CN104769812A - 用于在磁谐振无线电力发送系统中的无线电力发送器的通信和电力控制的方法 - Google Patents

用于在磁谐振无线电力发送系统中的无线电力发送器的通信和电力控制的方法 Download PDF

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CN104769812A CN201380058385.0A CN201380058385A CN104769812A CN 104769812 A CN104769812 A CN 104769812A CN 201380058385 A CN201380058385 A CN 201380058385A CN 104769812 A CN104769812 A CN 104769812A
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Abstract

一种用于无线电力发送器的通信和电力控制的方法，包括：向无线电力接收器发送通知信息，并基于通知信息检测无线电力接收器，无线电力接收器接入无线电力发送器。该方法进一步包括基于电力控制和/或电力发送效率来确定无线电力接收器是否要停止无线电力发送器的接入，以及响应于无线电力接收器被确定为不正确地接入无线电力发送器而发送复位命令到无线电力接收器。

Description

用于在磁谐振无线电力发送系统中的无线电力发送器的通信和电力控制的方法
技术领域
以下描述涉及用于在磁谐振无线电力发送系统中的无线电力发送器的通信和电力控制的方法。
背景技术
无线电力指代通过磁耦合从无线电力发送器传输到无线电力接收器的能量。因此，无线电力发送系统或无线电力充电系统包括配置为无线地发送电力的源装置以及配置为无线地接收电力的目标装置。源装置可以被称为源或无线电力发送器，并且目标装置可以被称为目标或无线电力接收器。
源装置包括源谐振器，而目标装置包括目标谐振器。磁谐振耦合可以在源谐振器和目标谐振器之间形成。
发明内容
解决方案
在一个大体的方面中，提供一种用于在磁谐振无线电力发送系统中无线电力发送器的通信和电力控制的方法，该方法包括向无线电力接收器发送通知信息，以及基于该通知信息检测无线电力接收器，该无线电力接收器接入无线电力发送器。该方法进一步包括基于电力控制和/或电力发送效率来确定无线电力接收器是否要停止无线电力发送器的接入，以及响应于无线电力接收器被确定为不正确地接入无线电力发送器而发送复位命令到无线电力接收器。
在另一大体的方面中，提供一种用于在磁谐振无线电力发送系统中无线电力接收器的通信和电力控制的方法，该方法包括从无线电力发送器接收通知信息，以及基于该通知信息发送搜索信号到无线电力发送器。该方法进一步包括基于该搜索信号接入无线电力发送器，以及响应于复位命令从无线电力发送器接收到而复位无线电力接收器。
在又一大体的方面中，提供一种包括配置为发送通知信息到无线电力接收器的通信单元的磁谐振无线电力发送器。该发送器进一步包括控制器，该控制器配置为基于通知信息检测无线电力接收器，该无线电力接收器接入无线电力发送器，以及基于电力控制和/或电力发送效率来确定无线电力接收器是否要停止无线电力发送器的接入。通信单元进一步配置为响应于无线电力接收器被确定为不正确地接入无线电力发送器而发送复位命令到无线电力接收器。
在又一大体的方面中，提供一种包括配置为从无线电力发送器接收通知信息并基于该通知信息而发送搜索信号到无线电力发送器的通信单元的磁谐振无线电力接收器。该接收器进一步包括控制器，该控制器配置为基于搜索信号接入无线电力发送器以及响应于复位命令从无线电力发送器接收到而复位无线电力接收器。
其它特征和方面将从以下详细描述、附图和权利要求而显而易见。
附图说明
图1是图示无线电力发送系统的示例的示图。
图2a和2b是图示在无线电力发送器的馈送器和谐振器中磁场分布的示例的示图。
图3a和图3b是图示无线电力发送器的馈送单元和谐振器的示例的示图。
图4a是图示无线电力发送器的谐振器中磁场分布的示例的示图，该磁场由馈送单元的馈送产生。
图4b是图示无线电力发送器的馈送单元和谐振器的等效电路的示例的示图。
图5是图示电动车充电系统的示例的示图。
图6a到图7b是图示其中安装无线电力接收器和无线电力发送器的应用的示例的示图。
图8是无线电力发送系统的另一示例的示图。
图9是图示多源环境的示例的示图。
图10是图示在无线电力发送器中控制电力的方法的示例的示图。
图11图示在磁谐振无线电力发送系统中进行通信和控制电力的方法的示例的流程图。
图12是图示检测磁谐振无线电力发送系统中的装置的方法的示例的流程图。
图13是图示在磁谐振无线电力发送系统中控制电力的方法的示例的流程图。
图14是图示无线电力发送器的示例的示图。
图15是图示无线电力接收器的示例的示图。
具体实施方式
提供以下详细描述来协助读者获得这里描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而，这里描述的系统、设备和/或方法的各种改变、修改和等效物对于本领域普通技术人员将是显而易见的。此外，本领域普通技术人员公知的功能和构造的描述可能为了更加清楚和简洁而被省略。
贯穿附图和详细描述中，相同附图标记指代相同元件。附图可能不按比例，并且附图中元件的相对尺寸、比例和描绘可能为了清楚、说明和方便而被夸大。
这里描述的特征可以以不同形式具体实现，并且不被解释为受限于这里描述的示例。更确切地说，已经提供这里描述的示例，以使得公开将是充分和完整的，并且将向本领域普通技术人员传达本公开的完整范围。
在源装置和目标装置之间进行通信的方案可以包括带内通信方案和带外通信方案。在带内通信方案中，源装置和目标装置可以使用与用于电力发送的频率相同的频率来彼此通信。在带外通信方案中，源装置和目标装置可以使用与用于电力发送的频率不同的频率来彼此通信。
图1是图示无线电力发送系统的示例的示图。参考图1，无线电力发送系统包括源装置110和目标装置120。源装置110是供应无线电力的装置，并且可以是供应电力的各种装置中的任一种，诸如平板、终端、电视(TV)和供应电力的任何其它装置。目标装置120是接收无线电力的装置，并且可以是消耗电力的各种装置中的任一种，诸如终端、TV、车辆、洗衣机、无线电、照明系统以及消耗电力的任何其它装置。
源装置110包括可变切换模式电源(SMPS)111、功率放大器112、匹配网络113、发送(TX)控制器114(例如，TX控制逻辑)、通信单元115、电力检测器116和源谐振器131。目标装置120包括匹配网络121、整流器122、直流到直流(DC/DC)转换器123、通信单元124、接收(RX)控制器125(例如，RX控制逻辑)、电力检测器127和目标谐振器133。
可变SMPS 111通过切换从电源输出的具有几十赫兹(Hz)频率的交流(AC)电压来生成DC电压。可变SMPS 111可以输出具有预定电平的DC电压，或可以输出具有通过控制器114可调整的电平的DC电压。
电力检测器116检测可变SMPS 111的输出电流和输出电压，并且向控制器114提供关于所检测电流和所检测电压的信息。额外地，电力检测器116检测功率放大器112的输入电流和输入电压。
功率放大器112通过使用具有若干千赫兹(kHz)到几十兆赫兹(MHz)的频率的切换脉冲信号将从可变SMPS 111输出的DC电压转换为AC电压，来生成电力。换言之，功率放大器112使用基准谐振频率FRef将供应到功率放大器的DC电压转换为AC电压，并且生成用于通信的通信电力、或用于充电的充电电力(可以用在多种目标装置中)。通信电力例如可以是可由目标装置用来进行通信的0.1到1毫瓦(mW)的低电力，而充电电力例如可以是可由目标装置的装置负载消耗的1mW到200瓦(W)的高电力。在本说明书中，术语“充电”可以指代向元件或单元供应电力，所述元件或单元利用电力对电池或其它可再充电装置进行充电。另外，术语“充电”可以指代向消耗电力的元件或单元供应电力。例如，术语“充电电力”可以指代目标装置在运行时消耗的电力、或用来对目标装置的电池进行充电的电力。单元或元件例如可以包括电池、显示装置、声音输出电路、主处理器和各种类型的传感器。
在本说明书中，术语“基准谐振频率”指代名义上被源装置110使用的谐振频率，而术语“追踪频率”指代已基于预定方案调整的、被源装置110使用的谐振频率。
控制器114可以检测通信电力的反射波或充电电力的反射波，并且可以基于所检测的反射波来检测目标谐振器133和源谐振器131之间的失配。控制器114可以通过检测反射波的包络或通过检测反射波的电力的量来检测失配。
