CN105009412A - 无线电力发送器及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
提供了一种用于控制发送充电电力到无线电力接收器的无线电力发送器的方法。该方法包括：驱动所述无线电力发送器；确定是否满足锁存故障模式进入条件，其中，所述无线电力发送器被允许进入锁存故障模式，在锁存故障模式中所述无线电力发送器在第一循环周期性地施加具有第一电力值的第一电力；以及如果满足锁存故障模式进入条件，则在第一循环周期性地施加第一电力。
Description
技术领域
本发明一般涉及一种无线电力发送器及其控制方法，并且更具体地，涉及一种用于发送充电电力到无线电力接收器的无线电力发送器及其控制方法。
背景技术
诸如蜂窝电话或个人数字助理(PDA)这样的移动终端，由充电电池供电以方便其移动性。为给电池充电，使用单独的充电装置提供电能给移动终端的电池。典型地，充电装置和电池具有安装在其外表面上的单独的接触端子，使得当它们的接触端子相互接触时，它们可以电连接。
然而，在这种接触充电技术中，由于接触端子向外突出，所以它们易于被恶意(或外来)物质所污染，从而导致电池充电失败。即使接触端子暴露在湿气中，电池充电也可能失败。
为了处理这些问题和其他缺点，无线充电或无接触充电技术已经开发出来并在许多电子装置中使用。
在使用无线电力发送/接收的无线充电技术中，如果移动终端被简单地放置在充电垫上而不经由单独的充电连接器被连接到充电装置，则移动终端的电池就可以自动充电。一般地，无线充电技术对公众是公知的，并且由于消除了有线充电器的需要，从而可以提高电子设备的便携性。其结果是，甚至在未来的电动车时代，都期待相关技术显著发展。
这些无线充电技术可以大致分为基于线圈的电磁感应方案、谐振方案、以及通过将其转换成微波以提供电能的射频辐射方案(也称为RF/微波辐射方案)。
截至目前，主要使用的是电磁感应方案。然而，由于涉及超过几十米距离使用微波无线地发送电力的实验获得了成功，所以在不久的将来，所有的电子产品可以无线地随时随地充电的可能性是存在的。
电磁感应为基础的电力传输方法是在初级线圈和次级线圈之间发送电力的方案。如果磁体绕着线圈移动，则产生感应电流。基于这个原理，发射器产生磁场，并且接收器随着由于磁场的变化感生电流而生成电能。这种现象被称为电磁感应现象，并且基于电磁感应的电力发送方法具有优异的能量传输效率。
共振方案提供了一种系统，其中即使电子设备距离充电装置数米之外，也可以使用基于谐振的电力传输原理无线地传输电力到电子装置。这个无线充电系统是基于称为“共振”的物理概念，其中引起包含电能的电磁波谐振。谐振电能可以仅直接传送到具有谐振频率的电子设备，并且未使用的电能量可以作为电磁场重新吸收，而不是扩散到空气中。因此，不同于电磁波，电能似乎并不影响附近的机器和人体。
发明内容
虽然已经对无线充电方案进行了许多研究，但对于，例如，无线充电优先级、搜索无线电力发送器/接收器、选择无线电力发送器和无线电力接收器之间的通信频率、调整无线电源、选择匹配电路、以及在一个充电循环中为每个无线电源接收器分配通信时间，并没有提出标准。具体地，存在需要对于在其中无线电力接收器选择无线电力接收器将从其接收无线电力的无线电力发送器的配置和过程的需要。
具体地，需要开发新技术，用于当无线电力接收器或恶意对象放置在无线电力发送器上发生错误时，有效地确定是否撤销或移除恶意对象。
技术方案
本发明是为了解决至少上述问题和/或缺点，并提供至少以下描述的优点而制定的。因此，本发明的一个方面是提供无线电力发送器及其控制方法，用于当无线电力接收器或恶意对象放置在无线电力发送器之上发生错误时，有效地确定是否撤销或移除恶意对象。
根据本发明的一个方面，提供了对发送充电电力到无线电力接收器的无线电力发送器的控制方法。该方法包括：驱动无线电力发送器；确定是否满足锁存故障模式进入条件，其中，无线电力发送器被允许进入锁存故障模式，其中无线电力发送器在第一循环周期性地施加具有第一电力值的第一电力；以及如果满足锁存故障模式进入条件，则在第一循环周期性地施加的第一电力。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于发送充电电力到无线电力接收器的无线电力发送器。该无线电力发送器包括：被配置为驱动无线电力发送器的驱动器；被配置为发送充电电力到无线电力接收器的电力发送单元；以及控制器，被配置为用于确定是否满足锁存故障模式进入条件，其中，无线电力发送器被允许进入锁存故障模式，其中无线电力发送器在第一循环周期性地施加具有第一电力值的第一电力，以及，如果满足锁存故障模式进入条件，则在第一循环周期性地施加第一电力到电力发送单元中。
有益效果
根据本发明的实施例，即使当施加充电电力到多个无线电力接收器时，在错误发生时，无线电力发送器也可以容易地确定是否移除无线电力接收器或恶意对象。
