CN104704710B - 无线感应功率传输 - Google Patents

Abstract

功率发送器（101）使用无线功率信号向功率接收器（105）传输功率。功率发送器（101）包括由功率信号发生器（201）驱动的电感器 (103)以提供功率信号。校准控制器（211）确定是否已经针对功率发送器（101）和功率接收器（105）配对执行了功率损失校准。校准适配由功率接收器（105）提供的接收的功率指示和针对功率发送器（101）的发送的功率指示之间的预期的关系。功率限制器（205）约束提供给电感器的功率以不超过阈值，除非已经针对该配对执行了功率损失校准。预期的关系可被使用来检测未计及的功率损失，例如，由于存在外来对象导致的。校准的预期的关系可提供允许在较高的功率水平处的准确检测的改进的准确性。在较低的功率水平处，不需要这样的准确性，并且将不需要执行校准。

Description

无线感应功率传输

技术领域

本发明涉及感应功率传输并且特别地但不排他地涉及根据Qi无线功率传输标准的感应功率传输系统。

背景技术

在过去的十年中，使用中的便携式和移动设备的数目和种类已经激增。例如，移动电话、平板电脑、媒体播放器等的使用已经成为普遍存在。这些设备一般由内部电池供电并且通常的使用情境常常要求电池的再充电或者来自外部电源对设备的直接的有线供电。

大多数现今的系统要求将从外部电源被供电的接线和/或显明的电气接触。然而，这往往是不切实际的并且要求用户物理地插入连接器或者以别的方式建立物理的电气接触。通过引入线的长度对用户而言也往往是不便的。通常地，功率要求也显著地不同，并且当前大多数设备具备它们自己的专用电源，导致通常的用户具有大数目的不同的电源，其中每个电源专用于具体的设备。尽管内部电池的使用可能避免在使用期间对于到电源的线连接的需要，但是这仅提供了局部的解决方案因为电池将需要再充电（或者替换，其是昂贵的）。电池的使用还可能实质上添加了重量和潜在的成本以及设备的大小。

为了提供显著地改进的用户体验，已经提议使用无线电源，其中功率从功率发送器设备中的发送器线圈被感应地传输到个体的设备中的接收器线圈。

经由磁感应的功率发送是公知的概念，其主要地用在具有初级发送器线圈和次级接收器线圈之间的紧耦合的变压器中。通过分离两个设备之间的初级发送器线圈和次级接收器线圈，这些设备之间的基于松耦合的变压器的原理的无线功率传输成为可能。

这样的布置允许到设备的无线功率传输，而不要求做出任何的线或者物理的电连接。实际上，其可能简单地允许设备被放置为与发送器线圈相邻或者在发送器线圈之上，以便被再充电或外部地供电。例如，功率发送器设备可被布置有水平的表面，设备可以简单地被放置在该表面上以被供电。

而且，这样的无线功率传输布置可以有利地被设计为使得功率发送器设备可以与一系列功率接收器设备一起使用。特别地，被知晓为Qi标准的无线功率传输标准已经被定义并且当前正在被进一步地开发。该标准允许符合Qi标准的功率发送器设备与同样符合Qi标准的功率接收器设备一起使用，而它们不必来自同一制造商或者彼此专用。Qi标准进一步包括用于允许操作被适配于具体的功率接收器设备的一些功能性（例如，取决于具体的功率耗用（drain）。

Qi标准由无线功率联盟开发并且可以例如在它们的网站：http:// www.wirelesspowerconsortium.com/index.html上找到更多的信息，其中特别地可以找到所定义的标准文献。

Qi无线功率标准描述了功率发送器必须能够向功率接收器提供有保证的功率。所需要的具体的功率水平取决于功率接收器的设计。为了规定（specify）有保证的功率，定义了测试功率接收器和负载状况的集合，该集合针对每种状况描述有保证的功率水平。

Qi最初针对被认为是具有小于5W的功率耗用的设备的低功率设备定义了无线功率传输。落在该标准的范围内的系统使用两个平面线圈之间的感应耦合将功率从功率发送器传输到功率接收器。这两个线圈之间的距离通常是5mm。将该范围延长到至少40mm是可能的。

然而，工作在进行以增加可用的功率，并且特别地标准正在被延伸至为具有大于5W的功率耗用的设备的中功率设备。

Qi标准定义了兼容设备必须满足的各种技术要求、参数和操作程序。

通信

Qi标准支持从功率接收器到功率发送器的通信，由此使能功率接收器提供可允许功率发送器适配于具体的功率接收器的信息。在当前的标准中，已经定义了从功率接收器到功率发送器的单向通信链接，并且方法是基于功率接收器作为控制元件的基本原理。为了准备和控制功率发送器和功率接收器之间的功率传输，功率接收器具体地向功率发送器通信信息。

该单向通信是通过功率接收器执行负载调制实现的，其中由功率接收器施加到次级接收器的负载被变更以提供功率信号的调制。所得到的电气特性中的改变（例如，电流消耗中的变化）可以被检测并且由功率发送器解码（解调）。

因而，在物理层，从功率接收器到功率发送器的通信信道使用功率信号作为数据载体。功率接收器调制负载，其通过发送器线圈电流或者电压的幅值和/或相位中的改变被检测到。数据被格式化为字节和包。

可以在Qi无线功率规范（1.0版）的第1部分的第6章中找到更多的信息。

尽管Qi使用单向的通信链接，但是已经提出引入从功率发送器到功率接收器的通信。然而，包括这样的双向链接是非同小可的，并且双向链接遭受大量的困难和挑战。例如，所得到的系统仍需要是向后兼容的，并且例如不能进行双向通信的功率发送器和接收器仍需要被支持。而且，例如在调制选项、功率变化、发送选项等方面的技术限制是非常限制的，因为它们需要与现存的参数一致。保持成本和复杂性低也是重要的，并且例如期望的是针对附加的硬件的要求被最小化，检测是容易的且可靠的，等等。还重要的是，从功率发送器到功率接收器的通信不影响、退化或干扰从功率接收器到功率发送器的通信。而且，非常重要的要求是通信链接不会不可接受地退化系统的功率传输能力。

相应地，许多挑战和困难与提升诸如Qi的功率传输系统来包括双向通信相关联。

系统控制

为了控制无线功率传输系统，Qi标准规定系统在不同的操作时间可以处于其中的多个阶段或者模式。更多的细节可以在Qi无线功率规范（1.0版）的第1部分的第5章中找到。

系统可以处于下面的阶段：

选择阶段

该阶段是系统未被使用，即功率发送器和功率接收器之间不存在耦合（即，没有功率接收器被安放靠近功率发送器）的阶段。

在选择阶段，功率发送器可以处于备用模式但是将感测以便检测可能的对象的存在。类似地，接收器将等待功率信号的存在。

查验（Ping）阶段

如果发送器检测到可能的对象的存在（例如，由于电容改变），则系统转到其中功率发送器（至少间歇地）提供功率信号的查验阶段。该功率信号由功率接收器检测，功率接收器着手向功率发送器传送初始的包。具体地，如果功率接收器存在于功率发送器的接口上，则功率接收器向功率发送器通信初始的信号强度包。信号强度包提供功率发送器线圈和功率接收器线圈之间的耦合度的指示。信号强度包由功率发送器检测到。

识别和配置阶段：

功率发送器和功率接收器然后转到识别和配置阶段，其中功率接收器通信至少标识符和要求的功率。信息通过负载调制以多个数据包被通信。功率发送器在识别和配置阶段维持恒定的功率信号以便允许负载调制被检测到。具体地，为了该目的，功率发送器提供具有恒定的幅值、频率和相位的功率信号（由负载调制引起的改变除外）。

在实际的功率传输的准备中，功率接收器可以应用接收到的信号来为其电子设备加电，但是其保持其输出负载断开。功率接收器向功率发送器通信包。这些包包括诸如识别和配置包的命令（mandatory）消息，或者可包括诸如扩展的识别包或者功率停滞（hold-off）包的一些定义的可选的消息。

功率发送器着手根据从功率接收器接收到的信息配置功率信号。

功率传输阶段：

然后系统转到功率传输阶段，其中功率发送器提供要求的功率信号并且功率接收器连接输出负载以为其供给所接收的功率。

在该阶段期间，功率接收器监控输出负载状况，并且具体地其测量某个操作点的实际值和期望值之间的控制误差。它用例如每250毫秒的最小的速率将这些控制误差以控制误差消息通信到功率发送器。这向功率发送器提供功率接收器的继续存在的指示。另外，控制误差消息被用来实施其中功率发送器适配功率信号以最小化报告的误差的闭环功率控制。具体地，如果操作点的实际值等于期望值，则功率接收器通信具有零值的控制误差，导致功率信号中无变化。在功率接收器通信不同于零的控制误差的情形中，功率发送器将相应地调节功率信号。

关于无线功率传输的潜在的问题是功率可能被无意地传输到例如金属对象。例如，如果诸如例如硬币、钥匙、环等的外来对象被放置在被布置成接收功率接收器的功率发送器平台上，则由发送器线圈生成的磁通将在金属对象中引入涡电流，涡电流将引起对象发热。热量增加可能是非常显著的并且实际上可能导致对随后拾取这些对象的人的疼痛和损伤的风险。

实验已经表明，即使对于对象中的低至500mW的功率耗散，安放在功率发送器的表面处的金属对象在正常的环境温度（20^。C）下可能达到不期望的高温（高于60^。C）。为了比较，通过与热的对象接触引起的皮肤烧伤在65^。C左右的温度开始。

为了防止这样的情境，已经提出引入外来对象的检测，其中功率发送器可以检测外来对象的存在并且在正的检测发生时减小发送功率和/或生成用户警报。例如，Qi系统包括用于检测外来对象、并且如果外来对象被检测到则减小功率的功能性。

可以从发送的和接收到的功率之间的差来估计外来对象中的功率耗散。为了防止过多的功率被耗散在外来对象中，如果功率损失超过阈值，则发送器可以终止功率传输。

在Qi功率传输标准中，功率接收器例如通过测量被整流的电压和电流、将它们相乘并加上功率接收器中的内部的功率损失（例如，整流器、接收线圈、作为接收器的部分的金属部件等的损失）的估计来估计其接收到的功率。功率接收器以例如每4秒的最小的速率向功率发送器报告所确定的接收到的功率。

功率发送器例如通过测量逆变器的DC输入电压和电流、将它们相乘并且通过减去发送器中的内部的功率损失（诸如例如逆变器、初级线圈和作为功率发送器的部分的金属部件中的估计的功率损失）的估计以校正结果来估计其发送的功率。

功率发送器可以通过从发送的功率中减去所报告的接收到的功率来估计功率损失。如果差超过阈值，则发送器将假定过多的功率被耗散在外来对象中，并且然后它可以着手终止功率传输。

