次序的“序列号”字段分配1字节。例如，序列号响应于信号的发送/接收步骤而增加。
例如，可以向指示无线电力发送器的网络ID的“网络ID”字段分配1位，并且例如，可以向指示允许还是禁止无线电力接收器加入无线电力网络的“允许”字段分配4位。例如，如果“允许”字段指示“1”，则它指示无线电力接收器被允许加入，但是如果“允许”字段指示“0”，则它指示无线电力接收器被禁止加入。“会话ID”字段指示无线电力发送器分配给无线电力接收器的会话ID，以用于控制无线电力网络。例如，“会话ID”被分配4位。
无线电力接收器的通信单元680可以发送请求加入信号直到它从无线电力发送器的通信单元660接收响应加入信号。
无线电力接收器的控制器690在步骤S633中通过分析接收到的响应加入信号确定它是否被允许加入，并且识别分配的会话ID。
在步骤S635中，通信单元680向通信单元660发送Ack(确认)信号。通信单元660可以发送响应加入信号直到它从通信单元680接收Ack信号。在步骤S636中，控制器650利用信道和网络ID识别Ack信号，并且在步骤S637中在无线网络中注册无线电力接收器。例如，控制器660使用图18中示出的设备控制表管理加入的无线电力接收器。
此外，控制器660可以控制加入的无线电力接收器进入待机状态。例如，如果无线电力接收器的充电完成，或如果发送电力不足以对无线电力接收器的充电单元的容量进行充电，则控制器660控制无线电力接收器留在待机状态。
在步骤S638中，控制器通过检测当前负载来确定负载中不存在改变。在步骤S639中，控制器650将施加的电力增加到用于充电的充电电力。无线电力发送器的通信单元660在步骤S640中发送通知信号，指示它将与无线电力接收器当中的哪个无线电力接收器执行通信。无线电力发送器的控制器660使用通知信号的将报告的RX(调度掩码)字段指示它将与哪个无线电力接收器执行通信。
在步骤S641中，通信单元660发送开始充电的命令信号。基本上，命令信号，即，Command signal指示无线电力接收器将实行的命令。例如，命令信号可以具有如表8中所示的数据结构。
[表8]
帧类型 会话ID 序列号 网络ID 命令类型 变量
命令 4位 1字节 1字节 4位 4位
在表8中，指示信号的类型的“帧类型”指示，该信号是命令信号。“会话ID”字段指示无线电力发送器分配给每个无线电力接收器的会话ID，以用于控制无线电力网络。例如，“会话ID”字段被分配4位。例如，向指示信号的序列次序的“序列号”字段分配1字节。例如，序列号响应于信号的发送/接收步骤而增加。
例如，可以向指示无线电力发送器的网络ID的“网络ID”字段分配1位，并且例如，可以向指示命令的类型的“命令类型”字段分配4位，并且例如，向对命令信号进行补充的“变量”字段分配4位。
“命令类型”字段和“变量”字段可以具有如表9中所示的多个示例。
[表9]
命令类型 变量
充电开始 保留
充电结束 保留
请求报告 CTL级别
重置 重置类型
信道扫描 保留
改变信道 信道
在表9中，“充电开始”是指示无线电力接收器开始充电的命令，“充电结束”是指示无线电力接收器结束充电的命令，“请求报告”是指示无线电力接收器发送报告信号的命令，“重置”是初始化命令，“信道扫描”是扫描信道的命令，并且“信道改变”是改变通信信道的命令。
在步骤S642中，无线电力接收器的控制器690可以基于命令信号开始充电。在步骤S643中，无线电力接收器的控制器690通过接通DC/DC转换器和充电单元之间的开关单元来开始充电。
在步骤S644中，通信单元680发送Ack信号，并且在步骤S645中，通信单元660发送请求报告的命令信号。命令信号是具有命令类型＝请求报告的命令信号。
当接收在步骤S646中发送的命令信号时，控制器690在步骤S647中测量当前电力情境。在步骤S648中，控制器690基于测量结果生成包括当前电力情境信息的报告信号。在步骤S649中，通信单元680向通信单元660发送生成的报告信号。
报告信号是用于向无线电力发送器报告无线电力接收器的当前状态的信号。例如，报告信号可以具有如表10中所示的数据结构。
[表10]
在表10中，指示信号的类型的“帧类型”指示，该信号是报告信号。“会话ID”字段指示无线电力发送器分配给无线电力接收器的会话ID，以用于控制无线电力网络。例如，“会话ID”字段被分配4位。