本发明的多个方面提供一种无线电力发送器及其控制方法，用于当无线电力接收或恶意对象被放置在无线电力发送器之上发生错误时，有效地确定是否撤销或移除恶意对象。
附图说明
从结合附图的以下描述，本发明的某些实施例的上述和其它方面、特征和优点将更加明显，其中：
图1是示出无线充电系统的整体操作的概念图；
图2a是根据本发明实施例的无线电力发送器和无线电力接收器的框图；
图2b是根据本发明实施例的无线电力发送器和无线电力接收器的详细框图；
图3是示出根据本发明实施例的无线电力发送器的控制方法的流程图；
图4是示出根据本发明另一实施例的无线电力发送器的控制方法的流程图；
图5是示出由图4所示的无线电力发送器施加的时间轴电力值的图；
图6是示出交叉连接的概念图；
图7是示出根据本发明实施例的无线电力发送器的控制方法的流程图；
图8是示出由图7所示的无线电力发送器施加的时间轴电力值的图；
图9是示出根据本发明实施例的无线电力发送器的控制方法的流程图；以及
图10是示出由图9所示的无线电力发送器施加的时间轴电力值的图。
在整个附图中，相同的标号将理解为指代相似的部分、组件和结构。
具体实施例
提供以下参照附图的说明以有助于对由权利要求书及其等价物所限定的本发明的实施例的全面理解。它包括各种特定细节以帮助理解，但是这些将认为仅仅作为例子。因此，本领域的普通技术人员将认识到，可以对本文描述的实施例做出各种变化和修改，而不脱离本发明的范围和精神。另外，为清楚和简明，也可以省略对公知的功能和结构的描述。
在以下描述和权利要求中使用的术语和词语不限于它们的字典含义，而是仅仅用来使本发明的理解清楚和一致。因此，本领域技术人员应当清楚，提供本发明的实施例的以下描述仅用于说明的目的，而不是为了限制由所附权利要求和它们的等同物所限定的本发明的目的。
应当理解，单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数对象，除非上下文另有明确说明。因此，例如，提及“一个组件表面”包括提及一个或更多这样的表面。
术语“大体上”意味着不需要被精确地实现所列举的特征、参数或值，而可以在不妨碍该特征意图提供的效果的量发生偏差或变化，包括例如公差、测量误差、测量精度限制以及本领域技术人员已知的其他因素。
图1是示出无线充电系统的整体操作的概念图。如图1所示，无线充电系统包括无线电力发送器100和至少一个无线电力接收器110-1、110-2和110-n。
无线电力发送器100分别无线地发送电力1-1、1-2和1-n给无线电力接收器110-1、110-2和110-n。更具体地，无线电力发送器100仅无线发送电力1-1、1-2和1-n到由无线电力发送器100通过预定的验证过程认证或授权的无线电力接收器。
无线电力发送器100可以形成或建立与无线电力接收器110-1、110-2和110-n的电气连接。例如，无线电力发送器100可以以电磁波的形式发送无线电力到无线电力接收器110-1、110-2和110-n。
无线电力发送器100可以执行与无线电力接收器110-1、110-2和110-n的双向通信。无线电力发送器100和无线电力接收器110-1、110-2和110-n可以处理或发送/接收被配置为预定帧的形式的分组2-1、2-2和2-n，预定帧将在下面详细描述。无线电力接收器可以实现为诸如移动通信终端、个人数字助理(PDA)、个人多媒体播放器(PMP)、智能电话和类似物。
无线电力发送器100可以无线地提供电力给多个无线电力接收器110-1、110-2和110-n。例如，无线电力发送器100可以使用谐振方案发送电力给多个无线电力接收器110-1、110-2和110-n。如果无线电力发送器100采用共振方案，则无线电力发送器100与多个无线电力接收器110-1、110-2和110-n的之间的距离可为30米或以内。如果无线电力发送器100采用电磁感应方案，则无线电力发送器100与多个无线电力接收器110-1、110-2和110-n之间的距离可以是10厘米或以内。
无线电力接收器110-1、110-2和110-n从无线电力发送器100接收无线电力并使用接收到的电力对安装在其中的电池充电。无线电力接收器110-1、110-2和110-n可以给无线电力发送器100发送请求无线电力发送的信号、接收无线电力所需的信息、无线电力接收器的状态信息、无线电力发送器100的控制信息和类似物。关于所传输的信号的信息将在下面更详细地描述。
无线电力接收器110-1、110-2和110-n可以发送指示它们充电状态的消息到无线电力发送器100。
无线电力发送器100可以包括诸如显示器的显示装置，并且可以基于从各个无线电力接收器110-1、110-2和110-N接收的消息显示每个无线电力接收器110-1、110-2和110-n的状态。此外，无线电力发送器100可显示各个无线电力接收器110-1、110-2和110-n将被充满电的预期时间。
无线电力发送器100可向无线电力接收器110-1、110-2和110-n的每一个发送用于禁止无线充电功能的控制信号。当从无线电力发送器100接收到用于禁用无线充电功能的控制信号时，无线电力接收器禁用其无线充电功能。