具体地，当估计的功率损失PT-PR大于阈值时，功率传输被终止，其中PT是被估计的发送的功率以及PR是被估计的接收到的功率。

测量可以在功率接收器和功率发送器之间被同步。为了实现这一点，功率接收器可以在配置期间向功率发送器通信时间窗口的参数。该时间窗口指示其中功率接收器确定所接收的功率的平均的时间段。该时间窗口相对于参考时间被定义，所述参考时间是当所接收到的功率包的第一位从功率接收器被通信到功率发送器时的时间。用于该时间窗口的配置参数由窗口的持续时间和相对于参考时间的开始时间构成。

当执行该功率损失检测时，重要的是用足够的准确性来确定功率损失以确保外来对象的存在被检测到。首先，必须确保从磁场吸收显著的功率的外来对象被检测到。为了确保这一点，在估计从发送的和接收的功率计算到的功率损失中的任何误差必须小于针对外来对象中的功率吸收的可接受的水平。类似地，为了避免错误的检测，功率损失计算的准确性必须足够地准确，以不导致当不存在外来对象时被估计的功率损失值过高。

在较高的功率水平下足够准确地确定发送的和接收的功率估计比对于较低的功率水平基本上是更困难的。例如，假定发送的和接收的功率的估计的不确定度是±3%，这可能导致以下的误差：

±150mW ，在5W的发送和接收的功率下，以及

±1.5W，在50W的发送和接收的功率下。

因而，虽然这样的准确性对于低功率传输操作可能是可接受的，但是其对于高功率传输操作是不可接受的。

通常，要求功率发送器必须能够检测到仅350mW或者甚至更低的外来对象的功率消耗。这要求接收的功率和发送的功率的非常准确的估计。在高功率水平下这是特别困难的，并且功率接收器生成足够准确的估计常常是困难的。然而，如果功率接收器高估所接收的功率，则这可能导致外来对象的功率消耗不被检测到。相反，如果功率接收器低估接收到的功率，则这可能导致其中尽管不存在外来对象但功率发送器终止功率传输的错误的检测。

US2011/0196544公开了外来对象的检测可以基于评估针对功率发送器电感器的测量的初级电流是否不同于预期的初级电流。预期的初级电流基于测量到的整流之后的功率接收器的电压和电流而确定。使用利用外部的电流和电压读数收集的数据，通过曲线拟合确定确切的系数。然而，尽管该方法可允许外来对象的检测，但是为了确定预期的关系，其往往要求累赘的过程。尽管可以例如在制造期间执行该确定，但是这样的方法将仅允许针对一般的（generic）接收器的预期的关系被确定。由于通常在不同的功率接收器之间将存在大的程度的变化，所以这通常将致使该方法在较高功率水平下是不可行的或者不切实际的。

WO2005/109597公开了功率传输系统，其中功率发送器可在不同的模式中操作，并且特别地如果总的寄生负载超过给定阈值，则可自动地将功率发送器切换到关机模式。然而，为了检测总的寄生负载，系统进入其中通过断开功率接收器的负载而有效地终止功率传输的专门的测量模式。因而，在测量阶段期间，功率传输被中断并且不能被执行。为了在功率发送器的不同负载之间区分，WO2005/109597公开了必须进入其中一些负载可以被断开的具体的测量模式。然而，这样的方法不仅复杂和累赘，而且导致间歇的功率传输。此外，该系统是固有地相对不准确的，并且因此不适合于较高的功率传输。该系统包括仅针对功率发送器的校准（calibration），并且不论例如功率消耗如何以及准确的功率校准是否是可能的，应用相同的方法。

EP2490342 A2公开了无线功率传输系统，其中功率发送设备和功率接收设备在功率传输之前交换功率容量信息。

改进的功率传输系统将是有利的。特别地，在维持用户友好的方式的同时允许改进的操作的方法将是有利的。特别地，允许较容易的用户操作同时确保安全的操作（尤其是在较高的功率水平下）的方法将是有利的。允许增加的灵活性、便利的实施、便利的操作、较安全的操作、减小的外来对象发热的风险、增加的准确性和/或改进的性能的改进的功率传输系统将是有利的。

发明内容

相应地，本发明寻求优选地减轻、缓和或者消除以上提到的单个的或者任何的组合中的缺点中的一个或多个。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于使用无线感应功率信号向功率接收器传输功率的功率发送器，该功率发送器包括：用于提供功率信号的电感器；用于驱动电感器以提供功率信号的功率信号发生器；校准控制器，用于确定功率损失校准是否已经针对功率发送器和功率接收器配对被执行，功率损失校准确定由功率接收器提供的接收的功率指示和针对功率发送器的发送的功率指示之间的预期的关系；功率限制器，被布置成约束提供到电感器的功率以不超过阈值，除非已经针对功率发送器和功率接收配对执行了功率损失校准；接收器，用于接收来自功率接收器的接收的功率指示；以及检测器，用于响应于发送的功率指示和接收的功率指示之间的关系与发送的功率指示和接收的功率指示之间的预期的关系之间的偏差超过阈值来检测寄生功率消耗。

本发明可允许针对功率传输系统的较安全的操作。该方法可允许在较高的功率水平处的改进的安全性同时允许较低的功率水平处的低复杂性和便利的操作。特别地，较高的功率水平可被约束至已经被校准的功率发送器和功率接收器的配对，使得当估计例如与外来对象相关联的任何的寄生功率损失时能够实现改进的准确性。在较高的功率水平处的较安全的操作可以与低复杂性组合，并且特别地在较低的水平处的免校准的性能。因而，可以实现操作的简单性和安全性的改进的组合。

本发明可允许改进的未计及的功率检测。通常其允许改进的外来对象检测并且特别地在许多实施例中，可确保外来对象中耗散的功率被保持至安全水平。甚至对于较高的功率水平，也可实现这一点。

预期的关系将接收的功率指示与发送的功率指示关联。例如，预期的关系可提供针对给定的发送的功率指示的预期接收的功率指示，或者例如可提供针对给定的接收的功率指示的预期发送的功率指示。在前者的情形中，偏差可以被确定作为实际接收的功率指示和预期接收的功率指示之间的差。在后者情形中，偏差可以被确定作为实际发送的功率值指示和预期发送的功率指示之间的差。

预期的关系可以是具有作为输入的发送的功率指示以及具有作为输出的接收的功率指示的函数。因而该函数能够反映针对给定的发送的功率指示所预期的接收的功率指示。因而，函数可被使用来估计在正常的操作期间应当被接收的接收的功率指示。如果实际的接收的功率指示匹配预期接收的功率指示（根据适当的匹配准则），则这可被用作当前没有异常操作状况发生的指示，并且具体地可估计不存在（显著的）寄生功率损失。然而，如果实际接收的功率指示不匹配预期接收的功率指示，则这可被用作异常的操作状况存在的指示，并且具体地可能存在显著的寄生功率损失。

类似地，预期的关系可以是具有接收的功率指示作为输入并具有发送的功率指示作为输出的函数。因而该函数能够反映针对给定的接收的功率指示所预期的发送的功率指示。因而，函数可以被使用来估计当在正常的操作期间接收到给定的接收的功率指示的时候应当被测量到的发送的功率指示。如果实际测量到的发送的功率指示匹配预期发送的功率指示（根据适当的匹配准则），则这可以被用作当前没有异常的操作状况发生的指示，并且具体地，可以估计不存在（显著的）寄生功率损失。然而，如果实际发送的功率指示不匹配预期发送的功率指示，则这可被用作存在异常的操作状况的指示，并且具体地可能存在显著的寄生功率损失。

预期的关系的确定具体地可对应于或者包括预期的关系的适配。例如，可提供标准的和一般的预期的关系，并且其可被调节至针对具体的功率发送器和具体的功率接收器测量的具体的当前状况。而且，适配可以是持续的，并且例如包括对当前状况的持续的适配和调节。因而，适配可能例如引起预期的关系被调节以反映由于例如温度变化、部件公差和变化、功率发送器和/或功率接收器特性等导致的改变。

可以针对接收的功率指示和发送的功率指示中的一个的单个值（诸如例如这些指示中的一个的电流值）计算出偏差。

功率损失校准可将由功率接收器提供的报告的接收的功率指示与针对功率发送器计算的发送的功率指示进行比较。

在一些实施例中，发送的功率指示可以是可被用来计算发送功率的一个或多个值，诸如例如电感器电流、电感器电压、电感器电压和电流之间的相位差、线圈驱动（例如逆变器）输入电流或者线圈驱动（例如，逆变器）输入电压。

补偿值可以被确定以反映（多个）接收的功率指示和（多个）发送的功率指示之间的差。补偿值可以是包括多个值的复合值。例如，补偿值可以是针对不同的功率水平的值的集合。在一些实施例中，补偿值的每个元件可以是标量值（或者标量值的集合）。在一些实施例中，补偿值的每个元件可以是函数，诸如例如将接收的功率指示与预期的功率发送指示相关、或者将预期的功率发送指示与接收的功率指示相关的函数。预期的关系因而可由补偿值或补偿值的集合指示。

由功率限制器约束的功率例如可以是电感器处的包括（耗散的）有功功率和无功功率二者的复合功率，例如，其可以是视在功率。在一些实施例中，被约束的功率可以仅是（发送的）有功功率。

功率限制器可以被布置成减小电感器的视在功率。具体地，功率限制器可约束被给定作为电感器处的RMS电压和RMS电流的乘积的视在功率。

功率限制器具体地可被布置成减小电感器电流以不超过阈值，除非已经针对功率发送器和功率接收器配对执行了功率损失校准。在其中电感器电压被保持基本上恒定的情形中，这可能特别是有吸引力的。

通过约束视在功率（诸如通过约束电感器电流）来约束功率在许多实施例中可能是有利的。具体地，通过限制电流来直接地限制磁势以及诱发的电压是可能的。低电压内在地比高电压更安全。

功率限制器还可约束提供到逆变器的功率并且因此约束到电感器的功率。

阈值可以是静态的、固定阈值。例如，阈值（用于约束到电感器的功率）可对应于1A、2A等的电感器电流，对应于10VA、20VA等的视在功率，或者对应于1W、2W、5W、10W或20W的发送的功率水平。在一些实施例中，功率发送器可被布置成响应于功率接收器的特性来设定阈值。

接收的功率指示例如可以是由功率接收器生成的接收的功率估计，或者例如可以被提供作为电流和/或电压值。接收的功率指示可包括负载的功率消耗以及由于功率接收器中的损失导致的可能的功率消耗。发送的功率指示可指示用于功率发送器和/或到功率信号发生器的输入功率。具体地，功率信号发生器可包括驱动电感器的逆变器并且发送的功率信号可以指示到逆变器的输入功率。在一些实施例中，发送的功率指示可反映馈送到电感器的功率。在一些实施例中，发送的功率指示可以是电流和/或电压指示。

