CN105393570B

CN105393570B - 用于无线功率传输系统中的认证的方法和设备

Info

Publication number: CN105393570B
Application number: CN201480041144.XA
Authority: CN
Inventors: 金南伦; 权相旭; 金东照; 金蜂澈; 朴允权; 安治炯; 李秉熙
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2013-07-22
Filing date: 2014-07-22
Publication date: 2019-10-15
Anticipated expiration: 2034-07-22
Also published as: KR102122382B1; WO2015012555A1; US20150022018A1; US10211683B2; EP3025537A1; EP3025537A4; CN105393570A; EP3025537B1; KR20150011446A

Abstract

一种功率传输单元(PTU)的认证方法包括：基于功率接收单元(PRU)的识别信息来确定所述PRU中是否存在对外部装置的访问权限；以及响应于所述确定的结果是所述PRU中存在所述访问权限，将PRU和外部装置联网。

Description

用于无线功率传输系统中的认证的方法和设备

技术领域

以下描述涉及一种用于无线功率传输系统中的认证的方法和设备。

背景技术

无线功率传输是经由磁谐振耦合从功率传输单元(PTU)到功率接收单元(PRU)的功率传输。因此，无线功率传输系统或无线功率充电系统包括用于无线地传输功率的源装置和用于无线地接收功率的目标装置。源装置可以被称为源或PTU，并且目标装置可以被称为目标或PRU。

源装置包括源谐振器，并且目标装置包括目标谐振器。源谐振器与目标谐振器之间发生磁谐振耦合。

发明内容

技术问题

提供本概述是为了以简化形式介绍下文将在详述中进一步描述的一些概念。本概述既不意图识别所要求保护的主题的关键特征或基本特征，也不意图用来帮助确定所要求保护的主题的范围。

在一个一般方面中，一种功率传输单元(PTU)的认证方法包括：基于功率接收单元(PRU)的识别信息来确定PRU中是否存在对外部装置的访问权限；以及响应于确定结果是PRU中存在该访问权限而将PRU和外部装置联网。

该认证方法还可包括对PRU授予访问权限。

对PTU授予访问权限可包括：将被授予访问权限的设置识别符传输到PRU。

将设置识别符传输到PRU可包括：获得PRU的唯一识别符；以及基于该唯一识别符生成设置识别符。

传输设置识别符可包括：从PRU接收对授予访问权限的请求；以及响应于该请求将设置识别符传输到PRU。

对PRU授予访问权限可包括：获得PRU的唯一识别符；以及向该唯一识别符授予访问权限。

对PRU授予访问权限可包括：从PRU接收设置识别符；以及响应于接收到设置识别符，向该设置识别符授予访问权限。

对PRU授予访问权限可包括：从外部装置接收对向PRU授予访问权限的请求；以及响应于该请求对PRU授予访问权限。

对PRU授予访问权限可包括从外部装置接收被授予访问权限的设置识别符。

确定PRU中是否存在访问权限可包括：从PRU接收识别信息达预定次数；以及响应于基于接收到识别信息达预定次数得到该确定的结果是PRU中不存在访问权限，阻止PRU进一步接收识别信息。

识别信息可包括由外部装置授予的访问权限。

该认证方法还可包括将PTU联网到PRU。

将PTU联网到PRU可包括：将信标信号传输到PRU；从PRU接收广告信号；以及将连接请求传输到PRU。

将信标信号传输到PRU可包括将唤醒功率传输到PRU。

确定PRU中是否存在访问权限可包括：从PRU接收唯一识别符和设置识别符中的任意一个或两个；以及确定唯一识别符和设置识别符中的任意一个或两个中是否存在访问权限。

PRU可以被配置成在PRU联网到外部装置时与外部装置直接通信。

认证还可包括以视觉、听觉或触觉方式反馈与PRU的识别信息和访问权限中的任意一个或两个相关联的信息。

在另一个一般方面中，一种非暂态计算机可读存储介质存储用于控制计算机来执行上述认证方法的程序。

在另一个一般方面中，一种功率接收单元(PRU)的认证方法包括：基于功率传输单元(PTU)的识别信息确定PTU中是否存在对外部装置的访问权限；以及响应于确定结果是PTU中存在该访问权限而将PTU和外部装置联网。

在另一个一般方面中，一种功率传输单元(PTU)包括：谐振器，该谐振器被配置成传输无线功率；功率提供电路，该功率提供电路被配置成向谐振器提供功率；以及控制和通信单元，该控制和通信单元被配置成：控制功率提供电路，基于从功率接收单元(PRU)接收到的识别信息来确定PRU是否被预授权访问外部装置，以及响应于确定结果是PRU被预授权访问外部装置而将PRU和外部装置联网。

识别信息可以反映PRU中是否存在对外部装置的访问权限。

控制和通信单元可以进一步被配置成：将在PTU中包括的认证信息与PRU的识别信息进行比较；响应于比较结果是在PTU中包括的认证信息与PRU的识别信息对应，确定PRU被预授权访问外部装置；并且响应于比较结果是在PTU中包括的认证信息与PRU的识别信息不对应，确定PRU未被预授权访问外部装置。

在另一个一般方面中，一种功率接收单元(PRU)包括：谐振器，该谐振器被配置成接收无线功率；功率转换电路，该功率转换电路被配置成转换由谐振器接收到的无线功率并且将所转换的电源到负载；以及控制和通信单元，该控制和通信单元被配置成：控制功率转换电路，基于从功率传输单元(PTU)接收到的识别信息来确定PTU是否被预授权访问外部装置，以及响应于确定结果是PTU被预授权访问外部装置而将PTU和外部装置联网。

识别信息可以反映PTU中是否存在对外部装置的访问权限。

控制和通信单元可以进一步被配置成：将在PRU中包括的认证信息与PTU的识别信息进行比较；响应于比较结果是在PRU中包括的认证信息与PTU的识别信息对应，确定PTU被预授权访问外部装置；并且响应于比较结果是在PRU中包括的认证信息与PTU的识别信息不对应，确定PTU未被预授权访问外部装置。

其他特征和优点将通过以下详述、附图和权利要求书而显而易见。

附图说明

图1示出无线功率传输系统的实例；

图2a和图2b示出谐振器和馈电器中的磁场的分布的实例。

图3a和图3b示出谐振器和馈电器的配置的实例；

图4a示出通过馈电器馈电所生成的磁场在谐振器内部的分布的实例；

图4b示出馈电器和谐振器的等效电路的实例；

图5示出功率传输单元(PTU)的认证方法的实例；

图6示出无线功率传输系统的实例；

图7a至图7c示出向PTU、无线功率接收单元(PRU)和外部装置授予访问权限的实例；

图8示出无线功率传输系统的联网的实例；

图9a和图9b示出无线功率传输系统的实例；

图10示出PRU的认证方法的实例；

图11示出PTU的实例；以及

图12示出PRU的实例。

具体实施方式

以下具体实施方式用于帮助读者全面理解本文所述的方法、设备和/或系统。然而，所属领域的技术人员将明白本文所述的方法、设备和/或系统的各种变化、更改以及等效物。本文所述的操作顺序仅仅是实例，且并不意图限制于此，而是如所属领域的技术人员将明白，这些顺序可以改变，但必需按特定顺序发生的操作除外。此外，为了更加简明和清楚，所属领域的技术人员公知的功能和结构的描述可被省略。