此外，向指示信号的序列次序的“序列号”分配1字节。例如，序列号响应于信号的发送/接收步骤而增加。
例如，向指示施加到无线电力发送器的网络ID的“网络ID”字段分配1字节，例如，向指示施加到无线电力接收器的DC/DC逆变器(未示出)的前端的电压值的“输入电压”字段分配1字节，例如，向指示施加到无线电力接收器的DC/DC逆变器(未示出)的后端的电压值的“输出电压”字段分配1字节，并且例如，向指示施加到无线电力接收器的DC/DC逆变器(未示出)的后端的额定电流值的“输出电流”字段分配1字节。
无线电力发送器可以发送命令信号直到它从无线电力接收器接收报告信号或Ack信号。如果无线电力发送器没有在分配的时间期间从特定无线电力接收器接收报告信号或Ack信号，则无线电力发送器可以在额外时间期间向特定无线电力接收器重新发送命令信号。
图7是示出根据本发明的实施例的无线电力发送器中的方法的流程图。
参照图7，无线电力发送器在步骤S701中周期性地输出用于检测负载改变的检测电力。如果未检测到负载中的改变(步骤S703中的否)，则无线电力发送器在步骤S701中继续周期性地输出检测电力。然而，如果检测到负载改变(步骤S703中的是)，则无线电力发送器在步骤S705中输出用于与无线电力接收器的通信的驱动电力。例如，驱动电力是能够驱动无线电力接收器的控制器的电力量。
在步骤S707中，无线电力发送器确定是否在预定时段之内接收到搜索信号。如果在预定时段之内没有接收到搜索信号(步骤中的否)，则无线电力发送器在步骤S701中输出检测电力。然而，如果在预定时段之内接收到搜索信号(步骤S707中的是)，则无线电力发送器在步骤S709中生成并发送搜索响应信号。在步骤S711中，无线电力发送器接收请求加入信号，并且在步骤S713中，响应于请求加入信号生成并发送响应加入信号。
图8a和图8b是示出根据本发明的实施例的、无线电力接收器没有加入由无线电力发送器管理的无线电力网络的操作的时序图。
参照图8a，无线电力发送器的控制器801在步骤S811和步骤S815中周期性地输出检测电力812并且执行负载检测，并且在步骤S813和步骤S816中周期性地发送通知信号。
用户805在步骤S817中在无线电力发送器上或在无线电力发送器上方放置无线电力接收器，并且控制器801在步骤S814中检测负载改变。控制器801将施加到驱动电力的电力增加某一值815，并且在步骤S818中由无线电力接收器的控制器804初始化无线电力接收器的通信单元803。在步骤S819到步骤S827中，通信单元803在另一信道中发送无线电力发送器搜索信号和无线电力发送器搜索响应信号，并且存储有关的信息。
此外，在步骤S828到步骤S830中，通信单元803通过改变信道发送无线电力发送器搜索信号，接收无线电力发送器搜索响应信号，并且存储有关的信息。
控制器804在步骤S831中确定它将从哪个无线电力发送器接收无线电力，并且在步骤S832中生成请求加入信号。通信单元803在步骤S833中向通信单元802发送生成的请求加入信号。
控制器801在步骤S834中允许无线电力接收器的加入，并且向其分配会话ID。通信单元803在步骤S835中向通信单元803发送响应加入信号。然而，在图8a和图8b中，没有在无线电力接收器的通信单元803处接收到响应加入信号。
因为通信单元803在步骤S835中没有接收响应加入信号，所以它在步骤S836中重新发送请求加入信号。然而，在通信单元802中也没有接收到重新发送的请求加入信号。因为通信单元803没有接收响应加入信号，所以它在步骤S837中重新发送请求加入信号。
在步骤S838中，控制器801允许无线电力接收器的加入，并且向其分配会话ID。通信单元803在步骤S839中向通信单元803发送响应加入信号。
在步骤S840中，通信单元803在步骤S840中向通信单元802发送用于响应加入信号的Ack信号。然而，在通信单元802处没有接收到Ack信号。
当控制器801确定在注册限制时间(或加入限制时间)Tregistration_limit期间信号发送/接收已经失败三次时，它在步骤S841中通知错误的发生。“三次”仅仅是示例，并且可以改变。