图2a是根据本发明实施例的无线电力发送器和无线电力接收器的框图。
如图2a所示，无线电力发送器(或电力发送单元(PTU))200包括电力发送单元211、控制器212和通信单元213。无线电力接收器(或电力接收单元(PRU))250包括电力接收单元251、控制器252和通信单元253。
电力发送单元211提供无线电力发送器200所需的电力，并无线地供给电力到无线电力接收器250。电力发送单元211以交流(AC)波形的形式提供电力，但也可以以直流(DC)波形的形式提供电力，并使用换流器将其转换成AC波形形式的电力以便以AC波形供给电力。电力发送单元211可以以内置电池的形式实现，或者可以实现为电力接收接口的形式从外部接收电力，并将其提供到其它组件。对于本领域的普通技术人员显而易见的是，电力发送单元211没有限制，只要它是能够以AC波形的形式提供电力的装置即可。
此外，电力发送单元211可以以电磁波的形式提供AC电力给无线电力接收器250。电力发送单元211可以另外包括环形线圈，因此它可以发送或接收预定的电磁波。如果电力发送单元211以环形线圈实现，则环路线圈的电感L可能会有所改变。对于本领域的普通技术人员显而易见的是，电力发送单元211没有限制，只要它是能够发送和接收电磁波的装置即可。
控制器212控制无线电力发送器200的整体操作。控制器212使用算法、程序或应用程序控制无线电力发送器200的整体操作，算法、程序或应用程序的每一个从存储单元读出并且是控制所需的。控制器212可以以中央处理单元(CPU)、微处理器、微型计算机或类似的形式实现。控制器212的详细动作将在下面更详细地描述。
通信单元213使用预定的通信方案与无线电力接收器250进行通信。通信单元213使用近场通信(NFC)、紫蜂、红外数据协会(IrDA)、可视光通信(VLC)、蓝牙、蓝牙低功耗(BLE)或类似物与在无线电力接收器250中的通信单元253通信。本发明实施例的通信单元213可以使用IEEE802.15.4的Zigbee或BLE执行通信。此外，通信单元213可以使用载波侦听多路访问/冲突避免(CSMA/CA)算法。用于选择由通信单元213所使用的频率和信道的配置将在下面更详细地描述。上述的通信方案仅是说明性的，而在范围方面，本发明的实施例并不限于由通信单元213执行的特定通信方案。
通信单元213发送关于无线电力发送器200的信息的信号。通信单元213可以以单播、多播或广播方式发送上述信号。表1示出了根据本发明实施例的由无线电力发送器200发送的信号的数据结构。无线电力发送器200以预设的时间间隔发送具有以下帧结构的信号，并且该信号可以称为通知信号。
【表1】
| 帧类型 | 协议版本 | 序列号 | 网络ID | 将报告的RX | 保留 | Rx数量 |
| (调度掩模) | ||||||
| 通知 | 4比特 | 1字节 | 1字节 | 1字节 | 5比特 | 3比特 |
在表1中，“帧类型”是指示信号类型的字段，并指示该信号是通知信号。“协议版本”字段是指示通信方案的协议类型的字段，并且可以被分配例如4位。“序列号”字段是指示信号顺序的字段，并且可被分配例如1个字节。序列号可以逐个增加以对应于例如信号的发送/接收阶段。“网络ID”字段是指示无线电力发送器200的网络ID的字段，并且可以被分配例如1个字节。“将报告的Rx(调度掩模)”字段是指示被调度为向无线电力发送器200报告的无线电力接收器，并且可以分配如1个字节。
表2示出了根据本公开的示例性实施例的“将报告的Rx(调度掩模)”字段。
【表2】
在表2中，Rx1至Rx8对应于无线电力接收器#1到#8。“将报告的Rx(调度掩模)”字段可以实现为使得调度掩模的数量标记为“1”的无线电力接收器可以进行报告。
“保留”字段是保留供将来使用的字段，并且可以被分配例如5比特。“Rx数量”字段是指示无线电力发送器200周围的无线电力接收器的数量的字段，并且可以被分配例如3比特。
表1的帧格式中的信号可实现为分配给在IEEE802.15.4数据结构中的无线电力传输(WPT)。表3示出了IEEE 802.15.4数据结构。
【表3】
| 前导码 | SFD | 帧长 | WPT | CRC16 |
如表3所示，IEEE802.15.4数据结构包括前导码、帧起始定界符(SFD)、帧长度、WPT以及循环冗余校验16(CRC16)字段，并且表1中的数据结构可以包括在WPT域中。
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、电池电平、充电计数、用法、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。充电功能控制信号可以是用于控制无线电力接收器250中的电力接收单元251启用或禁用无线电力接收器250的充电功能的控制信号，。