在附图和具体实施方式中，相同的附图标记表示相同的元件。附图不可按比例绘制，而是为了清楚、说明以及简便，附图中元件的相对尺寸、比例和描绘可被放大。

源与目标之间或者源与另一源之间的执行通信方案可包括带内通信方案和带外通信方案。

在带内通信方案中，源和目标或者源和另一源使用与功率传输所用的频率相同的频率而与彼此通信。

在带外通信方案中，源和目标或者源和另一源使用与功率传输所用的频率不同的频率而与彼此通信。

图1示出无线功率传输系统的实例。

参考图1，无线功率传输系统包括源110和目标120。源110是被配置成提供无线功率的装置，并且可是能够提供功率的任意电子装置，例如，平板电脑、终端、平板个人计算机(PC)、电视机(TV)、媒体装置或电动车辆。目标120是被配置成接收无线功率的装置，并且可是需要功率以进行操作的任意电子装置，例如，平板电脑、终端、平板PC、媒体装置、电动车辆、洗衣机、收音机或照明系统。

源110包括可变切换模式电源(SMPS)111、功率放大器(PA)112、匹配网络113、传输(Tx)控制器114(例如，Tx控制逻辑)、通信器115以及功率检测器116。

可变SMPS 111通过切换从电源输出的频率在数十赫兹(Hz)频带内的交流(AC)电压，生成直流(DC)电压。可变SMPS 111可输出固定DC电压，或者可输出可在Tx控制器114的控制下进行调节的可调节DC电压。

可变SMPS 111可基于从PA 112输出的功率水平，对提供到PA112的输出电压进行控制，使得PA 112可始终在饱和区域高效操作，从而在PA 112的所有输出功率电平上都能维持最大效率。例如，PA112可以是E类放大器。

如果使用固定SMPS而非可变SMPS 111，那么可能需要可变的DC到DC(DC/DC)转换器。在此实例中，固定SMPS将固定DC电压输出到可变DC/DC转换器，并且可变DC/DC转换器基于从PA112输出的功率电平，对提供到PA 112的输出电压进行控制，使得PA 112可始终在饱和区域高效操作，从而在PA 112的所有输出功率电平上都能维持最大效率。

功率检测器116检测可变SMPS 111的输出电流和输出电压，并且将有关检测的输出电流和检测的输出电压的信息传输到Tx控制器114。此外，功率检测器116可检测PA 112的输入电流和输入电压。

PA 112通过使用频率在几兆赫(MHz)到几十MHz的频带内的切换脉冲信号，将提供给PA 112的具有预定电平的DC电压转换成AC电压，生成功率。例如，PA 112可将提供到PA112的DC电压转换成具有参考谐振频率F_Ref的AC电压，并且可生成用于通信的通信功率和/或用于充电的充电功率。通信功率和充电功率可用于多个目标。

如果使用几十千赫(kHz)到几百kHz的谐振频率来传输几千瓦(kW)到几十kW的高功率，那么PA 112可被省略，并且功率可从可变SMPS 111或高功率电源提供到源谐振器131。例如，逆变器可代替PA 112。逆变器可将从高功率电源提供的DC功率转换成AC功率。具体地，逆变器可通过使用频率在几十kHz到几百kHz的频带内的切换脉冲信号，将具有预定电平的DC电压转换成AC电压，转换DC功率。例如，逆变器可将具有预定电平的DC电压转换成具有源谐振器131的谐振频率的AC电压，源谐振器131的频率在几十kHz到几百kHz的频带内。

本文所用的术语“通信功率”是指0.1毫瓦(mW)到1mW的低功率。术语“充电功率”是指目标设备负载消耗的几mW到几十kW的高功率。本文所用的术语“充电”是指将功率提供到被配置成给电池或其他可充电装置充电的单元或元件。此外，术语“充电”是指将功率提供到被配置成消耗功率的单元或元件。例如，术语“充电功率”可以指目标在操作时消耗的功率，或者用于给目标的电池充电的功率。例如，该单元或元件可以包括电池、显示器、声音输出电路、主处理器或各种类型的任意传感器。

本文所用的术语“参考谐振频率”是指源110名义上使用的谐振频率，而术语“跟踪频率”是指已基于预设方案调节的源110使用的谐振频率。

Tx控制器114可检测通信功率或充电功率的反射波，并且可基于检测到的反射波来检测目标谐振器133与源谐振器131之间发生的失配。为了检测失配，例如，Tx控制器114可检测反射波的包络、反射波的功率量或者受失配影响的反射波的任意其他特性。

匹配网络113补偿源谐振器131与目标谐振器133之间的阻抗失配，以在Tx控制器114的控制下实现最佳匹配。匹配网络113包括至少一个电感器和至少一个电容器，每个电感器和电容器连接到受Tx控制器114控制的相应开关。

如果将使用几十kHz到几百kHz频带内的谐振频率来传输高功率，那么匹配网络113可从源110中省略，这是因为在传输高功率时匹配网络113的效应可被降低。

Tx控制器114可基于反射波的电压电平和源谐振器131或PA112的输出电压的电平，计算电压驻波比(VSWR)。在一个实例中，如果VSWR大于预定值，那么Tx控制器114可确定在源谐振器131与目标谐振器133之间检测到失配。

在另一实例中，如果Tx控制器114检测到VSWR大于预定值，那么Tx控制器114可计算N个跟踪频率中的每个的无线功率传输效率，确定N个预定跟踪频率中提供最佳无线功率传输效率的跟踪频率F_Best，并且将参考谐振频率F_Ref调节到跟踪频率F_Best。N个跟踪频率可以预先设置。

Tx控制器114可调节PA 112使用的切换脉冲信号的频率。在Tx控制器114的控制下，可确定切换脉冲信号的频率。例如，Tx控制器114可通过控制PA 112，生成已调信号，以传输到目标120。换句话说Tx控制器114可使用带内通信将多种数据传输到目标120。Tx控制器114也可检测反射波，并且可根据检测到的反射波对接收自目标120的信号进行解调。

Tx控制器114可使用各种方法生成用于带内通信的已调信号。例如，Tx控制器114可通过以下方式来生成已调信号：打开或关闭PA 112使用的切换脉冲信号、执行德尔塔-西格玛(delta-sigma)调制，或者使用所属领域的技术人员已知的任意其他调制方法。此外，Tx控制器114可生成具有预定包络的脉宽调制(PWM)信号。

Tx控制器114可基于源110的温度变化、目标120的电池状态、目标120接收到的电量变化和/或目标120的温度变化，确定将要传输到目标120的初始无线功率。

源110可进一步包括被配置成感测源110的温度变化的温度测量传感器(未示出)。源110可通过与目标120通信而从目标120接收与目标120的电池状态、目标120接收到的电量的变化和/或目标120的温度变化有关的信息。源110可基于从目标120接收到的数据，检测目标120的温度变化。

Tx控制器114可使用查找表(LUT)来调节提供到PA 112的电压。LUT可基于源110的温度变化，存储提供到PA 112的电压的电平。例如，当源110的温度上升时，Tx控制器114可通过控制可变SMPS 111来降低提供到PA 112的电压。

通信器115可使用单独的通信信道执行带外通信。通信器115可包括通信模块，例如，ZigBee模块、蓝牙模块或者所属领域的技术人员已知的任意其他通信模块，通信器115可使用通信模块，使用带外通信将数据140传输到目标120和从目标120接收数据。

源谐振器131将电磁能130传输到目标谐振器133。例如，源谐振器131可经由与目标谐振器133的磁耦合来将通信功率或充电功率传输到目标120。

源谐振器131可由超导材料制成。此外，尽管图1中未示出，但源谐振器131可置于制冷剂的容器中，以使得源谐振器131能够维持超导状态。过渡到气态的已加热制冷剂可由冷却器液化成液态。目标谐振器133也可由超导材料制成。目标谐振器133也可置于制冷剂的容器中，以使得目标谐振器133维持超导状态。

如图1中所示的，目标120包括匹配网络121、整流器122、DC/DC转换器123、通信器124以及接收(Rx)控制器125(例如，Rx控制逻辑)、电压检测器126和功率检测器127。

目标谐振器133从源谐振器131接收电磁能130。例如，目标谐振器133可经由与源谐振器131的磁耦合从源110接收通信功率或充电功率。此外，目标谐振器133可经由带内通信从源110接收数据。