根据本发明的另一实施例，当经过了注册限制时间时，无线电力发送器的控制器801可以在步骤S841中立即通知该错误，而不考虑信号发送/接收失败的数目。
对于错误的通知，可以使用视觉或听觉指示设备来生成警报音或使发光二极管(LED)闪烁。此外，可以在显示器(未示出)上输出错误的发生。
控制器801通过在步骤S842中的负载检测来确定是否除去错误的原因。可以在步骤S843中重复通知错误的发生，直到从无线电力发送器除去无线电力接收器。
控制器801可以基于负载是否已经回到初始负载来确定是否除去无线电力接收器。
因此，控制器801周期性地施加检测电力812，并且在步骤S842和步骤S845中确定负载是否已经回到初始负载。当负载回到初始负载时，由于用户805在步骤S844中从无线电力发送器除去无线电力接收器，无线电力发送器的控制器801停止通知错误的发生。
图9a和图9b是示出根据本发明的实施例的、用于确定从由无线电力发送器管理的无线电力网络除去无线电力接收器的方法的时序图。
参照图9a，无线电力发送器向无线电力接收器输出充电电力900。在步骤S911中，无线电力发送器的通信单元902发送通知信号。无线电力接收器通过识别通知信号中的“将报告的RX(调度掩码)”字段确定是否执行通信。
无线电力发送器的控制器901在步骤S912中生成包括它的会话ID信息的命令信号，并且控制通信单元902在步骤S913中向无线电力接收器的通信单元903发送命令信号。无线电力接收器的控制器904在步骤S914中分析命令信号，并且在步骤S915中生成包括关于当前电力情境的信息的报告信号。通信单元903在步骤S916中向通信单元902发送生成的报告信号。控制器901在步骤S917中基于接收到的报告信号执行阻抗匹配等等。
用户905在步骤S918中除去无线电力接收器。在步骤S919中，控制器901检测负载改变。通信单元902在步骤S920中发送通知信号，并且在步骤S921中发送命令信号。由于除去无线电力接收器，通信单元902在步骤S922中不接收报告信号。无线电力发送器的通信单元902在步骤S921和步骤S923中，在一个超帧周期(它是发送通知信号的时段)期间继续发送命令信号。然而，通信单元902在步骤S922和步骤S924中没有接收报告信号。
控制器901在步骤S925中再次执行负载检测，甚至在步骤S926中在下一个超帧周期期间发送通知信号，并且在步骤S927和步骤S929中发送命令信号。即使在该周期期间，通信单元902在步骤S928和步骤S930中也没有接收报告信号。控制器901在步骤S931中再次执行负载检测，甚至在步骤S932中在下一个超帧周期期间发送通知信号，并且在步骤S933和步骤S935中发送命令信号。即使在该周期期间，无线电力发送器的通信单元902在步骤S934和步骤S936中也没有接收报告信号。
如果通信单元902甚至在三个超帧周期期间也没有接收报告信号或Ack信号，则控制器901在步骤S937中确定无线电力接收器被除去。结果，控制器901将施加到检测电力的电力降低某一值938。
之后，控制器901在步骤S939中通过周期性地施加检测电力来再次执行负载检测，并且通信单元902在步骤S940中发送通知信号。如上所述，无线电力发送器可以可靠地确定无线电力接收器是否被除去，有助于防止电力浪费。
图10是示出根据本发明的实施例的、用于加入无线电力接收器以及在无线电力发送器中发送充电电力的方法的流程图。在图10中，假定无线电力发送器和一个无线电力接收器已经正在执行充电。
参照图10，无线电力发送器在步骤S1001中向第一无线电力接收器发送第一充电电力。用户然后将第二无线电力接收器放置在无线电力发送器上或靠近无线电力发送器放置。
无线电力发送器在步骤S1003中基于第二电力接收器的放置检测负载变化。当没有检测到负载变化(步骤S1003中的否)时，无线电力发送器在步骤S1001中继续向第一无线电力接收器发送第一充电电力。
然而，当无线电力发送器检测到负载变化(步骤S1003中的是)时，在步骤S1005中第二无线电力接收器发送搜索信号并且无线电力发送器接收搜索信号。无线电力发送器在步骤S1007中响应于搜索信号生成并发送搜索响应信号。此外，无线电力发送器在步骤S1009中从第二无线电力接收器接收请求加入信号，并且在步骤S1011中发送相应于该请求加入信号的响应加入信号。因此，第二无线电力接收器可以加入由无线电力发送器管理的无线电力网络，并且无线电力发送器在步骤S1013中还发送第二充电电力。
