CN104685797B - 用于检测无线充电发射特性的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供用于检测无线充电发射特性的系统、方法和设备。本发明的一个方面提供一种检测无线电力发射装置中的发射特性的方法。所述装置包含电耦合到发射线圈的串联元件。所述方法包含确定所述串联元件的第一端子处的第一电压的实分量和虚分量。所述方法进一步包含确定所述串联元件的第二端子处的第二电压的实分量和虚分量。所述方法进一步包含基于所述确定的第一和第二电压来确定经过所述串联元件的电流的实分量和虚分量。所述方法进一步包含基于所确定的电压和电流来确定发射特性，例如，节点电压、电流、功率和阻抗。所述方法进一步包含基于所述确定的发射特性来调整无线电力发射的特性。

Description

用于检测无线充电发射特性的系统和方法
技术领域
本发明大体上涉及无线电力。更明确地说，本发明涉及检测无线电力系统中的发射特性。
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供电。这些装置包含移动电话、便携式音乐播放器、膝上型计算机、平板计算机、计算机外围装置、通信装置(例如，蓝牙装置)、数码相机、助听器和其类似者。虽然电池技术已改善，但电池供电的电子装置日益需要并消耗较大电量，由此常常需要再充电。可再充电装置常常经由有线连接通过物理上连接到电源供应器的线缆或其它类似连接器来充电。线缆和类似连接器有时可能不方便或麻烦且具有其它缺点。能够在自由空间传送待用以对可再充电电子装置充电的电力或提供电力到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点。因而，有效率且安全地传送电力到电子装置的无线电力传送系统和方法是需要的。
发明内容
在随附权利要求书的范围内的系统、方法和装置的各种实施方案各自具有若干方面，若干方面中没有单一方面单独地对本文中描述的合乎需要的属性负责。在不限制随附权利要求书的范围的情况下，本文中描述一些突出特征。
本发明的一个方面提供一种检测无线电力发射装置中的发射特性的方法。所述装置包含电耦合到发射线圈的串联元件。所述方法包含确定串联元件的第一端子处的第一电压的实分量和虚分量。所述方法进一步包含确定串联元件的第二端子处的第二电压的实分量和虚分量。所述方法进一步包含基于所确定的第一电压和第二电压来确定经过串联元件的电流的实分量和虚分量。所述方法进一步包含基于所确定的电压和所确定的电流来确定发射特性。所述方法进一步包含基于所确定的发射特性来调整无线电力发射的特性。
本发明的另一创新方面包含一种无线装置。所述装置包含经配置以发射无线电力到接收器的发射线圈。所述装置进一步包含经配置以产生同相(I)和正交(Q)时钟信号的正交时钟产生器。所述装置进一步包含电耦合到发射线圈的串联元件。所述装置进一步包含经配置以将串联元件的第一端子处的至少一个信号乘以I信号和Q信号中的一者的第一混频器。所述装置进一步包含经配置以将串联元件的第二端子处的至少一个信号乘以I信号和Q信号中的一者的第二混频器。
本发明的另一创新方面包含一种用于检测无线电力发射装置中的发射特性的设备。所述装置包含电耦合到发射线圈的串联元件。所述设备包含用于确定串联元件的第一端子处的第一电压的实分量和虚分量的装置。所述设备进一步包含用于确定串联元件的第二端子处的第二电压的实分量和虚分量的装置。所述设备进一步包含用于基于所确定的第一和第二电压来确定经过串联元件的电流的实分量和虚分量的装置。所述设备进一步包含用于基于所确定的电压和所确定的电流来确定发射特性的装置。所述设备进一步包含用于基于所确定的发射特性来调整无线电力发射的特性的装置。
本发明的另一创新方面包含包含代码的非暂时性计算机可读媒体，所述代码当被执行时使设备确定串联元件的第一端子处的第一电压的实分量和虚分量。所述串联元件电耦合到发射线圈。所述媒体进一步包含当被执行时使所述设备确定串联元件的第二端子处的第二电压的实分量和虚分量的代码。所述媒体进一步包含当被执行时使所述设备基于所确定的第一和第二电压来确定经过串联元件的电流的实分量和虚分量的代码。所述媒体进一步包含当被执行时使所述设备基于所确定的电压和所确定的电流来确定发射特性的代码。所述媒体进一步包含当被执行时使所述设备基于所确定的发射特性来调整无线电力发射的特性的代码。
本说明书中所描述的标的的一或多个实施方案的细节在随附图式和以下描述中予以阐述。其它特征、方面和优点将从所述描述、所述图式和权利要求书而变得显而易见。应注意，以下诸图的相对尺寸可能未按比例绘制。
附图说明
图1为根据本发明的示范性实施例的示范性无线电力传送系统的功能框图。
图2为根据本发明的各种示范性实施例的可用于图1的无线电力传送系统的示范性组件的功能框图。
图3为根据本发明的示范性实施例的包含发射或接收线圈的图2的发射电路或接收电路的一部分的示意图。
图4为根据本发明的示范性实施例的可用于图1的无线电力传送系统的发射器的功能框图。
图5为根据本发明的示范性实施例的可用于图1的无线电力传送系统的接收器的功能框图。
图6为可用于图4的发射电路的发射电路的一部分的示意图。
图7为根据本发明的示范性实施例的可用于图1的无线电力传送系统的发射电路的一部分的功能框图。
图8为根据本发明的示范性实施例的可用于图1的无线电力传送系统的混频器的功能框图。
图9为根据本发明的另一示范性实施例的可用于图1的无线电力传送系统的发射电路的一部分的功能框图。
图10为无线电力发射的示范性方法的流程图。
图11为根据本发明的实施例的用于检测发射特性的设备的功能框图。
图式中说明的各种特征可能未按比例绘制。因此，为清楚起见，可任意扩大或缩小各种特征的尺寸。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。最后，相似参考数字可用于贯穿本说明书和诸图表示相似特征。
具体实施方式
下文中结合随附图式所阐述的详细描述希望作为对本发明的示范性实施例的描述且不希望表示可实践本发明的仅有实施例。遍及此描述所使用的术语“示范性”意谓“充当实例、例子或说明”，且未必应被解释为相比其它示范性实施例优选或有利。所述详细描述包含特定细节以便达成提供对本发明的示范性实施例的透彻理解的目的。在一些例子中，一些装置是以框图形式来展示。
无线地传送电力可指在不使用物理电导体的情况下将与电场、磁场、电磁场或其它场相关联的任何形式的能量从发射器传送到接收器(例如，电力可经由自由空间而传送)。输出到无线场(例如，磁场)中的电力可通过“接收线圈”而接收、俘获，或通过“接收线圈”而耦合以达成电力传送。