通信单元213可以不仅从无线电力接收器250，而且还从其它无线电力发送器(未示出)接收信号。例如，通信单元213可以从其它无线电力发送器以表1中的帧的形式接收通知信号。
虽然因为电力发送单元211和通信单元213被配置为不同的硬件，在图2a中假设无线电力发送器200以带外方式进行通信，但这仅是说明性的。可替代地，当电力发送单元211和通信单元213被配置为单片硬件时，无线电力发送器200可以以带内的方式进行通信。
无线电力发送器200和无线电力接收器250发送和接收各种信号。相应地，可以执行充电过程，其中，无线电力接收器250可以加入由无线电力发送器200所管理的无线电力网络并发送/接收无线电力。这一过程将在下面更详细地描述。
图2b是根据本发明实施例的无线电力发送器和无线电力接收器的详细框图。
如图2b所示，无线电力发送器(或PTU)200包括电力发送单元211、控制和通信单元(或微控制器单元(MCU)和带外信令单元)212/213、驱动器(或电源)214、放大器(或电力放大器)215和匹配器(或匹配电路)216。无线电力接收器(或PRU)250包括电力接收单元251、控制和通信单元252/253、整流器254、直流对直流(DC/DC)转换器255、切换单元256、和负载单元(或客户端装置负载)257。
驱动器214输出具有预设电压值的DC电力。从驱动器214输出的DC电力的电压值由控制和通信单元212/213控制。
从驱动器214输出的DC电流被输出到放大器215。放大器215以预设的增益放大DC电流。此外，放大器215基于从控制和通信单元212/213接收的信号将DC电力转换成AC电力。因此，放大器215输出AC电力。
匹配器216执行阻抗匹配。例如，匹配器216可以调整从匹配器216看到的阻抗，以确保输出电力的高效率或高输出。匹配器216可以在控制和通信单元212/213的控制下调整阻抗。匹配器216可以包括线圈和电容器中的至少一个。控制和通信单元212/213可以控制它与线圈和电容器中的至少一个的连接，并且可以据此执行阻抗匹配。
电力发送单元211发送所输入的AC电力到电力接收单元251。电力发送单元211和电力接收单元251可以实现为具有相同谐振频率的谐振电路。例如，谐振频率可以确定为6.78MHz。
控制和通信单元212/213与无线电力接收器250中的控制和通信单元252/253通信，并可以使用例如，2.4GHz的频率，执行双向通信。
电力接收单元251接收充电电力。
整流器254将在电力接收单元251接收的无线电力整流为直流电力，并且可以以如桥二极管(bridge diode)的形式实现。DC/DC转换器255以预设的增益转换经整流的电力。例如，DC/DC转换器255可以转换经整流的电力，使得在其输出端259的电压可以是5V。可以预先设定可施加到DC/DC转换器255的输入端子258的电压的最大值和最小值。
切换单元256将DC/DC转换器255连接到负载单元257。切换单元256在控制和通信单元252/253的控制下保持其开/关状态。如果已开启开关单元256，则负载单元257存储从DC/DC转换器255接收的经转换的电力。
图3是示出根据本发明实施例的无线电力发送器的控制方法的流程图。
如图3所示，在步骤S301中无线电力发送器开始驱动或加电。此外，无线电力发送器确定锁存故障模式进入条件是否满足，其中，无线电力发送器在步骤S303中进入锁存故障模式。如本文所用的术语“锁存故障模式”是指其中无线电力发送器在第一循环的第一时间段施加第一电力到如图2a或图2b中所示的电力发射单元211的模式。将参照图5进行更详细地说明锁存故障模式。此外，如本文使用的术语“锁存故障模式进入条件”是指在其中，例如恶意对象而不是无线电力接收器，放置在无线电力发送器上的条件。此外，除了在其中在无线电力发送器上放置恶意对象的条件外，锁存故障模式进入条件可以对应于各种其他条件。这将在下面更详细地描述。
如果在步骤S303中满足锁存故障模式进入条件，则在步骤S305中，无线电力发送器周期性地施加第一电力。
另一方面，如果在步骤S303中锁存故障模式进入条件不满足，则在步骤S307中无线电力发送器在正常模式下操作。
图4是示出根据本发明的另一实施例的无线电力发送器的控制方法的流程图。将参照图5进行更详细的描述图4的控制方法。图5是示出由图4所示的无线电力发送器施加的时间轴电力值的图。
如图4所示，无线电力发送器在步骤S401中开始驱动或加电。此外，无线电力发送器在步骤S403中重置其初始设置，然后在步骤S405中进入省电模式。如本文所使用的术语“省电模式”是指其中无线电力发送器施加其电力值是不同的不同电力到它的电力发送单元的时间段。例如，省电模式可以对应于其中无线电力发送器施加图5中的第二检测电力501和502以及第三检测电力511、512、513、514和515到它的电力发送单元的周期。无线电力发送器可在第二循环中周期性地施加第二检测电力501和502，并且无线电力发送器可在第二时间段施加第二检测电力501和502。无线电力发送器可在第三循环中周期性地施加第三检测电力511、512、513、514和515，并且无线电力发送器可在第三时间段施加第三检测电力511、512、513、514和515。尽管假设第三检测电力511、512、513、514和515的电力值彼此不同，但是它们可以彼此相等。