在控制器114的控制下，匹配网络113补偿源谐振器131和目标谐振器133之间的阻抗失配，以使得源谐振器131和目标谐振器133最优地匹配。匹配网络113包括电容器和电感器的组合，它们通过开关连接到控制器114，所述开关处于控制器114的控制之下。
控制器114可以基于反射波的电压电平和源谐振器131或功率放大器112的输出电压的电平来计算电压驻波比(VSWR)。当VSWR大于预定值时，控制器114检测到失配。在本示例中，控制器114计算N个预定追踪频率中的每一个的电力发送效率，确定N个预定追踪频率中具有最佳电力发送效率的追踪频率FBest，并且将基准谐振频率FRef改变为该追踪频率FBest。
此外，控制器114可以控制功率放大器112所使用的切换脉冲信号的频率。通过控制功率放大器112所使用的切换脉冲信号，控制器114可以生成要被发送到目标装置120的调制信号。换言之，通信单元115可以经由带内通信发送各种消息给目标装置120。额外地，控制器114可以检测反射波，并且可以通过反射波的包络来解调从目标装置120接收的信号。
控制器114可以使用各种方案来生成用于带内通信的调制信号。为了生成调制信号，控制器114可以接通或关闭功率放大器112所使用的切换脉冲信号，或可以进行delta-sigma调制。额外地，控制器114可以生成具有预定包络的脉宽调制(PWM)信号。
通信单元115可以使用通信信道进行带外通信。通信单元115可以包括通信模块，诸如紫蜂模块、蓝牙模块或通信单元115可以用来进行带外通信的任何其它通信模块。通信单元115可以经由带外通信向目标装置120发送数据140或从目标装置120接收数据140。
源谐振器131经由与目标谐振器133的磁耦合来传输诸如通信电力或充电电力之类的电磁能量130到目标谐振器133。
目标谐振器133经由与源谐振器131的磁耦合来接收诸如通信电力或充电电力之类的电磁能量130。额外地，目标谐振器133经由带内通信从源装置110接收各种消息。
匹配网络121使从源装置110观察的输入阻抗与从负载观察的输出阻抗匹配。匹配网络121可以配置有电容器和电感器的组合。
整流器122通过整流目标谐振器133所接收的AC电压来生成DC电压。
DC/DC转换器123基于负载的额定电压调整从整流器122输出的DC电压的电平。例如，DC/DC转换器123可以将从整流器122输出的DC电压的电平调整为从3伏(V)到10V的范围中的电平。
电力检测器127检测DC/DC转换器123的输入端126的电压(例如，Vdd)以及DC/DC转换器123的输出端的电流和电压。电力检测器127将输入端126的所检测电压和输出端的所检测电流和所检测电压输出到控制器125。控制器125使用输入端126的所检测电压来计算从源装置110接收的电力的发送效率。额外地，控制器125使用输出端的所检测电流和所检测电压来计算传输到负载的电力的量。源装置110的控制器114基于负载所要求的电力的量和传输到负载的电力的量来确定需要由源装置110发送的电力的量。当通信单元124向源装置110传输输出端的电力的量(例如，所计算的传输到负载的电力的量)时，源装置110的控制器114可以计算需要由源装置110发送的电力的量。
通信单元124可以通过解调由检测在目标谐振器133和整流器122之间的信号或通过检测整流器122的输出信号而获得的所接收信号来进行用于发送或接收数据的带内通信。换言之，控制器125可以解调经由带内通信接收的消息。
额外地，控制器125可以调整目标谐振器133的阻抗来调制要发送到源装置110的信号。例如，控制器125可以增大目标谐振器的阻抗以使得反射波将被源装置110的控制器114检测到。在本示例中，取决于是否检测到反射波，源装置110的控制器114将检测到二进制数“0”或“1”。
通信单元124可以向源装置110发送响应消息中的任一个或任意组合，所述响应消息包括对应目标装置的产品类型、对应目标装置的制造商信息、对应目标装置的产品型号名称、对应目标装置的电池类型、对应目标装置的充电方案、对应目标装置的负载的阻抗值、关于对应目标装置的目标谐振器的特性的信息、关于对应目标装置所使用的频带的信息、要由对应目标装置使用的电力的量、对应目标装置的固有识别符、对应目标装置的产品版本信息和对应目标装置的标准信息。
通信单元124还可以使用通信信道来进行带外通信。通信单元124可以包括通信模块，诸如紫蜂模块、蓝牙模块或通信单元124可以用来经由带外通信发送数据140到源装置110或从源装置110接收数据140的本领域已知的任何其它通信模块。
通信单元124可以从源装置110接收唤醒请求消息，检测由目标谐振器接收的电力的量，并且向源装置110发送关于由目标谐振器接收的电力的量的信息。在本示例中，关于由目标谐振器接收的电力的量的信息可以对应于整流器122的输入电压值和输入电流值、整流器122的输出电压值和输出电流值、或DC/DC转换器123的输出电压值和输出电流值。
TX控制器114设置源谐振器131的谐振带宽。基于源谐振器131的谐振带宽，源谐振器131的Q因子被设置。
RX控制器125设置目标谐振器133的谐振带宽。基于目标谐振器133的谐振带宽，目标谐振器133的Q因子被设置。例如，源谐振器131的谐振带宽可以被设置为比目标谐振器133的谐振带宽更宽或更窄。
源装置110和目标装置120彼此通信以共享关于源谐振器131的谐振带宽以及目标谐振器133的谐振带宽的信息。如果目标装置120所期望或所需的电力大于基准值，则源谐振器131的Q因子可以被设置为大于100。如果目标装置120所期望或所需的电力小于基准值，则源谐振器131的Q因子可以被设置为小于100。
源装置110无线发送用来唤醒目标装置120的唤醒电力，并且广播用来配置无线电力发送网络的配置信号。源装置110进一步从目标装置120接收包括配置信号的接收灵敏度的搜索帧，并且可以进一步允许目标装置120的加入。源装置110可以进一步向目标装置120发送用来标识无线电力发送网络中的目标装置120的ID。源装置110可以进一步通过电力控制生成充电电力，并且可以进一步无线地发送充电电力到目标装置120。
目标装置120从源装置中的至少一个接收唤醒电力，并使用该唤醒电力来激活通信功能。目标装置120进一步从源装置中的至少一个接收用来配置无线电力发送网络的配置信号，并且可以进一步基于配置信号的接收灵敏度来选择源装置110。目标装置120可以进一步从所选择的源装置110无线地接收电力。
在以下描述中，在图2a到图4b的讨论中使用的术语“谐振器”指代源谐振器和目标谐振器两者。
图2a和图2b是图示在无线电力发送器的馈送器和谐振器中磁场分布的示例的示图。当谐振器接收通过独立的馈送器供应的电力时，在馈送器和谐振器两者中形成磁场。
图2a图示了其中馈送器210和谐振器220不具有公共接地的无线电力发送器的结构的示例。参考图2a，当输入电流通过标记为“+”的端子流入馈送器210并通过标记为“-”的端子流出馈送器210时，由输入电流形成磁场230。馈送器210内部的磁场230的方向231是进入图2a的平面内，并且具有与馈送器210外部的磁场230的方向233的相位相反的相位。馈送器210形成的磁场230感应电流以在谐振器220中流动。谐振器220中的感应电流的方向与馈送器210中的输入电流的方向相反，如图2a中虚线箭头所指示的。
谐振器220中的感应电流形成磁场240。磁场240的方向在谐振器220内部全部位置处均相同。因此，馈送器210内部由谐振器220形成的磁场240的方向241具有与馈送器210外部由谐振器220形成的磁场240的方向243相同的相位。
由此，当由馈送器210形成的磁场230和由谐振器220形成的磁场240组合时，谐振器220内部的总磁场的强度在馈送器210内部减小而在馈送器210外部增大。在电力通过如图2a中所图示地配置的馈送器210供应到谐振器220的示例中，总磁场的强度在谐振器220的中心处减小，但是在谐振器220外部增大。在磁场随机分布在谐振器220中的另一示例中，由于输入阻抗将频繁改变，因而难以进行阻抗匹配。额外地，当总磁场的强度增大时，无线电力发送的效率增大。相反，当总磁场的强度减小时，无线电力发送的效率减小。因此，电力发送效率可以平均起来减小了。