在一些实施例中，检测器可被布置成通过将预期的发送功率指示与当前的发送功率指示进行比较来确定发送的功率指示和接收的功率指示之间的关系与预期的关系之间的偏差。当前的发送功率指示例如可以是测量到的发送功率，例如从电感器电流、电感器电压等的测量计算到的。可以通过将预期的关系（或函数）应用到接收的功率指示来生成预期的发送功率指示。如果预期的发送功率和当前发送功率之间的差超过阈值，则该偏差可被认为超过阈值。

在一些实施例中，检测器可被布置成通过将预期的接收功率指示与当前接收的功率指示进行比较来确定发送的功率指示和接收的功率指示之间的关系与预期的关系之间的偏差。当前的发送功率指示可以被生成作为测量到的发送功率，例如从电感器电流、电感器电压等的测量计算到的。可以通过将预期的关系（或函数）应用到当前的发送功率指示来生成预期接收的功率指示。如果预期接收的功率指示和接收的功率指示之间的差超过阈值，则该偏差可被认为超过阈值。

外来对象可以是不是被布置成通过无线功率传输从功率发送器接收功率的功率接收器的对象。

根据本发明的可选的特征，功率发送器进一步包括：校准器，用于执行功率损失校准以在校准阶段期间确定预期的关系，通过在校准阶段期间至少一个发送的功率指示和至少一个接收的功率指示的比较来确定预期的关系。

本发明可允许改进的未计及的功率检测。通常，其可允许改进的外来对象检测并且特别地在许多实施例中，可确保外来对象中耗散的功率被保持至安全水平。即使对于较高的功率水平，也可实现这一点。

校准过程可提供改进的操作。基于接收的功率指示和发送的功率指示的校准提供功率发送器和功率接收器之间的具体配对的校准。因而，校准是直接地针对作为功率传输的一部分的个体的功率接收器，而不是使用针对一般的接收器的一般校准。这样，可以实现增加的准确性，由此允许例如较高的功率水平处的较安全的操作。

根据本发明的可选的特征，校准器被布置成请求用户输入，并且仅当接收到用户输入时执行功率损失校准。

这可提供校准的改进的准确性。特别地，其可确保在假定不存在外来对象时校准能够被执行，由此允许源自外来对象的差的改进的检测。

根据本发明的可选的特征，校准器被布置成通过初始地在第一功率水平处确定第一预期的关系然后使用第一预期的关系在第二功率水平处确定第二预期的关系来执行功率损失校准，第二功率水平高于第一功率水平。

即使在校准过程期间，这样的方法可确保安全的操作。特别地，其可允许贯穿整个校准过程的并且具体地在较高的功率水平处的改进的外来对象检测。

根据本发明的可选的特征，校准器被布置成在确定第二功率水平时，响应于发送的功率指示和接收的功率指示之间的关系不同于发送的功率指示和接收的功率指示之间的预期的关系的检测，而约束被提供至电感器的功率。

即使在校准过程期间，这样的方法可确保安全的操作，并且具体地在整个的校准过程期间可保护以防外来对象的不可接受的发热。在许多实施例中，被提供给电感器的功率在功率传输阶段期间被约束至同一水平。

根据本发明的可选的特征，功率发送器进一步包括被布置成在功率传输阶段期间适配预期的关系的预期的关系适配器，在功率传输阶段期间响应于至少一个发送的功率指示和至少一个接收的功率指示的比较而适配预期的关系。

这可允许改进的准确性。特别地，功率传输阶段通常比任何校准阶段更长，并且相应地更多的测量/样本点可以是可用的以提供更加准确的预期的关系。

根据本发明的可选的特征，在功率传输阶段期间用于适配预期的关系的适配速率低于在校准阶段期间的用于确定预期的关系的适配速率。

这可提供改进的准确性同时允许相对短的校准程序。用于功率传输阶段的时间常量通常是用于校准阶段的时间常量的2、5或10倍。

根据本发明的可选的特征，响应于检测到发送的功率指示和接收的功率指示之间的关系与发送的功率指示和接收的功率指示之间的预期的关系之间的偏差超过阈值，预期的关系适配器被布置成响应于发送的功率指示和接收的功率指示不适配预期的关系。

这可确保更加可靠的操作，并且具体地可减小导致预期的关系的适配的外来对象的存在的风险。

根据本发明的可选的特征，功率发送器进一步包括：用于存储针对功率接收器的身份和预期的关系数据的存储器；用于从功率接收器接收第一身份的接收器；并且其中校准控制器被布置成响应于第一身份和存储在存储器中的身份确定是否已经针对功率发送器和功率接收器配对执行功率损失校准。

这可提供便利的和/或改进的操作。在许多情境中，其可减小需要被执行的校准的数目。例如，在许多实施例中，其可在不需要专门的用户输入的情况下允许许多的功率传输会话。在许多实施例中，其可允许针对之前已经与功率发送器一起使用的功率接收器的较快速的功率传输。

如果比较值被存储在用于功率接收器的身份的存储器中，则校准控制器可确定功率损失校准已经被执行。

根据本发明的可选的特征，校准控制器被布置成响应于检测到没有有效的预期的关系数据针对第一身份被存储而发起功率损失校准。

这可提供改进的用户体验，并当需要时以及通常当功率接收器与功率发送器第一次一起使用时可允许校准被执行。

校准过程所确定的补偿值可以与功率接收器身份一起被存储在存储器中。

根据本发明的可选的特征，校准控制器被布置成如果功率接收器的身份匹配存储在存储器中的身份中的一个，则跳过功率损失校准并且从存储器提取用于功率接收器的身份的预期的关系数据。

这可提供改进的用户体验并且可减小需要的校准的数目。

根据本发明的方面，提供了包括功率发送器和功率接收器的功率传输系统，功率发送器被布置成使用无线感应功率信号向功率接收器传输功率，功率发送器包括：用于提供功率信号的电感器；用于驱动电感器以提供功率信号的功率信号发生器；功率传输系统进一步包括：校准控制器，用于确定是否已经针对功率发送器和功率接收器配对执行了功率损失校准，功率损失校准确定由功率接收器提供的接收的功率指示和针对功率发送器的发送的功率指示之间的预期的关系；功率限制器，被布置成约束提供到电感器的功率以不超过阈值，除非已经针对功率发送器和功率接收器配对执行了功率损失校准；接收器，用于接收来自功率接收器的接收的功率指示；以及检测器，用于响应于发送的功率指示和接收的功率指示之间的关系与发送的功率指示和接收的功率指示之间的预期的关系之间的偏差超过阈值来检测寄生功率消耗。

根据本发明的方面，提供了针对功率发送器的操作的方法，功率发送器被布置成使用无线感应功率信号向功率接收器传输功率，所述方法包括：驱动电感器以提供功率信号；确定是否已经针对功率发送器和功率接收器配对执行了功率损失校准，功率损失校准确定由功率接收器提供的接收的功率指示和针对功率发送器的发送的功率指示之间的预期的关系；约束提供到电感器的功率以不超过阈值，除非已经针对功率发送器和功率接收器配对执行了功率损失校准；接收来自功率接收器的接收的功率指示；以及响应于发送的功率指示和接收的功率指示之间的关系与发送的功率指示和接收的功率指示之间的预期的关系之间的偏差超过阈值来检测寄生功率消耗。

根据本发明的方面，提供了用于经由无线感应功率信号从功率发送器接收功率的功率接收器，功率接收器包括：用于接收功率信号的电感器； 校准控制器，用于确定是否已经针对功率发送器和功率接收器配对执行了功率损失校准，功率损失校准确定由功率接收器提供的接收的功率指示和针对功率发送器的发送的功率指示之间的预期的关系；功率限制器，被配置成约束从功率发送器请求的功率以不超过阈值，除非已经针对功率发送器和功率接收器配对执行了功率损失校准；以及检测器，用于响应于从功率发送器接收的发送的功率指示和功率接收器的接收的功率指示之间的关系与发送的功率指示和接收的功率指示之间的预期的关系之间的偏差超过阈值来检测寄生功率消耗。

参照在下文中描述的（多个）实施例，本发明的这些和其它方面、特征和优点将是明显的，并且将参照它们来阐明本发明的这些和其它方面、特征和优点。

附图说明

将参照附图，仅通过示例的方式描述本发明的实施例，其中

图1图示根据本发明的一些实施例的包括功率发送器和功率接收器的功率传输系统的示例；

图2图示根据本发明的一些实施例的功率发送器的元件的示例；

图3图示根据本发明的一些实施例的用于功率发送器的半桥逆变器的元件的示例；

图4图示根据本发明的一些实施例的用于功率发送器的全桥逆变器的元件的示例；

图5图示根据本发明的一些实施例的功率发送器的元件的示例。

本发明的一些实施例的详细描述

图1图示根据本发明的一些实施例的功率传输系统的示例。功率传输系统包括功率发送器101，功率发送器101包括（或者耦合至）发送器线圈/电感器103。该系统进一步包括功率接收器105，功率接收器105包括（或者耦合至）接收器线圈/电感器107。

该系统提供从功率发送器101到功率接收器105的无线感应功率传输。具体地，功率发送器101生成被发送器线圈103作为磁通量传播的功率信号。该功率信号通常具有100kHz左右至200kHz之间的频率。发送器线圈103和接收器线圈106是松耦合的，并且因而接收器线圈拾取来自功率发送器101的（至少部分的）功率信号。因而，功率经由从发送器线圈103到接收器线圈107的无线感应耦合从功率发送器101被传输到功率接收器105。术语功率信号主要被用于指代发送器线圈103和接收器线圈107之间的感应信号（磁通量信号），但是，将意识到的是，通过等价，其也可以被认为和用作对被提供给发送器线圈103的电信号的引用，或者实际上对接收器线圈107的电信号的引用。

在下文中，将具体参照根据Qi标准（除了本文描述的（或者随之发生的）修改和提高）的实施例描述功率发送器101和功率接收器105的操作。特别地，功率发送器101和功率接收器103可基本上与1.0或者1.1版Qi规范兼容（除了本文描述的（或者随之发生的）修改和提高）。

为了准备和控制无线功率传输系统中的功率发送器101和功率接收器105之间的功率传输，功率接收器105向功率发送器101通信信息。这样的通信在1.0或者1.1版Qi规范中已经被标准化。

在物理层面，通过使用功率信号作为载体来实施从功率接收器105到功率发送器101的通信通道。功率接收器105调制接收器线圈105的负载。这导致在功率发送器侧的功率信号中的对应的变化。负载调制可以通过发送器线圈105电流的幅值和/或相位中的改变被检测到，或者替代性地或者附加地通过发送器线圈105的电压中的改变被检测到。基于该原理，功率接收器105可以调制功率发送器101所解调的数据。该数据被格式化为字节和包。可以在“由无线功率联盟公布的系统说明书，无线功率传输，卷I：低功率，第1部分：接口定义，2010年7月1.0版”中(特别地，第6章：通信接口)找到更多的信息，其可经由http://www.wirelesspowerconsortium.com/downloads/wireless-power-specification-part-1.html得到，也被叫做Qi无线功率规范。