图1为根据本发明的示范性实施例的示范性无线电力传送系统100的功能框图。输入电力102可从电源(未图示)提供到发射器104以用于产生用于提供能量传送的场105。接收器108可耦合到场105并产生输出电力110以由耦合到输出电力110的装置(未图示)来存储或消耗。发射器104和接收器108两者间隔距离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而配置。当接收器108的谐振频率与发射器104的谐振频率实质上相同或非常接近时，发射器104与接收器108之间的发射损失最小。因而，与可能需要大线圈(大线圈需要线圈非常靠近(例如，mm))的纯电感解决方案相比，可在较大距离上提供无线电力传送。谐振电感耦合技术因此可允许改善的效率和在各种距离上的电力传送并具有各种电感线圈配置。
当接收器108位于由发射器104产生的能量场105中时，接收器108可接收电力。场105对应于由发射器104输出的能量可由接收器108俘获的区域。在一些状况下，场105可对应于如下文将进一步描述的发射器104的“近场”。发射器104可包含用于输出能量发射的发射线圈114。接收器108进一步包含用于接收或俘获来自能量发射的能量的接收线圈118。近场可对应于存在由发射线圈114中的电流和电荷引起的最低程度地远离发射线圈114辐射电力的强无功场的区域。在一些状况下，近场可对应于在发射线圈114的约一个波长(或其分率)内的区域。发射线圈114和接收线圈118是根据应用和与其相关联的装置而定尺寸。如上文所描述，有效率的能量传送可通过将发射线圈114的场105中的能量的大部分耦合到接收线圈118而非将电磁波中的多数能量传播到远场而发生。当位于场105内时，“耦合模式”可在发射线圈114与接收线圈118之间出现。在发射线圈114和接收线圈118周围的可发生此耦合的区在本文中称作耦合模式区域。
图2为根据本发明的各种示范性实施例的可用于图1的无线电力传送系统100的示范性组件的功能框图。发射器204可包含发射电路206，发射电路206可包含振荡器222、驱动电路224以及滤波和匹配电路226。振荡器222可经配置以产生在所要频率(例如，468.75KHz、6.78MHz或13.56MHz)下的信号，可响应于频率控制信号223而调整所述所要频率。振荡器信号可经提供到经配置以在(例如)发射线圈214的谐振频率下驱动发射线圈214的驱动电路224。驱动电路224可为经配置以接收来自振荡器222的方波并输出正弦波的切换放大器。例如，驱动电路224可为E类放大器。滤波和匹配电路226也可经包含以滤掉谐波或其它不需要的频率并将发射器204的阻抗与发射线圈214匹配。
接收器208可包含接收电路210，接收电路210可包含匹配电路232以及从AC电力输入产生DC电力输出以对如图2中所示的电池236充电或向耦合到接收器108的装置(未图示)供电的整流器和切换电路234。匹配电路232可经包含以将接收电路210的阻抗与接收线圈218匹配。接收器208和发射器204可额外地在独立通信信道219(例如，蓝牙、zigbee、蜂窝式，等等)上通信。接收器208和发射器204可替代地使用无线场206的特性经由频带内发信而通信。
如下文更完整地描述，接收器208(最初可具有选择性可停用相关联负载(例如，电池236))可经配置以确定由发射器204发射并由接收器208接收的电力量是否适于向电池236充电。此外，接收器208可经配置以在确定电力量合适后启用负载(例如，电池236)。在一些实施例中，接收器208可经配置以在不对电池236充电的情况下直接地利用从无线电力传送场接收的电力。例如，通信装置(例如，近场通信(NFC)或射频识别装置(RFID))可经配置以接收来自无线电力传送场的电力并通过与无线电力传送场交互而通信和/或利用所接收电力来与发射器204或其它装置通信。
图3为根据本发明的示范性实施例的包含发射或接收线圈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，用于示范性实施例的发射或接收电路350可包含线圈352。线圈也可称作或经配置为“回圈”天线352。线圈352本文中也可称作或经配置为“磁性”天线或感应线圈。术语“线圈”希望指可无线地输出或接收能量以用于与另一“线圈”耦合的组件。线圈也可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可经配置以包含空芯或例如铁氧体芯的物理芯(未图示)。空芯回圈线圈可能更容许外部物理装置放置在芯附近。此外，空芯回圈线圈352允许其它组件放置于芯区内。另外，空芯回圈可能更易于实现将接收线圈218(图2)放置于发射线圈214(图2)的平面内，其中发射线圈214(图2)的耦合模式区域可有更强功率。
如所述，能量在发射器104与接收器108之间的有效率传送可在发射器104与接收器108之间匹配或几乎匹配的谐振期间发生。然而，即使发射器104与接收器108之间的谐振不匹配，仍可传送能量，但效率可能受到影响。能量的传送通过将来自发射线圈的场105的能量与驻留于建立此场105的附近的接收线圈耦合而非将来自发射线圈的能量传播到自由空间中而发生。
回圈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建立的电感，而电容可经添加到线圈的电感以建立在所要谐振频率下的谐振结构。作为非限制性实例，电容器352和电容器354可经添加到发射或接收电路350以建立选择在谐振频率下的信号356的谐振电路。因此，对于较大直径线圈，维持谐振所需的电容的大小可随回圈的直径或电感增大而减小。此外，随着线圈直径增加，近场的有效率的能量传送区可增大。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，电容器可并联放置于线圈352的两个端子之间。对于发射线圈，具有实质上对应于线圈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。当接收器在场105内时，时变磁场可诱发在接收线圈118内的电流。如上文所描述，如果接收线圈118经配置以在发射线圈114的频率下谐振，那么能量可有效率地传送。在接收线圈118中诱发的AC信号可如上文所描述经整流以产生可经提供以对负载充电或向负载供电的DC信号。
图4为根据本发明的示范性实施例的可用于图1的无线电力传送系统的发射器404的功能框图。发射器404可包含发射电路406和发射线圈414。发射线圈414可为如图3中所示的线圈352。发射电路406可通过提供导致在发射线圈414周围产生能量(例如，磁通量)的振荡信号而提供RF电力到发射线圈414。发射器404可在任一合适频率下操作。举例来说，发射器404可在13.56MHz ISM频带下操作。
发射电路406可包含用于将发射电路406的阻抗(例如，50欧姆)与发射线圈414匹配的固定阻抗匹配电路409，和经配置以将谐波发射减少到防止耦合到接收器108(图1)的装置自锁的电平的低通滤波器(LPF)408。其它示范性实施例可包含不同滤波器拓扑(包含但不限于，在通过其它频率的同时衰减特定频率的陷波滤波器)，且可包含适应性阻抗匹配，可基于可测量发射度量(例如，到线圈414的输出电力或由驱动电路424汲取的DC电流)改变所述适应性阻抗匹配。发射电路406进一步包含经配置以驱动如由振荡器423确定的RF信号的驱动电路424。发射电路406可由离散装置或电路组成，或替代地可由集成组合件组成。从发射线圈414输出的示范性RF电力可为约1瓦特到10瓦特，例如，约2.5瓦特。