图2b图示了其中谐振器250和馈送器260具有公共接地的无线电力发送器的结构的示例。谐振器250包括电容器251。馈送器260经由端口261接收射频(RF)信号。当RF信号被输入到馈送器260时，在馈送器260中生成输入电流。在馈送器260中流动的输入电流形成磁场，并且由该磁场在谐振器250中感应电流。额外地，由在谐振器250中流动的感应电流形成另一磁场。在本示例中，在馈送器260中流动的输入电流的方向具有与在谐振器250中流动的感应电流的方向的相位相反的相位。因此，在谐振器250和馈送器260之间的区域中，由输入电流形成的磁场的方向271具有与由感应电流形成的磁场的方向273相同的相位，因此，总磁场的强度在谐振器250和馈送器260之间的区域中增大。相反，在馈送器260内部，由输入电流形成的磁场的方向281具有与由感应电流形成的磁场的方向283的相位相反的相位，因此，总磁场的强度在馈送器260内部减小。因而，总磁场的强度在谐振器250的中心减小，但是在谐振器250的外部增大。
可以通过调整馈送器260的内部区域来调整输入阻抗。输入阻抗指代在从馈送器260到谐振器250的方向上观察的阻抗。当馈送器260的内部区域增大时，输入阻抗增大。相反，当馈送器260的内部区域减小时，输入阻抗减小。因为尽管输入阻抗的降低，磁场仍在谐振器250中随机分布，所以输入阻抗的值可以基于目标装置的位置而变化。因此，可以要求独立的匹配网络以使输入阻抗与功率放大器的输出阻抗匹配。例如，当输入阻抗增大时，独立的匹配网络可以用来使增大的输入阻抗与功率放大器的相对较低的输出阻抗匹配。
图3a和图3b图示了无线电力发送器的馈送单元和谐振器的示例的示图。参考图3A，无线电力发送器包括谐振器310和馈送单元320。谐振器310进一步包括电容器311。馈送单元320被电连接到电容器311的两端。
图3b更详细地图示了图3a的无线电力发送器的结构。谐振器310包括第一发送线(在图3b中未以附图标记标识，但是如下所论述地由图3b中的各种元件形成)、第一导体341、第二导体342和至少一个电容器350。
电容器350被串行地插入在第一信号导通部分331和第二信号导通部分332之间，使得电场被限制在电容器350之内。通常，发送线包括发送线的上部中的至少一个导体和第一发送线的下部中的至少一个导体。电流可以流过在第一发送线的上部中布置的至少一个导体，并且在第一发送线的下部中的布置的至少一个导体可以电接地。在本示例中，在图3b中的第一发送线的上部中布置的导体被分为两个部分，它们将被称为第一信号导通部分331和第二信号导通部分332。在图3b中的第一发送线的下部中布置的导体将被称为第一接地导通部分333。
如图3b中所图示的，谐振器310具有大体二维(2D)的结构。第一发送线包括第一发送线的上部中的第一信号导通部分331和第二信号导通部分332，并且包括第一发送线的下部中的第一接地导通部分333。第一信号导通部分331和第二信号导通部分332被布置为面向第一接地导通部分333。电流流过第一信号导通部分331和第二信号导通部分332。
第一信号导通部分331的一端连接到第一导体341的一端，第一信号导通部分331的另一端连接到电容350，并且第一导体341的另一端连接到第一接地导通部分333的一端。第二信号导通部分332的一端连接到第二导体342的一端，第二信号导通部分332的另一端连接到电容器350的另一端，且第二导体342的另一端连接到接地导通部分333的另一端。因此，第一信号导通部分331、第二信号导通部分332、第一接地导通部分333、第一导体341和第二导体342彼此连接，使得谐振器310具有电闭环结构。术语“环结构”包括多边形结构、圆形结构、矩形结构和闭合的即在其外周不具有任何开口的任何其它几何结构。表述“具有环结构”指示电闭合的结构。
电容350被插入到第一发送线的中间部分中。在图3b中的示例中，将电容350插入到第一信号导通部分331和第二信号导通部分332之间的空间中。电容350可以是集总元件电容器、分布式电容器或本领域普通技术人员已知的任何其它类型的电容器。例如，分布式元件电容器可以包括之字形滑触线(zigzagged conductor line)和在之字形滑触线的平行部分之间布置的具有相对较高的介电常数的电介质材料。
插入到第一发送线中的电容器350可以使得谐振器310具有超材料的特性。超材料是具有自然界中未发现的预定电性质的材料，因此可以具有人为设计的结构。自然界中现有的全部材料具有磁导性和介电性。大多数材料具有正的磁导率和/或正的介电常数。
对于大多数材料，因为右手法则可以应用到材料的电场、磁场和坡印廷矢量，所以这些材料可以被称为右手材料(RHM)。然而，具有尚未在自然界中发现的磁导性和/或介电性的超材料可以基于超材料的磁导率的符号以及超材料的介电常数的符号，而被分类为电单负(epsilon negative，ENG)材料、磁单负(mu negative，MNG)材料、双负(DNG)材料、负折射率(NRI)材料、左手(LH)材料和本领域普通技术人员已知的其它超材料分类。
如果电容器350是集总元件电容器且电容器350的电容被适当地确定，则谐振器310可以具有超材料的特性。如果通过适当地调整电容器350的电容以使得谐振器310具有负磁导率，则谐振器310还可以被称为MNG谐振器。可以应用各种标准来确定电容器350的电容。例如，各种标准可以包括用于使得谐振器310能够具有超材料特性的标准、用于使得谐振器310能够在目标频率处具有负磁导率的标准、用于使得谐振器310能够在目标频率处具有零阶谐振特性的标准以及任何其它合适的标准。基于前述标准中的任一个或任意组合，电容器350的电容可以被适当地确定。
下文中被称为MNG谐振器310的谐振器310可以拥有具有在传播常数为“0”时的谐振频率的零阶谐振特性。如果MNG谐振器310具有零阶谐振特性，则谐振频率独立于MNG谐振器310的物理尺寸。通过改变电容器350的电容，MNG谐振器310的谐振频率可以在不改变MNG谐振器310的物理尺寸的情况下改变。
在近场中，电场在插入到第一发送线中的电容器350中聚集，使得电场在近场中变为主导。MNG谐振器310在电容器350为集总元件时具有相对较高的Q因子，由此增大了电力发送效率。Q因子指示无线电力发送中电阻损耗的水平或电抗相对于电阻的比率。本领域普通技术人员将明白，无线电力发送的效率将随着Q因子的增大而增大。
尽管在图3b中未图示，但是可以提供穿过MNG谐振器310的磁心以增大电力发送距离。
参考图3b，馈送单元320包括第二发送线(图3b中未以附图标记标识，但是由如下所论述的图3b中的各种元件形成)、第三导体371、第四导体372、第五导体381以及第六导体382。
第二发送线包括第二发送线的上部中的第三信号导通部分361和第四信号导通部分362，并且包括第二发送线的下部中的第二接地导通部分363。第三信号导通部分361和第四信号导通部分362被布置为面向第二接地导通部分363。电流流过第三信号导通部分361和第四信号导通部分362。
第三信号导通部分361的一端连接到第三导体371的一端，第三信号导通部分361的另一端连接到第五导体381的一端，而第三导体371的另一端连接到第二接地导体部分363的一端。第四信号导通部分362的一端连接到第四导体372的一端，第四信号导通部分362的另一端连接到第六导体382的一端，而第四导体372的另一端连接到第二接地导体部分363的另一端。第五导体381的另一端在第一信号导通部分331连接到电容器350的一端处或其附近连接到第一信号导通部分331，而第六导体382的另一端在第二信号导通部分332连接到电容器350的另一端处或其附近连接到第二信号导通部分332。因此，第五导体381和第六导体382并行地连接到电容器350的两端。第五导体381和第六导体382被用作输入端来接收RF信号作为输入。
因此，第三信号导通部分361、第四信号导通部分362、第二接地导通部分363、第三导体371、第四导体372、第五导体381、第六导体382以及谐振器310彼此连接，使得谐振器310和馈送单元320具有电闭环结构。术语“环结构”包括多边形结构、圆形结构、矩形结构和闭合的即在其外周不具有任何开口的任何其它几何结构。表述“具有环结构”指示电闭合的结构。
如果RF信号被输入到第五导体381或第六导体382，则输入电流流过馈送单元320和谐振器310，从而生成在谐振器310中感应电流的磁场。流过馈送单元320的输入电流的方向与流过谐振器310的感应电流的方向一致，由此使得总磁场的强度在谐振器310的中心增大，而在谐振器310的外周附近减小。
输入阻抗由谐振器310和馈送单元320之间的区域的面积确定。因此，用来使输入阻抗与功率放大器的输出阻抗匹配的独立的匹配网络可能不是必要的。然而，如果使用匹配网络，则可以通过调整馈送单元320的尺寸来调整输入阻抗，因此匹配网络的结构可以简化。匹配网络的简化结构可以降低匹配网络的匹配损失。
