CN105305533A - 响应于多线圈无线充电系统发起充电而选择线圈的配置 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于响应于多线圈无线充电系统发起充电而选择线圈的配置的系统和方法。所述系统包括ping生成器，其用于测量针对所述多线圈无线充电系统的线圈中的每个的参考线圈峰值电压；物体检测器，其用于检测物体被放置在与所述无线充电系统相关联的表面上；充电检测器，其用于检测所述物体是可充电的；并响应于所述物体是可充电的，开关变送器确定所述多线圈无线充电系统的所述线圈中的哪个线圈连接到电源。

Description

响应于多线圈无线充电系统发起充电而选择线圈的配置

相关申请的交叉引用

本申请涉及2014年7月23日提交的美国专利申请号14/339,147，代理人案卷号为46107-02074(V214-0003A)，其被转让给与当前申请相同的受让人，并且其如同本文完全阐述般以引用的方式整体并入。

背景技术

移动电子产品和装置正变得越来越流行。很多时候，移动装置包括能量存储装置，并采用能量存储装置中的电力来操作与移动装置相关联的功能。移动装置可以是(但不限于)智能电话、平板计算机、膝上型计算机等。

为了给移动装置充电，常规地已经提供了有线充电系统。移动装置的操作者可将移动装置连接到充电源(例如，壁装插座或车载电力适配器)，并等待装置被完全充电等。连接可经由电线，或允许用户将移动装置插到充电源中的与移动装置相关联的插座来透穿。

近年来，有线充电的概念已被无线充电取代或补充。无线充电的早期实施方案采用将无线能量传输到移动装置的线圈。移动装置将配有接收无线能量并将无线能量转换为可使用和可存储的电力的技术。

在该实施方案中，提供了单一线圈。因此，这种无线充电的实施者可提供各种标记，其用于引导用户将移动装置放置在何处的位置或背景。以此方式，用户可被有效地引导来将移动装置放置在优化并确保无线充电效率的区域。

最近，已经发布了过多的移动装置。各种移动装置各自具有不同的大小和充电能力。因此，单线圈系统可能无法有效地服务于用户的无线充电需求。

为了解决这个问题，提供了无线表面或板。因此，用户可将他们的移动装置放置在无线表面或板上，并且响应于这个动作，发起无线装置的充电。因此，可能不会提示用户将装置放置在特定位置。

用于透穿无线充电的无线表面或板可提供有多个线圈。每个线圈可在不同时间选择性地打开和关闭以发起移动装置的充电。每个线圈可以利用可变量的功率和效率来对移动装置进行无线充电。

发明内容

提供了一种用于响应于多线圈无线充电系统发起充电而选择线圈的配置的系统和方法。系统包括ping生成器，其用于测量针对多线圈无线充电系统的线圈中的每个的参考线圈峰值电压；物体检测器，其用于检测物体被放置在与无线充电系统相关联的表面上；充电检测器，其用于检测物体是可充电的；并响应于物体是可充电的，线圈开关变送器确定多线圈无线充电系统的线圈中的哪个线圈连接到电源。

附图说明

具体描述参考以下附图，其中相同附图标记指代相同项，并且其中：

图1是示出示例性计算机的框图。

图2是用于响应于多线圈无线充电系统发起充电而选择线圈的配置的系统的实施例。

图3示出线圈峰值电压测量相对于到线圈的中心和线圈周围的区域的位置的示例性曲线图。

图4是用于响应于多线圈无线充电系统发起充电而选择线圈的配置的方法的实施例。

图5(a)和图5(b)示出图2中所示的系统的示例性实施方案。

具体实施方式

下文参考附图更全面地描述本发明，其中示出了本发明的示例性实施方案。然而，本发明可以许多不同形式实施并且不应被解释为限于本文阐述的实施方案。相反，提供这些示例性实施方案是为了使得本公开是完整的，并将本发明的范围充分地传达给本领域技术人员。应理解，对于本公开的目的，“每个中的至少一个”应被解释为是指这些相应文字之后所列举元件的任何组合，包括多个所列举元件的组合。例如，“X、Y和Z中的至少一个”应被解释为是指仅X、仅Y、仅Z，或者X、Y和Z中的两项或更多项的任何组合(例如XYZ、XZ、YZ、X)。在整个附图和具体实施方式中，除非另外描述，否则相同的附图标记应被理解为指代相同的元件、特征和结构。为了清楚、示出和方便，这些元件的相对大小和描述可被放大。