为了控制功率传输，系统可经由不同的阶段（特别是选择阶段、查验阶段、识别和配置阶段以及功率传输阶段）推进。可以在Qi无线功率规范的第1部分的第5章中找到更多的信息。

最初，功率发送器101处于选择阶段，其中其只是监控功率接收器的潜在存在。为了该目的，功率发送器101可使用各种方法，例如，如在Qi无线功率规范中所描述的。如果检测到这样的潜在存在，则功率发送器101进入其中功率信号被暂时地生成的查验阶段。功率接收器105可应用接收到的信号以为其电子设备加电。在接收功率信号之后，功率接收器105向功率发送器101通信初始包。具体地，指示功率发送器和功率接收器之间的耦合程度的信号强度包被发送。可以在Qi无线功率规范的第1部分的第6.3.1章中找到更多的信息。因而，在查验阶段，功率接收器105是否存在于功率发送器101的接口处被确定。

一旦接收到信号强度消息，功率发送器101就移入识别和配置阶段。在该阶段中，功率接收器105保持其输出负载断开并且使用负载调制向功率发送器101通信。为了该目的，功率发送器提供恒定幅值、频率和相位的功率信号（由负载调制引起的改变除外）。该消息被功率发送器101使用以如由功率接收器105所要求的来配置其自身。

在识别和配置阶段之后，系统继续移入其中发生实际的功率传输的功率传输阶段。具体地，在已经通信其功率要求之后，功率接收器105连接输出负载并且为其供给接收到的功率。功率接收器105监控输出负载并测量某个操作点的实际值和期望值之间的控制误差。其以例如每250ms的最小速率向功率发送器101通信这样的控制误差，以将这些误差、以及针对功率信号的改变或者不改变的期望指示到功率发送器101。

图2更详细地图示了功率发送器101。

发送器线圈103耦合到驱动电感器以提供功率信号的功率信号发生器201。功率信号发生器201因而生成被馈送到发送器线圈103的电流和电压。功率信号发生器201通常是逆变器形式的驱动电路，其从DC电压生成交变信号。图3示出了半桥逆变器。控制开关S1和S2使得它们从不被同时闭合。替代性地，S1被闭合而S2是打开的以及S2被闭合而S1是打开的。以期望的频率打开和闭合开关，从而在输出处生成交变信号。通常，逆变器的输出经由谐振电容器连接到发送器线圈。图4示出了全桥逆变器。控制开关S1和S2使得它们从不被同时闭合。控制开关S3和S4使得它们从不被同时闭合。替代性地，开关S1和S4被闭合而S2和S3是打开的，以及然后S2和S3被闭合而S1和S4是打开的，从而在输出处创建方波信号。以期望的频率打开和闭合开关。

功率信号发生器201还包括用于操作功率传输功能的控制功能性并且可具体地包括被布置成根据Qi标准操作功率发送器101的控制器。例如，控制器可以被布置成执行Qi标准的识别和配置以及功率传输阶段。

另外，功率发送器101包括校准控制器203，其被布置成确定功率损失校准是否已经针对功率发送器和功率接收器配对被执行。

功率损失校准可以为由接收器提供的接收到的功率的指示与由功率发送器101发送的功率的指示之间的预期的关系提供一个或多个补偿值或者功能。

具体地，在诸如Qi标准的功率传输系统中，功率接收器105被要求向功率发送器101通信所接收到的功率值。接收到的功率值指示由功率接收器105接收的功率。

在一些实施例中，功率接收器105可报告与被提供给功率接收器105的负载的功率直接地对应的接收到的功率值。然而，在许多实施例中，功率接收器105将生成还包括功率接收器105自身中的功率损失/耗散的接收到的功率值。因而，所报告的接收到的功率指示可包括被提供给负载的功率以及功率接收器105自身中的功率损失二者。例如，其可包括整流电路和/或接收器线圈中的整流电路中的测量到的或者估计的功率损失。

在许多实施例中，接收到的功率指示可直接地被提供作为功率值。然而，将意识到的是，在其它的实施例中，可以提供诸如电流和/或电压的其它的指示。例如，在一些实施例中，所接收到的功率指示可以被提供作为在接收线圈107中诱发的电流或者电压。

功率发生器101还可计算发送的功率的估计。作为简单的示例，发送的功率指示可以被确定作为被馈送给发送器线圈103的功率或者可以例如被确定作为到功率信号发生器201的逆变器阶段的输入功率。例如，功率发送器101可测量通过发送器线圈的电流、发送器线圈103之上的电压以及电压和电流之间的相位差。然后，可以基于这些值确定对应的（时间平均的）功率。作为另一示例，逆变器的供给电压通常是恒定的，并且功率发送器101可测量由逆变器汲取的电流并且将其乘以恒定的电压以确定到逆变器的输入功率。该功率可以被用作发送器功率指示。在一些实施例中，可以被用来计算发送的功率的一个或多个值可以直接地被用作发送器功率指示。例如，测量的逆变器输入电流可以与针对给定的接收到的功率指示（并且也可能取决于其它的参数）的预期的逆变器输入电流进行比较。如果偏差超过阈值，则寄生功率消耗可以被认为是过高。

在许多实施例中，生成稍微更加复杂的发送的功率指示。特别地，该方法可补偿针对功率发送器101自身中的损失计算的功率。特别地，发送器线圈103自身中的损失可以被计算，并且该值可以补偿输入功率以提供从发送器线圈103发送的功率的改进的指示。

发送器线圈103中的功率损失可以被计算为：

P_losscoil = R ∙ I_coil ²

其中I_coil是通过发送器线圈103的均方根（rms）电流，以及R是发送器线圈103的等效电阻。假定电阻是已知的，发送的功率可以由下式估计：

P_tx = V_coil∙ I_coil∙ cos(φ) - R ∙ I_coil ²

其中V_coil是发送器线圈103之上的电压以及φ是V_coil和I_coil之间的相位。

R可取决于发送器线圈电流的频率，例如，依据诸如R=R_b+R_f·f的函数，其中R_b是等效电阻的独立于频率的部分，R_f是等效电阻的依赖于频率的部分，以及f是频率。

通常，时间平均的值例如与被确定作为适当的时间间隔中的平均值的功率值一起使用，其中时间间隔优选地是在功率发送器101和功率接收器10之间被同步。

可以比较接收到的和发送的功率指示。在该指示被直接地提供作为功率水平的情形中，功率水平可以被相互比较。在理想的系统中，在任何地方都不招致损失，并且发送的功率将与接收的功率是相同的。然而，在实际的系统中，各种损失（包括功率发送器101中、功率接收器105中的损失）将发生，并且实际上一些功率在外部被功率接收器105（和功率发送器101）吸收。这些损失中的一些通常可以被估计，诸如发送器线圈103中或者功率接收器105的整流器中的损失。然而，不是所有的功率损失都可以有效地被估计，并且即使不存在外来对象，仍存有许多未知的功率损失。这些寄生的功率损失将引入被补偿的功率水平之间的差。同样，针对被估计的损失的估计不确定性将引入实际接收的和发送的功率水平之间的差。最终，在确定发送的和接收的功率水平中的测量不确定性可能引入引发发送的和接收的功率之间的差的不确定性。

因而，存在发送的功率和接收的功率之间的关系，并且因而存在发送的功率指示和对应的接收到的功率指示之间的关系。然而，在实际的实施方式中，发送的功率和接收的功率之间的确切关系是不知道的，因为其取决于许多未知的因素。然而，通常，可以估计大概的预期的关系。例如，可以应用发送的功率水平等于接收到的功率水平加上发送器线圈103中的损失加上另外的值的估计。该附加的值可以基于总的功率损失的估计。

功率发送器101被布置成生成预期的关系，当给定的发送功率指示被测量时该预期的关系指示正常的操作期间应当被接收的接收功率指示，和/或当从功率接收器105接收到给定的接收功率指示时其指示应当被测量的发送功率指示。因而，生成预期的关系（函数），其对于接收到的接收功率指示的输入而言提供预期的发送功率指示（即，在正常操作期间将被预期的指示），和/或对于测量的发送功率指示的输入而言提供预期的接收功率指示（即，在正常操作期间被预期从功率接收器105接收的指示）。

这样的预期的函数可允许偏差被确定。例如，函数可以被考虑成反映其中不存在外来对象的情况，即，当不存在异常损失时，预期的关系提供应当针对给定的发送功率指示而接收的接收功率指示或者应当针对给定的接收功率指示而测量的发送功率指示。当从功率接收器105接收到指示具体的接收功率水平的新的接收功率指示时，功率发送器101可以评估该函数以确定该功率水平是否对应于根据预期的函数计算的发送功率水平。

例如，函数可提供针对给定的接收功率水平的预期的发送功率，并且接收到的功率水平可以被用作输入。例如，预期的发送功率可以直接地对应于在校准阶段期间针对该接收的功率水平测量/计算的发送功率。然后，所得到的预期的发送功率可以与计算的发送功率比较。同等地，函数可提供针对给定的发送功率水平的预期的接收功率，并且计算的发送功率水平可以被用作输入。然后，将所得到的预期的接收的功率水平与从功率接收器105提供的实际接收到的功率水平比较。

如果比较显示过大的偏差，则其指示意料之外的功率损失的存在。具体地，这可能是由被放置得太近或者放置在功率发送器101上的外来对象引起。这样的功率损失可能导致外来对象的显著的发热，发热可能导致损伤或伤害。因此，功率发送器101在这样的情境中可着手终止功率传输。

预期的关系因而提供预期的发送功率指示或者预期的接收功率指示。如果实际的值匹配预期的值，则这是因为预期的关系提供功率传输的准确模型。由于预期的关系是在其中可以保证不存在寄生功率损失的校准期间被确定的，所以预期的关系模拟不存在寄生功率损失时的情境。因此，如果实际的值匹配预期的值，则当前情况将对应于由预期的关系模拟的情况，即，其将对应于没有任何寄生功率损失的情况。换言之，如果实际的发送的功率指示和对应的实际的接收的功率指示之间的实际关系是相同的（或者偏差小于给定阈值），则当前不存在寄生损失。

作为示例，预期的关系可以是提供作为发送的功率指示的函数的预期的接收的功率指示的关系。例如，可使用例如已经在其中确保附近不存在外来对象的校准阶段期间确定的函数来确定预期的关系。在校准期间，功率接收器可能已经设定不同水平处的输出功率，并且可能已经针对每个水平计算了发送的功率指示。对于每个水平，可能已经记录了来自功率接收器105的接收到的功率指示，并且平均值被确定。对于每个功率水平，发送的功率指示和（平均）接收的功率指示然后可以被存储为预期的关系。因而，已经确定了预期的关系，该预期的关系对于发送的功率指示的输入而言提供在不存在寄生功率损失时所预期的接收的功率指示。可以针对发送的功率指示和接收的功率指示的所有的可能的值或者仅针对子集确定预期的关系。在一些实施例中，可以例如通过针对发送的功率指示的值提供接收的功率指示的值的函数或者通过针对接收的功率指示的值提供发送的功率指示的值的函数来表示（多个）预期的关系。

