CN105993105B - 通过动态阻抗变化测量的设备检测 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了用于检测无线功率接收机在无线功率发射机的充电区域内的放置的系统、方法和装置。例如，该装置可包括发射电路，该发射电路包括发射线圈并被配置为经由施加至充电区域的无线场向接收机的接收线圈无线地发射功率。该装置还可包括被配置成响应于接收机被置于充电区域内而检测由施加至充电区域或在发射线圈和接收线圈之间改变的场造成的特征波形的检测电路。

Description

通过动态阻抗变化测量的设备检测
领域
本发明一般涉及无线供电。更具体而言，本公开针对已被置于无线功率发射机上或附近的无线功率接收机的检测。
背景技术
越来越多数量和种类的电子设备经由可再充电电池来供电。这些设备包括移动电话、便携式音乐播放器、膝上型计算机、平板计算机、计算机外围设备、通信设备(例如，蓝牙设备)、数码相机、助听器等。虽然电池技术已经改进，但用电池供电的电子设备越来越多地需要和消耗更多的电量，由此经常需要再充电。可再充电设备经常通过物理地连接到电源的线缆或其他类似连接器经由有线连接来充电。线缆和类似连接器有时可能是不方便或麻烦的且具有其他缺点。能够在自由空间中传输功率以用于为可再充电电子设备充电或向电子设备供电的无线充电系统可克服有线充电解决方案的某些缺陷。由此，需要高效且安全地向电子设备传输功率的无线功率传输系统和方法。就此而言，存在检测置于无线充电器或发射机上或附近的电子设备的需求。
概述
所附权利要求的范围内的系统、方法和设备的各种实现各自具有若干方面，不是仅靠其中任何单一方面来得到本文中所描述的期望属性。本文中描述一些突出特征，但其并不限定所附权利要求的范围。
本说明书中所描述的主题内容的一个或多个实现的细节在附图及以下描述中阐述。其他特征、方面和优点将从该描述、附图和权利要求书中变得明了。注意，以下附图的相对尺寸可能并非按比例绘制。
本公开的一个方面提供了一种用于检测无线功率接收机在无线功率发射机的充电区域内的放置的设备。例如，设备可包括发射电路，该发射电路包括发射线圈并被配置成经由施加至充电区域的无线场向接收机的接收线圈无线地发射功率。该设备可进一步包括被配置成响应于接收机被置于充电区域内而检测由施加至充电区域或在发射线圈和接收线圈之间改变的场造成的特征波形的检测电路。
在相关方面，本公开提供了一种用于检测无线功率接收机在充电区域内的放置的设备。例如，该设备可包括用于经由施加至充电区域的无线场向接收机的接收线圈发射功率的装置。该设备可包括用于响应于所述接收机被置于充电区域内而检测由施加至充电区域或在用于发射的装置和接收线圈之间改变的场造成的特征波形的装置。
本公开的另一个方面提供了一种用于检测无线接收机在无线功率发射机的充电区域内的放置的方法。例如，该方法可涉及通过发射电路的发射线圈经由施加至充电区域的无线场向接收机的接收线圈发射功率。
该方法可涉及响应于接收机被置于所述充电区域内而检测由施加至充电区域或在发射线圈和接收线圈之间改变的场造成的特征波形。
本公开的又一方面提供了一种包括代码的非瞬态计算机可读介质，该代码在被执行时使一装置检测无线功率接收机在无线功率发射机的充电区域内的放置。例如，该代码在被执行时可使该装置经由施加至充电区域的无线场向接收机的接收线圈发射功率。该代码在被执行时可使该装置响应于接收机被置于所述充电区域内而检测由施加至充电区域或在用于发射的装置和接收线圈之间改变的场造成的特征波形。
附图简述
图1是根据本发明的示例性实施例的示例性无线功率传输系统的功能框图。
图2是根据本发明的各示例性实施例的可以在图1的无线功率传输系统中使用的示例性组件的功能框图。
图3是根据本发明的示例性实施例的图2中包括发射或接收天线的发射电路系统或接收电路系统的一部分的示意图。
图4是根据本发明的示例性实施例的可以在图1的无线功率传输系统中使用的发射机的功能框图。