向用户提供无线充电允许移动装置被有效地充电，同时避免采用电线和其它中间连接技术的麻烦。在无线充电的一个示例中，采用金属线圈以无线地生成能量，并在空间内传输该能量。移动装置可配备有接收器，其接收无线能量并将所接收的无线能量转换为可被采用以操作装置的电力。移动装置可以是需要充电的任何装置，例如智能电话、平板计算机、可佩戴的手表等。

如在背景技术部分中所说明的，无线表面可被实现并提供给用户。无线表面具有多个线圈(并且因此，可被称为“多线圈系统”)。多线圈系统可采用多个线圈，其中每个线圈都能够向移动装置输送能量。

根据移动装置在无线表面上的放置，单个线圈的充电可提高或恶化。从单一线圈对移动装置进行充电的能力取决于各种因素，其中一个因素是相对于被充电的装置的位置。

因此，当采用多线圈系统时，从位于并被提供在无线充电表面上中的线圈中的一些进行充电可能是低效的。例如，如果以低效率充电将电力输送到线圈，则无线充电表面的效果可作为整体而减小。

然而，无线充电系统可能在充电之前不知道移动装置的放置。每次用户将装置放置在无线充电表面上时，放置可能处于不同位置。此外，放置可取决于其它因素，例如装置被放置在无线充电表面上，或者放置的装置的大小减小。无线充电系统可检测放置；然而，采用位置检测电路可使无线充电系统昂贵和笨重。

本文公开了用于响应于多线圈无线充电系统发起充电而选择线圈的配置的方法和系统。因此，当移动装置被放置在无线表面上或开关被接合以开始无线充电时，可选择被采用来无线地对移动装置进行充电的线圈的最优配置。

图1是示出示例性计算机100的框图。计算机100包括耦合到芯片组104的至少一个处理器102。芯片组104包括存储器控制器集线器120和输入/输出(I/O)控制器集线器122。存储器106和图形适配器112耦合到存储器控制器集线器120，且显示器118耦合到图形适配器112。存储装置108、键盘110、定点装置114、和网络适配器116耦合到I/O控制器集线器122。计算机100的其它实施例可具有不同的架构。

存储装置108是非暂时性计算机可读存储介质，例如硬盘驱动器、光盘只读存储器(CD-ROM)、DVD、或固态存储器装置。存储器106保存由处理器102使用的指令和数据。定点装置114是鼠标、轨迹球、或其它类型的定点装置，并与键盘110组合使用来将数据输入到计算机100中。定点装置114也可以是游戏系统控制器，或用于控制游戏系统的任何类型的装置。例如，定点装置114可连接到采用生物计量扫描来检测特定用户的视频或图像捕获装置。特定用户可采用运动或手势来命令定点装置114来控制计算机100的各个方面。

图形适配器112在显示器118上显示图像和其它信息。网络适配器116将计算机系统100耦合到一个或多个计算机网络。

计算机100适于执行用于提供本文所描述的功能的计算机程序模块。如本文所使用的，术语“模块”是指用于提供特定功能的计算机程序逻辑。因此，模块可在硬件、固件和/或软件中实现。在一个实施例中，程序模块被存储在存储装置108上、被加载到存储器106中，并且由处理器102执行。

由本文所公开的实体和过程使用的计算机的类型可根据实施例和由实体所需的处理能力而变化。计算机100可以是移动装置、平板计算机、智能电话或具有上面列出的元件的任何种类的计算元件。例如，数据存储装置(例如硬盘、固态存储器或存储装置)可存储在分布式数据库系统中，所述分布式数据库系统包括共同工作以提供本文所描述的功能的多个刀片式服务器。计算机可缺少上面描述的一些组件，例如键盘110、图形适配器112、和显示器118。

计算机100可充当用于在此公开的内容共享服务的服务器(未示出)。计算机100可与其它计算机100聚集成簇以创建服务器。构成服务器的各种计算机100装置可通过网络彼此通信。

图2是用于响应于多线圈无线充电系统发起充电而选择线圈的配置的系统200的实施例。系统200包括ping生成器210、物体检测器220、充电检测器230、和开关变送器240。