图11a和图11b是示出根据本发明的实施例的、在无线电力发送器和两个无线电力接收器之间的电力供应操作的时序图。具体地，在图11a和图11b中，第一无线电力接收器1103已经通过从无线电力发送器接收第一充电电力而正在执行充电。
参照图11a，无线电力发送器的控制器1101发送用于对第一无线电力接收器1103进行充电的第一充电电力1112。在步骤S1111中，控制器1101使用第一充电电力1112周期性地检测负载变化。此外，无线电力发送器的通信单元1102在步骤S1113中发送通知信号。通知信号的“RX的数目”字段包括指示目前正在充电的无线电力接收器的数目是一个。
控制器1101在步骤S1114中生成包括第一无线电力接收器1103的会话ID的命令信号，并且通信单元1102在步骤S1115中发送生成的命令信号。“请求报告”被写入命令信号的命令类型字段中。第一无线电力接收器1103在步骤S1116中基于命令信号测量它的当前电力情境，生成包括它的当前电力情境的报告信号，并且向通信单元1102发送该报告信号。
控制器1101在步骤S1117中基于接收到的报告信号管理电力情境，并且执行阻抗匹配。
用户在无线电力发送器上或靠近无线电力发送器放置无线电力接收器1104，并且控制器1101在步骤S1120中检测负载的突变。第二无线电力接收器1104在步骤S1118中生成包括产品ID的搜索信号并且向通信单元1102发送搜索信号。在步骤S1119中，控制器1101基于接收到的搜索信号识别第二无线电力接收器1104的产品ID，并且通过将该产品ID注册在如图18中的示出的设备控制表中来管理该产品ID。在步骤S1121中，通信单元1102发送相应于搜索信号的搜索响应信号。
第二无线电力接收器1004在步骤S1122中向通信单元1102发送请求加入信号。作为响应，通信单元1102在步骤S1123中发送响应加入信号。控制器1101确定是否允许第二无线电力接收器1104加入并且发送包括允许加入的响应加入信号。作为响应，第二无线电力接收器1104在步骤S1124中发送Ack信号并且在加入网络之后进入待机状态。
控制器1101发送用于充电第二无线电力接收器1104的第二充电电力1125。此外，通信单元1102在步骤S1126中向第二无线电力接收器1104发送包括充电开始命令的命令信号。第二无线电力接收器1104基于命令信号通过接通连接到其充电单元的开关单元来执行充电。此外，第二无线电力接收器1104在步骤S1127中发送Ack信号。
在步骤S1128中，控制器1101在经过预定时段之后检查负载变化。如果负载没有变化，则无线电力发送器的控制器1101发送相同的充电电力，即，第一充电电力和第二充电电力。
在步骤S1129中，通信单元1102发送通知信号。此外，通信单元1102在步骤S1130和步骤S1132中向第一无线电力接收器1103和第二无线电力接收器1104中的每一个发送命令信号。通信单元1102在步骤S1131和步骤S1133中从第一无线电力接收器1103和第二无线电力接收器1104中的每一个接收报告信号。
在经过预定时段之后，通信单元1102在步骤S1134中发送通知信号。此外，通信单元1102在步骤S1135和步骤S1137中分别向第一无线电力接收器1103和第二无线电力接收器1104发送命令信号。通信单元1102在步骤S1136和步骤S1138中分别从第一无线电力接收器1103和第二无线电力接收器1104接收报告信号。
图12示出根据本发明的实施例的、用于无线电力发送器的时序拆分图。
参照图12，在无线电力发送器仅管理第一无线电力接收器1103的情况下，全超帧周期中的一半被分配作为用于与第一无线电力接收器1103通信的时间1201，而另一半被分配作为竞争时段1202。竞争时段可以是分配用于不执行通信的情况的时段。
参照图12，当第二无线电力接收器1104已经加入无线电力网络时，无线电力发送器将分配的全时段1200拆分成为三个相等部分，并且将它们分别分配给用于与第一无线电力接收器11031通信的时段1203、用于与第二无线电力接收器1104通信的时段1204以及竞争时段1205。