图5是根据本发明的示例性实施例的可以在图1的无线功率传输系统中使用的接收机的功能框图。
图6是可以在图4的发射电路系统中使用的发射电路系统的一部分的示意图。
图7是一简化的示例性无线充电电路。
图8是对应于图7的电路的等效DC模型。
图9A是在无线功率发射机的充电区域内没有无线功率接收机的情况下看向整流器时所观察到的输出阻抗。
图9B是在无线功率发射机的充电区域内具有无线功率接收机的情况下看向整流器时所观察到的输出阻抗。
图10A是在无线功率发射机的充电区域内没有无线功率接收机的情况下发射机功率放大器(PA)输入电流。
图10B是在无线功率发射机的充电区域内具有无线功率接收机的情况下发射机PA输入电流。
图11A是在无线功率发射机的充电区域内没有无线功率接收机的情况下发射机的PA输入电流和电压的试验测量值的轨迹。
图11B是在无线功率发射机的充电区域内具有无线功率接收机的情况下发射机的PA输入电流和电压的试验测量值的轨迹。
图12A是在无线功率发射机的充电区域内有一模拟非法设备的情况下发射机的PA输入电流和电压的试验测量值的轨迹。
图12B是在无线功率发射机的充电区域内具有有效设备的情况下发射机的PA输入电流和电压的试验测量值的轨迹。
图13是用于检测无线功率接收机在无线功率发射机的充电区域内的放置的设备的功能框图。
图14是用于检测无线功率接收机在无线功率发射机的充电区域内的放置的示例方法的流程图。
图15示出图14的示例方法的进一步方面。
各附图中解说的各种特征可能并非按比例绘制。相应地，出于清晰起见，各个特征的尺寸可能被任意放大或缩小。另外，一些绘图可能并不描绘给定系统、方法或设备的所有组件。最后，类似附图标记可被用于贯穿说明书和附图标示类似特征。
详细描述
下面结合附图阐述的详细描述旨在作为对本发明的示例性实施例的描述，而非旨在代表可在其中实践本发明的仅有实施例。贯穿本描述使用的术语“示例性”意指“用作示例、实例或解说”，并且不应当一定要解释成优于或胜过其他示例性实施例。本详细描述包括具体细节以提供对本发明的示例性实施例的透彻理解。在某些实例中，某些设备以框图形式示出。
无线地传输功率可以指在不使用物理电导体的情况下将与电场、磁场、电磁场或其他场相关联的任何形式的能量从发射机传输到接收机(例如，功率可以通过自由空间传输)。输出到无线场(例如，磁场)中的功率可由“接收天线”接收、捕捉或耦合以实现功率传输。
图1是根据本发明的示例性实施例的示例性无线功率传输系统100的功能框图。输入功率102可以从电源(未示出)提供给发射机104以生成用于提供能量传输的场105。接收机108可以耦合至场105并且生成输出功率110以供耦合至该输出功率110的设备(未示出)存储或消耗。发射机104和接收机108两者分开一距离112。在一个示例性实施例中，发射机104和接收机108根据互谐振关系来配置。当接收机108的谐振频率与发射机104的谐振频率基本相同或非常接近时，发射机104和接收机108之间的传输损耗是最少的。由此，与可能需要大线圈非常靠近(例如，mm)的纯电感解决方案形成对比，可以在更长的距离上提供无线功率传输。谐振电感耦合技术因此可允许在各种距离上及各种电感线圈配置下改善的效率及功率传输。
接收机108可以在接收机108位于由发射机104产生的能量场105中时接收功率。场105对应于其中由发射机104输出的能量可由接收机105捕捉的区域。在某些情况下，场105可对应于发射机104的“近场”，如将在下文中进一步描述的。发射机104可包括用于输出能量传输的发射天线114。接收机108还包括用于接收或捕捉来自能量传输的能量的接收天线118。近场可对应于其中存在由发射天线114中的电流和电荷产生的、最少地将功率从发射天线114辐射开去的强反应场的区域。在某些情况下，近场可对应于在发射天线114的大约一个波长(或其分数)内的区域。发射天线114和接收天线118的大小根据与其相关联的应用和设备来调整。如上所述的，高效的能量传输可通过将发射天线114的场105中的大部分能量耦合至接收天线118而不是在电磁波中将绝大部分能量传播至远场来进行。当位于该场105中时，可在发射天线114与接收天线118之间形成“耦合模式”。发射天线114和接收天线118周围可发生这种耦合的区域在本文中被称为耦合模式区域。