目标谐振器133可基于源110的温度变化、目标120的电池状态、目标120接收到的电量的变化和/或目标120的温度变化，接收Tx控制器114确定的初始无线功率。

匹配网络121将从源110观察到的输入阻抗与从目标120的负载观察到的输出阻抗匹配。匹配网络121可被配置成具有至少一个电容器和至少一个电感器。

整流器122通过对从目标谐振器133接收到的AC电压进行整流，生成DC电压。

DC/DC转换器123基于负载需要的电压，调节从整流器122输出的DC电压的电平。作为实例，DC/DC转换器123可将从整流器122输出的DC电压的电平调节成3伏(V)到10V范围内的电平。

电压检测器126检测DC/DC转换器123的输入端子的电压，并且功率检测器127检测DC/DC转换器123的输出端子的电流和电压。输入端子的检测电压可用来计算接收自源110的功率的无线功率传输效率。输出端子的检测电流和检测电压可由Rx控制器125用来计算实际传输到负载的电量。源110的Tx控制器114可基于负载需要的电量和实际传输到负载的电量，计算需要由源110传输到目标120的电量。

如果通信器125将Rx控制器125计算出的实际传递到负载的功率量传输到源110，那么Tx控制器114可以计算需要传输到目标120的功率量，并且可以控制可变的SMPS 111和功率放大器112中的任意一个或两个以生成将使得源110传输所计算的功率量的功率量。

Rx控制器125可执行带内通信，以使用谐振频率来向和从源110传输和接收数据。在带内通信期间，Rx控制器125可通过检测目标谐振器133与整流器122之间的信号或者检测整流器122的输出信号，对接收到的信号进行解调。具体而言，Rx控制器125可使用带内通信对接收到的消息进行解调。

此外，Rx控制器125可使用匹配网络121来调节目标谐振器133的输入阻抗，以便对传输到源110的信号进行调制。例如，Rx控制器125可调节匹配网络121，以增加目标谐振器133的阻抗，从而使得反射波被源110的Tx控制器114检测到。Tx控制器114可根据是否检测到反射波，检测第一值，例如，二进制数“0”，或者第二值，例如，二进制数“1”。例如，当检测到反射波时，Tx控制器114可检测到“0”，并且当未检测到反射波时，Tx控制器114可检测到“1”。或者，当检测到反射波时，Tx控制器114可检测到“1”，并且当未检测到反射波时，Tx控制器114可检测到“0”。

目标120的通信器124可将响应消息传输到源110的通信器115。例如，响应消息可包括以下项中的任意一个或任意组合：目标120的模型名称、目标120的制造商信息、目标120的型号名称、目标120的电池类型、目标120的充电方案、目标120的负载的阻抗值、目标120的目标谐振器133的特性信息、目标120使用的频带信息、目标120消耗的电量、目标120的识别符(ID)、目标120的产品版本信息、目标120的标准信息以及有关目标120的任意其他信息。

通信器124可使用单独的通信信道执行带外通信。例如，通信器124可包括通信模块，例如，ZigBee模块、蓝牙模块或者所属领域的技术人员已知的任意其他通信模块，通信器124可使用该通信模块采用带外通信将数据140传输到源110并且从中接收数据。

通信器124可从源110接收唤醒请求消息，并且功率检测器127可检测目标谐振器133接收到的电量。通信器124可将与目标谐振器133接收到的检测电量有关的信息传输到源110。例如，与目标谐振器133接收到的检测电量有关的信息可包括：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、DC/DC转换器123的输出电压值和输出电流值，以及有关检测到的目标谐振器133接收到的电量的任意其他信息。

图1的源110和目标120可对应于下文将描述的无线功率传输设备和无线功率接收设备。

在下文图2a到图4b的描述中，除非另有说明，否则术语“谐振器”可以指源谐振器和目标谐振器。图2a到图4b的谐振器可用作参考图1到和图5到图12描述的谐振器。

图2a和图2b示出馈电器中的磁场分布的实例。

当功率通过单独的馈电器而被提供给谐振器时，馈电器和谐振器中都会生成磁场。

源谐振器和目标谐振器各自可包括被配置有外部回路和内部回路的双回路结构。

图2a是示出无线功率传输器的结构的实例的视图，其中馈电器210和谐振器220不具有共同接地。参考图2a，当输入电流通过标记为“+”的端子流入到馈电器210而通过标记为“-”的端子流出馈电器210时，输入电流生成磁场230。馈电器210内部的磁场230的方向231进入图2a的平面，并且与馈电器210外部的磁场230的方向233相反，该方向离开图2a的平面。馈电器210生成的磁场230感应谐振器220中的电流。谐振器220中的感应电流的方向与馈电器210的输入电流的方向相反，如图2a中的虚线箭头所示。

谐振器220中的感应电流生成磁场240。谐振器220生成的磁场240的方向在谐振器220内的所有位置上均相同，并且离开图2a的平面。因此，在馈电器210的内部由谐振器220生成的磁场240的方向241与在馈电器210的外部由谐振器220生成的磁场240的方向243相同。

因此，当馈电器210生成的磁场230和谐振器220生成的磁场240相结合时，总磁场强度在馈电器210的内部降低，而在馈电210的外部增加。因此，当通过如图2所示那样配置的馈电器210向谐振器220提供功率时，总磁场的强度在谐振器220的在馈电器210内部的部分中降低，但在谐振器220的在馈电器210外部的部分中增加。当磁场分布在谐振器220中是随机的或不均匀的时，可能难以执行阻抗匹配，因为输入阻抗可能频繁改变。另外，谐振器220中的无线功率传输效率可能会降低，因为无线功率传输在总磁场的强度增加时增加，并且在总磁场的强度降低时降低。

图2b示出无线功率传输器的结构的实例，其中谐振器250和馈电器260具有共同接地。谐振器250包括电容器251。馈电器260通过端口261接收无线射频(RF)。当RF信号被输入到馈电器260时，在馈电器260中生成输入电流。在馈电器260中流动的输入电流生成磁场，并且该磁场在谐振器250中感应出电流。另外，在谐振器250中流动的感应电流生成另一个磁场。在这个实例中，在馈电器260中流动的输入电流的方向与在谐振器250中流动的感应电流的方向相反。因此，在谐振器250与馈电器260之间的区域中，总磁场的强度增加，因为输入电流所生成的磁场的方向271与感应电流所生成的磁场的方向273相同。相反地，在馈电器260内部，总磁场的强度降低，因为输入电流所生成的磁场的方向281与感应电流所生成的磁场的方向283相反。因此，总磁场的强度在谐振器250的在馈电器260内部的部分中降低，但在谐振器250的在馈电器260外部的部分中增加。

通过调节馈电器260的内部区域，可调节输入阻抗。输入阻抗是指从馈电器260到谐振器250方向中的阻抗。当馈电器260的内部区域增加时，输入阻抗增加，而当馈电器260的内部区域减少时，输入阻抗减少。然而，如果磁场在谐振器250中随机分布而非均匀分布，那么输入阻抗可基于目标的位置而改变，即使馈电器260的内部区域已被调节，以将输入阻抗调节成匹配目标的具体位置的功率放大器的输出阻抗。因此，可能需要单独的匹配网络，以使输入阻抗与功率放大器的输出阻抗相匹配。例如，当输入阻抗增加时，可能需要单独的匹配网络，以使增加的输入阻抗与功率放大器的相对低输出阻抗相匹配。

图3a和图3b示出谐振器和馈电器的配置的实例。

参考图3a，谐振器310包括电容器311。馈电器320电连接到电容器311的两端。

图3b示出图3a的更多细节。谐振器310包括第一传输线(图3b中未用附图标记示出，但由图3b中的各种元件形成，如下文论述)、第一导线341、第二导线342以及至少一个电容器350。