图13是示出根据本发明的实施例的无线电力发送器中的方法的流程图。
参照图13，无线电力发送器在步骤S1301中发送用于请求报告信号的命令信号。当没有接收报告信号时(步骤S1303中的否)，无线电力发送器在下一超帧周期中等待接收报告信号。当在接下来的三个超帧周期期间没有接收报告信号时(步骤S1305中的是)，无线电力发送器在步骤S1307中确定无线电力接收器被除去。在步骤S1309中，无线电力发送器在电力发送之前降低对无线电力接收器进行充电所需的充电电力。
然而，如果报告信号被接收(步骤S1303中的是)，则无线电力发送器在下一超帧周期之后发送命令信号。
图14示出根据本发明的实施例的、由于无线电力接收器的除去所致的分配时间的改变。
参照图14，当无线电力发送器管理两个无线电力接收器时，无线电力发送器将全超帧周期拆分成为三个相等部分，并且将它们分别分配给用于与第一无线电力接收器通信的时段1401、用于与第二无线电力接收器通信的时段1402以及竞争时段1403，如图14中示出的。然而，例如，如果第二无线电力接收器被除去，则无线电力发送器将全超帧周期拆分成为两个相等部分，并且分别将它们分配给用于与第一无线电力接收器通信的时段1404以及竞争时段1405、如图14中示出的。
图15示出根据本发明的实施例的、在无线电力发送器中用于管理无线电力接收器的设备控制表。
在图15中，无线电力发送器管理第一无线电力接收器到第三无线电力接收器。因此，无线电力发送器分别向第一无线电力接收器到第三无线电力接收器分配会话ID1、2和3。之后，如果确定第二无线电力接收器被除去，则无线电力发送器从设备控制表删除被分配用于第二无线电力接收器的会话ID。无线电力发送器向第三无线电力接收器分配用于第二无线电力接收器的会话ID，如图15中示出的。或者，无线电力发送器管理第三无线电力接收器以保持它的会话ID，如图15中示出的。
图16a和图16b是示出根据本发明的实施例的、从由无线电力发送器管理的无线电力网络除去两个无线电力接收器中的一个的操作的时序图。
参照图16a，无线电力发送器的控制器1601发送用于充电第一无线电力接收器1603和第二无线电力接收器1604的充电电力1612。因为在步骤S1611中没有检测到负载变化，所以控制器1601继续发送充电电力1612。此外，无线电力发送器的通信单元1602在步骤S1613和步骤S1614中向第一无线电力接收器1603和第二无线电力接收器1604发送通知信号。通信单元1602在步骤S1615中生成命令信号，并且在步骤S1616中向第一无线电力接收器1603发送该生成的命令信号。第一无线电力接收器1603在步骤S1617中生成报告信号并且将它发送给通信单元1602。控制器1601在步骤S1618中通过分析报告信号确定当前电力情境，并且执行阻抗匹配。
通信单元1602在步骤S1619中向第二无线电力接收器1604发送命令信号，并且在步骤S1620中从第二无线电力接收器1604接收报告信号。
用户除去第一无线电力接收器1603，并且控制器1601在步骤S1621中检测负载中的突变。如上参照图4a到图4e所述，控制器1601可以在无线电力发送器的多个位置中基于多个标准(例如，负载)确定第一无线电力接收器1603是否被除去。
在步骤S1622中，通信单元1602向第二无线电力接收器1604发送通知信号。在步骤1623中，通信单元1602向第一无线电力接收器1603发送命令请求报告信号。在步骤S1624中，第一无线电力接收器1603可以不返回报告信号。在步骤1625中，通信单元1602向第二无线电力接收器1604发送命令请求报告信号。在步骤S1626中，第二无线电力接收器1604可以返回报告信号。
在步骤S1627中，控制器1601没有检测到负载变化。通信单元1602在步骤S1628和步骤S1629中发送通知信号。通信单元1602在步骤S1630中向第一无线电力接收器1603发送命令信号，但是由于第一无线电力接收器1603的除去而在步骤S1631中没有接收到报告信号。随后，通信单元1602在步骤S1632中向第二无线电力接收器1604发送命令信号，并且第二无线电力接收器1604在步骤S1633中发送报告信号。