在正常的功率传输期间，功率发送器101可能例如基于测量到的值计算发送的功率指示。对于这些计算出的发送的功率指示中的至少一些，检测器209确定预期的接收的功率指示是什么，例如，其可访问查找表，该查找表提供在校准阶段期间针对发送的功率指示被找到的平均的接收的功率指示。因而，预期的接收的功率指示表示发送的功率指示和针对该发送的功率指示的值的接收的功率指示之间的预期的关系。

然后，检测器209分析从功率接收器105接收的实际的接收的功率指示。如果实际的发送的功率指示和实际的接收的功率指示之间的关系与实际的发送的功率指示和预期的接收的功率指示之间的关系（即，预期的关系）相同，则这反映预期的关系提供针对当前经历的实际情境的良好模拟。由于预期的关系是针对没有寄生损失的情境被确定的，所以匹配预期的关系的实际的关系指示当前不存在寄生损失。相反，如果两个关系不匹配，则其指示当前存在寄生损失。

可以简单地通过将所确定的预期接收的功率指示与实际接收的功率指示进行比较来确定预期的和实际的关系之间的匹配。如果它们相差小于给定阈值，则这指示针对不存在任何的寄生损失的考虑，实际的和预期的关系足够接近。否则，检测器209确定当前寄生损失是存在的。

在其他的实施例中，预期的关系与实际的关系的比较可以通过考虑实际接收的功率指示并且然后确定与该值对应的预期的发送的功率指示来估定。然后，可以通过将该预期发送的功率指示与实际计算的发送的功率指示进行比较来作出比较。如果它们是足够地接近的（差小于阈值），则预期的关系和实际的函数关系之间的差是足够地接近，以让检测器209确定不存在寄生功率损失。否则，检测器209确定当前寄生损失是存在的。

因而，在一些实施例中，如果预期发送的功率指示与实际发送的功率指示偏差大于阈值，则检测器209可确定存在寄生损失。在一些实施例中，如果预期接收的功率指示与实际接收的功率指示偏差大于阈值，则检测器209可确定存在寄生损失。

将意识到的是，针对给定的发送的功率指示比较预期的和实际接收的功率指示的方法以及针对给定的接收的功率指示（或者二者）比较预期的和实际发送的功率指示的方法，这两种方法固有地对应于发送的功率指示和接收的功率指示之间的预期的关系与他们之间的实际的关系的比较。

然而，为了能够检测足够小的偏差，预期的函数必须足够地准确。因为可接受的将不被计及（并且因而可能被耗散到外来对象中）的最大的功率是（通常，比如说，250mW-500mW左右的）恒定的值，所以预期的函数的准确性变得在较高的功率水平处比在较低的功率水平处显著地更关键，例如，对于1W的发送功率，不确定性也许可能高达25%，而对于50W的发送功率，针对相同的检测性能，所要求的准确性是0.5%。

发送的和接收的功率之间的关系的未知因素分成不同的种类。一些因素将是恒定的并且取决于功率发送器101和功率接收器105的特性。这样的因素包括设备的机箱中的功率耗散、测量操作中的任何恒定的偏离，等等。其它的因素可能是随机的并且变化的，例如测量噪声。

在图1的系统中，可以针对功率发送器101和功率接收器105的配对执行功率损失校准。该功率损失校准可确定预期的关系，并且具体地可引入对现存的或者预定的预期函数的补偿或适配，使得其更准确地反映发送的和接收的功率之间的关系。特别地，这样的校准可补偿第一种类的未知的因素。例如，校准可能反映测量中的偏离、功率发送器101和功率接收器105的各种电路中的功率损失等。因而，如果已经执行功率损失校准，并且已经相应地适配了预期的关系，则可以实现显著地更加准确的结果。实际上，通常功率损失校准可以减小从比如说±5%到±0.5%左右的不确定性。这样的改进可允许在基本上较高的功率水平处使用系统同时允许任何未计及的功率损失的检测的相同准确性。

因此，执行功率损失校准和将预期的关系适配成更加准确经常是有利的。然而，功率损失校准是可能被许多用户认为不便和麻烦的附加操作。因此，减小所需要的功率损失校准的数目是非常期望的。

相应地，图1和2的系统被布置成适配系统的操作使得功率损失校准的数目可以被最小化同时仍允许高功率操作。

在系统中，校准控制器203确定是否已经针对功率发送器和功率接收器的具体的配对执行了功率损失校准。注意，校准不仅仅是针对功率发送器103的校准或者针对功率接收器105的校准。相反，它是针对功率发送器和功率接收器的具体配对的校准，并且具体地提供针对该功率发送器和功率接收器的具体的对/组合的预期的关系。

校准控制器203耦合到限制器205，限制器205被馈送是否已经执行功率损失校准的指示。限制器205进一步被耦合到功率信号发生器201并且可以提供控制输入，该控制输入约束可以被提供的功率并且具体地可约束最大的线圈电流。

限制器205被布置成约束到发送器线圈103的功率，除非已经针对功率发送器和功率接收器配对执行了功率损失校准。因而，如果尚未执行功率损失校准，则功率（并且在许多实施例中，具体地，视在功率或者电感器/线圈电流）被约束到（可能可适配的）阈值之下。该阈值通常被选择成确保可以使用默认的未适配的预期的关系被检测的未计及的功率损失是足够地低以确保安全的操作。然而，如果已经针对配对执行功率损失校准，则预期的关系已经被适配成显著地更加准确。相应地，针对未计及的功率损失的检测性能被显著改进，并且因此限制器205允许阈值以上的功率。

因而系统可允许在高功率水平（例如，高达50W或者100W）处的安全操作同时允许针对低功率水平（例如，高达5W）的免校准操作。因而，提供了更加方便的用户体验而同时能够实现安全的高功率水平功率传输。

限制器205例如可通过向功率信号发生器201提供指示最大线圈电流的控制信号来约束电流。作为另一示例，限制器205可包括在从功率信号发生器201到发送器线圈103的连接中的电流限制器。作为另一示例，限制器205可包括针对功率信号发生器的输入电流的电流限制器。

功率的约束具体地可以是通过约束电感器/线圈电流。这样的方法可能特别地适合于其中电感器电压基本上被保持恒定的实施例或情境。在许多实施例中，通过保持到驱动电路（并且具体地到逆变器）的轨电压（供给电压）在操作期间恒定就是这种情形。然而，即使当电感器电压变化时，电感器电流也可能是要控制的有用的安全性参数，因为电感器电流也取决于电感器电压。

可以被约束的功率的另一示例是视在功率，该视在功率可以被给定作为针对电感器的RMS电压和RMS电流的乘积，或者同等地被给定作为有功功率（real power）和无功功率的平方的和的平方根。

图2的功率发送器101进一步包括用于检测寄生功率消耗（诸如通常外来对象的寄生功率消耗）的功能性。寄生的功率消耗是与功率接收器105不关联、且通常可能与可能接近发送器线圈103被放置的外来对象（诸如例如被安放在功率发送器101上的钥匙、环或者硬币）相关联的功率消耗。

功率发送器101包括被布置成从功率接收器105接收消息的接收器207。消息是通过如对本领域技术人员而言将是已知的负载调制提供的。

接收器207具体地可接收来自功率接收器105的接收到的功率指示。接收到的功率指示提供由功率接收器105消耗的功率的指示。在一些实施例中，接收到的功率指示可包括功率接收器105中的功率损失的一些考虑。

接收器207耦合到被布置成检测寄生功率消耗的检测器209。特别地，检测器209被布置成检测寄生功率消耗是否超过给定阈值。检测器209通过确定发送的功率指示和接收的功率指示之间的实际关系与这些值之间的预期的关系之间的偏差做到这一点。因而，如果不存在寄生功率消耗，则接收的功率指示和发送的功率指示之间的实际关系很可能与预期的关系几乎是相同的，即因为预期的关系反映/模拟其中不存在寄生功率损失的功率传输情况，所以当实际上不存在寄生功率损失时，实际的关系将与该预期的关系匹配。然而，如果存在大量的寄生功率消耗，则其将不会在预期的关系中被反映（因为这是在可以保证不存在寄生功率损失的校准阶段期间被确定的），而是将在实际的关系中被反映。因此，它们之间的偏差将相对大，从而允许寄生功率消耗从该偏差被检测。换言之，在不与不存在寄生功率损失的校准情境相像的情境中，预期的关系将是针对实际的操作的欠佳模型，并且因此将提供基本上与实际值偏差的预期值。

在一些实施例中，可通过比较接收功率指示的值（即，预期的和实际值之间）来检测偏差。在一些实施例中，可通过比较发送功率指示的值（即，预期的和实际的值之间）来检测偏差。

例如，可以通过从由功率接收器105提供的接收的功率指示获取预期的发送的功率指示并且将其与实际计算的发送的功率指示进行比较来检测偏差。替代性地或者附加地，预期的接收的功率指示可从实际计算的发送的功率指示获取并且结果可以与由功率接收器105提供的实际接收的功率指示比较。

因而，检测器209检测没有被反映在预期的关系中的寄生功率消耗是否如此高以致其引起相对于实际关系的偏差超过阈值。

当功率发送器101和功率接收器105配对已经被校准时，预期的关系将是被校准的或者适配的预期的关系，即它将反映功率发送器101和功率接收器105的具体配对的具体特性。因而，其将不仅仅提供一般的（接收功率指示的或者发送功率指示的）预期值，而将提供针对该具体的功率发送器101和功率接收器105预期的值。因而，预期的关系能够反映个体的设备的具体的特性，诸如例如依赖于部件变化的特性。相应地，检测在较高功率水平处将是准确的，由此允许甚至相对小的寄生功率消耗的检测。

阈值以上的寄生功率消耗的检测可能由外来对象的存在引起。因此，检测器209被布置成向功率信号发生器201提供引起功率传输操作将被终止的控制信号。该方法相应地可防止外来对象的不可接受的发热并提供安全的操作。

图2的功率发送器101包括能够针对功率发送器101和功率接收器105配对执行功率损失校准的校准器211。校准器211因而可执行功率损失校准以便确定接收的功率指示和发送的功率指示之间的预期的关系。校准可通过修改默认的或者标称的预期的关系来生成改进的预期的关系或者可直接地生成针对配对的新的预期的关系。可以执行校准（即预期的关系的确定（或适配））使得可以假定具有其反映没有寄生功率损失的情境的足够高的确定性。例如，可以通过使用其中用户被要求确保附近不存在外来对象的专门的校准操作来完成这一点。替代性地或者附加地，这可以通过在其中可以假定对于大多数时间而言不存在寄生功率损失的长的时间间隔上执行校准来实现。例如，这可与更复杂的校准程序组合，所述更复杂的校准程序例如可能忽略当计算的发送功率和报告的接收功率之间的差超过给定水平时的值。