发射电路406可进一步包含控制器415，其用于在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423，用于调整振荡器423的频率或相位，和用于调整输出电力电平以用于实施用于经由其附接的接收器与相邻装置交互的通信协议。应注意，控制器415在本文中也可称作处理器415。振荡器相位和发射路径中的相关电路的调整可允许减少频带外发射，尤其在从一个频率变换到另一频率时。
发射电路406可进一步包含用于检测在由发射线圈414产生的近场附近主动接收器的存在或不存在的负载感测电路416。举例来说，负载感测电路416监视流到驱动电路424的电流，如下文将进一步描述，所述电流可受在由发射线圈414产生的场附近主动接收器的存在或不存在影响。对驱动电路424上负载的变化的检测由控制器415监视以用于确定是否启用振荡器423以用于发射能量和是否与主动接收器通信。如下文更完整地描述，在驱动电路424处测量的电流可用以确定无效装置是否位于发射器404的无线电力传送区域内。
发射线圈414可以李兹(Litz)线来实施或经实施为具有经选择以使电阻损失保持为低的厚度、宽度和金属类型的天线带。在一个实施方案中，发射线圈414通常可经配置用于与较大结构(例如，桌子、垫子、灯或其它不易携带配置)相关联。因此，发射线圈414通常可能不需要“多匝”以便具有实际尺寸。发射线圈414的示范性实施方案可为“电学上较小”(即，波长的分率)且经调谐以通过使用电容器来定义谐振频率而在较低可用频率下谐振。
发射器404可收集并追踪关于可与发射器404相关联的接收器装置的行踪和状态的信息。因此，发射电路406可包含连接到控制器415(本文中也称作处理器)的存在检测器480、封闭式检测器460或其组合。控制器415可响应于来自存在检测器480和封闭式检测器460的存在信号而调整由驱动电路424传递的电力量。发射器404可经由许多电源(例如，用以转换建筑物内存在的常规AC电力的AC到DC转换器(未图示)、用以将常规DC电源转换到适于发射器404的电压的DC到DC转换器(未图示))或直接从常规DC电源(未图示)接收电力。
作为非限制性实例，存在检测器480可为用以感测待被充电的插入发射器404的涵盖区中的装置的最初存在的运动检测器。在检测之后，发射器404可接通且由装置接收的RF电力可用以按预定方式双态触发Rx装置上的开关，其又导致发射器404的驱动点阻抗的变化。
作为另一非限制实例，存在检测器480可为能够(例如)通过红外线检测、运动检测或其它合适方式检测人的检测器。在一些示范性实施例中，可能存在限制发射线圈414可在特定频率下发射的电力量的规则。在一些状况下，这些规则希望保护人类免受电磁辐射。然而，可能存在其中发射线圈414放置于未由人类占据或由人类偶尔占据的区(例如车库、工厂厂区、商店和其类似者)的环境。如果这些环境没有人，那么可允许将发射线圈414的电力输出增加到正常电力限制规则以上。换句话说，控制器415可响应于人类存在而将发射线圈414的电力输出调整到规则电平或更低，且当人在距发射线圈414的电磁场规则距离之外时将发射线圈414的电力输出调整到在规则电平的上的电平。
作为非限制实例，封闭式检测器460(本文中也可称作封闭式隔室检测器或封闭式空间检测器)可为例如用于确定外壳何时处于闭合或打开状态的感测开关的装置。当发射器在处于封闭状态的外壳中时，可增加发射器的电力电平。
在示范性实施例中，可使用发射器404不保持长期接通所藉的方法。在此状况下，发射器404可经编程以在用户确定的时间量后关闭。此特征防止发射器404(特别地，驱动电路424)在其外围的无线装置被完全充电之后长期运行。此事件可归因于电路检测从装置被完全充电的中继器或接收线圈发送的信号的失败。为防止发射器404在另一装置放置于其外围情况下自动地关闭，发射器404自动关闭特征可仅在其外围中检测到运动缺乏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不活动时间间隔。作为非限制性实例，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对所述装置完全充电所需的时间间隔长。
如上文所论述，负载感测电路416可监视流到驱动电路424的电流。在实施例中，在驱动电路424处的所检测电流可用以估计到无意负载的电力损失。无意负载可包含(例如)可能发热或使系统操作降级的导电回圈或表面。在实施例中，控制器415可比较由驱动电路424消耗的DC电力与由注册负载(例如接收器208(图2))报告的负载电力。然而，在一些实施例中，DC到RF转换效率可视负载条件而改变。因此，在驱动电路424处测量的电流可能不会准确地反映所发射电力。在一些实施例中，发射电路406可包含经配置以测量正向和反射电力的定向耦合器。然而，在一些实施例中，定向耦合器可降低发射电路的效率和/或带来高实施成本。
在实施例中，发射电路406可包含耦合到发射线圈414的电力检测器490。电力检测器490可经配置以测量指示发射电力的一或多个特性。在实施例中，电力检测器490可电容性地耦合到发射线圈414。例如，电力检测器490可经配置以经由电容分压器测量差动电压。在实施例中，电力检测器490可实施电阻分压器。电力检测器490可测量匹配电路409与发射线圈414之间的电压和/或电流。电力检测器490可以矢量方式和/或差动方式测量电压和/或电流。控制器415可接收来自电力检测器490的所测量发射电力，且可比较所测量发射电力与由例如接收器208(图2)的接收器报告的所接收发射电力。
图5为根据本发明的示范性实施例的可用于图1的无线电力传送系统的接收器508的功能框图。接收器508包含可包含接收线圈518的接收电路510。接收器508进一步耦合到装置550以用于向其提供所接收电力。应注意，接收器508经说明为在装置550外部，但可集成到装置550中。能量可经无线地传播到接收线圈518且接着经由接收电路510的剩余部分耦合到装置550。举例来说，充电装置可包含例如移动电话、便携式音乐播放器、膝上型计算机、平板计算机、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)和其类似者的装置。
接收线圈518可经调谐以在与发射线圈414(图4)相同的频率下或在特定频率范围内谐振。接收线圈518可类似于发射线圈414而定尺寸或可基于相关联装置550的尺寸以不同方式定尺寸。举例来说，装置550可为具有小于发射线圈414的直径或长度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518可经实施为多匝线圈，以便减少调谐电容器(未图示)的电容值并增加接收线圈的阻抗。举例来说，接收线圈518可经放置于装置550的实质周围，以便最大化线圈直径并减少接收线圈518的回圈匝(即，绕组)的数目和绕组间电容。