控制器1601在步骤S1634没有检测到负载变化。在步骤S1635和步骤S1636中，通信单元1602发送通知信号。通信单元1602在步骤S1637中向第一无线电力接收器1603发送命令信号，但是由于第一无线电力接收器1603的除去而在步骤S1638中没有接收到报告信号。随后，通信单元1602在步骤S1639中向第二无线电力接收器1604发送命令信号，并且第二无线电力接收器1604在步骤S1640中发送报告信号。
例如，当在三个超帧周期期间没有从第一无线电力接收器1603接收到报告信号时，无线电力发送器的控制器1601在步骤S1641中确定第一无线电力接收器1603已经被除去。之后，控制器1601降低第一充电电力1642。
控制器1601在步骤S1643中执行负载检测，并且在步骤S1644中发送通知信号。通信单元1602在步骤S1645中仅向第二无线电力接收器1604发送命令信号，并且在步骤S1646中接收响应于该命令信号的报告信号。
图17a和图17b是示出根据本发明的实施例的、在无线电力发送器和无线电力接收器之间的通信的时序图。具体地，图17a和图17b是无线电力发送器和无线电力接收器基于BLE方案执行通信的时序图。
参照图17a，无线电力发送器的控制器1750在步骤S1701中通过在一定时段施加检查电力1702来检查负载变化。此外，无线电力发送器的通信单元1760在步骤S1703中在一定时段发送通知信号。在图17a中，控制器1750在步骤S1701中没有检测到负载中的突变。
在步骤S1704中，用户1795将无线电力接收器放置在无线电力发送器上或靠近无线电力发送器放置。
在步骤S1707中，控制器1750在超帧周期之后重新施加检测电力，并且检测负载中的突变。当在有效检测时段之内检测到设备时，控制器1750施加比检测电力1702大某一值1708的驱动电力(或注册电力)Preg。驱动电力可以是能够驱动无线电力接收器的控制器1790的电力。
无线电力接收器的控制器1790在步骤S1705中被驱动(或通电)，并且在步骤S1706中初始化无线电力接收器的通信单元1780。控制器1750取决于由控制器1790初始化的脉冲的存在来确定无线电力接收器的存在。控制器1750可以在设备控制表中更新由控制器1750确定存在的无线电力接收器。
例如，设备控制表管理每个无线电力接收器的会话ID、公司ID、产品ID、负载特性、电流特性、电压特性、效率特性、当前状态、无线电力接收器的DC/DC转换器的前端处的电压、无线电力接收器的DC/DC转换器的后端处的电压、以及无线电力接收器的DC/DC转换器的后端处的电流。当前状态是指示如下的信息：无线电力接收器是否处于充足电之后的待机状态、无线电力接收器是否处于由于缺乏充电电力所致的待机状态、无线电力接收器是否正在以恒定电压(CV)模式充电、无线电力接收器是否正在以恒定电流(CC)模式充电。
通信单元1780在控制器1790的控制下使用第二信道。第二信道是由另一无线电力发送器1770使用的信道，其不同于由通信单元1760使用的信道。因此，由通信单元1760使用的信道被称作第一信道。
控制器1790确定搜索信道的次序可以预先设置，并且由控制器1790搜索的初始搜索信道可以从BLE信道中随机地选择。
通信单元1780在步骤S1710中在第二信道中发送无线电力发送器搜索信号。无线电力发送器搜索信号可以包括无线电力接收器的设备信息。例如，无线电力接收器的设备信息可以包括无线电力接收器的ID以及关于无线电力接收器的设备的信息。关于无线电力接收器的设备的信息包括公司、序列号、协议版本、硬件版本以及与无线电力接收器的充电相关联的参数中的至少一个。
在图17a中，三个无线电力发送器使用第二信道，并且三个无线电力发送器1770中的每一个可以在步骤S1711、S1714和S1717中响应于无线电力发送器搜索信号向通信单元1780发送无线电力发送器搜索响应信号。通信单元1780在步骤S1713、S1716和S1719中向三个无线电力发送器1770发送响应信号或Ack信号。
通信单元1780在步骤S1720、S1721和S1722中发送搜索信号。