馈送单元的第二发送线、第三导体371、第四导体372、第五导体381和第六导体382可以具有与谐振器310的结构一致的结构。例如，如果谐振器310具有环结构，则馈送单元320也可以具有环结构。作为另一示例，如果谐振器310具有圆形结构，则馈送单元320也可以具有圆形结构。
图4a是图示由馈送单元的馈送产生的、在无线电力发送器的谐振器中的磁场分布的示例的示图。图4a更简单地图示了图3a和图3b的谐振器310和馈送单元320，并且图3b中的各种元件的名称在没有附图标记的情况下将用在图4a的以下描述中。
馈送操作可以是在无线电力发送中向源谐振器供应电力的操作、或在无线电力发送中向整流器供应AC电力的操作。图4图示了在馈送单元中流动的输入电流的方向以及在源谐振器中流动的感应电流的方向。额外地，图4a图示了由馈送单元的输入电流形成的磁场的方向以及由源谐振器的感应电流形成的磁场的方向。
参考图4a，馈送单元320的第五导体或第六导体可以被用作输入端410。在图4a中，馈送单元的第六导体被用作输入端410。RF信号被输入到输入端410。RF信号可以从功率放大器输出。功率放大器可以基于目标装置的电力要求而增大和减小RF信号的幅度。输入到输入端410的RF信号在图4a中被表示为在馈送单元中流动的输入电流。该输入电流在馈送单元中沿着馈送单元的第二发送线以顺时针方向流动。馈送单元的第五导体和第六导体电连接到谐振器。更具体地，馈送单元的第五导体连接到谐振器的第一信号导通部分，而馈送单元的第六导体连接到谐振器的第二信号导通部分。因此，输入电流在谐振器和馈送单元两者中流动。输入电流在谐振器中沿着谐振器的第一发送线以逆时针方向流动。在谐振器中流动的输入电流生成磁场，并且磁场在谐振器中由于该磁场而感应电流。感应电流在谐振器中沿着谐振器的第一发送线以顺时针方向流动。谐振器中的感应电流传输能量到谐振器的电容器，并且也生成磁场。在图4a中，在馈送单元和谐振器中流动的输入电流由带箭头的实线指示，而在谐振器中流动的感应电流用带箭头的虚线指示。
由电流生成的磁场的方向基于右手法则来确定。如图4a中所图示的，在馈送单元内，由在馈送单元中流动的输入电流生成的磁场的方向421与由在谐振器中流动的感应电流生成的磁场的方向423一致。因此，总磁场的强度可以在馈送单元内部增大。
相反地，如图4a中所图示的，在馈送单元和谐振器之间的区域中，由在馈送单元中流动的输入电流生成的磁场的方向433与由在谐振器中流动的感应电流生成的磁场的方向431相反。因此，总磁场的强度在馈送单元和谐振器之间的区域中减小。
典型地，在具有环结构的谐振器中，磁场的强度在谐振器的中心减小，而在谐振器的外周附近增大。然而，参考图4a，因为馈送单元电连接到谐振器的电容器的两端，所以谐振器中的感应电流的方向与馈送单元中输入电流的方向一致。因为谐振器中的感应电流的方向与馈送单元中输入电流的方向一致，所以总磁场的强度在馈送单元内部增大，而在馈送单元外部减小。结果是，由于馈送单元，总磁场的强度在具有环结构的谐振器的中心增大，而在谐振器的外周附近减小，由此补偿具有环结构的谐振器的正常特性：其中磁场的强度在谐振器的中心减小而在谐振器的外周附近增大。因此，总磁场的强度在谐振器内部可以是恒定的。
用于从源谐振器向目标谐振器传输无线电力的电力发送效率与在源谐振器中生成的总磁场的强度成比例。因此，当总磁场的强度在源谐振器内部增大时，电力发送效率也增大。
图4b是图示无线电力发送器的馈送单元和谐振器的等效电路的示例的示图。参考图4b，馈送单元440和谐振器450可以由图4b中的等效电路表示。馈送单元440被表示为具有电感Lf的电感器，而谐振器450被表示为具有按互感M耦合到馈送单元440的电感Lf的电感L的电感器、具有电容C的电容器以及具有电阻R的电阻器的串联连接。在从馈送单元440到谐振器450的方向上观察的输入阻抗的示例Zin可以以如下等式1表述：
Z in = ( ωM ) 2 Z - - - ( 1 )
在等式1中，M表示馈送单元440和谐振器450之间的互感，ω表示馈送单元440和谐振器450的谐振频率，而Z表示在从谐振器450到目标装置的方向上观察的阻抗。如从等式1可见，输入阻抗Zin与互感M的平方成比例。因此，输入阻抗Zin可以通过调整互感M来调整。互感M取决于馈送单元440和谐振器450之间的区域的面积。馈送单元440和谐振器450之间的区域的面积可以通过调整馈送单元440的尺寸来调整，从而调整互感M和输入阻抗Zin。因为输入阻抗Zin可以通过调整馈送单元440的尺寸来调整，所以不需要使用独立的匹配网络来进行与功率放大器的输出阻抗的阻抗匹配。
在于无线电力接收器中包括的目标谐振器和馈送单元中，磁场可以如图4a中所图示地分布。例如，目标谐振器可以经由磁耦合从源谐振器接收无线电力。所接收的无线电力在目标谐振器中感应电流。目标谐振器中的感应电流生成磁场，其在馈送单元中感应电流。如果目标谐振器如图4a所图示连接到馈送单元，则在目标谐振器中流动的感应电流的方向将与在馈送单元中流动的感应电流的方向一致。因此，出于以上结合图4a论述的原因，总磁场的强度在馈送单元内部将增大，并且在馈送单元和目标谐振器之间的区域中将减小。
图5是图示电动车充电系统的示例的示图。参考图5，电动车充电系统500包括源系统510、源谐振器520、目标谐振器530、目标系统540和电动车电池550。
在一个示例中，电动车充电系统500具有与图1中无线电力发送系统的结构类似的结构。电动车充电系统500中的源系统510和源谐振器520作为源来操作。电动车充电系统500中的目标谐振器530和目标系统540作为目标来操作。
在一个示例中，源系统510包括交流电到直流电(AC/DC)转换器、电力检测器、功率转换器、控制和通信(控制/通信)单元，与图1的源装置110的那些元件类似。在一个示例中，目标系统540包括整流器、DC-DC(DC/DC)转换器、开关、充电单元和控制/通信单元，与图1的目标装置120的那些元件类似。电动车电池550由目标系统540充电。电动车充电系统500可以使用在若干kHz到几十MHz的频带中的谐振频率。
源系统510基于正被充电的车辆的类型、电动车电池550的容量以及电动车电池550的充电状态生成电力，并经由源谐振器520和目标谐振器530之间的磁耦合而无线地发送所生成的电力到目标系统540。
源系统510可以控制源谐振器520和目标谐振器530的对准。例如，当源谐振器520和目标谐振器530未对准时，源系统510的控制器可以发送消息到目标系统540以控制源谐振器520和目标谐振器530的对准。
例如，当目标谐振器530未位于使能最大磁耦合的位置中时，源谐振器520和目标谐振器530未适当地对准。当车辆未停止在适当的位置以精确地对准源谐振器520和目标谐振器530时，源系统510可以指令调整车辆的位置以控制源谐振器520和目标谐振器530被对准。然而，这仅是示例，且对准源谐振器520和目标谐振器530的其它方法可以被使用。
源系统510和目标系统540可以通过与彼此进行通信而发送或接收车辆的ID并交换各种消息。
图2到图4b的描述也可以应用于电动车充电系统500。然而，电动车充电系统500可以使用若干kHz到几十MHz的频带中的谐振频率，并且可以无线地发送等于或高于几十瓦的电力以对电动车电池550进行充电。图6a到图7b是图示其中安装无线电力接收器和无线电力发送器的应用的示例的示图。图6a图示了在垫板(pad)610和移动终端620之间的无线电力充电的示例，而图6b图示了分别在垫板630和640以及助听器650和660之间的无线电力充电的示例。
参考图6a，无线电力发送器安装在垫板610中，而无线电力接收器安装在移动终端620中。垫板610对单个移动终端，即，移动终端620进行充电。
参考图6b，两个无线电力发送器分别安装在垫板630和640中。助听器650和660分别用于左耳和右耳。两个无线电力接收器分别安装在助听器650和660中。垫板630和640分别对两个助听器，即助听器650和660进行充电。
图7a图示了在插入到人体中的电子装置710和移动终端720之间的无线电力充电的示例。图7b图示了助听器730和移动终端740之间的无线电力充电的示例。
参考图7a，无线电力发送器和无线电力接收器安装在移动终端720中。另一无线电力接收器安装在电子装置710中。电子装置710通过从移动终端720接收电力而被充电。
参考图7b，无线电力发送器和无线电力接收器安装在移动终端740中。另一无线电力接收器安装在助听器730。助听器730通过从移动终端740接收电力而被充电。低功率电子装置，例如，蓝牙耳机，也可以通过从移动终端740接收电力而被充电。图8是图示无线电力发送系统的另一示例的示图。参考图8，无线电力发送器810可以安装在图6a的垫板610以及图6b的垫板630和640中的每一个中。额外地，无线电力发送器810可以安装在图7a的移动终端720以及图7b的移动终端740中的每一个中。