因而，校准器211可确定然后被用来适配关系或者可同等地直接地确定预期的关系的具体的值。例如，在一些实施例中，校准器211可确定应当被添加到默认或者标称的预期的关系的附加值。这样的附加值例如可表示在标称的预期的关系中未被计及的功率消耗。

作为另一示例，校准器可确定表示预期的关系的函数的系数或者其它参数。系数或者可以被彻底地（outright）确定，或者可以向标称系数应用修改值。例如，可以存储被认为表示报告的接收的功率指示和计算的发送的功率指示之间的通常的预期的关系的标称函数。在校准过程期间可以进行多个相关联的测量，并且可以在预期的关系和获得的数据集合之间执行曲线拟合。因而，可以修改标称参数，直到具有与被测量的值的足够的紧密配合（close fit）的函数被提供。然后这些参数可以被用来定义适配的预期的关系。

同等地，校准器211可提供具体的预期的关系来使用。例如，可以进行多个测量以针对多个接收的功率指示/发送的功率指示的不同的值提供使接收的功率指示与发送的功率指示相关的样本点。基于这些测量可以直接地生成查找表，使得对于比如说给定的接收的功率指示，查找表将存储从测量获得的对应的发送的功率指示。在一些实施例中，测量点可以被直接地使用，即获得的接收的功率指示和发送的功率指示的对可以被直接地存储在查找表中。然而，通常，将应用一些平均、滤波和平滑。还将意识到的是，对于不是直接地对应所存储的值的接收的功率指示/发送的功率指示，可以使用插值。

校准器211在图2的示例中被布置成基于报告的接收的功率指示值来执行功率损失校准，即，其是基于测量和在正常的操作期间可生成的数据。在其它的实施例中，校准器211可替代性地或者附加地被布置成执行专门的校准，专门的校准例如基于不是功率传输操作的正常操作的测量、消息传送或操作。

在图2的示例中，校准器211从功率接收器105接收多个接收的功率指示。其还确定用于功率发送器101的多个发送的功率指示。然后，这些值可以在时间窗之上被平均以提供更加稳定的估计。时间窗在功率发送器101和功率接收器105之间被同步使得对应的值被生成。所得到的平均的接收的功率指示和平均的发送的功率指示的对提供用于预期的关系的数据点。预期的关系被相应地适配使得其提供关系，该关系提供对数据点的尽可能实现的紧密近似。

通常，校准器211将生成多个对应于不同的功率水平的数据点。因而，在生成数据点之后，功率接收器105可改变负载并且功率发送器101可相应地改变发送的功率。可以使用消息传送和针对正常的功率传输操作定义的控制操作来实现这种功率水平的改变。当已经设立了新的功率水平时，校准器211着手重复测量过程以生成具有测量的发送的功率指示和对应的接收的功率指示的新的数据点。

然后校准器211可例如通过变更使接收的功率指示与对应的发送的功率指示相关的标称函数的参数来着手生成适配的或者校准的预期的关系。具体地，可以使用曲线拟合算法。作为另一示例，具有针对正由插值生成的其它的功率水平的值的数据点可以被存储在查找表中。

校准器211还可以将校准约束至较高的功率水平处的数据点以生成预期的关系。因为较高的功率水平处的发送的和接收的功率之间的偏差可能被预期是最大的，所以校准器211相应地可以能够建立针对最相关的功率水平的准确关系。低功率水平处的偏差可能已经是足够低以不要求任何具体的（配对）校准。替代性地，校准器211可以例如通过从测量的参数计算发送的功率的函数的比例适配来推断较高的功率水平到较低的功率水平的关系。

在校准之后，预期的关系相应地紧密地反映针对该具体的功率发送器101和功率接收器105（即，针对该功率发送器101和功率接收器105的具体的配对）的接收的功率指示和发送的功率指示之间的关系。而且预期的关系反映当不存在寄生功率损失时的该关系。相应地，可以施行准确的寄生功率损失评价，由此允许在较高的功率水平处的安全操作。

如之前所提到的，可以在没有与外来对象相关联的寄生损失的假定下执行功率损失校准。为了确保这一点，校准器211被布置成要求用户输入。用户输入被当作所要求的校准情境是适当的（in place）并且具体地功率发送器101附近不存在外来对象的确认。校准器211被布置成当这样的用户确认输入已经被接收时仅着手执行功率损失校准。因而，确信在校准阶段期间没有功率被特别是金属对象所吸收以及相应地，确信发送的功率和接收的功率之间的差仅归因于功率发送器101和功率接收器105并且因此应当被包括在校准中。

作为更加具体的示例，在发起其中执行功率损失校准的校准阶段之前，功率发送器101可以评估一个或多个状况以确保接收的功率值适合于校准。例如，可以应用下列状况：

状况1：

可能要求用户已经被指令防止功率发送器的接口表面附近任何外来（特别是是金属）对象的存在。指令可能例如被提供在功率发送器101的诸如显示器的用户接口上。指令还可能被提供在用于功率发送器101的用户手册中。在这样的示例中，功率发送器例如可提供要求用户阅读手册中的指令的指示。

状况2：

响应于功率发送器101的指示，可能要求用户响应。功率发送器101可例如通过接通可视指示或者在显示器上指示执行校准的期望向用户指示应当执行校准。响应地，其可能请求用户例如通过按压适当的按钮来提供有效用户输入。因而，执行校准的期望的指示可被视作针对用户确保没有外来/金属对象被安放在功率发送器101的表面附近的请求。由用户提供的确认输入可以被视作用户对没有外来/金属对象存在于功率发送器的表面附近的确认。

状况3：

可能要求的是，用户已经将功率发送器101设定到校准模式。在一些实施例中，功率发送器101的用户接口可提供用于使功率发送器进入到校准模式中（或者使功率发送器101从这样的模式离开）的构件。如果用户将功率发送器101设定到校准模式中，则假定用户已经执行所要求的安全性程序并且没有在功率发送器的表面附近安放任何外来/金属对象。

在一些实施例中，功率接收器105可能还能够进入功率损失校准模式，例如，允许其执行针对不同的功率接收器负载的校准。在这样的情形中，功率发送器101在发起功率损失校准之前可等候功率接收器105在校准模式中的确认。该确认例如可通过用户输入被提供，或者例如可由通过功率信号的负载调制而通信消息的功率接收器105提供，其中所述消息指示功率接收器105已经进入校准模式。

在一些实施例中，新的功率接收器105可靠近功率发送器101被安放，以便开始功率传输。如果功率接收器105请求的功率足够低，即低于限制器205所使用的阈值，则功率发送器101可在不要求任何校准的情况下着手直接地向功率接收器105提供功率。然而，由于尚未执行校准，所以限制器205约束到发送器线圈103的线圈电流，并且功率发送器101不支持对应于该最大电流的水平之上的功率水平。然而，如果功率接收器105请求这样的较高的功率，则功率发送器101着手发起其中执行功率损失校准的校准阶段。可通过请求确认没有外来对象存在以及校准应当前进的用户输入来发起该阶段。当接收到确认时，校准器211着手执行校准并生成多个对应的针对具体的功率发送器101和功率接收器105配对的接收功率指示和发送的功率指示的数据点。然后，其着手适配预期的关系以匹配这些数据点。在校准之后，功率发送器101着手支持较高的功率水平同时连续地监控不可接受的寄生功率损失，如果检测到这样的功率损失，则终止功率传输阶段。

因而，该方法可提供安全且用户友好的操作，其中校准被减小至仅当被要求来支持较高的功率水平时才被执行。

在许多实施例中，功率发送器101可进一步减小被执行的校准的数目，并且实际上可将校准约束至如果要求高功率并且功率接收器105之前尚未与功率发送器101一起使用才被执行。

这样的功率发送器101的示例被图示在图3中。除了其进一步包括耦合到校准器控制器203的校准存储器501之外，功率发送器101对应于图2的功率发送器。

在图3的示例中，校准器控制器203被布置成在已经执行校准之后在校准存储器501中存储校准数据。因而，一旦校准器211已经执行功率损失校准，所得到的校准值就被馈送到校准器控制器203，校准器控制器将它们存储在校准存储器501中。另外，针对其已经执行校准的功率接收器105的身份被存储。

响应于通过负载调制从功率接收器105被发送的消息，功率接收器105的身份被确定。诸如Qi的功率传输系统包括功率接收器105向功率发送器101通信身份（例如，独特的身份码）的提供。特别地，在Qi中，功率接收器105的身份被提供到功率发送器101作为识别和配置阶段的一部分。因而，校准器控制器204可提取该身份并且将其与在校准期间被确定的补偿值一起存储。

将意识到的是，所存储的校准值例如可以是偏移值、描述预期的关系的函数的系数或者其它参数。同等地，补偿值可以直接是适配的预期的关系。例如，校准器控制器203可直接地存储用于接收的功率指示和发送的功率指示的对应的值。具体地，校准器控制器203可存储定义查找表的补偿值。

在图3的实施例中，当新的功率接收器105被检测到时，校准器控制器203着手确定是否已经基于功率接收器105的身份以及存储在校准存储器501中的身份针对该功率发送器和功率接收器配对执行了功率损失校准。

具体地，如果在识别和配置阶段期间由功率接收器105提供身份和存储在校准存储器501中的身份中的一个之间存在匹配，则具体的功率发送器和功率接收器配对之前已经被校准，相应地，校准器控制器203可提取补偿值并且使用该数据以提供具体地被适配于该功率发送器101和功率接收器105配对的适配的预期的关系。

结果，在没有任何的执行（新的）功率损失校准的需要的情况下，提供了更加准确的预期的关系。然后，功率传输如正常那样行进，其中限制器205允许对应于限制线圈电流阈值的功率水平之上的功率水平。

如果在校准存储器501中没有找到匹配，则校准器控制器203认为尚未执行功率损失校准。相应地，其继续进行功率传输同时将最大线圈电流约束至限制阈值之下。

如果在该约束下，功率接收器105要求比功率发送器101能够提供的功率更高的功率，则校准器控制器203着手发起如之前已经描述的功率损失校准。然后，这样的校准的结果被用于生成可以在较高的功率水平下使用的更加准确的预期的关系。而且，校准结果与功率接收器105的身份一起被存储在校准存储器501中。下次功率接收器105与功率发送器101一起使用时，其可直接地在较高的功率水平处被支持，而不要求执行任何新的校准。

将意识到的是，在一些实施例中，可能强加准则以便让存储的补偿值被认为有效。具体地，可能要求自从上次校准的时间低于给定阈值。因而，当校准结果被存储时，校准器控制器203也可存储时间戳或者期限时间。如果存储的补偿数据对于功率接收器105不是有效的，则可能需要执行新的功率损失校准。