控制器1790可以将搜索信道改变为第一信道。通信单元1780在步骤S1723中使用第一信道发送搜索信号。通信单元1760接收搜索信号，并且控制器1750在步骤S1724中存储无线电力接收器的标识符信息和RSSI值。控制器1750在步骤S1725中比较存储的RSSI与RSSI阈值，并且在步骤S1726中确定是否对搜索信号做出响应。
当无线电力发送器确定响应时，通信单元1760在步骤S1728中发送响应信号。响应信号可以包括无线电力发送器的设备信息。无线电力发送器的设备信息可以包括无线电力发送器的ID。
控制器1790在步骤S1732中控制无线电力接收器的通信单元1780，并且通信单元1780在步骤S1729中发送无线电力接收器的标识符和设备信息。控制器1750在步骤S1730按照接收标识符和设备信息，并且在步骤S1731中确定是否加入无线电力接收器。
当无线电力发送器确定加入无线电力接收器时，通信单元1760在步骤S1733中向通信单元1780发送连接信号。连接信号可以包括诸如保持活动时段、以及无线电力发送器和无线电力接收器中的每一个的地址的信息。无线电力接收器在步骤S1734中基于接收到的连接信号确定无线电力发送器的ID和参数。
根据本发明的替换实施例，通信单元1760可以通过在步骤S1723中从无线电力接收器接收搜索信号之后紧接着在步骤S1733中发送连接信号，来形成通信网络。
通信单元1760在步骤S1735中向无线电力接收器的通信单元1780发送无线电力发送器的参数信号“TX参数”。无线电力发送器的参数信号可以包括无线电力发送器的标识符、无线电力接收器的标识符、公司、序列号、协议版本和硬件版本、无线电力发送器的可用的充电电力的量、目前正在充电的无线电力接收器的数目、目前已充的电量、以及可用的剩余电力的量中的至少一个。
通信单元1780在步骤S1736中发送无线电力接收器的参数信号“RX参数”。控制器1750在步骤S1737中接收无线电力接收器的参数，并且在步骤S1738中通过分析无线电力接收器的参数确定是否将无线电力接收器加入无线电力网络。控制器1750在步骤S1739中生成是否允许加入的“允许信息”信号，并且在步骤S1740中将该加入允许信号发送到无线电力接收器的通信单元1780。步骤S1741到步骤S1752中的后续的充电过程与上面已经描述的图6a和图6b中的充电过程相同。因此，这里将省略步骤S1741到步骤S1752的重复的详细说明。
如上所述，本发明的实施例可以基于紫蜂方案和BLE方案可靠地执行无线充电。
如从上面的描述明显的，本发明的多个实施例提供一种无线电力发送器确定将无线电力接收器加入或移除无线电力网络的过程，从而避免电力浪费。
尽管已经参照本发明的特定实施例具体示出和描述了本发明，但本领域普通技术人员将会理解，可以对进行形式和细节上的各种改变而不脱离权利要求及其等效物限定的本发明的精神和范围。

Claims (22)

1.一种在由无线电力发送器发送无线电力的方法中，所述方法包括：
发送用于向第一无线电力接收器充电的具有第一量的电力；
在发送具有第一量的电力的时候，从第二无线电力接收器接收无线电力发送器搜索信号；
发送与无线电力发送器搜索信号相对应的无线电力发送器搜索响应信号；
通过从第二无线电力接收器接收请求加入信号并且发送与请求加入信号相对应的响应加入信号，将第二无线电力接收器注册到无线电力网络中；
基于注册第二无线电力接收器来调整电力的量，使得电力具有用于对第一无线电力接收器和第二无线电力接收器充电的第二量；以及
发送用于向第一无线电力接收器和第二无线电力接收器充电的具有第二量的电力。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述无线电力发送器搜索信号包括协议版本、序列号、公司信息、产品信息、阻抗信息以及容量信息中的至少一个。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述无线电力发送器搜索响应信号包括序列号、以及无线电力发送器的网络标识符信息中的至少一个。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述请求加入信号包括序列号、无线电力发送器的网络标识符、产品信息、第二无线电力接收器的DC/DC转换器的前端处允许的最大电压值、第二无线电力接收器的DC/DC转换器的前端处允许的最小电压值、第二无线电力接收器的DC/DC转换器的后端处的额定电压值、以及第二无线电力接收器的DC/DC转换器的后端处的额定电流值中的至少一个。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述响应加入信号包括序列号、无线电力发送器的网络标识符、加入允许信息、以及第二无线电力接收器的会话ID中的至少一个。