电容器350串联在第一传输线的第一信号传导部分331与第二信号传导部分332之间，从而致使电场集中在电容器350中。一般来说，传输线包括设置在传输线的上部部分中的至少一根导线，以及设置在传输线的下部部分中的至少一根导线。电流可流过设置在传输线的上部部分中的至少一根导线，并且设置在传输线的下部部分中的至少一根导线可电接地。在图3b的实例中，设置第一传输线的上部部分中的至少一根导线分成两部分，这两部分将被称为第一信号传导部分331和第二信号传导部分332，并且设置第一传输线的下部部分中的导线将被称为第一接地传导部分333。

如图3b所示，谐振器具有一般的二维(2D)结构。第一传输线包括第一传输线的上部部分中设置的第一信号传导部分331和第二信号传导部分332，以及第一传输线的下部部分中设置的第一接地传导部分333。第一信号传导部分331和第二信号传导部分332被设置成面向第一接地传导部分333。电流流过第一信号传导部分331和第二信号传导部分332。

此外，如图3b所示，第一信号传导部分331的一端连接到第一导线341的一个末端，第一信号传导部分331的另一端连接到电容器350的一端，并且第一导线341的另一端连接到第一接地传导部分333的一端。第二信号传导部分332的一端连接到第二导线342的一端，第二信号传导部分332的另一端连接到电容器350的另一端，并且第二导线342的另一端连接到第一接地传导部分333的另一端。因此，第一信号传导部分331、第二信号传导部分332、第一接地传导部分333以及第一导线341和第二导线342连接到彼此，从而致使谐振器310具有电闭合回路结构。术语“回路结构”包括多边形结构、环形结构、矩形结构以及任意其他闭合的几何结构，即，周边没有任意开口的几何结构。措辞“具有回路结构”是指电闭合的结构。

电容器350插入在第一传输线的中间部分中。在图3b的实例中，电容器350插入在第一信号传导部分331与第二信号传导部分332之间。电容器350可以是集总元件电容器、分布元件电容器或者所属领域的技术人员已知的任意其他类型电容器。例如，分布元件电容器可包括Z字形导线以及设置在Z字形导线之间的具有高电容率的介电材料。

插入到第一传输线中的电容器350可致使谐振器310具有超材料的特性，超材料是具有自然界中未发现的电特性的材料，且因此，可具有人工设计的结构。然界中存在的所有材料均具有磁导率和电容率，并且多数材料具有正磁导率和正电容率。

在大部分材料中，右手定则可应用于电场、磁场以及坡印廷矢量(Poyntingvector)，因此，对应的材料可被称为右手材料(RHM)。然而，基于超材料的电容率和超材料的磁导率标记，具有自然界中未发现的电容率和/或磁导率的超材料可被分类成ε负(ENG)材料、μ负(MNG)材料、双负(DNG)材料、负折射率(NRI)材料、左手(LH)材料以及所属领域的技术人员已知的任意其他超材料类别。

如果电容器350是集总元件电容器并且电容器350的电容被适当确定，那么谐振器310可具有超材料的特性。如果通过适当调节电容器350的电容而致使谐振器具有负磁导率，那么谐振器310也可被称为MNG谐振器。各种标准均可用于确定电容器350的电容。例如，各种标准可包括：使得谐振器310具有超材料特性的标准、使得谐振器310具有目标频率处的负磁导率的标准、使得谐振器310在目标频率处具有零阶谐振特性的标准，以及任意其他合适的标准。基于上述标准中的任意一个或任意组合，电容器350的电容可被适当确定。

谐振器310，在下文中被称为MNG谐振器310，可具有当传播常数为“0”时具有谐振频率的零阶谐振特性。当MNG谐振器310具有零阶谐振特性时，MNG谐振器310的谐振频率与MNG谐振器310的物理尺寸无关。可以在不改变MNG谐振器310的物理尺寸的情况下通过改变电容器350的电容量来改变具有零阶特性的MNG谐振器310的谐振频率。

在近场中，电场集中在插入到第一传输线中的电容器350中，从而致使磁场在近场中变成主导。当电容器350是集总元件电容器时，MNG谐振器310具有相对高的品质因数(Q-factor)，从而提高无线功率传输效率。品质因数指示无线功率传输中的电阻损耗水平或者电抗与电阻之比。如所属领域的技术人员将理解，无线功率传输效率将随着品质因数增加而增加。

尽管图3b中未示出，但穿过MNG谐振器310的磁芯可用来增加无线功率传输距离。

参考图3b，馈电器320包括第二传输线(图3b中未用附图标记示出，但由图3b中的各种元件形成，如下文论述)、第三导线371、第四导线372、第五导线381以及第六导线382。

第二传输线包括第二传输线的上部部分中设置的第三信号传导部分361和第四信号传导部分362以及第二传输线的下部部分中设置的第二接地传导部分363。第三信号传导部分361和第四信号传导部分362被设置成面向第二接地传导部分363。电流流过第三信号传导部分361和第四信号传导部分362。

此外，如图3b所示，第三信号传导部分361的一端连接到第三导线371的一端，第三信号传导部分361的另一端连接到第五导线381的一端，并且第三导线371的另一端连接到第二接地传导部分363的一端。第四信号传导部分362的一端连接到第四导线372的一端，第四信号传导部分362的另一端连接到第六导线382的另一端，并且第四导线372的另一端连接到第二接地传导部分363的另一端。在第一信号传导部分331连接到电容器350的一端的地方或附近，第五导线381的另一端连接到第一信号传导部分331，并且在第二信号传导部分332连接到电容器350的另一端的地方或附近，第六导线382的另一端连接到第二信号传导部分332。因此，第五导线381和第六导线382与电容器350的两端并联连接。第五导线381和第六导线382用作输入端口，以接收RF信号作为输入。

因此，第三信号传导部分361、第四信号传导部分362、第二接地传导部分363、第三导线371、第四导线372、第五导线381、第六导线382以及谐振器310连接到彼此，从而致使谐振器310和馈电器320具有电闭合回路结构。术语“回路结构”包括多边形结构、环形结构、矩形结构以及任意其他闭合的几何结构，即，周边没有任意开口的几何结构。措辞“具有回路结构”是指电闭合的结构。

如果将RF信号输入到第五导线381或第六导线382，那么输入电流在馈电器320和谐振器310中流动，从而生成在谐振器310中感应出电流的磁场。在馈电器320中流动的输入电流的方向与在谐振器310中流动的感应电流的方向相同，从而致使谐振器310内部的总磁场的强度在馈电器320内部增加，并且在馈电器320外部降低。

输入阻抗由谐振器310与馈电器320之间的区域面积确定。因此，可能不需要用来使输入阻抗与功率放大器的输出阻抗相匹配的单独匹配网络。然而，即使使用匹配网络，也可通过调节馈电器320的尺寸来调节输入阻抗，因此，可简化匹配网络的结构。匹配网络的简化结构降低了匹配网络的匹配损耗。

馈电器320的第二传输线、第三导线371、第四导线372、第五导线381以及第六导线382可具有与谐振器310相同的结构。例如，如果谐振器310具有回路结构，那么馈电器320也可具有回路结构。又例如，如果谐振器310具有环形结构，那么馈电器320也可具有环形结构。

图4a示出通过向馈电器馈电所生成的磁场在谐振器内部的分布的实例。图4a更简单地示出图3a和图3b的谐振器310和馈电器320，并且为了描述方便，在图4a的以下描述中将使用图3a和图3b中的各种元件的名称和附图标记。

馈电操作可以是在无线功率传输中将功率提供给源谐振器的操作，或者在无线功率传输中将AC功率提供给整流器的操作。图4a示出在馈电器320中流动的输入电流的方向，以及在源谐振器310中感应的感应电流的方向。此外，图4a示出馈电器320的输入电流生成的磁场的方向，以及源谐振器310的感应电流生成的磁场的方向。