接收电路510可提供阻抗匹配到接收线圈518。接收电路510包含用于将接收的RF能量源转换成充电电力以供装置550使用的电力转换电路506。电力转换电路506包含RF到DC转换器520且也可包含DC到DC转换器522。RF到DC转换器520将接收线圈518处接收的RF能量信号整流成具有由Vrect表示的输出电压的非交流电力。DC到DC转换器522(或其它电力调节器)将经整流的RF能量信号转换成与具有由Vout表示的输出电压和由Iout表示的输出电流的装置550一致的能量电位(例如，电压)。预期各种RF到DC转换器，包含部分和全整流器、调节器、桥接器、倍频器以及线性和切换转换器。
接收电路510可进一步包含用于将接收线圈518连接到电力转换电路506或替代地用于与电力转换电路506断开连接的切换电路512。将接收线圈518与电力转换电路506断开连接不仅暂停对装置550的充电，而且改变如由发射器404(图2)“所见”的“负载”。
如上文所揭示，发射器404包含可检测经提供到发射器驱动电路424的偏压电流的起伏的负载感测电路416。因此，发射器404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508存在于发射器的近场中时，可需要对一或多个接收器的载入和卸载进行时间多工以使其它接收器能够更有效率地耦合到发射器。接收器508也可经覆盖以便消除与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”在本文中也被称为“覆盖”。此外，由接收器508控制并由发射器404检测的卸载与载入之间的此切换可提供如下文更完整解释的从接收器508到发射器404的通信机制。另外，一个协议可与使消息能从接收器508发送到发射器404的切换相关联。举例来说，切换速度可为约100μsec。
在示范性实施例中，发射器404与接收器508之间的通信指装置感测和充电控制机制，而非常规双向通信(即，使用耦合场的频带内发信)。换句话说，发射器404可使用所发射信号的通/断键控以调整能量是否可用于近场中。接收器可将能量的这些变化解译为来自发射器404的消息。从接收器侧来看，接收器508可使用接收线圈518的调谐和去谐以调整多少电力正从场接受。在一些状况下，调谐和去谐可经由切换电路512来完成。发射器404可检测来自场的所使用电力的此差异并将这些变化解译为来自接收器508的消息。应注意可利用发射电力和负载特性的其它形式的调制。
接收电路510可进一步包含用以识别可对应于从发射器到接收器的信息发信的所接收能量起伏的发信检测器和信标电路514。此外，发信和信标电路514也可用以检测减少的RF信号能量(即，信标信号)的发射和将所述减少的RF信号能量整流成标称电力以用于唤醒接收电路510内的未供电或耗尽电力的电路以便配置接收电路510以进行无线充电。
接收电路510进一步包含用于协调本文所描述的接收器508的过程(包含对本文所描述的切换电路512的控制)的处理器516。接收器508的覆盖也可在其它事件(包含提供充电电力到装置550的外部有线充电源(例如，壁/USB电源)的检测)发生时发生。处理器516除控制接收器的覆盖外也可监视信标电路514以确定信标状态并提取从发射器404发送的消息。处理器516也可调整DC到DC转换器522以用于改善性能。
如上文所论述，接收器508可经配置以测量所接收电力并(例如)经由独立通信信道219(图2)将所接收电力报告给发射器404(图4)。在一些实施例中，处理器516经配置以确定所接收电力并发射经确定电力到发射器404。在一些实施例中，充电装置550可包含电力检测器，且充电装置550可经配置以发射所确定电力到发射器404。
图6为可用于图4的发射电路406的发射电路600的一部分的示意图。发射电路600可包含如上文在图4中描述的驱动电路624。如上文所描述，驱动电路624可为可经配置以接收方波并输出待提供到发射电路650的正弦波的切换放大器。在一些状况下，驱动电路624可称作放大器电路。驱动电路624经展示为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电路624。驱动电路624可通过来自如图4中所示的振荡器423的输入信号602来驱动。也可将经配置以控制可经由发射电路650传递的最大电力的驱动电压VD提供给驱动电路624。为消除或减少谐振，发射电路600可包含滤波器电路626。滤波器电路626可为三极(电容器634、电感器632和电容器636)低通滤波器电路626。
由滤波器电路626输出的信号可经提供到包括线圈614的发射电路650。发射电路650可包含具有电容620和电感(例如，其可归因于线圈的电感或电容或归因于额外电容器组件)的可在由驱动电路624提供的经滤波信号的频率下谐振的串联谐振电路。发射电路650的负载可由可变电阻器622表示。负载可随经定位以接收来自发射电路650的电力的无线电力接收器508而变。
在各种实施例中，上文参看图1到6描述的无线电力发射系统100可基于附近物件的检测而改变无线电力发射。附近物件可包含所希望的接收器、待被充电的装置，和/或外来物件。外来物件可为非所希望的发射目标的某物(即，非充电装置)，例如寄生接收器、无机物件或有生命物件(例如，人、动物，等等)。寄生接收器可包含(例如)非电子金属物件、未授权可充电装置，等等。
例如，如上文参看图4所论述，发射器404可包含存在检测器480，其可检测附近物件的存在、距离、定向和/或位置。在各种其它实施例中，存在检测器480可位于另一位置中，例如位于接收器508上或别处。控制器415可在第一距离内检测到外来物件时减少发射电力。在各种实施例中，无线电力发射系统100可根据关于生物安全、防火安全等等的规定或规则调整无线电力发射的特性。例如，给定距人体的距离情况下，无线电力发射系统100可调整发射功率，使得到达附近人体的电磁场在阈值之下。
在各种实施例中，存在检测器480可基于视线检测机制检测附近物件的存在。视线检测机制可包含(例如)红外线检测、超声波检测、激光检测，等等。在包含嵌入式发射器的实施例中，其中电力可经由例如桌或台的不透明表面而发射，使用非视线检测机制可为优选的。非视线机制可包含(例如)电容检测、辐射检测，等。在本文中将描述的各种实施例中，存在检测器480可使用谐波检测系统来基于在基本系统频率的谐波下所接收信号强度的变化而检测附近物件的存在、距离、定向和/或位置。
回头参看图2，在某些实施例中，无线电力传送系统100可包含多个接收器208。在一个实施例中，TX线圈214的大小是固定的。因此，发射器204可能不会很好地匹配不同大小的RX线圈218。由于各种原因，可需要发射器204使用多个TX线圈214。在一些实施例中，多个TX线圈214可以一阵列形式来布置。在一些实施例中，阵列可为模块化。在一些实施例中，阵列可包含相同或实质上相同大小的TX线圈214。