系统200可经由装置(例如上面描述的计算机100)来实现。系统200可被实现有持久存储装置205(其可以是在上面关于存储装置108列举的任何存储装置)。

系统200与微控制器260通信。微控制器260可以是任何种类的开关控制装置，其允许开关251-253被选择性地打开和闭合。开关251-253允许来自电源250的能量被传输到无线充电表面270的对应线圈(271-273)。

所示的无线充电表面270包括三个线圈(线圈271-273)。在下面描述的示例中，示出了三个线圈；然而，本领域的普通技术人员可以利用多于一个的任何数量的线圈来实现本文所描述的各个方面。线圈271-273可被嵌入表面或垫中。

响应于移动装置280被放置在表面270上，可能会发生无线充电。开关251-253中的一个可被打开，这允许电源250给对应线圈271-273供电。该对应线圈将能量无线地传输到移动装置280的接收器281。接收器281可接着将电力传输到电池282或移动装置280。

ping生成器210在与无线充电表面270和被放置在无线充电表面270上的物体(例如移动装置280)进行任何交互之前操作。ping生成器210生成针对每个线圈271-273的参考峰值线圈峰值电压。线圈峰值电压是每个线圈生成的电压的测量。该参考电压可存储在持久存储装置205中。

ping生成器210可通过指示微控制器260使开关251-253中的每个循环(cycle)而进行操作，且接着在对应开关被闭合时测量线圈271-273中的每个对应线圈的线圈峰值电压。

物体检测器220检测到线圈峰值电压已经改变。微控制器260可使开关251-253周期性地循环。当开关闭合时，可获得线圈峰值电压的测量。测量接着可与由ping生成器210生成的参考电压进行比较。

例如，如果在与物体检测器220的操作相结合进行的开关的扫描期间，检测到线圈峰值电压是不同的，则可指示检测到外物。

充电检测器230确定所检测的物体是否是可充电装置，例如移动装置280。很多时候，将物体包括在无线充电表面270上可指示或引起线圈峰值电压差。然而，线圈峰值电压差可以是正的。正电压可指示外物并被放置在无线充电表面270上。在这种情况下，系统200可基本上检测到即使物体处于无线充电表面270上，也可防止充电。

在另一示例中，可存在所检测到的负电压差。这可以是由金属物体(例如置于无线充电表面270上的硬币或纸夹(即非充电物体))所引起的。系统200可被配置为使得需要负充电差大于预先确定的阈值。

在另一示例中，如果检测到负电压差且电压差大于预先确定的阈值，则充电检测器230可检测到可充电装置位于无线充电表面270上。

开关变送器240基于上面所进行的检测来确定激活(即闭合)哪个开关且停用(即打开)哪个开关。当检测器220和230正在确定外物是否存在于无线充电表面270上，且是或不是充电装置时，记录每个位置的线圈峰值电压。

图3示出线圈峰值电压测量相对于到线圈的中心和线圈周围的区域的位置的示例性曲线图。如图3所示，在所示的图的x轴上，示出了距线圈的中心的不同位置。在y轴上，测量每个对应位置的线圈峰值电压。如图3所示，各个位置可表示距无线充电表面270上的不同位置的读数。因此，如所示的示例，在0的位置上测量到最大差异。

开关变送器240使位置0对应于(线圈271-273中的)特定线圈。在所示的示例中，位置0对应于中心线圈(即线圈272)。由于线圈272由开关252控制，开关变送器240可将信号传输到微控制器260来指示开关252闭合，而开关251和253保持打开。以此方式，电源250可经由移动装置280的位置与其对应的线圈(在这种情况下，是线圈272)而对移动装置280有效地充电。

图4示出用于响应于多线圈无线充电系统发起充电而选择线圈的配置的方法400。方法400可在处理器(例如计算机100)上实现。方法400可与无线充电表面270一起实现，如上所述。

在操作410中，通过针对参考线圈峰值电压来ping每个线圈，来确定参考电压。每个线圈的参考线圈峰值电压值表示在没有物体处于无线充电表面270上时的每个线圈的线圈峰值电压值。

在操作420中，无线充电表面270的各个线圈被轮询以确定当前线圈峰值电压值。在操作430中，确定当前线圈峰值电压值是否分别不同于每个线圈的参考线圈峰值电压。如果否，则方法400重复操作420。如果是，则方法400进行到操作440。