参照图4a，图3b的馈电器320的第五导线381或第六导线382可用作输入端口410。在图4a的实例中，第六导线382被用作输入端口410。输入端口410接收RF信号作为输入。RF信号可以是从功率放大器输出的。功率放大器可基于目标的功率需求来增加或减少RF信号的幅度。由输入端口410接收到的RF信号在图4a中表示为在馈电器320中流动的输入电流。输入电流在馈电器320中沿着馈电器320的第二传输线以逆时针方向流动。馈电器320的第五导线381和第六导线382电连接到谐振器310。更具体地说，馈电器320的第五导线381连接到谐振器310的第一信号传导部分331，并且馈电器320的第二信号传导部分332连接到谐振器310的第二信号传导部分332。因此，输入电流在谐振器310和馈电器320两者中流动。输入电流在谐振器310中以逆时针方向流动。在谐振器310中流动的输入电流生成磁场，并且该磁场在谐振器310中感应出电流。感应电流在谐振器310中以顺时针方向流动。谐振器310中的感应电流向谐振器310的电容器311提供能量，并且还生成磁场。在这个实例中，在馈电器320和谐振器310中流动的输入电流在图4a中用带箭头的实线指示，并且在谐振器310中流动的感应电流在图4a中用带箭头的虚线指示。

由电流生成的磁场的方向基于右手定则确定。如图4a所示，在馈电器320内部，由在馈电器320中流动的输入电流生成的磁场的方向421与由在谐振器310中流动的感应电流生成的磁场的方向423相同。因此，在馈电器320内部总磁场的强度增加。

相反，在馈电器320与谐振器310之间的区域中，由在馈电器320中流动的输入电流生成的磁场的方向433与由在源谐振器310中流动的感应电流生成的磁场的方向431相反。因此，在馈电器320与谐振器310之间的区域中总磁场的强度降低。

通常，在具有回路结构的谐振器中，磁场的强度在谐振器中心降低，并且在谐振器的外周边附近增加。然而，参照图4a，因为馈电器320电连接到谐振器310的电容器311的两端，所以谐振器310中的感应电流的方向与馈电器320的输入电流的方向相同。因为谐振器310中的感应电流与馈电器320中的输入电流在相同的方向流动，所以总磁场的强度在馈电器320内部增加，并且在馈电器320外部降低。因此，由于馈电器320的影响，磁场的强度在具有回路结构的谐振器310的中心增加，并且在谐振器310的外周边附近降低，从而补偿了具有回路结构的谐振器310的正态特性，即，磁场强度在谐振器310的中心降低，并且在谐振器310的外周边附近增加。因此，磁场的强度在谐振器310内部可以是恒定的。

将功率从源谐振器传输到目标谐振器的无线功率传输效率与在源谐振器中生成的总磁场的强度成比例。因此，当在源谐振器的中心的总磁场的强度增加时，无线功率传输效率也增加。

图4b示出馈电器和谐振器的等效电路的实例。

参考图4b，馈电器440和谐振器450可由图4b中的等效电路表示。馈电器440被表示为具有电感L_f的电感器，并且谐振器450被表示为具有电感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，该电感L通过互感M耦合到馈电器440的电感L_f。在从馈电器440到谐振器450的方向上观察到的输入阻抗Z_in的实例可用以下等式1来表示。

在等式1中，M表示馈电器440与谐振器450之间的互感，ω表示馈电器440与谐振器450之间的谐振频率，且Z表示在从谐振器450到目标的方向上观察到的阻抗。如可从等式1中看出，输入阻抗Z_in与互感M的平方成正比。。因此，可以通过调节馈电器440与谐振器450之间的互感M，调节输入阻抗Z_in。互感M取决于馈电器440与谐振器450之间的区域面积。可以通过调节馈电器440的尺寸调节馈电器440与谐振器450之间的区域面积，从而调节互感M和输入阻抗Z_in。由于通过调节馈电器440的尺寸可以调节输入阻抗Z_in，因此，可能无需使用单独的匹配网络来与功率放大器的输出阻抗进行阻抗匹配。

在无线功率接收设备的目标谐振器和馈电器中，磁场可如图4a所示那样分布。例如，目标谐振器可通过与源谐振器的磁耦合从源谐振器接收无线功率。所接收到的无线功率在目标谐振器中感应出电流。目标谐振器中的感应电流产生磁场，该磁场在馈电器中感应出电流。如果目标谐振器如图4a所示连接到馈电器，那么目标谐振器中的感应电流将与馈电器中的感应电流在相同的方向上流动。因此，由于上文结合图4a所论述的原因，总磁场的强度在馈电器内部将增加，但在馈电器与目标谐振器之间的区域中将降低。

在下文中，为了描述方便和简洁起见，“源”、“无线功率传输器”“Tx”或“功率传输单元(PTU)”可以被称为“PTU”。另外，“目标”、“无线功率接收器”、“Rx”或“功率接收单元(PRU)”可以被称为“PRU”。此外，在主模式下操作的PTU可以被称为“主装置”，并且在从模式下操作的PTU可以被称为“从装置”。

主装置可以联网到至少一个从装置。术语“联网”是指形成用于在装置之间传输和/或接收数据的网络。在网络中，主装置可以充当从装置的控制器，并且从装置可以由主装置来控制。

图5示出PTU的认证方法的实例。

参照图5，在510中，PTU的认证方法包括将PTU联网到外部装置和PRU。可以使用有线通信或无线通信将PTU联网到外部装置。外部装置可以是用于形成网络的任意装置，诸如膝上型计算机、个人计算机(PC)、服务器或车辆。术语“联网”是指形成这样一种网络：以使得在该网络中的装置之间能够传输和/或接收数据。PTU可在使用无线通信时执行带外通信。带外通信可以是蓝牙通信、蓝牙低功耗(BLE)通信、或本领域的普通技术人员已知的任意类型的带外通信。在一个实例中，PTU可以将搜索信号传输到与PTU进行有线通信或无线通信的装置，并且将对搜索信号做出响应的装置识别为待联网的外部装置。在另一个实例中，PTU可通过认证或登录联网到外部装置。具体地说，PTU可以被登记为访问外部装置的装置，并且通过向外部装置传输识别信息而被授予访问权限。

为了联网到PRU，PTU可以传输或广播信标信号。信标信号可包括短信标信号和长信标信号。短信标信号是用于在预定范围内检测对象(例如，PTU或外来物)的存在的信号。长信标信号是用于唤醒PRU的信号。长信标信号可包括唤醒功率。唤醒功率是使得PRU能够识别PRU的识别信息、控制PRU并且运行传输器的功率。接收信标信号的PRU被提供有来自唤醒功率的功率，并且将广告信号传输到PTU。接收广告信号的PTU将连接请求信号传输到PRU。当PTU从PRU接收到响应于连接请求信号的响应信号时，PTU将PTU联网到PRU。

另外，在520中，PTU的认证方法可包括基于PRU的识别信息来确定PRU中是否存在对外部装置的访问权限。例如，PRU的识别信息可包括PRU的唯一识别符和设置识别符。唯一识别符是在制造PRU时所分配的识别符，并且可包括例如产品编号和产品ID。设置识别符是由PTU、PRU或另一个装置随机分配的识别符。

PTU可从PRU获得PRU的唯一识别符和设置识别符中包括的任意一个或两个的识别信息，并且基于所获得的识别信息来确定PRU中是否存在访问权限。访问权限是针对外部装置的认证或登录所需的权限。例如，PTU可以将在PTU中包括的认证信息与所获得的识别信息进行比较。当在PTU中包括的认证信息与PRU的识别信息对应时，PTU确定PRU中存在访问权限。相反，当在PTU中包括的认证信息与PRU的识别信息不对应时，PTU确定PRU中不存在访问权限。