例如，在输出第三检测电力511后，无线电力发送器可输出具有与第三检测电力511相同电力值的第三检测电力512。如果无线电力发送器以这种方式输出具有相同电力值的第三检测电力，则第三检测电力可以具有使用其无线电力发送器可检测如类别#1的无线电力接收器的最低电力无线电力接收器的电力值。
另一方面，在输出第三检测电力511后，无线电力发送器可以输出具有与第三检测电力511不同的电力值的第三检测电力512。如果无线电力发送器以这种方式输出具有与第三检测电力不同的电力值，则第三检测电力可以具有使用其无线电力发送器可检测类别#1至类别#5的无线电力接收器的电力值。例如，第三检测电力511可以具有使用其无线电力发送器可检测类别#5中的无线电力接收器的电力值。第三检测电力512可以具有使用其无线电力发送器可检测类别#3中的无线电力接收器的电力值。第三检测电力513可以具有使用其无线电力发送器可检测类别#1中的无线电力接收器的电力值。
另一方面，第二检测电力501和502可以对应于可以驱动无线电力接收器的电力值。更具体地，第二检测电力501和502可以具有可以驱动无线电力接收器的控制和通信单元的电力值。
无线电力发送器可以分别在第二循环和第三循环施加第二检测电力501和502以及第三检测电力511、512、513、514和515到电力接收单元。如果无线电力接收器放置在无线电力发送器上，则在给定点看到的无线电力发送器的阻抗可以改变。在施加第二检测电力501和502以及第三检测电力511、512、513、514和515的同时，无线电力发送器可以检测阻抗的变化。例如，在施加第三检测电力515的同时，无线电力发送器可检测阻抗的变化。以这种方式，在步骤S407中，无线电力发送器检测到放置在无线电力发送器之上的对象。如果在步骤S407中没有检测到对象，则在步骤S405中无线电力发送器可保持在省电模式，其中，无线电力发送器周期性地施加不同的电力。
另一方面，如果在步骤S407中随着阻抗改变检测到无线电力发送器之上的对象，则在步骤S409中无线电力发送器进入低电力模式。如本文所用的术语“低电力模式”指的是这样一种模式：其中无线电力发送器施加具有可以驱动无线电力接收器的控制和通信单元的驱动电力的电力值。例如，在图5中，无线电力发送器可施加驱动电力520到它的电力发送单元。无线电力接收器接收驱动电力520并使用接收到的驱动电力520驱动其控制和通信单元。基于驱动电力520，无线电力接收器使用预定的通信方案与无线电力发送器通信。例如，无线电力接收器可以发送/接收所需的认证数据，并且基于此，可以加入由无线电力发送器所管理的无线电力网络。然而，如果是恶意对象而非无线电力接收器放置在无线电力发送器上，则不执行数据发送/接收。因此，在步骤S411中无线电力发送器确定放置在其上的对象是否是恶意对象。例如，在预定的时间内未接收到对象的响应时，无线电力发射器确定对象是恶意对象。
如果在步骤S411中确定对象是恶意对象，则无线电力发射器在步骤S413中进入锁存故障模式。另一方面，如果在步骤S411中未确定对象是恶意对象，则无线电力发送器在步骤S419中继续连接阶段。例如，无线电力发送器可以在第一循环中周期性地施加图5中的第一电源531到534。在施加第一电力的同时，无线电力发送器可检测阻抗的变化。例如，如果在步骤S415中移除了恶意对象，则无线电力发送器检测到阻抗的变化，并且确定该恶意对象已被移除。然而，如果在步骤S415中未移除恶意对象，则无线电力发送器检测不到阻抗的变化，并确定该恶意对象尚未移除。如果恶意对象没有移除，则无线电力发送器通知用户无线电力发送器现在处于错误状态，通过输出如灯光和蜂鸣声的至少一个。因此，无线电力发送器可包括用于输出灯光和蜂鸣声的至少一个的输出单元。
如果确定在步骤S415中尚未移除恶意对象，则在步骤S413中无线电力发送器保持锁存故障模式。另一方面，如果确定已在步骤S415中移除恶意对象，则在步骤S417中无线电力发送器重新进入省电模式。例如，无线电力发送器可施加图5中的第二电源551和552以及第三电源561至565。
如上所述，如果在无线电力发送器上放置恶意对象而非无线电力接收器，则无线电力发送器进入锁存故障模式。此外，根据基于在锁存故障模式施加的电力检测到的阻抗的变化，无线电力发送器确定恶意对象是否被移除。换句话说，在图4和图5的例子中，锁存故障模式进入条件对应于放置恶意对象。除了放置恶意对象，无线电力发送器可具有多种其它锁存故障模式进入条件。例如，无线电力发送器可交叉连接到放置在其上的无线电力接收器，而且即使在这种情况下，也可以进入锁存故障模式。将参照图6更加详细地进行说明。