在各种实施例中，可基于接收器208的位置和/或其RX线圈218的大小而独立地激活每一TX线圈214。例如，单一TX线圈214可提供无线电力到具有相对较小RX线圈218的附近接收器208。另一方面，多个TX线圈214可提供无线电力到具有相对较大RX线圈218的附近接收器。可去激活不在RX线圈218附近的TX线圈214。
在一些实施例中，多个TX线圈214可形成较大发射区。发射区可为可缩放的，使用额外TX线圈214涵盖较大区。TX线圈214可允许装置在较大区上自由定位。此外，TX线圈可经配置以同时对多个接收器208充电。在一些实施例中，个别TX线圈214可彼此耦合。因此，可需要无线电力传送系统100包含用于解耦TX线圈214的方法、系统和/或设备。
图7为根据本发明的示范性实施例的可用于图1的无线电力传送系统的发射电路700的一部分的功能框图。在各种实施例中，图7呈现的元件可以平衡或单端形式配置；图7和进一步论述以平衡形式呈现此实例。发射电路700可包含正交时钟产生器710、发射放大器720、发射滤波器和/或匹配电路730、正和负测量电容器CMP和CMN、正和负串联电容器CSP和CSN、发射线圈LTX、差动混频器740a和740b、求和放大器750a和750b、低通滤波器(LPF)760a和760b、模拟到数字转换器(ADC)770a和770b，和处理器780。
在各种实施例中，发射电路700可经配置以确定发射线圈LTX处的发射特性，例如发射电力或线圈阻抗。例如，发射电路700可经配置以测量施加到发射线圈LTX的RF电压和/或电流。发射电路700可经配置以采用向量测量。例如，发射电路700可测量施加到发射线圈LTX的电流和/或电压的量值和相位两者。在实施例中，发射电路700可实施或包含电力检测器490(图4)。
正交时钟产生器710用来提供同相(I)和正交(Q)时钟信号(正或负)到发射放大器720和混频器740a和740b。在所说明的实施例中，正交时钟产生器710经配置以基于振荡器输入并通过处理器780控制而产生I/Q信号。在实施例中，振荡器输入可为发射频率的四倍。例如，在具有约468.75KHz、6.78MHz和13.56MHz的发射频率的各种实施例中，振荡器输入可分别为约1.87MHZ、27.12MHz和54.24MHz。在实施例中，可从振荡器423(图4)接收振荡器输入。
正交时钟产生器710可经配置以产生在振荡器输入频率(例如，6.78MHz)的四分之一下的四个时钟信号I、Q、I′和Q′(一般称为“I/Q”)。时钟I、Q、I′和Q′中的每一者可表示不同相位(例如，0、90、180和270度)。因此，I可超前Q 90度。I′和Q′可为其相应输出I和Q的颠倒版本，且可提供主信号I和Q的180相移。所属领域的技术人员将了解可使用其它相位阶跃(例如，45度、60度等等)。
正交时钟产生器710可选择性地提供正弦信号和余弦信号两者到混频器740a和740b。在各种实施例中，正弦信号和余弦信号可包含正弦信号(例如，在包含模拟乘法器的实施例中)和方波(例如，在包含数字多路复用器的实施例中)。例如，正交时钟产生器710可经由一或多个多路复用器选择性地提供时钟信号I、Q、I′和Q′中的一或多者到混频器740a和740b。例如，正交时钟产生器710可包含每一混频器740a和740b一个多路复用器。在实施例中，选定的时钟信号I/Q可(例如)经由D正反器而重复计时。重复计时信号I/Q可减少相位之间的延迟变化。提供到混频器740a和740b的时钟信号I/Q的选择可通过(例如)处理器780控制。
发射放大器720用来驱动RF信号到发射线圈LTX。发射放大器720可基于从正交时钟产生器710接收的时钟信号驱动RF信号。在发射放大器720接收来自正交时钟产生器710的I时钟相位。在实施例中，发射放大器720可(例如)从振荡器423(图4)接收独立时钟信号。在实施例中，发射放大器可为驱动电路424(图4)。
发射滤波器730用来提供发射线圈LTX处的阻抗匹配和/或谐波发射的减少。其它示范性实施例可包含不同滤波器拓扑(包含但不限于在通过其它频率的同时衰减特定频率的陷波滤波器)，且可包含适应性阻抗匹配，可基于可测量发射度量(例如到线圈LTX的输出电力)改变所述适应性阻抗匹配。在各种实施例中，发射滤波器730可实施或包含滤波器408(图4)如/或匹配电路409(图4)。
差动混频器740a和740b用来测量在测量电容器CMP和CMN处的电压。明确地说，差动混频器740a和740b经配置以同步混频从正交时钟产生器710接收的I/Q时钟与待使用倍增相位检测器来测量的RF信号。测量电容器CMP和CMN充当已知阻抗，其中跨越测量电容器CMP和CMN的电压与电流成正比。额外装置可经添加以缩放混频器740a和740b的输入处的电压电平。差动混频器740a和740b促进测量电容器CMP和CMN的两侧(即，在节点ASP、BSP、ASN和BSN处)的电压测量。因此，经过测量电容器CMP和CMN的电流可经计算并用以确定发射线圈LTX处发射的电力。
求和放大器750a和750b用来提供虚拟AC接地到多路复用器，从而将DC电流转换成反映VA+VB或VA-VB的实部和/或虚部的电压，其中VA表示跨越节点ASP和ASN的电压，且VB表示跨越节点BSP和BSN的电压。正交时钟产生器710可选择通过选择和提供适当时钟相位到混频器740a和740b而执行的特定求和。在一些实施方案中，正交时钟产生器710可选择并提供适当时钟相位到混频器740a和740b以个别地测量VA和VB。
例如，驱动每一混频器740a和740b的两个信号可由正弦波表示：针对跨越节点对ASP/ASN和BSP/BSN所测量的差动信号的sinM，和针对从正交时钟产生器710接收的参考信号的sinR或cosR(分别基于同相信号和正交相信号)。混频器740a和740b可如等式1和等式2所示将sinM乘以sinR或cosR，其中ω为发射频率的2π倍，且α为相移。
LPF 760a和760b用来滤波例如2ω的非基频频谱内容。例如，积sinMsinR和sinMcosR可如等式3和等式4中所示来滤波。
因此，角α可如等式5中所示通过两个测量信号的反正切来确定。
混频器740a和740b的输出在求和放大器750a和750b处组合，且在LPF 760a和760b处经低通滤波以去除信号谐波并提供表示信号的相移的DC值，和量值的缩放部分。ADC770a和770b提供数字值到处理器780。处理器780可(例如)基于两个相位测量的平方和的平方根确定量值。
处理器780经配置以调整正交时钟产生器710以获得到混频器740a和740b的正弦和余弦信号两者，且由此在测量电容器CMP和CMN之前和之后获得电压向量。处理器780可通过将电压差(即，VA-VB)除以测量电容器CMP和CMN的值来计算经过测量电容器CMP和CMN的电流。在各种实施例中，处理器780可用一或多个缩放因数来缩放测量和/或将电压测量转换到均方根(RMS)电压。处理器780可进一步将所得复向量相乘以确定有效和无功电力。