图2是根据本发明的各示例性实施例的可以在图1的无线功率传输系统100中使用的示例性组件的功能框图。发射机204可包括发射电路系统206，该发射电路系统可包括振荡器222、驱动电路224以及滤波和匹配电路226。振荡器222可被配置成以可响应于频率控制信号223来调整的期望频率(诸如468.75KHz、6.78MHz或13.56MHz)生成信号。振荡器信号可被提供给驱动电路224，该驱动电路被配置成以例如发射天线214的谐振频率来驱动发射天线214。驱动电路224可以是被配置成从振荡器222接收方波并输出正弦波的开关放大器。例如，驱动电路224可以是E类放大器。还可包括滤波和匹配电路226以滤除谐波或其他不需要的频率，并且将发射机204的阻抗匹配至发射天线214。作为驱动发射天线214的结果，发射机204可以按足够为电子设备充电或供电的电平无线地输出功率。作为一个示例，所提供的功率可以是例如300毫瓦到5瓦的数量级，以便为具有不同功率需求的不同设备供电或充电。也可提供更高或更低的功率级。
接收机208可包括接收电路系统210，该接收电路系统210可包括匹配电路232以及整流和开关电路234，以便从AC功率输入生成DC功率输出来对如图2中所示的电池236充电或为耦合至接收机108的设备(未示出)供电。可包括匹配电路232以将接收电路系统210的阻抗匹配至接收天线218。接收机208和发射机204可以另外地在分开的通信信道219(例如，蓝牙、zigbee、蜂窝等)上通信。接收机208和发射机204可替换地使用无线场206的特性经由带内信令来通信。
如下文更全面地描述的，最初可具有可选择性地禁用的相关联的负载(例如，电池236)的接收机208可被配置成确定由发射机204发射并由接收机208接收的功率量是否适于为电池236充电。此外，接收机208可被配置成在确定功率量合适之际启用负载(例如，电池236)。在一些实施例中，接收机208可被配置成直接利用从无线功率传输场接收到的功率而不为电池236充电。例如，通信设备(诸如近场通信(NFC)或射频标识设备(RFID))可被配置成从无线功率传输场接收功率并通过与无线功率传输场交互来进行通信和/或利用接收到的功率来与发射机204或其他设备进行通信。
图3是根据本发明的示例性实施例的图2中包括发射或接收天线352的发射电路系统206或接收电路系统210的一部分的示意图。如图3所示，示例性实施例(包括下文描述的那些)中所使用的发射或接收电路系统350可包括天线352。天线352也可被称为或配置为“环形”天线352。天线352在本文也可被称为或配置为“磁性”天线或电感线圈。术语“天线”一般指代可以无线地输出或接收能量以耦合到另一“天线”的组件。天线也可被称为被配置成无线地输出或接收功率的类型的线圈。如本文所使用的，天线352是被配置成无线地输出和/或接收功率的类型的“功率传输组件”的示例。天线352可被配置成包括气芯或物理芯，诸如铁氧芯(未示出)。气芯环形天线可以更能容忍放置在芯附近的无关物理设备。此外，气芯环形天线352允许其他组件放置在芯区域内。另外，气芯环可以更容易地允许将接收天线218(图2)放置在发射天线214(图2)的平面内，在该平面内发射天线214(图2)的耦合模式区域可以更强大。
如所述，发射机104和接收机108之间的高效能量传输可以在发射机104和接收机108之间的匹配或近乎匹配的谐振期间进行。然而，即使当发射机104和接收机108之间的谐振不匹配时，也可传输能量，但效率可能会受影响。能量传输通过将能量从发射天线214线圈的场105耦合到驻留在其中建立了该场105的邻域内的接收天线218而不是将能量从发射天线214传播到自由空间中来进行。