图6是示出交叉连接的概念图。在图6中，第一无线电力接收器RX1可放置在第一无线电力发送器TX1上，并且第二无线电力接收器RX2可以放置在第二无线电力发送器TX2上。第一无线电力发送器TX1需要发送电力到放置在其上的第一无线电力接收器RX1。此外，第二无线电力发送器TX2需要发送电力到放置在其上的第二电力接收器RX2。因此，优选地，第一无线电力发送器TX1与第一无线电力接收器RX1通信，并且第二无线电力发送器TX2与第二无线电力接收器RX2通信。但是，随着通信距离的增加，第一无线电力接收器RX1可以加入由第二无线电力发送器TX2管理的无线电力网络，且第二无线电力接收器RX2可加入由第一无线电力发送器TX1管理的无线电力网络。这就是所谓的“交叉连接”。因此，第一无线电力发送器TX1发送第二无线电力接收器RX2所需的电力，而不是第一无线电力接收器RX1所需的电力，从而产生了问题。如果第二无线电力接收器RX2在容量上比第一无线电力接收器RX1高，则第一无线电力接收器RX1可能过充，从而导致问题。另一方面，如果第二无线电力接收器RX2在容量上比第一无线电力接收器RX1低，则第一无线电力接收器RX1可能充电不足，从而导致问题。
因此，当发生交叉连接时，无线电力发送器需要返回到初始状态，并需要移除无线电力接收器。无线电力发送器可设置交叉连接作为锁存故障模式进入条件，交叉连接是，放置在另一个无线电力发送器之上的无线电力接收器加入该无线电力发送器的无线电力网络。将参考图7描述在发生包括交叉连接的错误的过程中无线电力发送器的操作。
图7是示出根据本发明的实施例的无线电力发送器的控制方法的流程图。将参照图8更详细地描述图7中的控制方法。图8是示出由图7所示的无线电力发送器施加的时间轴电力值的图。
无线电力发送器在步骤S701中开始驱动或加电。此外，无线电力发送器在步骤S703中重置其初始设置，然后在步骤S705中进入省电模式。如本文所用的术语“省电模式”是指其中无线电力发送器施加其电力值是不同的不同电力到它的电力发送单元的时间段。例如，省电模式可以对应于其中无线电力发送器施加图8中的第二检测电力801和802以及第三检测电力811、812、813、814和815到它的电力传动装置的时间段。无线电力发送器可以在第二循环周期性地施加第二检测电力801和802，并且无线电力发送器可在第二时间段施加第二检测电力801和802。无线电力发送器可以在第三循环周期性地施加第三检测电力811、812、813、814和815，并且无线电力发送器可在第三时间段施加第三检测电力811、812、813、814和815。尽管假设第三检测电力811、812、813、814和815的电力值彼此不同，但是它们也可以彼此相等。
第二检测电力801和802对应于可以驱动无线电力接收器的电力。更具体地，第二检测电力801和802具有可以驱动无线电力接收器的控制和通信单元的电力值。
无线电力发送器可分别在第二循环和第三循环施加第二检测电力801和802以及第三检测电力811、812、813、814和815到电力接收单元。如果无线电力接收器放置在无线电力发送器之上，则在给定点看到的无线电力发送器的阻抗可以改变。在施加第二检测电力801和802以及第三检测电力811、812、813、814和815的同时，无线电力发送器可检测阻抗的变化。例如，在施加第三检测电力815时，无线电力发送器可检测阻抗的变化。以这种方式，在步骤S707中无线电力发送器检测到放置在无线电力发送器之上的对象。如果在步骤S707中没有检测到对象，则无线电力发送器保持在省电模式，其中，无线电力发送器在步骤S705中周期性地施加不同的电力。
另一方面，如果在步骤S707中因为阻抗改变检测到对象，则无线电力发送器在步骤S709中进入低电力模式。如本文所用的术语“低电力模式”指的是这样一种模式，其中无线电力接收器施加具有可以驱动无线电力发送器的控制和通信单元的电力值的驱动电力。例如，在图8中，无线电力发送器可施加驱动电力820到它的电力发送单元。无线电力接收器接收驱动电力820并使用所接收到的驱动电力820驱动其控制和通信单元。基于该驱动电力820，无线电力接收器使用预定的通信方案与无线电力发送器通信。例如，无线电力接收器可以发送/接收认证所需的数据，并且基于此，可以加入由无线电力发送器管理的无线电力网络。
此后，在步骤S711中，无线电力发送器进入电力传输模式，其中无线电力发送器发送充电电力。例如，无线电力发送器可以如图8施加充电电力821，并且发送充电电力到无线电力接收器。
在电力传输模式中，无线电力发送器确定是否发生错误。如本文所用的术语“错误”指的是恶意对象放置在所述无线电力发送器上、交叉连接、过电压、过电流、过温、以及类似情况。无线电力发送器可包括感测单元能够测量或检测过电压、过电流、过温，以及类似情况。例如，无线电力发送器可在参考点测量电压或电流，并且如果所测量的电压或电流超过阈值时，无线电力发送器确定满足过电压或过电流条件。无线电力发送器可包括温度传感装置，用于在基准点测量无线电力发送器的温度。如果在基准点的温度超过阈值，则无线电力发送器确定满足过温条件。