在一些实施例中，校准器211可被布置成在其中之前的（多个）阶段/（多个）模式的结果被用在当前的多个子阶段或子模式中执行校准。

具体地，校准器211可首先执行功率损失校准，其中补偿值针对功率水平的第一集合或区间被执行。例如，可执行校准同时保持功率水平为低，例如5W。在该低功率水平处，可以使用默认的或者标称的预期的关系来检测是否经历不可接受的未计及的功率损失。特别地，甚至相对不准确的预期的关系可允许系统来检测外来对象中的功率损失是否增加超过比如说250mW。基于该第一校准操作，校准器211可着手适配预期的关系以提供发送的功率指示和接收的功率指示之间的关系的更加准确的指示。

校准器然后可着手执行针对功率水平的第二集合或区间的第二功率损失校准操作，其中第二集合/区间包括比针对第一校准操作的功率水平更高的功率水平。例如，可针对高达比如说20W的功率水平执行校准。在该第二校准操作期间，检测器209继续监控不可接受地高的寄生功率损失。然而，其使用源自第一校准操作的预期的关系来做这一点。相应地，尽管适配是基于针对5W之下的功率水平的数据点，但是其很可能提供也针对较高的功率水平的发送的功率指示和接收的功率指示之间的关系的更加准确的估计。相应地，可以在较高的功率水平（例如，高达20W的界限）处执行例如外来对象的可靠的检测。相应地，可以增加功率水平并且可以确定针对较高的功率水平的补偿值。相应地，预期的关系可以进一步被完善（refined）以提供较高的功率水平处的更加准确的估计。

校准器例如可继续执行例如针对高达50W的功率水平第三校准操作。该第三校准操作可利用源自第二校准的预期的关系。

作为图3的功率发送器101的操作的具体的示例，校准器203可首先检查功率接收器和功率发送器配对之前是否已经被校准。如果未被校准，则功率发送器101进入其中输出功率水平被约束的第一校准子模式。如果其已经被校准，则功率发送器101替代地进入其中可应用较高的功率水平的第二校准子模式。在其它的实施例中，在这样的情形中，其可能完全地跳过校准。

在第一校准子模式中，功率发送器101使用标称的预期的关系将功率传输水平限制到允许外来对象的检测的保守的最大的水平，即，即使功率发送器101不具有针对具体的功率接收器103的校准信息，其也被认为是安全的。

所报告的接收的功率的准确性被预期在相对于实际接收的功率的预定义的容忍范围内。

然后功率发送器101遵从该标准程序以便进入功率传输模式。当向功率接收器103提供功率时，功率发送器101测量必要的参数以确定发送的功率，并且同时其收集报告的接收的功率值。功率发送器101还检查发送的和接收的功率之间的差不超过安全性阈值，即检测器检测与预期的关系的偏差不超过给定阈值。

在收集足够的接收的功率值之后，功率发送器101着手生成校准的预期的关系。具体地，预期的关系可以是允许预期的接收的功率指示将从与从功率发送器101发送的功率有关的各种发送器参数计算到的预期的关系。

具体地，功率发送器101可确定函数，该函数允许接收的功率被计算作为测量到的功率发送器101的参数的函数。该函数可以被视作预期的报告的接收的功率或作为针对该特定的功率接收器101的校准的发送的功率。替代性地，功率发送器可确定函数，该函数允许发送的和接收的功率之间的差被确定作为测量的参数的函数。

测量到的功率发送器的参数例如可包括：

o 线圈电流

o 线圈电压

o 功率信号的频率

o 逆变器电流

o 直流电压

当第一校准子模式已经完成时，校准器211可着手第二校准子模式。

在第二校准子模式中，功率发送器101不限制最大的功率传输水平或者线圈电流，而允许功率水平达到如由功率接收器101指示的最大的功率水平。功率发送器101可使用针对较高的功率水平的接收的功率值以将校准延伸至较高的功率水平。

在一些实施例中，功率发送器101可被布置成在功率传输阶段期间适配预期的关系。

功率传输阶段适配可基于发送的功率指示与在正常的功率传输阶段期间被确定和接收的接收的功率指示的比较。具体地，可以使用与针对校准器211的功率损失校准描述的相同的方法。

然而，正常的功率传输阶段期间的适配速率通常基本上低于校准期间。因而，具体地，在功率传输阶段期间用于适配补偿值的时间常量可能比在校准阶段期间用于确定补偿值的时间常量更高。通常，适配速率/时间常量中的差至少是2、5或者甚至10倍。

功率传输阶段期间的较慢的适配速率反映了使用更多的测量点，适配可通常在更长的持续时间上被执行，预期的关系已经相当准确，并且测量情境比在校准阶段期间（例如，不包括具体的用户牵连以确保不存在外来对象）欠确定。因而，在功率传输阶段期间的适配经常被用来精细地调整或者完善预期的关系。

因而，在功率传输阶段期间，功率发送器101可使用与在功率损失校准期间相同的方法来改进预期的关系的准确性。而且，因为可预期在该模式中功率发送器101收集比校准模式中（由于功率发送器101处于该阶段的增加的时间）多许多的报告的接收的功率值，并且由于功率发送器不能像在校准阶段中那样信任报告的接收的功率值，所以功率发送器101比在校准模式中更加保守地适配预期的关系。例如，功率发送器101仅采用边际改变并且仅在于较长的时间段上接收数据之后才适配预期的关系。

而且，为了避免预期的关系被适配成反映例如外来对象的存在，当检测到发送的功率指示和接收的功率指示之间的实际关系与它们之间的预期的关系的偏差超过阈值时，不适配预期的关系。

具体地，如果数据点落在某些边界之外，则功率发送器101在其适配预期的关系时忽略该数据点。此外，如果实际的和预期的关系之间的差在给定阈值之上，则功率发送器101将终止功率传输。换言之，检测器209是如之前所描述的那样操作的。

在一些实施例中，功率发送器101可能不是直接地着手终止功率传输阶段而是可能着手进入功率损失超过模式。在该模式中，功率发送器101不适配预期的关系。然而，其可能减小功率传输的功率水平，因为怀疑外来对象可能吸收来自磁场的功率。

功率发送器101可牵涉用户，例如通过提供用户警报以指示警告。例如，其可请求没有外来对象在功率发送器101的接口表面附近的确认，并且使用这样的确认来返回到正常模式。

如果进一步接收的功率值导致不再超过阈值的功率损失，则功率发送器101也可返回到正常模式。

如果功率损失继续超过阈值，则功率发送器101从功率损失超过模式改变至误差模式并终止功率传输。

图3的功率发送器101具体地可适配允许依据由功率接收器105提供的接收的功率值的发送的功率的估计的预期的关系。

在收集足够的数据/接收的功率值之后，功率发送器101可存储对于计算针对该特定的功率接收器103的发送的功率而言必要的参数。参数被存储在校准存储器501中的使用功率接收器105的标识符可以被访问的位置处。

该方法可以被应用在校准模式中，但是也可以被应用在正常的功率传输模式中。这两个模式之间的差可以通过应用相对大的适配因数并在校准模式中使用有限量的接收的功率值由此减少校准时间来完成。当适配用于计算发送的功率的参数时，在正常的功率传输模式中可以使用相对小的适配因数和大量的接收的功率值。

例如，对于每个接收的功率值，可以执行下面的适配过程。

功率发送器101首先可测量线圈电流和发送线圈103的输入功率并且相应地根据默认函数估计发送线圈103中的功率损失。

该功率损失函数例如可以是如下：

P_loss = R ∙ I_coil ²

其中

I_coil是发送线圈103中的线圈电流，

P_loss是功率发送器101中的估计的功率损失，

R表示用于计算作为I_coil的函数的功率损失的等效电阻

R可能取决于发送线圈电流的频率，例如根据诸如以下的函数：

R = R_b + R_f ∙ f ，其中

R_b是等效电阻的独立于频率的部分，

R_f是等效电阻的依赖于频率的部分，以及

f是频率。

然后，这些（三个）参数的样本（例如，每毫秒）被存储在存储器中。

在接收到来自功率接收器105的接收的功率消息时，功率发送器101可着手：

对初级线圈电流的样本进行平均以生成I_coilavg

对到初级线圈的输入功率的样本进行平均以生成P_inavg

对发送线圈中的功率损失的样本进行平均以生成P_lossavg

在由功率接收器105指示的时间窗之上应用平均以当功率接收器105确定所报告的接收的功率时其已经被使用。

假定功率发送器在时间窗中尚未改变频率。

计算的平均的发送功率（P_PT）和报告的接收的功率（P_PR）之间的差（P_Diff）然后被确定为：

P_Diff = P_PT - P_PR, 其中

P_PT 被确定为P_inavg - P_lossavg; 其中

P_inavg 是到初级线圈的平均输入,

P_lossavg是发送器线圈中的平均功率损失,

P_lossavg被确定为R ∙ I_coilavg ²; 其中

I_coilavg是平均发送器线圈电流。

相应地，值P_Diff表示发送功率和从功率接收器105提供的接收的功率之间的差。其还表示发送的功率和接收的功率之间的实际关系与预期的关系的偏差，因为在该情形中，预期的关系是P_PT-P_PR应当是零，即如上面计算的P_PT应当等于所报告的接收的功率P_PR。

因而值P_Diff可以直接地被用作在预期的关系中未计及的寄生功率损失的指示。因而，P_Diff可以直接地被检测器209使用来估计是否存在外来对象。

而且，功率发送器101可着手适配预期的关系。具体地，预期的关系由等效电阻的独立于频率的部分的参数（除了别的以外）表示。

功率发送器可适配该参数并计算等效电阻的新的独立于频率的部分（R_bnew），使得在根据上面的解释重新计算发送的功率之后，发送的和接收的功率之间的差朝向接近零的值转变。

在许多情形中，可能期望的是具有针对偏差的偏离，并且发送的和接收的功率之间的差可能因此被朝向在两个值：P_DiffMin和P_DiffMax之间的中间的值转变。

这些界限例如是：

P_DiffMin=-300mW,

P_DiffMax=50mW。

功率发送器相应地适配参数R_bnew以使得计算更接近P_Diff=-125mW。

例如，功率发送器可如下面那样获取等效电阻的新的独立于频率的部分（R_bnew）：

P_PTnew = P_PTold + 适配因数 ∙ (P_PR – 125mW - P_PTold), 其中

P_PTnew是新的估计的发送的功率，

P_PTold是旧的估计的发送的功率，以及

适配因数是控制适配的速度的标量值。

而且

P_PTnew = P_inavg – P_lossnew; 其中

P_lossnew = R_new ∙ I_coilavg ²; 其中

R_new = R_bnew + R_f

这导致根据下面的等式的参数R_bnew的适配：

R_bnew= (P_inavg – (P_PTold + 适配因数 ∙ (P_PR – 125mW - P_PTold))) / I_coilavg ² - R_f