环形或磁性天线的谐振频率基于电感和电容。电感可以仅仅是由天线352创建的电感，而电容可被添加到天线的电感以创建期望谐振频率的谐振结构。作为非限制性示例，电容器352和电容器354可被添加到发射或接收电路系统350以便创建选择一谐振频率处的信号356的谐振电路。因此，对于直径较大的天线，维持谐振所需的电容大小可随着环直径或环电感的增加而减小。此外，随着天线直径的增加，近场的高效能量传输区域可以增大。使用其他组件来形成的其他谐振电路也是可能的。作为另一非限制性示例，电容器可平行地放置在天线350的两个端子之间。对于发射天线，具有基本上与天线352的谐振频率相对应的频率的信号358可以是天线352的输入。
在一个实施例中，发射机104可被配置成输出具有与发射天线114的谐振频率相对应的频率的时变磁场。当接收机在场105内时，该时变磁场可以在接收天线118中感生电流。如上所述，如果接收天线118被配置成以发射天线118的频率谐振，则可以高效地传输能量。接收天线118中感生的AC信号可以如上所述地进行整流以产生可被提供用于为负载充电或供电的DC信号。
图4是根据本发明的示例性实施例的可以在图1的无线功率传输系统中使用的发射机404的功能框图。发射机404可包括发射电路系统406和发射天线414。发射天线414可以是如图3所示的天线352。发射电路系统406可通过提供振荡信号来向发射天线414提供RF功率，从而在发射天线414周围产生能量(例如，磁通量)。发射机404可以在任何合适的频率上操作。作为示例，发射机404可以在6.78MHz ISM频带上操作。
发射电路系统406可包括用于将发射电路系统406的阻抗(例如，50欧姆)匹配到发射天线414的固定阻抗匹配电路409、以及被配置成将谐波发射减少至防止耦合到接收机108(图1)的设备的自扰乱的水平的低通滤波器(LPF)408。其他示例性实施例可包括不同的滤波器拓扑结构(包括但不限于衰减特定频率同时让其他频率通过的陷波滤波器)，并且可包括可基于可测量发射度量(诸如到天线414的输出功率或由驱动电路424汲取的DC电流)而变化的自适应阻抗匹配。发射电路系统406还包括被配置成驱动如由振荡器423确定的RF信号的驱动电路424。发射电路系统406可由离散器件或电路组成，或替换地可由集成组装件组成。从发射天线414输出的示例性RF功率可以处在2.5瓦的数量级。
发射电路系统406可进一步包括控制器415，该控制器用于针对特定接收机在发射阶段(即工作周期)期间选择性地启用振荡器423、用于调整振荡器423的频率或相位、以及用于调整输出功率级以便实现用于通过邻设备的附连的接收机来与邻设备交互的通信协议。注意，控制器415在本文也可被称为处理器415。传输路径中的振荡器相位的调整和相关电路系统可允许减少带外发射，尤其是在从一个频率转变至另一频率时。
发射电路系统406可进一步包括用于检测在由发射天线414产生的近场附近是否存在活跃接收机的负载感测电路416。作为示例，负载感测电路416监视流向驱动电路424的电流，该电流可受到在由发射天线414产生的场附近是否存在活跃接收机的影响，如将在下文中进一步描述的。对驱动电路424上的负载变化的检测由控制器415监视，以用于确定是否启用振荡器423来传送能量并与活跃接收机通信。如下文更全面地描述的，在驱动电路424处测得的电流可用于确定无效设备是否被置于发射机404的无线功率传输区域内。
发射天线414可以用Litz线缆来实现或者被实现为具有为了将电阻性损耗保持为低而选择的厚度、宽度和金属类型的天线条带。在一个实现中，发射天线414一般可被配置成用于与较大结构(诸如桌子、垫子、灯或其他较不便携带构造)相关联。因此，发射天线414一般可以不必为了具有实用尺寸而需要“匝”。发射天线414的示例性实现可以是“在电学上较小的”(即，波长的分数)并可被调谐以便通过使用电容器限定谐振频率来以较低的可用频率谐振。