虽然在图8的例子中考虑了另外放置恶意对象在无线电力发送器之上的错误，但本发明并不局限于此，并且对于本领域的普通技术人员这将是显而易见的，无线电力发送器可在在其上放置恶意对象、交叉连接、过电压、过电流和过温的情况下以类似的过程操作。
如果在步骤S713中未发生错误，则在步骤S711中无线电力发送器保持电力传输模式。另一方面，如果在步骤S713中发生错误，则无线电力发射器在步骤S715中进入锁存故障模式。例如，无线电力发送器可以如图8中施加第一电源831至835。此外，在锁存故障模式期间，无线电力发送器可输出包括灯光和蜂鸣声中的至少一个的错误发生指示。如果在步骤S717中确定尚未移除恶意对象或无线电力接收器，则在步骤S715中无线电力发送器保持锁存故障模式。另一方面，如果在步骤S717中确定已经移除恶意对象或无线电力接收器，则在步骤S719中无线电力发送器重新进入省电模式。例如，在省电模式中，无线电力发送器可以施加在图8中的第二电源851和852及第三电源861至865。
到目前为止，已经描述了在无线电力发送器发送充电电力时发生错误的情况中的操作。下面将描述无线电力发送器上的多个无线电力接收器可以接收充电电力的情况下进行的操作。
图9是示出根据本发明的实施例的无线电力发送器的控制方法的流程图。将参照图10更详细地描述图9的控制方法。图10是示出由图9所示的无线电力发送器施加的时间轴电力值的图。
如图9所示，无线电力发送器在步骤S901中发送充电电力到第一无线电力接收器。在步骤S903中，无线电力发送器另外还引起第二无线电力接收器加入无线电力网络，使得在步骤S905中无线电力发送器不仅向第一无线电力接收器，也向第二无线电力接收器发送充电电力。更具体地，无线电力发送器可施加由第一和第二无线电力接收器两者所需的充电电力的总和至其电力发送单元。
图10示出步骤S901至步骤S905的例子。无线电力发送器保持省电模式，其中无线电力发送器施加第二检测电力1001和1002以及第三检测电力1011到1015。之后，无线电力发送器检测到第一无线电力接收器，并进入低电力模式，其中，无线电力发送器维持检测电力1020。之后，无线电力发送器进入电力传输模式，其中无线电力发送器施加第一充电电力1030。无线电力发送器检测到第二无线电力接收器，并且使得第二无线电力接收器加入无线电力网络。此外，无线电力发送器可以施加具有对应于由第一和第二无线电力接收器所需的电力值之和的电力值的第二充电电力1040。
返回参考图9，在步骤S905中发送充电电力到第一和第二无线电力接收器两者的同时，无线电力发送器在步骤S907中检测到错误的发生。如上所述，术语“错误”可以指，例如，恶意对象的放置、交叉连接、过电压、过电流、和过温。如果在步骤S907中没有错误发生，则无线电力发送器继续施加第二充电电力1040。
另一方面，如果在步骤S907中发生错误，则无线电力发送器在步骤S909中进入锁存故障模式。例如，在锁存故障模式中，无线电力发送器可在第一循环施加图10中的第一电源1051到1055。无线电力发送器接着确定是否在步骤S911中移除了第一和第二无线电力接收器。例如，在施加第一电源1051到1055的同时，无线电力发送器可检测阻抗的变化。基于阻抗是否返回到它的初始值，无线电力发送器可确定是否移除了第一和第二无线电力接收器。
如果在步骤S911中确定已经移除第一和第二无线电力接收器两者，则无线电力发送器在步骤S913中进入省电模式。例如，无线电力发送器可在第二循环和第三循环分别施加图10中的第二检测电力1061和1062以及第三检测电力1071至1075。
从前面的描述中明显看出，即使施加充电电力到多个无线电力接收器，在发生的错误时，无线电力发送器也可以容易地确定是否移除无线电力接收器或恶意的对象。
本发明的多个方面提供一种无线电力发送器及其控制方法，用于当无线电力接收或恶意对象被放置在无线电力发送器之上时如果发生错误，则有效地确定是否撤销或去除恶意对象。
虽然本发明已经示出并参照其某些实施例进行描述，但是本领域的技术人员应该理解，在形式和细节上可以有各种改变而不脱离由所附的权利要求和它们的等同物所界定得本发明的精神和范围。
Claims (15)
1.一种用于控制发送充电电力到无线电力接收器的无线电力发送器的方法，该方法包括：
驱动所述无线电力发送器；
确定是否满足锁存故障模式进入条件，其中，所述无线电力发送器被允许进入其中所述无线电力发送器在第一循环周期性地施加具有第一电力值的第一电力的锁存故障模式；以及
如果满足锁存故障模式进入条件，则在第一循环周期性地施加第一电力。
2.如权利要求1所述的方法，还包括：在驱动所述无线电力发送器之后且在确定是否满足锁存故障模式进入条件之前，保持省电模式，在省电模式中所述无线电力发送器在第二循环周期性地施加具有第二电力值的第二检测电力，并且在第三循环周期性地施加具有第三电力值的第三检测电力。