之前的描述集中于功率发送器101中的功能的实施方式。然而，将意识到的是，在一些实施例中，可以在功率接收器105中执行寄生功率消耗的检测。例如，功率接收器105可包括存储用于不同的功率发送器的校准值的存储器。如果功率传输配置被检测来用功率接收器105针对其具有校准数据的功率发送器101来执行，则其可着手请求可能是相对高的功率水平。然而，如果存储器中不包含校准数据，则功率接收器105着手将功率请求约束至允许相对于例如潜在的外来对象的安全操作的功率水平。

例如，功率接收器105可能为两个不同的负载供电或者能够在两个不同的模式中操作。例如，其可在慢充电模式中操作，由此将到电池的充电电流限制为例如1A，或者其可以在快速充电模式中操作，由此允许例如2A或者更大的到电池的充电电流。作为另一示例，其也许能够在其中其对设备的电池充电的充电模式中操作，或者在其中其向设备提供足够的功率以在不从电池汲取电流的情况下操作的满操作模式中操作。如果功率接收器105检测到功率发送器101对应于存储在存储器中的校准配对，则其可着手请求针对两个负载的足够的功率或者支持两个操作模式。然而，如果不存在针对功率发送器101的校准数据，则其可着手仅请求用于一个负载或者用于较少的功率需求模式的足够的功率。例如，其可仅允许电池的慢充电并且不是设备的快速充电或者满操作。

同样地，在一些实施例中，可以在功率接收器105中执行发送功率指示和接收功率指示之间的当前关系是否匹配预期的关系的检测。具体地，功率发送器101可将当前计算的发送功率通信到功率接收器105，功率接收器105可基于确定的接收功率指示和校准数据着手确定当前计算的发送功率是否对应于预期的发送功率。将意识到的是，之前的描述中的大多数原理和方法可同等地被用于功率接收器105。

将意识到的是，为了清楚起见，以上描述已经参照不同功能的电路、单元和处理器描述了本发明的实施例。然而，明显的是，在不脱离本发明的情况下，可以使用不同功能的电路、单元或处理器之间的功能性的任何适当的分配。例如，被说明将由分离的处理器或控制器执行的功能性可以由同一处理器或控制器执行。因此，对具体的功能的单元或电路的参考将仅被看作对适当的构件的参考，所述适当的构件用于提供描述的功能性而不是指示严格的逻辑的或者物理的结构或组织。

可以以任何适当的形式（包括硬件、软件、固件或者它们的任何的组合）来实施本发明。可选地，本发明可至少部分地被实施为在一个或多个数据处理器和/或数字信号处理器上运行的计算机软件，本发明的实施例的元件和部件在物理上、功能上以及逻辑上可以任何适当的方式被实施。实际上，功能性可以在单个的单元中、多个单元中被实施或者作为其它功能单元的部分。同样地，本发明可以在单个的单元中被实施或者在物理上和功能上可以分布在不同的单元、电路和处理器之间。

尽管已经结合一些实施例描述了本发明，但是其不是意在被限制为本文阐述的具体的形式。相反，本发明的范围仅由所附的权利要求限定。附加地，尽管特征可能似乎是连同特定的实施例被描述，但是本领域技术人员将认识到所描述的实施例的各种特征可以根据本发明被组合。在权利要求中，术语包括不排除其它元件或步骤的存在。

而且，尽管被个体地列出，但是多个构件、元件、电路或方法步骤可以通过例如单个的电路、单元或处理器来实施。附加地，尽管个体的特征可被包括在不同的权利要求中，但是这些特征也许可有利地被组合，并且不同权利要求中的包括不暗示特征的组合不是可行的和/或有利的。同样，一个种类的权利要求中的特征的包括不暗示对该种类的限制而是指示特征可等同地如合适地适用于其它的权利要求种类。而且，权利要求中的特征的次序不暗示特征必须以其工作的任何具体的次序，并且特别是方法权利要求中的个体的步骤的次序不暗示这些步骤必须以该次序被执行。相反，可以以任何适当的次序执行这些步骤。另外，单数形式的引用不排除多个。因而，对“一”、“一个”、“第一”、“第二”等的引用不排除多个。权利要求中的附图标记仅仅被提供作为澄清示例，不应被解释为以任何方式限制权利要求的范围。

Claims (14)

1.一种用于使用无线感应功率信号向功率接收器（105）传输功率的功率发送器（101），所述功率发送器（101）包括：

用于提供所述功率信号的电感器（103）；

用于驱动所述电感器（103）以提供所述功率信号的功率信号发生器（201）；

校准控制器（203），用于确定是否已经针对所述功率发送器（101）和功率接收器（105）配对执行了功率损失校准，所述功率损失校准用于确定由所述功率接收器（105）提供的接收的功率指示和针对所述功率发送器（101）的发送的功率指示之间的预期的关系；

功率限制器（205），被布置成约束提供到所述电感器（103）的功率以不超过阈值，除非已经针对所述功率发送器（101）和功率接收器（105）配对执行了功率损失校准；

接收器（207），用于接收来自所述功率接收器（105）的接收的功率指示；以及

检测器（209），用于响应于所述发送的功率指示和所述接收的功率指示之间的关系与所述发送的功率指示和所述接收的功率指示之间的预期的关系之间的偏差超过阈值来检测寄生功率消耗。

2.如权利要求1所述的功率发送器，进一步包括：

校准器（211），用于在校准阶段期间执行功率损失校准以确定所述预期的关系，通过在所述校准阶段期间至少一个发送的功率指示和至少一个接收的功率指示的比较来确定所述预期的关系。

3.如权利要求2所述的功率发送器，其中所述校准器（211）被布置成请求用户输入，并且仅当接收到所述用户输入时执行所述功率损失校准。

4.如权利要求2或3所述的功率发送器，其中所述校准器（211）被布置成通过初始地在第一功率水平处确定第一预期的关系并且然后使用所述第一预期的关系在第二功率水平处确定第二预期的关系来执行所述功率损失校准，所述第二功率水平高于所述第一功率水平。

5.如权利要求4所述的功率发送器，其中所述校准器（211）被布置成在确定所述第二功率水平时，响应于所述发送的功率指示和所述接收的功率指示之间的关系不同于发送的功率指示和所述接收的功率指示之间的预期的关系的检测，而约束被提供至所述电感器的功率。

6.如权利要求2所述的功率发送器，进一步包括被布置成在功率传输阶段期间适配所述预期的关系的预期的关系适配器，在所述功率传输阶段期间响应于至少一个发送的功率指示和至少一个接收的功率指示的比较而适配所述预期的关系。

7.如权利要求6所述的功率发送器，其中在所述功率传输阶段期间用于适配所述预期的关系的适配速率低于在所述校准阶段期间用于确定所述预期的关系的适配速率。

8.如权利要求6或7所述的功率发送器，其中响应于检测到所述发送的功率指示和所述接收的功率指示之间的关系与发送的功率指示和所述接收的功率指示之间的预期的关系的偏差超过阈值，所述预期的关系适配器被布置成响应于发送的功率指示和接收的功率指示不适配所述预期的关系。

9.如权利要求1、2或6所述的功率发送器，进一步包括：

用于存储针对功率接收器的身份和预期的关系数据的存储器（203）；

用于从所述功率接收器（105）接收第一身份的接收器（207）；并且

其中所述校准控制器（203）被布置成响应于所述第一身份和存储在所述存储器中的身份确定是否已经针对所述功率发送器（101）和功率接收器（103）配对执行了功率损失校准。

10.如权利要求9所述的功率发送器，其中所述校准控制器（203）被布置成响应于没有有效的预期的关系数据针对所述第一身份被存储的检测而发起功率损失校准。

11.如权利要求9所述的功率发送器，其中所述校准控制器（203）被布置成如果所述功率接收器（105）的身份匹配存储在所述存储器中的身份中的一个，则跳过功率损失校准并且从所述存储器提取用于所述功率接收器（105）的身份的预期的关系数据。

12.一种包括功率发送器（101）和功率接收器（105）的功率传输系统，所述功率发送器（101）被布置成使用无线感应功率信号向功率接收器（105）传输功率，所述功率发送器（101）包括：

用于提供所述功率信号的电感器（103）；

用于驱动所述电感器（103）以提供所述功率信号的功率信号发生器（201）；所述功率传输系统进一步包括：

校准控制器（203），用于确定是否已经针对所述功率发送器（101）和功率接收器（105）配对执行了功率损失校准，所述功率损失校准用于确定由所述功率接收器（105）提供的接收的功率指示和针对所述功率发送器（101）的发送的功率指示之间的预期的关系；

功率限制器（205），被布置成约束提供到所述电感器（103）的功率以不超过阈值，除非已经针对所述功率发送器（101）和功率接收器（105）配对执行了功率损失校准；

接收器（207），用于接收来自所述功率接收器（105）的接收的功率指示；以及

检测器（209），用于响应于所述发送的功率指示和所述接收的功率指示之间的关系与所述发送的功率指示和所述接收的功率指示之间的预期的关系之间的偏差超过阈值来检测寄生功率消耗。

13.一种针对功率发送器（101）的操作的方法，所述功率发送器被布置成使用无线感应功率信号向功率接收器（105）传输功率，所述方法包括：

驱动电感器（103）以提供所述功率信号；

确定是否已经针对所述功率发送器（101）和功率接收器（105）配对执行了功率损失校准，所述功率损失校准用于确定由所述功率接收器（105）提供的接收的功率指示和针对所述功率发送器（101）的发送的功率指示之间的预期的关系；

约束提供到所述电感器（103）的功率以不超过阈值，除非已经针对所述功率发送器（101）和功率接收器（105）配对执行了功率损失校准；和

接收来自所述功率接收器（105）的接收的功率指示；以及

响应于所述发送的功率指示和所述接收的功率指示之间的关系与所述发送的功率指示和所述接收的功率指示之间的预期的关系之间的偏差超过阈值来检测寄生功率消耗。

14.一种用于经由无线感应功率信号从功率发送器（101）接收功率的功率接收器（105），所述功率接收器（105）包括：

用于接收所述功率信号的电感器（103）；

校准控制器，用于确定是否已经针对所述功率发送器（101）和功率接收器（105）配对执行了功率损失校准，所述功率损失校准用于确定由所述功率接收器（105）提供的接收的功率指示和针对所述功率发送器（101）的发送的功率指示之间的预期的关系；

功率限制器，被配置成约束从功率发送器（101）请求的功率以不超过阈值，除非已经针对所述功率发送器（101）和功率接收器（105）配对执行了功率损失校准；以及

检测器，用于响应于从所述功率发送器（101）接收的发送的功率指示和所述功率接收器（105）的接收的功率指示之间的关系与所述发送的功率指示和所述接收的功率指示之间的预期的关系之间的偏差超过阈值来检测寄生功率消耗。