发射机404可收集并跟踪关于可以与发射机404相关联的接收机设备的行踪和状态的信息。因此，发射电路系统406可包括连接到控制器415(在本文也被称为处理器)的存在性检测器480、封闭检测器460或其组合。控制器415可响应于来自存在性检测器480和封闭检测器460的存在性信号来调整驱动电路424所输送的功率量。发射机404可通过数个电源(诸如举例而言，用于转换建筑物内存在的常规AC功率的AC-DC转换器(未示出)、用于将常规DC电源转换成适于发射机404的电压的DC-DC转换器(未示出))接收功率，或者直接从常规DC电源(未示出)接收功率。
作为非限制性示例，存在性检测器480可以是用于感测被插入发射机404的覆盖区域内的待充电设备的初始存在的运动检测器。在检测到之后，发射机404可被打开，并且该设备所接收到的RF功率可用于以预定方式切换Rx(接收机)设备上的开关，这进而导致发射机404的驱动点阻抗变化。
作为另一非限制性示例，存在性检测器480可以是能够例如通过红外检测、运动检测或其他合适的手段来检测人的检测器。在一些示例性实施例中，可能存在限制发射天线414在特定频率上可以发射的功率量的规定。在某些情况下，这些规定意在保护人免遭电磁辐射。然而，可能存在其中发射天线414被放置在未被人占据或者不会频繁地被人占据的区域(诸如举例而言车库、车间、商店等)内的环境。如果这些环境中没有人，则可准许将发射天线414的功率输出增加至高于普通功率限制规定。换言之，控制器415可响应于有人存在而将发射天线414的功率输出调整至规定电平或更低电平，并且当人在离发射天线414的电磁场的规定距离之外时将发射天线414的功率输出调整至高于规定电平的电平。
作为非限制性示例，封闭检测器460(在本文也可被称为封闭隔室检测器或封闭空间检测器)可以是用于确定外壳处于闭合还是打开状态的设备，诸如感测开关。当发射机在处于封闭状态的外壳中时，可增加发射机的功率电平。
根据本公开的一个或多个方面，负载感测电路416可包括被配置为响应于接收机(例如，图5的接收机508)被置于发射机404充电区域内而检测动态阻抗变化的电路系统，该动态阻抗变化是由分别在发射机404和接收机的发射线圈和接收线圈之间施加或改变的场造成的。在一个实现中，负载感测电路416可包括被配置为响应于接收机被置于充电区域内而检测呈现给发射机的阻抗的变化的电路系统，该变化是由被施加到充电区域或在发射线圈和接收线圈之间改变的场造成的。在相关方面，负载感测电路416可检测在一时间区间内的阻抗变化模式(不一定包括重复的波形或形状)和/或在该时间区间内的阻抗响应的类型。例如，通过在场的初始施加期间识别与接收机的电容器(例如，滤波电容器)的充电相关联的特征波形来识别动态阻抗变化。在进一步相关方面，特征波形可涉及或基于输出阻抗、发射机电流、和/或发射机电压。例如，特征波形可包括流向接收机的发射机电流的瞬态尖峰。负载感测电路416可协同控制器415来操作，以响应于接收机处于充电区域内而将发射机404从功率节省模式切换到完全充电模式。
在相关方面，负载感测电路416或类似电路可与发射机404的一个或多个组件(示出或未示出)协同操作。在进一步相关方面，负载感测电路416或类似电路可被配置为根据参照图7A-13进一步详细描述的特征来检测接收机被放置在发射机404的充电区域内。
在示例性实施例中，可使用一种方法，使得发射机404不会无期限地保持打开。在这种情况下，发射机404可被编程为在用户确定的时间量之后关闭。该特征避免发射机404(尤其是驱动电路424)在其周界内的无线设备充满电后长时间运行。该事件可能是由于该电路无法检测到发自中继器或接收天线218的指示设备已充满电的信号。为了防止发射机404在另一设备被放置在其周界内的情况下自动关闭，发射机404自动关闭特征可以只在其周界内未检测到运动达设定时段后才被激活。用户或许能够确定该无活动时间区间，并在需要时改变该时间区间。作为非限制性示例，该时间区间可以长于在假定特定类型的无线设备最初被完全放电的情况下为该设备充满电所需的时间。