PTU可以以视觉、听觉或触觉方式反馈与PRU的识别信息和访问权限中的任意一个或两个相关联的信息。例如，当从PRU接收到识别信息时，PTU可通过在PTU中包括的显示器将识别信息提供给用户。另外，PRU的识别信息和访问权限中的任意一个或两个可以由PRU或外部装置反馈回来。

在520中，当其中不存在访问权限的PRU重复地将识别信息传输到PTU时，PTU中可能发生过载。因此，PTU可以使用锁定权限来阻止其中不存在访问权限的PRU进行的访问。锁定权限是用于阻止对对象装置的访问、数据接收以及其他操作的权限。PTU可以从PRU接收识别信息达预定次数。在确定PRU中不存在访问权限达预定次数之后，PTU可阻止进一步从PRU接收识别信息。因此，可以阻止PRU的访问，并且PRU可以不联网到外部装置。

访问权限可以由PTU、PRU或外部装置授予。PTU可以向PRU的唯一识别符或设置识别符授予访问权限。PRU可以请求PTU或外部装置来授予访问权限，或直接生成用于传输到PTU的设置识别符。外部装置可以请求PTU来对PRU授予访问权限，或直接向PRU授予访问权限。将参照图7a至图7c更详细地论述关于授予访问权限的详细描述。

在530中，PTU的认证方法包括当确定PRU中存在对外部装置的访问权限时将PRU联网到外部装置。当确定PRU中存在访问权限时，PRU不需要经历另外的认证程序来联网到外部装置。具体地说，当PRU的访问权限得到认证时，外部装置可以显示PRU的识别信息。当用户选择所显示的识别信息时，PRU可以自动联网到外部装置。作为替代方案，当访问权限得到认证时，PRU可以自动登录到外部装置。

当PRU和外部装置联网时，PRU和外部装置可彼此直接联网。因此，PRU和外部装置可以彼此直接而不是通过PTU间接地传输和/或接收数据。例如，当外部装置是车辆并且PRU联网到该车辆时，PRU可以传输用于起动该车辆的控制信号，并且该车辆可基于该控制信号来起动其发动机。

当确定PRU中不存在对外部装置的访问权限时，PTU阻止PRU与外部装置之间的联网。

图6示出无线功率传输系统的实例。

参照图6，无线功率传输系统包括PTU 610、外部装置621至623、以及PRU 631至634。PTU 610可联网到外部装置621至623。PTU 610可以向设置在PTU 610的无线功率传输区域处的PRU 631至634传输功率，并且联网到PRU 631至634。由于PRU 631至634被联网到外部装置621至623，所以PRU 631至634可直接登录到外部装置621至623。此外，当PRU 631至634和外部装置621至623的接口彼此不兼容时，PRU 631至634可以不联网到外部装置621至623。为此，PTU 610可以确定PRU 631至634中存在对外部装置621至623的访问权限，并且当确定存在访问权限时，PTU 610可以在不需要另外的认证程序的情况下联网PRU 631至634和外部装置621至623。

图7a至图7c示出向PTU、无线PRU和外部装置授予访问权限的实例。

参照图7a，PTU 711向PRU 712授予访问权限。PTU 711可包括关于PRU 712的读取权限、写入权限和锁定权限中的任意一个或其任意组合。读取权限是用于读取或接收在对象装置中包括的数据的权限，写入权限是用于将数据提供、授予、存储或写入到对象装置的权限，并且锁定权限是用于阻止对对象装置的访问、数据接收等的权限。

PTU 711可以将被授予访问权限的设置识别符传输到PRU 712。PTU 711可以使用写入权限将设置识别符存储在PRU 712中。其中存储有设置识别符的PRU 712可通过在需要对PTU 711的访问认证时将设置识别符传输到PTU 711来联网到外部装置713。

PTU 711可包括与用于确定PRU 712中是否存在访问权限的认证信息中的设置识别符有关的信息，并且将与在认证信息中包括的设置识别符有关的信息与PRU 712的设置识别符进行比较来确定是否向PRU 712授予访问权限。

在一个实例中，PTU 711可以使用读取权限获得PRU 712的唯一识别符。PTU 711可基于所获得的唯一识别符来生成设置识别符。例如，PTU 711可包括与设置识别符中的唯一识别符有关的信息。因此，设置识别符可能不普适于其他PRU，而是可能仅适用于对应的PRU712。

另外，PTU 711可以向所获得的唯一识别符授予访问权限。因此，PTU 711可通过在不生成设置识别符的情况下获得唯一识别符来确定PRU 712中是否存在访问权限。

参照图7b，可由PRU 722授予访问权限。PRU 722可包括关于PRU 722的读取权限、写入权限和锁定权限中的任意一个或其任意组合。PRU 722可请求PTU 721向PRU 722授予访问权限。因此，PTU721可以将已响应于授予访问权限的请求而被授予访问权限的设置识别符传输到PRU 722。另外，PTU 721可响应于授予访问权限的请求而向PRU 722的唯一识别符授予访问权限。

在一个实例中，PRU 722可以生成设置识别符。不同于由PTU 721生成的设置识别符，设置识别符可以由待授予访问权限的PRU 722生成。PRU 722可以将所生成的设置识别符传输到PTU 721。响应于接收到设置识别符，PTU 721可以授予设置识别符访问权限。例如，PTU 721可在用于确定PRU 722中是否存在访问权限的认证信息中包括与由PRU 722生成的设置识别符有关的信息。

参照图7c，外部装置733可以授予PRU 732的访问权限。外部装置733可包括关于PTU 731或PRU 732的读取权限、写入权限和锁定权限中的任意一个或其任意组合。

外部装置733可请求PTU 731向PRU 732授予访问权限。具体地说，外部装置733可以将与PRU 732的用于授予访问权限有关的信息传输到PTU 731。接收到对授予访问权限的请求的PTU 731可以授予唯一识别符访问权限，或者将被授予访问权限的设置识别符传输到PRU 732，如图7a所示。另外，外部装置733可以将被授予对PRU732的访问权限的设置识别符传输到PTU 731。PTU 731可以将所接收到的设置识别符传输到PRU 732。

在一个实例中，外部装置733可以直接向PRU 732授予访问权限。例如，外部装置733可以将被授予访问权限的设置识别符传输到PRU 732。因此，PRU 732可以将被授予访问权限的设置识别符传输到PTU 731，并且访问外部装置733。在另一个实例中，外部装置733可以向PRU 732的唯一识别符授予访问权限，并且PTU 731可以获得被授予访问权限的唯一识别符以便认证PRU 732的访问权限。

图8示出无线功率传输系统的联网的实例。

参照图8，在840中，PTU 810使用有线通信或无线通信联网到外部装置830。当采用无线通信时，PTU 810可以执行带外通信，并且带外通信可以是蓝牙通信、BLE通信、或本领域的普通技术人员已知的任意其他类型的带外通信。

PTU 810将信标信号851传输到PRU 820。因此，PTU 810可以检测到PRU 820存在于PTU 810的无线功率传输区域中，并且将唤醒功率传输到PRU 820。PRU 820的控制和通信单元可以使用唤醒功率来操作。PRU 820将广告信号852传输到PTU 810。响应于接收到广告信号852，PTU 810将连接请求信号853传输到PRU 820，并且当PTU 810接收到响应于连接请求信号853的响应时，PTU 810将PTU 810联网到PRU 820。

在860中，PTU 810、PRU 820或外部装置830向PRU 820授予访问权限。尽管图8示出在860中的授予访问权限是在将PTU 810联网到外部装置830和PRU 820之后进行的，但在860中的授予访问权限可以在将PTU 810联网到外部装置830和PRU 820之前进行。