6.如权利要求5所述的方法，其中所述加入允许信息在响应加入信号的允许字段中被写为0或1，并且如果允许字段的值是0则允许字段指示不允许第二无线电力接收器加入无线电力网络，并且如果允许字段的值是1则指示允许第二无线电力接收器加入无线电力网络。
7.如权利要求1所述的方法，还包括向第二无线电力接收器发送指示充电开始命令的命令信号。
8.如权利要求7所述的方法，还包括从第二无线电力接收器接收命令信号的确认信号。
9.如权利要求8所述的方法，其中所述命令信号包括第二无线电力接收器的会话标识符、序列号、无线电力发送器的网络ID、以及命令类型中的至少一个。
10.如权利要求9所述的方法，其中所述充电开始命令被写在用于命令类型的字段中。
11.如权利要求7所述的方法，其中所述命令信号接通连接到第二无线电力接收器的充电单元的开关单元。
12.一种无线电力发送器，包括：
共振器，被配置为发送用于向第一无线电力接收器充电的具有第一量的电力；
通信单元，被配置为在发送具有第一量的电力的时候，从第二无线电力接收器接收无线电力发送器搜索信号并发送与无线电力发送器搜索信号相对应的无线电力发送器搜索响应信号；以及
控制器，被配置为：
通过从第二无线电力接收器接收请求加入信号并且发送与请求加入信号相对应的响应加入信号，将第二无线电力接收器注册到无线电力网络中；
基于注册第二无线电力接收器，控制调整电力的量，使得电力具有用于对第一无线电力接收器和第二无线电力接收器充电的第二量；以及
控制通过共振器来发送用于向第一无线电力接收器和第二无线电力接收器充电的具有第二量的电力。
13.如权利要求12所述的无线电力发送器，其中所述无线电力发送器搜索信号包括协议版本、序列号、公司信息、产品信息、阻抗信息以及容量信息中的至少一个。
14.如权利要求12所述的无线电力发送器，其中所述无线电力发送器搜索响应信号包括序列号、以及无线电力发送器的网络标识符信息中的至少一个。
15.如权利要求12所述的无线电力发送器，其中所述请求加入信号包括序列号、无线电力发送器的网络标识符、产品信息、第二无线电力接收器的DC/DC转换器的前端处允许的最大电压值、第二无线电力接收器的DC/DC转换器的前端处允许的最小电压值、第二无线电力接收器的DC/DC转换器的后端处的额定电压值、以及第二无线电力接收器的DC/DC转换器的后端处的额定电流值中的至少一个。
16.如权利要求12所述的无线电力发送器，其中所述响应加入信号包括序列号、无线电力发送器的网络标识符、加入允许信息、以及第二无线电力接收器的会话ID中的至少一个。
17.如权利要求16所述的无线电力发送器，其中所述加入允许信息在响应加入信号的允许字段中被写为0或1，并且如果允许字段的值是0则允许字段指示不允许第二无线电力接收器加入无线电力网络，并且如果允许字段的值是1则指示允许第二无线电力接收器加入无线电力网络。
18.如权利要求12所述的无线电力发送器，其中，所述通信单元向第二无线电力接收器发送指示充电开始命令的命令信号。
19.如权利要求18所述的无线电力发送器，其中，所述通信单元从第二无线电力接收器接收命令信号的确认信号。
20.如权利要求18所述的无线电力发送器，其中所述命令信号包括第二无线电力接收器的会话标识符、序列号、无线电力发送器的网络ID、以及命令类型中的至少一个。
21.如权利要求20所述的无线电力发送器，其中所述充电开始命令被写在用于命令类型的字段中。
22.如权利要求18所述的无线电力发送器，其中所述命令信号接通连接到第二无线电力接收器的充电单元的开关单元。
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