另外，无线电力接收器820可以安装在图6a的移动终端620以及图6b的助听器650和660中的每一个中。此外，无线电力接收器820可以安装在图7a的电子装置710以及图7b的助听器730中的每一个中。
无线电力发送器810可以包括与图1的源装置110类似的配置。例如，无线电力发送器810可以包括配置为使用磁耦合发送电力的单元。
参考图8，无线电力发送器810包括生成射频(RF)频率fp的信号生成器、功率放大器(PA)、微控制器单元(MCU)、源谐振器以及通信/追踪单元811。通信/追踪单元811与无线电力接收器820通信，并且控制阻抗和谐振频率以维持无线电力发送效率。额外地，通信/追踪单元811可以进行与图1的功率转换器114和控制/通信单元115类似的功能。
无线电力接收器820可以包括与图1的目标装置120类似的配置。例如，无线电力接收器820可以包括配置为无线地接收电力并对电池进行充电的单元。
参考图8，无线电力接收器820包括目标谐振器、整流器、DC/DC转换器、充电器电路以及通信/控制单元823。通信/控制单元823与无线电力发送器810通信，并进行用于保护过电压和过电流的操作。
无线电力接收器820可以包括听力装置电路821。听力装置电路821可以由电池充电。听力装置电路821例如可以包括麦克风、模数转换器(ADC)、处理器、数模转换器(DAC)和/或接收器。例如，听力装置电路821可以包括与助听器相同的配置。
图9是图示多源环境的示例的示图。参考图9，多源环境包括多个源装置，例如，源装置910和920。源装置910和920可以单独地安装在独立的设备中，或可以安装在单个设备中，例如，安装在图6b的各个垫板630和640中。
源装置910的高效电力发送区域901和源装置920的高效电力发送区域903可以被设置，以使得高效电力发送区域901和903不重叠。术语“高效电力发送区域”指代可以确保预定电力发送效率的区域。例如，目标装置911或921可以从源装置910高效地接收无线电力，因为目标装置911或921位于高效电力发送区域901内。额外地，位于高效电力发送区域901和903之间的边界附近的目标装置(例如，921)可以从源装置910和920中的至少一个接收唤醒电力。如果多源环境使用带外通信方案，则源装置910的通信覆盖可以被设置为比高效电力发送区域901更宽。
源装置910和920可以基于装置之间的电力发送效率和/或本领域普通技术人员已知的其它因子来检测目标装置911和/或921。额外地，源装置910和920可以基于特定事件来限制目标装置911和/或921接入源装置910和920，例如，进行无线电力发送。目标装置911和921可以以良好的电力发送效率接入源装置910和/或920。
例如，在操作931中，目标装置921朝着高效电力发送区域901和903之间的边界移动。目标装置921可以从源装置910和920中的至少一个接收唤醒电力。目标装置921可以使用唤醒电力激活目标装置921的通信功能和控制功能。
在本示例中，目标装置921可以从源装置910和920中的每一个接收通知信息。目标装置921可以对于所接收的通知信息进一步测量和比较信号的接收信号强度指示(RSSI)，并可以以更高的RSSI发送搜索信号到源装置910或920。通知信息可以包括源装置910或920的网络ID。搜索信号可以用来加入源装置910或920的通信和电力发送网络。搜索信号可以包括具有更高RSSI值的源装置910或920的网络ID。因此，目标装置921可以接入源装置910或920。
在本示例中，源装置910可以确定目标装置921是否不正确地接入(例如，停止接入)源装置910，并可以基于确定来限制目标装置921接入源装置910。更详细地，在操作933中，源装置910检测目标装置921，并且目标装置921通过通信接入源装置910，如参考操作931所述的。源装置910进一步确定目标装置921是否不正确地接入源装置910。
如果目标装置921被确定为不正确地接入源装置910，则在操作935中，源装置910发送复位命令到目标装置921。通过发送复位命令到目标装置921，源装置910限制目标装置921接入源装置910以在预定时间段内降低所发送电力的量，并且防止目标装置9210不正确地接入源装置910。响应于复位命令，目标装置921复位目标装置921，例如，停止接入源装置910。
如果目标装置921复位，则在操作937中，目标装置921检测源装置920，并通过通信接入源装置920，与参考操作931描述的类似。因此，不正确地接入源装置或包括与源装置的不良电力发送效率的目标装置可以被检测到，并且可以配置高效的多源环境。
图10是图示在无线电力发送器中控制电力的方法的示例的示图。为了配置用于无线电力发送的通信网络，无线电力发送器可以周期性地广播通知信息。在发送通知信息的同时或不管通知信息的发送周期，无线电力发送器可以进一步发送唤醒电力。
参考图10，发送电力水平可以对应于从无线电力发送器的PA输出的功率。可替代地，发送电力水平可以对应于输入到PA的电流。
具有发送电力水平A的电力表示唤醒电力。例如，具有发送电力水平A的电力1011和1013中的每一个代表唤醒电力。
具有低于发送电力水平A的发送电力水平的电力表示检测电力。例如，具有各自的低于发送电力水平A的发送电力水平的电力1021、1023和1025中的每一个表示检测电力。因此，为了生成唤醒电力，无线电力发送器可以向PA供应大于用来生成检测电力的电流的电流。
唤醒电力1011的发送周期1001(例如，无线电力发送器发送唤醒电力1011的时间期间)被设置为比检测电力1021的发送周期1002(例如，无线电力发送器发送检测电力1021的时间期间)更长。换言之，在发送周期1001期间，检测电力可以被发送。
无线电力发送器可以发送唤醒电力到无线电力接收器，以激活无线电力接收器的通信功能和控制功能。此外，无线电力发送器可以检测无线电力发送器的源谐振器的阻抗中的改变或负载中的改变，并可以使用检测电力来检测无线电力接收器。因此，为了保护无线电力发送系统，无线电力发送器可以快速地检测无线电力接收器，而不管唤醒电力的发送周期被设置为长的。
不像图10，检测电力的发送电力水平可以大于唤醒电力的发送电力水平。然而，检测电力的发送周期可以小于唤醒电力的发送周期。例如，如果检测电力1021的发送周期1002是大约1毫秒(ms)，则唤醒电力1011的发送周期1001可以是大约5ms到大约10ms。
此外，无线电力发送器可以与无线电力接收器通信，并且可以随后增大供应到PA的电流的量，以发送操作电力或充电电力到无线电力接收器。更详细地，无线电力发送器可以通过通信确定要在无线电力接收器中消耗的电力，并可以基于要消耗的电力以及无线电力发送器和无线电力接收器之间的电力发送效率控制供应到PA的电流的量。例如，如果电力发送效率是大约90％，且要消耗的电力是大约5W，则无线电力发送器可以供应至少大约5.6W的电力到源谐振器。供应到源谐振器的电力可以通过磁谐振耦合而发送到无线电力接收器的目标谐振器。
此外，无线电力发送器可以通过从无线电力接收器接收关于由无线电力接收器接收的唤醒电力的量的信息来确定电力发送效率。可以基于所接收的信息和由无线电力发送器发送的唤醒电力的量来计算电力发送效率。
此外，无线电力发送器可以逐渐增大供应到源谐振器的电力的量，或供应到PA的电流的量，以保护无线电力发送系统。例如，在时间期间1030(例如，操作电力的发送周期)中供应到PA的电流B被增大到在时间期间1040(例如，操作电力的另一发送周期)中供应到PA的电流C。
检测电力的发送周期和唤醒电力的发送周期可以被可变地设置，并且可以插入到操作电力的发送周期之间。例如，如果时间期间1040持续若干秒，则检测电力的发送周期以及唤醒电力的发送周期可以被插入，并且之后，时间期间1040可以又持续若干秒。
图11是图示在磁谐振无线电力发送系统中进行通信和控制电力的方法的示例的流程图。参考图11，在操作1110和1120中，无线电力发送器发送通知信息到无线电力接收器，并且基于通知信息检测无线电力接收器，且无线电力接收器通过通信接入无线电力发送器。
更详细地，参考图9和图10，源装置910可以周期性地广播通知信息，而不管电力控制。源装置910可以基于通知信息检测目标装置911，并可以控制要在期间1040中发送的电力。如果源装置910可以进行带外通信，则源装置910可以周期性地广播与通知信息对应的帧而不管电力控制。