在图7的实施例中，发射电路700经配置以采用测量。在实施例中，图7中所示的配置可允许平衡解调制。然而，所属领域的技术人员将了解，本文中描述的技术可以单端方式来实施。例如，可使用单一测量电容器CM。
在图7的实施例中，发射电路700经配置以将测量电容器CMP和CMN用作串联阻抗。然而，所属领域的技术人员将了解，本文中描述的技术可应用于任一阻抗元件(本文中一般称作串联元件ZM)。例如，可在发射滤波器730中使用一或多个电感器来执行测量，测量电容器CMP和CMN中的一或多者可以电感器或电阻器、主动或被动电抗网络、变流器等等来替代。
类似地，所属领域的技术人员将了解本文中描述的技术可通过重新定位ZM而应用于RF电流路径内的任一串联阻抗元件。例如，可使用发射滤波器730中的一或多个电感器来执行测量，测量电容器CSP和CSN中的一或多者可以电感器或电阻器、主动或被动电抗网络等等来替代。在一些实施例中，发射电路700可包含与发射线圈LTX并联的并联电容器CP。
图8为根据本发明的示范性实施例的可用于图1的无线电力传送系统的混频器740的功能框图。混频器740可实施或包含(例如)混频器740a和740b。在所说明的实施例中，混频器740接收输入SP、SN和I/Q，并包含两个输入电容器810a和810b、两个多路复用器820a和820b，和两个输出电容器830a和830b。
输入SP和SN可为测量信号。在各种实施例中，例如，SP和SN可表示图7中所示的节点ASP和ASN，和/或BSP和BSN。输入I/Q(和其补充)可从(例如)正交时钟产生器710(图7)接收。
输入电容器810a和810b可各自形成经配置以减少输入电压SP和SN的相应高阻抗分压器的一部分。在实施例中，输入电容器810a可形成经配置以减少ASP的分压器的一部分。输入电容器810b可形成经配置以减少ASN的分压器的一部分。输入电容器也可体现为例如电感器或电阻器的任一任意阻抗。
多路复用器820a和820b用来混合RF输入SP和SN与来自正交时钟产生器710(图7)的I/Q本机振荡器输入，从而产生差动输出MoutA和MoutB。例如，来自发射滤波器730(图7)的信号ASP、ASN可经由高阻抗电容器810a和810b耦合到多路复用器810a和810b。通过选择电压的正或负侧将时钟I/Q乘以输入信号SP/SN。
图9为根据本发明的另一示范性实施例的可用于图1的无线电力传送系统的发射电路900的一部分的功能框图。发射电路900可包含节点A和节点B、测量电容器CM、电抗网络910和发射线圈LTX。电抗网络910可经简化模型化为包含节点V2以及阻抗元件Z1、Z2和Z3的“Y”网络。电抗网络910可为被动网络或主动切换网络。
发射电路900可模型化图7中所示的发射电路700的方面。例如，节点A和B可分别对应于节点ASP和BSP(图7)。测量电容器CM可对应于正测量电容器CMP(图7)。电抗网络910对应于串联电容器CSP(图7)。作为另一实例，节点A和B可分别对应于节点ASN和BSN(图7)。测量电容器CM可对应于正测量电容器CMN(图7)。电抗网络910对应于串联电容器CSN(图7)。
在实施例中，处理器780(图7)可使用节点分析来计算负载电流(iL)。节点B处的电压可使用混频器电路740a和/或740b(图7)来测量，且如本文中所描述计算iCM。Y网络的中心节点处的电压(V2)为节点B处的电压减去iCM经过Z1的电压降，如等式6中所示。
V2＝VB-iCMZ1...(6)
负载电流为在分流阻抗Z2减少Y网络的中心处的源电流之后剩余的电流，如等式7中所示。
将等式6代入等式7的分子并重新排列项得到等式8。
Z项可经配置为乘以iCM和VB的固定常数。乘以iCM的项可为无量纲量且可经预先计算，如等式9中所示。
VB项的乘数可认为是导纳，如等式10中所示。X可指代特定网络配置的导纳值。
使用上文导出的系数，处理器780(图7)可通过组合等式8到等式10而确定负载电流的实分量和虚分量。等式11中展示实部。等式12中展示负载电流的虚部。
RE{iL}＝RE{iCM}RE{K1x}+IM{VMB}IM{Yx}-IM{iCM}IM{K1x}-RE{VMB}RE{Yx}...(11)
IM{iL}＝RE{iCM}IM{K1x}+IM{iCM}RE{K1x}-RE{VMB}LM{Yx}-IM{VMB}RE{Yx}...(12)
实部与虚部可经组合以确定负载电流的量值，如等式13中所示。
负载处的电压可通过从V2减去跨越Z3的电压降来计算，如等式14中所示。
VL＝V2-iLZ3...(14)
组合等式14和等式8产生等式15。
Z项可经组合成用于与经测量电流和电压值相乘的系数。使用X来表示电抗网络910的特定配置，复合电压系数经展示于等式16中。电流系数经展示于等式17中。
因此，处理器780可根据等式18确定负载电压的实部。处理器780可根据等式19确定负载电压的虚部。
RE{VL}＝RE{VB}RE{K2x}-IM{VB}IM{K2x}-RE{iCM]RE{ZYx}+IM{iCM}IM{ZYx}...(18)
IM{VL}＝RE{VB}LM{K2x}+IM{VB}RE{K2x}-RE{iCM}IM{ZYx}-IM{iCM}RE{ZYx}...(19)
可使用欧姆定律以及已经针对电力测量采样的复合电压和电流来计算观察谐振器的阻抗。因此，处理器780可根据等式20确定发射线圈LTX的阻抗，根据等式21确定负载的实部，并根据等式22确定负载的虚部。
图10为无线电力发射的示范性方法的流程图1000。尽管本文中关于上文参看图1到2论述的无线电力发射系统100、上文参看图4论述的发射器404和上文参看图7论述的发射电路700描述流程图1000的方法，但所属领域的技术人员将了解，流程图1000的方法可由本文中描述的另一装置或任一其它合适装置来实施。在实施例中，流程图1000中的步骤可由处理器或控制器(例如，控制器415(图4)、处理器发信控制器516(图5)和/或处理器780(图7))来执行。尽管本文中关于特定次序来描述流程图1000的方法，但在各种实施例中，可以不同次序来执行或省略本文中的块，且可添加额外块。
首先，在块1010处，处理器780确定串联元件的第一端子处的第一电压的实分量和虚分量。所述串联元件可为电耦合到发射线圈的测量电容器，例如串联元件CMP和CMN。例如，处理器780可控制正交时钟产生器710以依次输出I和Q信号到混频器740a。因此，混频器740a可输出节点ASP和ASN处的电压信号的实分量和虚分量。在实施例中，串联元件可包含电阻器或电感器，例如，发射滤波器730中的组件。在实施例中，第一电压可为差动电压。
接下来，在块1020处，处理器780确定串联元件的第二端子处的第二电压的实分量和虚分量。例如，处理器780可控制正交时钟产生器710以依次输出I和Q信号到混频器740b。因此，混频器740b可输出节点BSP和BSN处的电压信号的实分量和虚分量。在实施例中，第二电压可为差动电压。