3.如权利要求2所述的方法，还包括在施加第二检测电力和第三检测电力中的至少一个的同时，检测所述无线电力发送器的阻抗的变化；
当检测到阻抗的变化时，施加用于驱动所述无线电力接收器的驱动电力；以及
在施加驱动电力之后，确定是否接收到用于加入由所述无线电力发送器所管理的无线电力网络的信号。
4.如权利要求3所述的方法，其中在第一循环周期性地施加第一电力包括：
在预设的时间内没有接收到加入无线电力网络的信号时，确定放置在无线电力发送器的对象是恶意对象；
根据由应用测量的第一电力的阻抗是否返回初始值，确定是否移除了所述恶意对象；
保持锁存故障模式，直到移除恶意对象；以及
如果移除了恶意对象，则进入省电模式，在省电模式中所述无线电力发送器在第二循环中周期性地施加具有第二电力值的第二检测电力，并在第三循环中周期性施加具有第三电力值的第三检测电力，
其中锁存故障模式进入条件对应于其中没有在预设的时间内接收到用于加入无线电力网络的信号的条件。
5.如权利要求1所述的方法，还包括：在驱动所述无线电力发送器之后且在确定是否满足所述锁存故障模式进入条件之前，发送充电电力到所述无线电力接收器，其中，锁存故障模式进入条件对应于其中在发送充电电力到所述无线电力接收器时发生错误的条件。
6.如权利要求5所述的方法，其中，如果在发送充电电力的同时对象被放置在无线电力发送器之上，则所述错误对应于在预设周期未接收到用于加入由所述无线电力发送器的管理的无线电力网络的信号。
7.如权利要求5所述的方法，其中所述错误对应于放置在另一无线电力发送器上的无线电力接收器交叉连接到所述无线电力发送器的情况，并且其中所述在第一循环周期性地施加第一电力包括施加第一电力直到放置在另一无线电力发送器上的无线电力接收器被移除。
8.如权利要求5所述的方法，其中所述错误对应于满足所述无线电力发送器的过电压条件、过电流条件和过温条件中的至少一个，并且其中在第一循环周期性地施加第一电力包括施加第一电力，直到过电压条件、过电流条件和过温条件中的至少一个被解除。
9.如权利要求1所述的方法，其中，在第一循环周期性地施加第一电力包括输出灯光和蜂鸣声中的至少一个。
10.一种用于发送充电电力到无线电力接收器的无线电力发送器，所述无线电力发送器包括：
驱动器，被配置为驱动所述无线电力发送器；
电力发送单元，被配置为发送充电电力到无线电力接收器；以及
控制器，被配置为确定是否满足锁存故障模式进入条件，其中所述无线电力发送器被允许进入锁存故障模式，在锁存故障模式中所述无线电力发送器在第一循环周期性地施加具有第一电力值的第一电力，并且如果满足锁存的故障模式进入条件，则在第一循环周期性地施加第一电力到电力发送单元。
11.如权利要求10所述的无线电力发送器，其中在确定是否满足所述锁存故障模式进入条件之前，所述控制器保持省电模式，在省电模式中所述无线电力发送器在第二循环周期性地施加具有第二电力值的第二检测电力，并在第三循环周期性地施加具有第三电力值的第三检测电力。
12.如权利要求10所述的无线电力发送器，其中，所述控制器在施加第二检测电力和第三检测电力中的至少一个的同时检测所述无线电力发送器的阻抗的变化，在检测到阻抗的变化时施加用于驱动所述无线电力接收器的驱动电力到电力发送单元，以及确定是否通过通信单元接收到用于加入由所述无线电力发送器管理的无线电力网络的信号。
13.如权利要求12所述的无线电力发送器，其中如果在预设的时间内所述通信单元没有接收到用于加入无线电力网络的信号，则所述控制器确定放置在所述无线电力发送器上的对象是恶意对象，保持锁存故障模式直到移除恶意对象，根据由应用测量的第一电力的阻抗是否返回初始值确定恶意对象是否被移除，如果移除了恶意对象，则进入省电模式，在省电模式中所述无线电力发送器在第二循环中周期性地施加具有第二电力值的第二检测电力，并在第三循环中周期性地施加具有第三电力值的第三检测电力，
其中锁存故障模式进入条件对应于其中在预设的时间内所述通信单元没有接收到用于加入无线电力网络的信号的条件。
14.如权利要求10所述的无线电力发送器，其中在驱动所述无线电力发送器之后且在确定是否满足所述锁存故障模式进入条件之前，所述电力发送单元发送充电电力到无线电力接收器，
其中锁存故障模式进入条件对应于，其中在发送充电电力到无线电力接收器的同时发生错误的条件，以及
其中所述错误对应于以下中的一个：如果在发送充电电力的同时对象被放置在无线电力发送器上则未能在预设的时间内接收到加入由所述无线电力发送器管理的无线电力网络的信号、放置在另一个无线电力发送器的无线电力接收器与所述无线电力发送器交叉连接的情况、所述无线电力发送器的过电压条件、过电流条件和过温条件。
15.如权利要求10所述的无线电力发送器，还包括输出单元，用于输出灯光和蜂鸣声中的至少一个；
其中，如果满足锁存故障模式进入条件，则控制器控制所述输出单元输出灯光和蜂鸣声中的至少一个。
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