再次参考图11，在操作1110中，无线电力发送器周期性地向无线电力接收器发送与通知信息对应的至少一帧，而不管电力控制，例如，不管无线电力发送器正在发送低电力。通知信息包括用在磁谐振无线电力发送系统的网络中的无线电力发送器的网络ID。低电力可以包括检测电力和唤醒电力。帧的发送周期可以与低电力的发送周期一致，或与低电力的发送周期不同。
在本示例中，无线电力接收器接收唤醒电力，并基于唤醒电力激活无线电力接收器的通信功能和控制功能。当通信功能和控制功能被激活时，在操作1120中，无线电力接收器发送搜索信号到无线电力发送器。如果从多个无线电力发送器接收到与通知信息对应的帧，则无线电力接收器可以测量与帧关联的RSSI，并且可以发送搜索信号到具有最高RSSI的无线电力发送器。搜索信号可以包括具有最高RSSI的无线电力发送器的并被包括在通知信息中的网络ID。
在本示例中，无线电力发送器基于搜索信号检测无线电力接收器，并且无线电力接收器通过通信接入无线电力发送器。更详细地，无线电力发送器将在所接收的搜索信号中包括的网络ID与在所广播的通知信息中包括的网络ID进行比较。基于该比较，无线电力发送器确定是否允许无线电力接收器接入无线电力发送器。当在所接收的搜索信号中包括的网络ID与无线电力发送器的网络ID匹配，则无线电力发送器可以发送与搜索信号对应的确认(ACK)信号，以允许无线电力接收器接入无线电力发送器。即，ACK信号可以是与搜索信号对应的响应信号。无线电力发送器可以进一步将ID赋予无线电力接收器。
如果接收到与搜索信号对应的响应信号，则无线电力接收器可以向无线电力发送器发送用来加入无线电力发送器的网络的另一搜索信号。为了将其它搜索信号与在操作1120中发送的搜索信号区分开，其它搜索信号还可以被称为“请求加入信号”。例如，请求加入信号而非搜索信号可以包括网络ID。在本示例中，搜索信号可以被无线电力接收器用来搜索无线电力发送器。
如果接收到请求加入信号，则无线电力发送器可以将在所接收的请求加入信号中包括的网络ID与无线电力发送器的网络ID进行比较。基于该比较，无线电力发送器可以确定是否允许无线电力接收器接入无线电力发送器。当在所接收的请求加入信号中包括的网络ID与无线电力发送器的网络ID匹配时，无线电力发送器可以允许无线电力接收器接入无线电力发送器。
例如，搜索信号和请求加入信号中的每一个可以包括关于无线电力接收器的各种各样的信息。关于无线电力接收器的各种各样的信息例如可以包括对应目标装置的产品类型、关于对应目标装置的制造商的信息、对应目标装置的型号名称、对应目标装置的电池类型、对对应目标装置进行充电的方案、对应目标装置的负载的阻抗值、关于对应目标装置的目标谐振器的特性的信息、关于对应目标装置所使用的频带的信息、对应目标装置所消耗的电力的量、对应目标装置的ID和/或关于对应目标装置的产品版本或标准的信息。
在操作1140中，无线电力发送器通过增大供应到无线电力发送器的PA的电流的量来发送高电力到无线电力接收器。例如，高电力可以在图10的期间1030和/或1040中发送。
在操作1150中，无线电力发送器确定无线电力接收器是否不正确地接入(例如，停止接入)无线电力发送器，例如，不正确地从无线电力发送器接收高电力。例如，无线电力发送器可以基于无线电力发送器的电力控制和/或无线电力发送器和无线电力接收器之间的电力发送效率来确定无线电力接收器是否不正确地接入无线电力发送器。
例如，无线电力发送器可以基于预定定时改变供应到无线电力发送器的源谐振器的电力，并可以从无线电力接收器接收关于在无线电力接收器处接收的电力中的改变的信息。无线电力发送器可以进一步确定关于所接收的电力中的改变的信息是否匹配所供应的电力中的改变，以确定无线电力接收器是否不正确地接入无线电力发送器。在本示例中，如果关于所接收的电力中的改变的信息与所供应的电力中的改变不匹配，则无线电力发送器可以确定无线电力接收器不正确地接入无线电力发送器。
在另一示例中，无线电力发送器可以生成要用来操作无线电力接收器的操作电力，并且可以发送操作电力到无线电力接收器。无线电力发送器可以进一步从无线电力接收器接收关于在无线电力接收器处接收的电力的量的信息，并且可以将操作电力的量与所接收的电力的量进行比较，以确定无线电力接收器是否不正确地接入无线电力发送器。在本示例中，如果无线电力发送器向无线电力接收器发送大约5.6w的操作电力，并且无线电力接收器从无线电力接收器接收关于为大约2w的在无线电力接收器处接收的电力的量的信息，则无线电力发送器可以确定无线电力接收器不正确地接入无线电力发送器。
在又一示例中，无线电力发送器可以向无线电力接收器发送关于被发送到无线电力接收器的电力的量的信息，并且可以从无线电力接收器接收关于无线电力发送器和无线电力接收器之间的电力发送效率的信息。无线电力发送器可以将所接收的电力发送效率与在磁谐振无线电力发送系统中允许的电力发送效率进行比较，以确定无线电力接收器是否不正确地接入无线电力发送器。在本示例中，无线电力发送器可以向无线电力接收器通知大约5.6w的电力当前被发送到无线电力接收器。无线电力接收器可以测量在无线电力接收器的目标谐振器和整流单元之间的、在整流单元的输出端中的和/或在无线电力接收器的电池的输入端中的电流和电压。无线电力接收器可以基于所测量的电流、所测量的电压和发送到无线电力接收器的电力的量来计算电力发送效率，并且可以发送电力发送效率到无线电力发送器。如果电力发送效率小于或等于无线电力发送系统中允许的大约70％，则无线电力发送器可以确定无线电力接收器不正确地接入无线电力发送器。
在又一示例中，无线电力发送器可以从无线电力接收器接收关于在无线电力接收器处接收的电力的量的信息，并且可以基于关于所接收的电力的量和发送到无线电力接收器的电力的量的信息来计算无线电力发送器和无线电力接收器之间的电力发送效率。无线电力发送器可以进一步将所计算的电力发送效率与在磁谐振无线电力发送系统中允许的电力发送效率比较，以确定无线电力接收器是否不正确地接入无线电力发送器。在本示例中，如果所计算的电力发送效率小于或等于所允许的电力发送效率，则无线电力发送器可以确定无线电力接收器不正确地接入无线电力发送器。
在进一步的示例中，无线电力发送器可以从无线电力接收器接收由无线电力发送器发送到无线电力接收器的信号的RSSI，并且可以将该RSSI与预定值进行比较以确定无线电力接收器是否不正确地接入无线电力发送器。RSSI可以与从无线电力发送器发送到无线电力接收器的通知信息或ACK信号关联。在本示例中，如果所接收的RSSI小于预定值，则无线电力发送器可以确定无线电力接收器不正确地接入无线电力发送器。
当无线电力接收器被确定为不正确地接入无线电力发送器时，在操作1160中，无线电力发送器发送复位命令到无线电力接收器。例如，在接收复位命令之前，无线电力接收器可以测量从无线电力发送器接收的信号的RSSI，并且可以发送所测量的RSSI到无线电力发送器。
在另一示例中，在接收复位命令之前，无线电力接收器可以测量从无线电力发送器接收的电力中的改变，并且可以向无线电力发送器发送关于所接收的电力中的改变的信息。所接收的电力中的改变可以包括电流中的改变和/或电压中的改变。额外地或可替代地，所接收的电力中的改变可以在目标谐振器和整流单元之间、在整流单元的输出端中和/或在电池的输入端中测量。
在又一示例中，在接收复位命令之前，无线电力接收器可以从无线电力发送器接收操作电力，并且可以向无线电力发送器发送关于所接收的操作电力的量的信息。关于所接收的操作电力的量的信息可以包括关于电流的量的信息。所述电流的量可以在目标谐振器和整流单元之间、在整流单元的输出端中和/或在电池的输入端中测量。
在又一示例中，在接收复位命令之前，无线电力接收器可以从无线电力发送器接收关于由无线电力发送器发送的电力的量的信息，可以基于关于所发送的电力的量和在无线电力接收器处接收的电力的量的信息来计算无线电力发送器和无线电力接收器之间的电力发送效率。无线电力接收器可以进一步向无线电力发送器发送关于所计算的电力发送效率的信息。
在进一步示例中，无线电力接收器可以基于从无线电力发送器接收的信息确定无线电力接收器是否不确定地接入无线电力发送器。在本示例中，无线电力接收器可以从无线电力发送器接收关于从无线电力发送器的PA或源谐振器输出的电力的量的信息，并且可以基于输出电力的量和在无线电力接收器处接收的电力的量来计算无线电力发送器和无线电力接收器之间的电力发送效率。如果所计算的电力发送效率小于预定值时，无线电力接收器可以确定无线电力接收器不确定地接入无线电力发送器，可以终止到无线电力发送器的接入，并且可以搜索新的无线电力发送器。
当接收到复位命令时，无线电力接收器复位无线电力接收器的无线电力接收系统。复位可以包括中断通信功能和控制功能并且重新激活通信功能和控制功能和/或搜索新的无线电力发送器。