在操作440中，确定放置在无线充电表面270上的物体是否是可充电装置。关于装置是否可充电的分析可类似于元件230的操作。如果物体被确定为不可充电，则方法400行进回到操作220。如果物体被确定为可充电，则方法400行进到操作450。

在操作450中，选择对应于线圈的开关。可以以类似于上述关于元件240的方式来选择和挑选对移动装置最有效地充电的线圈。

在操作460中，所挑选的/选择的开关被传输到开关驱动电路(例如，如图2所示的微控制器260)。接着开关驱动电路可将与对可充电装置最有效地充电的无线充电表面270相关联的对应开关闭合。

图5(a)和图5(b)示出系统200和/或方法400的示例性实施方式。

如图5(a)所示，没有装置位于无线充电表面270上。因此，开关251-253以循环方式打开/闭合。此时，可通过一次闭合一个开关并且循环通过所有线圈来进行各种参考测量。

现在参考图5(b)，移动装置280被放置在无线充电表面270上。采用本文中公开的方面，系统200能够检测到可充电装置被放置在无线充电表面270上，并且线圈272是表面上的最佳充电点(因此，闭合开关252)。

本领域技术人员将显而易见的是，在不背离本发明的精神或范围的情况下，可在本发明中进行各种修改和变化。因此，意图在于本发明覆盖所提供的对本发明的这些修改和变化，它们落在所附权利要求及其等同物的范围之内。

Claims (14)

1.一种用于响应于多线圈无线充电系统发起充电而选择线圈的配置的系统，其包括：

数据存储装置，其包括存储用于选择所述配置的指令程序的计算机可读介质；

处理器，其执行所述指令程序；

ping生成器，其用于测量针对所述多线圈无线充电系统的所述线圈中的每个的参考线圈峰值电压；

物体检测器，其用于检测物体被放置在与所述无线充电系统相关联的表面上；

充电检测器，其用于检测所述物体是可充电的；以及

响应于所述物体是可充电的，开关变送器确定所述多线圈无线充电系统的所述线圈中的哪个线圈连接到电源。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述物体检测器通过检测线圈峰值电压相比于针对所述线圈中的每个的所述参考线圈峰值电压的变化，来检测物体被放置在所述表面上。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述充电检测器通过检测线圈峰值电压相比于所述参考线圈峰值电压的降低和在所述物体被放置在所述表面上时测量到的线圈峰值电压，来确定所述物体是可充电的。

4.根据权利要求2所述的系统，其中，所述充电检测器通过检测所述线圈峰值电压的降低来确定所述物体是可充电的。

5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述降低超过预先确定的阈值。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述ping生成器扫描所述线圈中的每个并在相应线圈被扫描时单独地测量所述线圈中的每个。

7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述物体检测器扫描所述线圈中的每个并在相应线圈被扫描时单独测量所述线圈中的每个。

8.一种经由处理器实现的用于响应于多线圈无线充电系统发起充电而选择线圈的配置的方法，其包括：

确定针对所述线圈中的每个的参考线圈峰值电压；

轮询所述线圈以测量与所述线圈中的每个相关联的线圈峰值电压；

确定在所述参考线圈峰值电压和测量的线圈峰值电压之间是否存在差异；

响应于存在所述差异，确定物体是否被放置在所述无线充电系统的表面上；并且

基于所述差异确定所述物体是否是可充电装置；并且

基于所述差异选择与所述线圈中的一个相关联的开关。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，确定所述物体是否被放置在表面上还包括检测线圈峰值电压相比于针对所述线圈中的每个的所述参考线圈峰值电压的变化。

10.根据权利要求9所述的方法，还包括确定线圈峰值电压相比于所述参考线圈峰值电压是否发生降低和在所述物体被放置在所述表面上时测量到的所述线圈峰值电压。

11.根据权利要求9所述的方法，还包括通过检测所述线圈峰值电压的降低来确定所述物体是可充电的。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述降低超过预先确定的阈值。

13.根据权利要求8所述的方法，其中，确定针对所述线圈中的每个的参考线圈峰值电压还包括扫描所述线圈中的每个并在相应线圈被扫描时单独地测量所述线圈中的每个。

14.根据权利要求8所述的方法，其中，轮询所述线圈以测量与所述线圈中的每个相关联的线圈峰值电压还包括扫描所述线圈中的每个并在相应线圈被扫描时单独地测量所述线圈中的每个。