PTU 810从PRU 820接收识别信息871。识别信息可包括唯一识别符和设置识别符。响应于接收到识别信息871，PTU 810传输相应信号872。PTU 810基于识别信息871来确定PRU 820中是否存在对外部装置830的访问权限。PTU 810可以验证是否已向PRU 820的唯一识别符或设置识别符授予访问权限。另外，PTU 810可以将包括在PTU 810中的认证信息与所获得的识别信息进行比较。当包括在PTU810中的认证信息对应于PRU 820的识别信息时，PTU 810确定PRU820中存在访问权限。相反，当包括在PTU 810中的认证信息不对应于PRU820的识别信息时，PTU 810确定PRU 820中不存在访问权限。

当确定PRU 820中存在访问权限时，在890中PTU 810将PRU820联网到外部装置830。因此，PRU 820和外部装置830可以彼此进行直接通信。相反，当确定PRU 820中不存在访问权限时，PTU 810阻止PRU 820对外部装置830的访问。

图9a和图9b示出无线功率传输系统的实例。

参照图9a，PTU 920联网到外部装置910，诸如PC、TV或监视器。当PRU 930设置在PTU 920的无线功率传输区域内时，PTU 920使用信标信号来检测PRU 930，接收广告信号，并且传输要联网到PRU 930的连接请求信号。PTU 920获得PRU 930的识别信息，诸如唯一识别符或设置识别符，用于确定PRU 930中是否存在对外部装置910的访问权限。联网到PTU920的外部装置910可以视觉或听觉方式反馈回PRU 930的识别信息。PTU 920确定是否向PRU 930的识别信息授予访问权限。当确定授予识别信息访问权限时，PTU 920将PRU 930和外部装置910联网。当确定不授予识别信息访问权限时，PTU 920阻止PRU 930与外部装置910之间的联网。外部装置910可以以视觉或听觉方式反馈PRU 930中是否存在访问权限或是否阻止PRU 930联网到外部装置910。

参照图9b，PTU 940联网到外部装置960，诸如车辆。PTU 940可存在于外部装置960内。当PRU 950存在于PTU 940上时，PTU 940和PRU 950可以联网。

PTU 940可以确定是否向从PRU 950获得的识别信息授予访问权限。外部装置960可以视觉上或听觉上显示识别信息或关于访问权限的信息。

当确定向识别信息授予访问权限时，PTU 940将外部装置960和PRU 950联网。例如，当PRU 950联网到外部装置960时，外部装置960可起动发动机。相反，当确定对于识别信息不授予访问权限时，PTU 940阻止PRU 950与外部装置960之间的联网。

图10示出PRU的认证方法的实例。

参照图10，在1010中，PRU的认证方法包括将PRU联网到外部装置和PTU。可以使用有线通信或无线通信将PRU联网到外部装置。另外，PRU可以从PTU接收信标信号，传输广告信号，并且接收要联网到PTU的连接请求信号。

另外，在1020中，PRU的认证方法包括基于PTU的识别信息来确定PTU中是否存在对外部装置的访问权限。

此外，在1030中，PRU的认证方法包括当PTU中存在访问权限时将PTU和外部装置联网。

为简洁起见，将省略对图10的PRU的认证方法的详细描述，因为关于图1至图9b所提供的描述同样适用于PRU的认证方法。

图11示出PTU 1100的实例，该PTU 1100可用作图6、图7a至图7c、图8、图9a和图9b中的PTU 610、PTU 711、PTU 721、PTU731、PTU 810、PTU 920、PTU 940。

参照图11，PTU 1100包括谐振器1110、匹配网络1120、PA(功率放大器)1130、电源1140、以及控制和通信单元1150。

谐振器1110与PRU的谐振器生成磁场耦合，并且传输唤醒功率。

匹配网络1120补偿了与PRU的阻抗失配以便在控制和通信单元1150的控制下实现最佳匹配。

PA 1130通过在控制和通信单元1150的控制下将具有预先确定水平的DC电压转换成AC电压而生成功率。

电源1140在控制和通信单元1150的控制下向PA 1130提供功率。

控制和通信单元1150基于PRU的识别信息来确定PRU中是否存在对外部装置的访问权限，并且当确定PRU中存在访问权限时，控制和通信单元1150将PRU联网到外部装置。

图12示出PRU 1200的实例，该PRU 1200可用作图6、图7a至图7c、图8、图9a和图9b中的PRU 631至PRU 634、PRU 712、PRU 722、PRU 732、PRU 820、PRU 930和PRU 950。

参照图12，PRU 1200包括谐振器1210、整流器1220、DC/DC转换器1230、负载1240、以及控制和通信单元1250。

谐振器1210通过与PTU的谐振器的磁耦合来从PTU的谐振器接收电磁能量。

整流器1220通过整流谐振器1210所接收到的AC电压来生成DC电压。

DC/DC转换器1230将从整流器1220输出的DC电压的电平调整到负载1240所需的电平。

负载1240从DC/DC转换器1230所输出的DC电压接收功率。

控制和通信单元1250基于PTU的识别信息来确定PTU中是否存在对外部装置的访问权限，并且当确定PTU中存在访问权限时，控制和通信单元1250将PTU联网到外部装置。

为简洁起见，将省略对图11的PTU和图12的PRU的详细描述，因为关于图1至图10所提供的描述同样适用于图11的PTU和图12的PRU。

执行关于图2a、图2b、图3a、图3b、图4a、图4b、图5、图6、图7a至图7c、图8、图9a、图9b以及图10-12所述的各种操作的图1中的Tx控制器114、通信器115和124、和Rx控制器125以及图11中的控制和通信单元1150和图12中的控制和通信单元1250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施。

硬件组件可以是例如物理地执行一个或多个操作的物理装置，但不限于此。硬件组件的实例包括电阻器、电容器、电感器、电源、频率发生器、运算放大器、功率放大器、低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、模数转换器、数模转换器以及处理装置。

软件组件可以例如由受软件或指令控制以执行一个或多个操作的处理装置来实施，但不限于此。计算机、控制器或其他控制装置可致使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施，或者两个或更多个软件组件可以由一个处理装置实施，或者一个软件组件可以由两个或更多个处理装置实施，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施。

处理装置可以使用一个或多个通用或专用计算机实施，例如像，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、或能够运行软件或执行指令的任意其他装置。处理装置可运行操作系统(OS)，并且可运行在OS下运行的一个或多个软件应用程序。在运行软件或执行指令时，处理装置可访问、存储、操纵、处理和创建数据。为简单起见，在说明书中可使用单数术语“处理装置”，但本领域的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，可能有不同的处理配置，诸如并行处理器或多核处理器。

被配置成实施软件组件以执行操作A的处理装置可包括以下处理器：该处理器被编程来运行软件或执行指令以便控制处理器执行操作A。此外，被配置成实施软件组件以执行操作A、操作B和操作C的处理装置可具有以下各种配置：例如像，被配置成实施软件组件以执行操作A、B和C的处理器；被配置成实施软件组件以执行操作A的第一处理器、和被配置成实施软件组件以执行操作B和C的第二处理器；被配置成实施软件组件以执行操作A和B的第一处理器、和被配置成实施软件组件以执行操作C的第二处理器；被配置成实施软件组件以执行操作A的第一处理器、被配置成实施软件组件以执行操作B的第二处理器、以及被配置成实施软件组件以执行操作C的第三处理器；被配置成实施软件组件以执行操作A、B和C的第一处理器；以及被配置成实施软件组件以执行操作A、B和C的第二处理器；或者各自实施操作A、B和C中的一个或多个的一个或多个处理器的任意其他配置。尽管这些实例参考三个操作A、B、C，但可以实施的操作的数量并不限于三个，而可以是实现期望结果或执行期望任务所需的任意数量的操作。