图12是图示磁谐振无线电力发送系统中检测装置的方法的示例的流程图。参考图12，无线电力发送器周期性地发送(例如，广播)通知信息。
在操作1210中，无线电力发送器供应检测电力到无线电力发送器的源谐振器，并且测量源谐振器的阻抗中的改变或源谐振器的负载中的改变。
当阻抗中的改变或负载中的改变被测量为大于预定值时，在操作1220中，无线电力发送器向源谐振器供应大于检测电力的电力。例如，再次参考图10，当检测电力1023被供应到源谐振器，并且阻抗中的改变或负载中的改变被测量为大于预定值时，无线电力发送器向源谐振器供应大于检测电力1023的检测电力1025。在本示例中，检测电力1025处于发送电力水平B。因此，无线电力发送器可以基于特定事件来灵活控制电力。
再次参考图12，当从无线电力发送器供应到源谐振器的电力的量增大时，无线电力接收器可以从无线电力发送器接收激活无线电力接收器的通信功能和控制功能所需的唤醒电力。当通信功能和控制功能被激活时，在操作1230中，无线电力接收器向无线电力发送器发送搜索信号。如果与搜索信号对应的响应信号在预定时间段内未从无线电力发送器接收到，则无线电力接收器可以重新发送搜索信号到无线电力发送器。
在操作1240中，无线电力发送器向无线电力接收器发送与搜索信号对应的响应信号。如以上图11中所述，无线电力接收器可以进一步发送请求加入信号到无线电力发送器。
图13是图示在磁谐振无线电力发送系统中控制电力的方法的示例的流程图。参考图13，在操作1301、1303、1305、1307和1309(或时间1301、1303、1305、1307和1309)中，无线电力发送器可以改变发送电力水平1300。
在操作1330和1340中的每一个中，无线电力发送器从无线电力接收器接收关于在无线电力接收器处接收的电力中的改变的信息。无线电力发送器进一步确定所接收电力中的改变是否与来自操作1301和1303或操作1307和1309的发送电力水平中的改变匹配，以确定无线电力接收器是否不正确地接入无线电力发送器。例如，如果在操作1330接收的电力中的改变与来自操作1301和1303的发送电力水平中的改变不匹配，则无线电力发送器可以确定无线电力接收器不正确地接入无线电力发送器。即，无线电力发送器可以基于操作1301、1303、1305、1307和1309之间的发送电力水平的任何改变是否反映在响应于操作1301、1303、1305、1307或1309在无线电力接收器处接收的电力中的相应改变上来确定无线电力接收器是否不正确地接入无线电力发送器。
图14是图示无线电力发送器1400的示例的示图。参考图14，无线电力发送器1400包括源谐振器1410、电力发送单元1420、控制器1430和通信单元1440。
源谐振器1410形成与无线电力接收器的目标谐振器的磁谐振耦合。
电力发送单元1420生成电力，并且使用磁谐振耦合发送该电力到无线电力接收器。
控制器1430基于从无线电力发送器1400发送到无线电力接收器的通知信息检测无线电力接收器，并且控制或允许无线电力接收器接入无线电力发送器1400以例如从无线电力发送器1400接收电力。控制器1430进一步基于无线电力发送器1400的电力控制和/或无线电力发送器1400和无线电力接收器之间的电力发送效率来确定无线电力接收器是否不正确地接入无线电力发送器1400。
当无线电力接收器被确定为不正确地接入无线电力发送器1400时，控制器1430通过通信单元1440发送复位命令到无线电力接收器。通信单元1440可以进一步周期性地发送通知信息到无线电力接收器1500。
图15是图示无线电力接收器1500的示例的示图。参考图15，无线电力接收器1500包括目标谐振器1510、电力接收单元1520、控制器1530、通信单元1540、开关单元1550和负载单元1560。
目标谐振器1520形成与无线电力发送器的源谐振器的磁谐振耦合。
电力接收单元1520使用磁谐振耦合从无线电力发送器接收电力。例如，电力接收单元1520可以包括图1的匹配网络121、整流器122、DC/DC转换器123和电力检测器127。
控制器1530使用所接收的电力(例如，唤醒电力)激活通信功能和控制功能，并且控制到无线电力发送器的接入，以例如从无线电力发送器接收操作或充电电力。控制器1530进一步通过通信单元1540从无线电力发送器接收复位命令。当从无线电力发送器接收到复位命令时，控制器1530复位无线电力接收器1500的系统。
通信单元1540进行与无线电力发送器的通信。如上所论述的，通信单元1540从无线电力发送器接收复位命令。
开关单元1550将电力接收单元1520与负载1560连接和断开。
负载1560例如可以包括电池。
上述各种单元和方法可以使用一个或多个硬件组件、一个或多个软件组件或一个或多个硬件组件和一个或多个软件组件的组合来实现。
硬件组件可以例如是物理地进行一个或多个操作的物理装置，但是不限于此。硬件组件的示例包括麦克风、放大器、低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、模数转换器、数模转换器和处理装置。
软件组件可以例如通过由软件或指令控制以进行一个或多个操作的处理装置实现，但不限于此。计算机、控制器或其它控制装置可使得处理装置运行软件或执行指令。一个软件组件可以由一个处理装置实现，或者两个或更多个软件组件可以由一个处理装置实现，或一个软件组件可以由两个或更多个处理装置实现，或者两个或更多个软件组件可以由两个或更多个处理装置实现。
处理装置可以使用一个或多个通用或专用计算机(诸如例如，处理器、控制器和算术逻辑单元、数字信号处理器、微型计算机、现场可编程阵列、可编程逻辑单元、微处理器或能够运行的软件或执行指令的任何其它装置)实现。该处理装置可以运行操作系统(OS)，并且可以运行在OS下操作的一个或多个软件应用。该处理装置可以在运行软件或执行指令时接入、存储、操纵、处理和创建数据。为简单起见，可以在说明书中使用单数术语“处理装置”，但本领域普通技术人员将理解，处理装置可包括多个处理元件和多种类型的处理元件。例如，处理装置可以包括一个或多个处理器，或一个或多个处理器和一个或多个控制器。此外，不同的处理配置是可能的，诸如并行处理器或多核处理器。
配置为实现软件组件来进行操作A的处理装置可以包括被编程来运行软件或执行指令以控制处理器进行操作A的处理器。另外，配置为实现软件组件来进行操作A、操作B和操作C的处理装置可以包括各种配置，诸如例如，配置为实现软件组件来进行操作A、B和C的处理器；配置为实现软件组件来进行操作A的第一处理器以及配置为实现软件组件来进行操作B和C的第二处理器；配置为实现软件组件来进行操作A和B的第一处理器以及配置为实现软件组件来进行操作C的第二处理器；配置为实现软件组件来进行操作A的第一处理器、配置为实现软件组件来进行操作B的第二处理器、配置为实现软件组件来进行操作C的第三处理器；配置为实现软件组件来进行操作A、B和C的第一处理器以及配置为实现软件组件来进行操作A、B和C的第二处理器；或者每个均实现操作A、B和C中的一个或多个的一个或多个处理器的任何其它配置。虽然这些示例指代三个操作A、B、C，但是可以实现的操作的数量不限于三个，而可以是实现期望结果或进行期望任务所要求的操作的任何数量。
控制处理装置实现软件组件的软件或指令可以包括计算机程序、代码块、指令或它们的某种组合，它们独立地或共同地指令或配置处理装置进行一个或多个期望的操作。软件或指令可以包括可由处理装置直接执行的机器码，诸如由编译器产生的机器码，和/或可由处理装置使用解释器来执行的更高级代码。软件或指令以及任何关联数据、数据文件和数据结构可以在任何类型的机器、组件、物理或虚拟设备、计算机存储介质或装置或能够提供指令或数据到处理装置或由处理装置解释的传播信号波中永久地或暂时地具体实现。软件或指令以及任何关联数据、数据文件和数据结构也可以被分布在网络耦合的计算机系统上，以使得所述软件或指令以及任何关联数据、数据文件和数据结构以分布式方式被存储和执行。
例如，软件或指令以及任何关联数据、数据文件和数据结构可以被记录、存储或固定在一个或多个非暂态计算机可读存储介质中。非暂态计算机可读存储介质可以是能够存储软件或指令以及任何关联数据、数据文件和数据结构的任何数据存储装置，以使得它们可以由计算机系统或处理装置读取。非暂态计算机可读存储介质的示例包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、闪存存储器、CD-ROM、CD-R、CD+R、CD-RW、CD+RW、DVD-ROM、DVD-R、DVD+R、DVD-RW、DVD+RW、DVD-RAM、BD-ROM、BD-R、BD-R LTH、BD-RE、磁带、软盘、磁-光数据存储装置、光学数据存储装置、硬盘、固态磁盘、或本领域普通技术人员已知的任何其它非暂态计算机可读存储介质。