在各种实施例中，求和放大器750a和750b可输出从混频器740a和740b接收的实分量与虚分量之间的和和/或差。LPF 760a和760b可对求和放大器750a和750b的输出进行滤波。ADC 770a和770b可将LPF 760a和760b的输出转换成经提供到处理器780的数字值。处理器780可缩放所述值。
接着，在块1030处，处理器780基于测量的第一和第二电压来确定经过串联元件的电流的实分量和虚分量。例如，处理器780可知晓串联元件CMP和CMN的值，所述值可存储于存储器中，经校准或经动态地确定。处理器780可根据欧姆定律的复数形式计算电流。
其后，在块1040处，处理器780基于所测量的电压和所确定的电流来确定发射特性。例如，处理器780可使用电力向量等式22来计算发射电力，其中I*为所测量电流的RMS值的复共轭。在实施例中，处理器780可使用与Z＝V/I相同的参数来计算在操作频率下的复阻抗，如下文参看图11所论述。
在各种实施例中，处理器780可将电力向量分解成实分量和虚分量。处理器780可计算电压和电流的RMS值，应用缩放因数，和/或类似处理。类似地，处理器780可使用向量数据来基于已知分量值计算电路中的任一点处的阻抗、电流和电压。所发射的无线电力和无线负载阻抗因此可分解为损失和经由发射线圈LTX耦合的电抗。
随后，在块1050处，处理器780基于所计算的发射特性来调整无线电力发射的特性。例如，处理器780可确定无意的接收器邻近发射线圈LTX。处理器780可比较所计算的发射特性与由一或多个经授权或注册的接收器报告的接收电力。在各种实施例中，处理器780可基于计算的发射特性来增加、减少或以其它方式修改发射特性。
图11为根据本发明的实施例的用于检测发射特性的设备1100的功能框图。所属领域的技术人员将了解，用于无线通信的设备可具有比图11中所示的简化设备1100更多的组件。所示的用于检测发射特性的设备1100仅包含可用于描述在权利要求书的范围内的实施方案的一些突出特征的那些组件。用于检测发射特性的设备1100包含用于确定串联元件的第一端子处的第一电压的实分量和虚分量的装置1110，用于确定串联元件的第二端子处的第二电压的实分量和虚分量的装置1120，用于基于所测量第一和第二电压来确定经过串联元件的电流的实分量和虚分量的装置1130，用于基于所测量电压和所确定电流来确定发射特性的装置1140，和用于基于所计算发射特性来调整无线电力发射的特性的装置1150。
在实施例中，用于确定串联元件的第一端子处的第一电压的实分量和虚分量的装置1110可经配置以执行上文参考块1010(图10)描述的功能中的一或多者。在各种实施例中，用于确定串联元件的第一端子处的第一电压的实分量和虚分量的装置1110可由处理器780(图7)、正交时钟产生器710(图7)、电容器CMP、CMN、CSP和/或CSN(图7)、混频器740a和740b(图7)、求和放大器750a和750b、LPF 760a和760b以及ADC 770a和770b中的一或多者来实施。
在实施例中，用于确定串联元件的第二端子处的第二电压的实分量和虚分量的装置1120可经配置以执行上文参考块1020(图10)描述的功能中的一或多者。在各种实施例中，用于确定串联元件的第二端子处的第二电压的实分量和虚分量的装置1120可由处理器780(图7)、正交时钟产生器710(图7)、电容器CMP、CMN、CSP和/或CSN(图7)、混频器740a和740b(图7)、求和放大器750a和750b、LPF 760a和760b以及ADC 770a和770b中的一或多者来实施。
在实施例中，用于基于所测量第一和第二电压来确定经过串联元件的电流的实分量和虚分量的装置1130可经配置以执行上文参考块1030(图10)描述的功能中的一或多者。在各种实施例中，用于基于所测量第一和第二电压来确定经过串联元件的电流的实分量和虚分量的装置1130可由处理器780(图7)、控制器415(图4)和存储器470(图4)中的一或多者来实施。
在实施例中，用于基于所测量电压和所确定电流来确定发射特性的装置1140可经配置以执行上文参考块1040(图10)描述的功能中的一或多者。在各种实施例中，用于基于所测量电压和所确定电流来确定发射特性的装置1140可由处理器780(图7)、控制器415(图4)和存储器470(图4)中的一或多者来实施。
在实施例中，用于基于所计算发射特性来调整无线电力发射的特性的装置1150可经配置以执行上文参考块1050(图10)描述的功能中的一或多者。在各种实施例中，用于基于所计算发射特性来调整无线电力发射的特性的装置1150可由处理器780(图7)、控制器415(图4)和存储器470(图4)中的一或多者来实施。
上文所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)来执行。大体来说，诸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来执行。
可使用多种不同技艺和技术中的任一者来表示信息和信号。例如，可用电压、电流、电磁波、磁场或粒子、光场或粒子或其任何组合来表示可以上文所有描述中所参考的数据、指令、命令、信息、信号、位、符号和码片。
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、电路和算法步骤可被实施为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚地说明硬件与软件的此可互换性，上文已大体上在功能性方面描述了各种说明性组件、块、模块、电路和步骤。此功能性经实施为硬件或是软件取决于特定应用和强加于整个系统的设计约束而定。所描述功能性可针对每一特定应用以不同方式实施，但这些实施决策不应被解译为引起偏离本发明的实施例的范围。
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)或经设计以执行本文中所描述的功能的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、模块和电路。通用处理器可为微处理器，但在替代例中，处理器可为任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。也可将处理器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、一或多个微处理器结合DSP核心或任何其它此配置。