用于控制处理装置来实施软件组件的软件或指令可包括计算机程序、代码段、指令或它们的某种组合，以用于独立地或共同地指示或配置处理装置来执行一个或多个期望的操作。软件或指令可包括可由处理装置直接执行的机器代码，诸如由编译程序生成的机器代码、和/或可由处理装置使用解释程序来执行的更高级代码。软件或指令以及任意相关联的数据、数据文件和数据结构可永久地或暂时地体现在任意类型的机器、组件、物理或虚拟设备、计算机存储介质或装置、或能够将指令或数据提供给处理装置或能够由处理装置解译的传播信号波中。软件或指令以及任意相关联的数据、数据文件和数据结构也可分布在网络耦合的计算机系统中，以使得软件或指令以及任意相关联的数据、数据文件和数据结构以分布式方式存储和执行。

例如，软件或指令以及任意相关联的数据、数据文件和数据结构可记录、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意相关联的数据、数据文件和数据结构以使得它们能够被计算机系统或处理装置读取的任意数据存储装置。非暂态计算机可读存储介质的实例包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、快闪存储器、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、固态硬盘、或本领域的普通技术人员已知的任意其他非暂态计算机可读存储介质。

基于如本文提供的附图及其对应描述，实例相关领域的程序员可易于创建用于实施本文所公开的实例的功能性程序、代码和代码段。

尽管本公开包括具体实例，但对于本领域的普通技术人员将显而易见的是，在不脱离权利要求书及其等效物的精神和范围的情况下，可以对这些实例做出形式和细节上的各种改变。如果该技术以不同的次序执行，和/或如果该系统、架构、装置或电路中的组件以不同的方式组合和/或由其他组件或其等效物替代或补充，那么可以实现合适的结果。因此，本公开的范围并不是由具体实施方式限定，而是由权利要求书及其等效物限定，并且权利要求书及其等效物范围内的所有变化均应解释为包括在本公开中。

Claims

1.一种功率传输单元PTU的认证方法，所述认证方法包括：

基于功率接收单元PRU的识别信息，确定所述PRU中是否存在对外部装置的访问权限；以及

响应于所述确定的结果是所述PRU中存在所述访问权限，将所述PRU和所述外部装置联网，其中所述PRU和所述外部装置基于所述联网彼此直接通信。

2.根据权利要求1所述的认证方法，还包括：在确定所述PRU中是否存在对外部装置的访问权限之前，向所述PRU授予所述访问权限。

3.根据权利要求2所述的认证方法，其中，向所述PRU授予所述访问权限包括：将被授予访问权限的设置识别符传输到所述PRU。

4.根据权利要求3所述的认证方法，其中，将所述设置识别符传输到所述PRU包括：

获得所述PRU的唯一识别符；以及

基于所述唯一识别符生成所述设置识别符。

5.根据权利要求3所述的认证方法，其中，传输所述设置识别符包括：

从所述PRU接收对于向所述访问权限授予的请求；以及

响应于所述请求将所述设置识别符传输到所述PRU。

6.根据权利要求2所述的认证方法，其中，向所述PRU授予所述访问权限包括：

获得所述PRU的唯一识别符；以及

向所述唯一识别符授予所述访问权限。

7.根据权利要求2所述的认证方法，其中，向所述PRU授予所述访问权限包括：

从所述PRU接收设置识别符；以及

响应于接收到所述设置识别符，向所述设置识别符授予所述访问权限。

8.根据权利要求2所述的认证方法，其中，向所述PRU授予所述访问权限包括：

从所述外部装置接收对于向所述PRU授予所述访问权限的请求；以及

响应于所述请求，向所述PRU授予所述访问权限。

9.根据权利要求2所述的认证方法，其中，向所述PRU授予所述访问权限包括：从所述外部装置接收被授予所述访问权限的设置识别符。

10.根据权利要求1所述的认证方法，其中，确定所述PRU中是否存在所述访问权限包括：

从所述PRU接收到所述识别信息达预定次数；以及

响应于基于接收到所述识别信息达预定次数得到所述确定的结果是所述PRU中不存在所述访问权限，阻止所述PRU进一步接收所述识别信息。

11.根据权利要求1所述的认证方法，其中，所述识别信息包括由所述外部装置授予的所述访问权限。

12.根据权利要求1所述的认证方法，还包括：将所述PTU联网到所述PRU，以从所述PRU接收所述PRU的识别信息。

13.根据权利要求12所述的认证方法，其中，将所述PTU联网到所述PRU包括：

将信标信号传输到所述PRU；

从所述PRU接收广告信号；以及

将连接请求传输到所述PRU。

14.根据权利要求13所述的认证方法，其中，将所述信标信号传输到所述PRU包括：将唤醒功率传输到所述PRU。

15.根据权利要求1所述的认证方法，其中，确定所述PRU中是否存在所述访问权限包括：

从所述PRU接收唯一识别符和设置识别符中的任意一个或两个；以及

确定所述唯一识别符和所述设置识别符中的任意一个或两个中是否存在所述访问权限。

16.根据权利要求1所述的认证方法，还包括：

从所述PRU接收所述识别信息；以及

经由所述PTU中包括的显示器向用户提供所述PRU的所述识别信息。

17.一种非暂态计算机可读存储介质，存储用于控制计算机来执行根据利要求1所述的认证方法的程序。

18.一种功率接收单元PRU的认证方法，所述认证方法包括：

基于功率传输单元PTU的识别信息，确定所述PTU中是否存在对外部装置的访问权限；以及

响应于所述确定的结果是所述PTU中存在所述访问权限，将所述PTU和所述外部装置联网，其中所述PTU和所述外部装置基于所述联网彼此直接通信。

19.一种功率传输单元PTU，包括：

谐振器，所述谐振器被配置成传输无线功率；

功率提供电路，所述功率提供电路被配置成向所述谐振器提供功率；以及

控制和通信单元，所述控制和通信单元被配置成：

控制所述功率提供电路，

基于从功率接收单元PRU接收到的识别信息，确定所述PRU是否被预授权访问外部装置，以及

响应于所述确定的结果是所述PRU被预授权访问所述外部装置，将所述PRU和所述外部装置联网，其中所述PRU和所述外部装置基于所述联网彼此直接通信。

20.根据权利要求19所述的PTU，其中，所述识别信息反映所述PRU中是否存在对外部装置的访问权限。

21.根据权利要求19所述的PTU，其中，所述控制和通信单元进一步被配置成：

将在所述PTU中包括的认证信息与所述PRU的所述识别信息进行比较；

响应于所述比较的结果是在所述PTU中包括的所述认证信息与所述PRU的所述识别信息对应，确定所述PRU被预授权访问所述外部装置；以及

响应于所述比较的结果是在所述PTU中包括的所述认证信息与所述PRU的所述识别信息不对应，确定所述PRU未被预授权访问所述外部装置。

22.一种功率接收单元PRU，包括：

谐振器，所述谐振器被配置成接收无线功率；

功率转换电路，所述功率转换电路被配置成转换由所述谐振器接收到的所述无线功率并且将所转换的功率提供到负载；以及

控制和通信单元，所述控制和通信单元被配置成：

控制所述功率转换电路，

基于从功率传输单元PTU接收到的识别信息，确定所述PTU是否被预授权访问外部装置，以及

响应于述确定的结果是所述PTU被预授权访问所述外部装置所，将所述PTU和所述外部装置联网，其中所述PTU和所述外部装置基于所述联网彼此直接通信。

23.根据权利要求22所述的PRU，其中，所述识别信息反映所述PTU中是否存在对所述外部装置的访问权限。

24.根据权利要求22所述的PRU，其中，所述控制和通信单元进一步被配置成：

将在所述PRU中包括的认证信息与所述PTU的所述识别信息进行比较；

响应于所述比较的结果是在所述PRU中包括的所述认证信息与所述PTU的所述识别信息对应，确定所述PTU被预授权访问所述外部装置；以及

响应于所述比较的结果是在所述PRU中包括的所述认证信息与所述PTU的所述识别信息不对应，确定所述PTU未被预授权访问所述外部装置。