实现这里公开的示例的功能程序、代码和代码段可以由这些示例所属领域的熟练程序员基于如这里所提供的附图及其对应描述轻易地构造。
仅作为非穷尽说明，这里描述的装置可以是诸如蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、数码相机、便携式游戏控制台、MP3播放器、便携式/个人多媒体播放器(PMP)、手持式电子书、便携式膝上型PC、全球定位系统(GPS)导航装置、平板、传感器之类的移动装置，或诸如台式PC、高清TV(HDTV)、DVD播放器、蓝光播放器、机顶盒、家用设备之类的静态装置，或本领域普通技术人员已知的能够进行无线通信和/或网络通信的任何其它装置。
尽管本公开包括具体示例，但是对于本领域普通技术人员将显而易见的是，形式和细节上的各种改变可以在这些示例中做出而不背离权利要求及其等效物的精神和范围。这里描述的示例要仅以描述性方式理解，而不出于限制的目的。每个示例中对特征或方面的描述要被认为是可应用于其它示例中的类似特征或方面。如果所描述的技术以不同顺序进行，和/或如果在所述系统、架构、装置或电路中的组件以不同方式组合和/或由其它组件或其等效物代替或补充，则可以实现合适的结果。因而，本公开的范围不由详细描述定义，而由权利要求及其等效物定义，并且权利要求及其等效物的范围内的全部变化都要被解释为包括在本公开中。

Claims (21)

1.一种用于无线电力发送器的通信和电力控制的方法，所述方法包括：
向无线电力接收器发送通知信息；
基于所述通知信息检测无线电力接收器，所述无线电力接收器接入无线电力发送器；
基于电力控制和/或电力发送效率来确定所述无线电力接收器是否要停止无线电力发送器的接入；以及
响应于所述无线电力接收器被确定为不正确地接入所述无线电力发送器而发送复位命令到所述无线电力接收器。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述检测包括：
向所述无线电力接收器发送唤醒电力以用来激活所述无线电力接收器的通信功能；
从所述无线电力接收器接收与所述通知信息对应的搜索信号；以及
向所述无线电力接收器发送与所述搜索信号对应的响应信号。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述检测包括：
供应检测电力到所述无线电力发送器的源谐振器；
测量所述源谐振器的阻抗中的改变或所述源谐振器的负载中的改变；
响应于所述阻抗中的改变或所述负载中的改变被测量为大于预定值而向所述源谐振器供应大于所述检测电力的电力；并且
从所述无线电力接收器接收与所述通知信息对应的搜索信号；以及
向所述无线电力接收器发送与所述搜索信号对应的响应信号。
4.如权利要求1所述的方法，其中：
所述通知信息包括所述无线电力发送器的网络标识符(ID)；并且
所述检测包括：将从所述无线电力接收器接收的网络ID与在所述通知信息中包括的网络ID进行比较。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述确定包括：
基于预定定时改变向所述无线电力发送器的源谐振器供应的电力；
从所述无线电力接收器接收关于在所述无线电力接收器处接收的电力中的改变的信息；以及
确定所接收电力中的改变是否匹配所供应电力中的改变。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述确定包括：
生成操作电力以用来操作所述无线电力接收器；
发送所述操作电力到所述无线电力接收器；
从所述无线电力接收器接收关于在无线电力接收器处接收的电力的量的信息；
将所述操作电力的量与所接收电力的量进行比较；以及
基于该比较确定所述无线电力接收器是否要停止所述无线电力发送器的接入。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述确定包括：
向所述无线电力接收器发送关于由所述无线电力发送器发送的电力的量的信息；
从所述无线电力接收器接收关于在所述无线电力发送器和所述无线电力接收器之间的电力发送效率的信息；
将所接收的电力发送效率与在所述无线电力发送器和所述无线电力接收器之间所允许的电力发送效率进行比较；以及
基于该比较确定所述无线电力接收器是否要停止所述无线电力发送器的接入。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述确定包括：
生成操作电力以用来操作所述无线电力接收器；
发送所述操作电力到所述无线电力接收器；
从所述无线电力接收器接收关于在无线电力接收器处接收的电力的量的信息；
基于所接收电力的量计算在所述无线电力发送器和所述无线电力接收器之间的电力发送效率；
将所计算的电力发送效率与在所述无线电力发送器和所述无线电力接收器之间允许的电力发送效率进行比较；以及
基于该比较确定所述无线电力接收器是否要停止所述无线电力发送器的接入。
9.如权利要求1所述的方法，其中所述确定包括：
从所述无线电力接收器接收由所述无线电力发送器发送到所述无线电力接收器的信号的接收信号强度指示(RSSI)；
将所述RSSI与预定值进行比较；以及
基于该比较确定所述无线电力接收器是否要停止所述无线电力发送器的接入。
10.一种用于无线电力接收器的通信和电力控制的方法，所述方法包括：
从无线电力发送器接收通知信息；
基于所述通知信息发送搜索信号到无线电力发送器；
基于所述搜索信号接入所述无线电力发送器；以及
响应于复位命令从所述无线电力发送器接收到而复位所述无线电力接收器。
11.如权利要求10所述的方法，进一步包括：
响应于所述无线电力接收被复位而搜索新的无线电力发送器。
12.如权利要求10所述的方法，其中所述接入包括：
从所述无线电力发送器接收唤醒电力；
使用所述唤醒电力激活通信功能；以及
从所述无线电力发送器接收与所述搜索信号对应的响应信号。
13.如权利要求10所述的方法，其中：
所述通知信息包括所述无线电力发送器的网络标识符(ID)；并且
所述搜索信号包括网络ID。
14.如权利要求10所述的方法，进一步包括，在接收所述复位命令之前：
测量从所述无线电力发送器接收的信号的接收信号强度指示(RSSI)；以及
发送所述RSSI到所述无线电力发送器。
15.如权利要求10所述的方法，进一步包括，在接收所述复位命令之前：测量从所述无线电力发送器接收的电力中的改变；并且向所述无线电力发送器发送关于所接收电力中的改变的信息。
16.如权利要求15所述的方法，其中：
所接收电力中的改变包括电流中的改变和/或电压中的改变；以及
所接收电力中的改变被在无线电力接收器的目标谐振器和整流单元之间，或在整流单元的输出端处，或在所述无线电力接收器的电池的输入端处或者在它们的任意组合处测量。
17.如权利要求10所述的方法，进一步包括，在接收所述复位命令之前：
从所述无线电力发送器接收操作电力；以及
向所述无线电力发送器发送关于所接收操作电力的量的信息。
18.如权利要求17所述的方法，其中：
所接收操作电力的量包括电流的量；并且所述电流的量被在无线电力接收器的目标谐振器和整流单元之间，或在所述整流单元的输出端处，或在所述无线电力接收器的电池的输入端处或者在它们的任意组合处测量。
19.如权利要求10所述的方法，进一步包括，在接收所述复位命令之前：
从所述无线电力发送器接收关于由所述无线电力发送器发送的电力的量的信息；
基于所发送的电力的量计算电力发送效率；以及
向所述无线电力发送器发送关于所述电力发送效率的信息。
20.一种无线电力发送器，包括：
通信单元，配置为发送通知信息到无线电力接收器；以及
控制器，配置为
基于所述通知信息检测所述无线电力接收器，所述无线电力接收器接入所述无线电力发送器，并且基于电力控制和/或电力发送效率来确定所述无线电力接收器是否要停止所述无线电力发送器的接入，
其中所述通信单元进一步配置为响应于所述无线电力接收器被确定为不正确地接入所述无线电力发送器而发送复位命令到所述无线电力接收器。
21.一种无线电力接收器，包括：
通信单元，配置为
从无线电力发送器接收通知信息，并基于所述通知信息而发送搜索信号到所述无线电力发送器；以及
控制器，配置为
基于所述搜索信号接入所述无线电力发送器，并响应于复位命令从所述无线电力发送器接收到而复位所述无线电力接收器。
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