结合本文所揭示的实施例所描述的方法或算法的步骤和功能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。如果实施于软件中，那么所述功能可存储于有形非暂时性计算机可读媒体上或作为一或多个指令或代码在有形非暂时性计算机可读媒体上发射。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)、电可抹除可编程ROM(EEPROM)、寄存器、硬盘、抽取式磁盘、CDROM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所述存储媒体读取信息和将信息写入到所述存储媒体。在替代例中，存储媒体可集成到处理器。如本文中所使用，磁盘和光盘包含压缩光盘(CD)、激光光盘、光盘、数字影音光盘(DVD)、软盘和蓝光光盘，其中磁盘通常以磁性方式再生数据，而光盘通过激光以光学方式再生数据。以上各者的组合也应包含于计算机可读媒体的范围内。所述处理器与存储媒体可驻留于ASIC中。所述ASIC可驻留于用户终端机中。在替代例中，处理器和存储媒体可作为离散组件驻留于用户终端机中。
出于概述本发明的目的，已在本文中描述本发明的某些方面、优点和新颖特征。应理解，根据本发明的任一特定实施例，可未必达成所有这些优点。因此，本发明可按下方式来体现或进行：达成或优化如本文中所教示的一个优点或一群优点而不必达成如本文中可教示或建议的其它优点。
上文描述的实施例的各种修改将易于显而易见，且在不偏离本发明的精神或范围情况下，本文中定义的一般原理可应用于其它实施例。因此，本发明不希望限于本文中所展示的实施例，而应符合与本文中所揭示的原理和新颖特征相一致的最广范围。

Claims (32)

1.一种检测包括电耦合到发射线圈的串联元件的无线电力发射装置中的发射特性的方法，其包括：
分别从所述串联元件的第一和第二端子接收第一和第二信号；
分别将所述第一和第二信号乘以第三和第四信号以便产生第一和第二混合信号，所述第三和第四信号具有不同相位；
至少部分基于所述第一和第二混合信号确定所述串联元件的所述第一端子处的第一电压的实分量和虚分量；
至少部分基于所述第一和第二混合信号确定所述串联元件的所述第二端子处的第二电压的实分量和虚分量；
基于所述第一和第二电压来确定经过所述串联元件的电流的实分量和虚分量；
基于所述第一和第二电压的所述实分量和虚分量和所述电流的所述实分量和虚分量来确定发射特性；以及
基于所计算的发射特性来调整无线电力发射的特性。
2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括直接测量经过所述串联元件的所述电流。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一电压和所述第二电压包括差动电压。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述发射特性包括发射功率或复阻抗中的一者。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述串联元件包括电容器、电感器或电阻器中的一者。
6.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括将缩放因数应用于所述电压中的至少一者。
7.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括基于所述电压中的至少一者来确定均方根RMS电压和/或电流。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述第三和第四信号包括同相和正交时钟信号。
9.根据权利要求8所述的方法，其进一步包括对相乘的所得积求和。
10.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括分割至少一个电压或电流。
11.一种经配置以提供无线电力到接收器的无线装置，其包括：
发射线圈，其经配置以发射无线电力；
正交时钟产生器，其经配置以产生同相I和正交Q时钟信号；
串联元件，其电耦合到所述发射线圈，所述串联元件包括第一和第二端子或端口；
混频器或一组混频器，其经配置以将所述串联元件的所述第一端子或端口和所述第二端子或端口处的至少一个信号乘以所述I和Q信号中的一者。
12.根据权利要求11所述的无线装置，其中在所述串联元件的所述第一端子和所述第二端子处的所述信号包括差动信号。
13.根据权利要求11所述的无线装置，其中所述混频器包括单端或差动混频器。
14.根据权利要求11所述的无线装置，其中所述至少一个信号包括无线电力信号。
15.根据权利要求11的无线装置，其中所述串联元件包括电容器、电感器或电阻器中的一者。
16.根据权利要求11所述的无线装置，其进一步包括经配置以基于所述相乘的信号计算发射特性的处理器。
17.根据权利要求16所述的无线装置，其中所述处理器经进一步配置以基于所计算的发射特性来调整无线电力发射的特性。
18.根据权利要求16所述的无线装置，其中所计算的发射特性包括发射功率或复阻抗中的一者。
19.根据权利要求16所述的无线装置，其中所述处理器经进一步配置以计算经过所述串联元件的电流。
20.根据权利要求16所述的无线装置，其中所述处理器经进一步配置以基于至少一个测量的电压来确定均方根RMS电压和/或电流。
21.根据权利要求11所述的无线装置，其进一步包括经配置以将第一混频器与第二混频器的输出求和的求和放大器。
22.根据权利要求11所述的无线装置，其包括经配置以减小所述混频器处的电压的分压器。
23.一种用于检测包括电耦合到发射线圈的串联元件的无线电力发射装置中的发射特性的设备，其包括：
用于分别从所述串联元件的第一和第二端子接收第一和第二信号的装置；
分别将所述第一和第二信号乘以第三和第四信号以便产生第一和第二混合信号，所述第三和第四信号具有不同相位；
用于至少部分基于所述第一和第二混合信号确定所述串联元件的所述第一端子处的第一电压的实分量和虚分量的装置；
用于至少部分基于所述第一和第二混合信号确定所述串联元件的所述第二端子处的第二电压的实分量和虚分量的装置；
用于基于所述第一和第二电压来确定经过所述串联元件的电流的实分量和虚分量的装置；
用于基于所述第一和第二电压的所述实分量和虚分量电压和所述电流的所述实分量和虚分量来确定发射特性的装置；以及
用于基于所计算的发射特性来调整无线电力发射的特性的装置。
24.根据权利要求23所述的设备，其进一步包括用于直接测量经过所述串联元件的所述电流的装置。
25.根据权利要求23所述的设备，其中所述第一电压和所述第二电压包括单端或差动电压。
26.根据权利要求23所述的设备，其中所述发射特性包括发射功率或复阻抗中的一者。
27.根据权利要求23所述的设备，其中所述串联元件包括电容器、电感器或电阻器中的一者。
28.根据权利要求23所述的设备，其进一步包括用于将缩放因数应用于所述电压中的至少一者的装置。
29.根据权利要求23所述的设备，其进一步包括用于基于所述电压中的至少一者来确定均方根RMS电压和/或电流的装置。
30.根据权利要求23所述的设备，其中所述第三和第四信号包括同相和正交时钟信号。
31.根据权利要求30所述的设备，其进一步包括用于对所述相乘的所得积求和的装置。
32.根据权利要求23所述的设备，其进一步包括用于分压至少一个电压的装置。
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