图5是根据本发明的示例性实施例的可以在图1的无线功率传输系统中使用的接收机508的功能框图。接收机508包括接收电路系统510，该接收电路系统510可包括接收天线518。接收机508还耦合到设备550以便向其提供接收到的功率。应注意，接收机508被示为在设备550外部，但可被集成到设备550中。能量可被无线地传播到接收天线518并且随后通过接收电路系统510的其余部分耦合到设备550。作为示例，充电设备可包括诸如以下设备：移动电话、便携式音乐播放器、膝上型计算机、平板计算机、计算机外围设备、通信设备(例如，蓝牙设备)、数码相机、助听器(或其他医疗设备)等。
接收天线518可被调谐以便以与发射天线414(图4)相同的频率或者在指定频率范围内谐振。接收天线518可以与发射天线414有类似的尺寸或者可基于相关联的设备550的尺寸来不同地调整大小。作为示例，设备550可以是具有比发射天线414的直径或长度更小的直径或长度尺寸的便携式电子设备。在这一示例中，接收天线518可被实现为多匝线圈以降低调谐电容器(未示出)的电容值并增加接收线圈的阻抗。作为示例，接收天线518可被放置在设备550的实质周界的周围以最大化天线直径并减少接收天线518的环匝(即，绕组)的数量以及绕组间电容。
接收电路系统510可以向接收天线518提供阻抗匹配。接收电路系统510包括用于将接收到的RF能量源转换成供设备550使用的充电功率的功率转换电路系统506。功率转换电路系统506包括RF至DC转换器520并且还可包括DC至DC转换器522。RF至DC转换器520将在接收天线518处接收到的RF能量信号整流成具有由V整流表示的输出电压的非交流功率。DC至DC转换器522(或其他功率调节器)将经整流的RF能量信号转换成与设备550兼容的具有由V输出和I输出表示的输出电压和输出电流的能量电位(例如，电压)。构想了各种RF至DC转换器，包括部分及完全整流器、调节器、桥接器、倍频器以及线性和开关转换器。
接收电路系统510还包括开关电路系统512，其用于将接收天线518连接到功率转换电路系统506或者替换地用于断开功率转换电路系统506。将接收天线518从功率转换电路系统506断开不仅暂停设备550的充电，而且改变发射机404(图2)所“看见”的“负载”。
如上所述，发射机404包括可以检测被提供给发射机驱动电路424的偏置电流中的波动的负载感测电路416。因此，发射机404具有用于确定该发射机的近场中何时存在接收机的机制。
当多个接收机508存在于发射机的近场中时，可能期望对一个或多个接收机的加载和卸载进行时间复用以使得其他接收机能够更高效地耦合到发射机。接收机508还可被遮盖以免耦合到其他附近接收机或者减少附近发射机上的负载。接收机的这一“卸载”在本文也被称为“遮盖”。此外，由接收机508控制且由发射机404检测的在卸载和加载之间的这一切换可提供从接收机508到发射机404的通信机制，如下文更全面地解释的。另外，可将允许将消息从接收机508发送到发射机404的协议与该切换相关联。作为示例，切换速度可以在100微秒的数量级上。
在一示例性实施例中，发射机404和接收机508之间的通信指代一种设备感测和充电控制机制，而不是常规双向通信(即，使用耦合场的带内信令)。换言之，发射机404可使用所发射的信号的开/关键控来调整能量是否在近场中可用。接收机可将能量的这些变化解释为来自发射机404的消息。在接收机侧，接收机508可使用接收天线518的调谐和解谐来调整从场接受到多少功率。在某些情况下，调谐和解谐可经由开关电路系统512来实现。发射机404可以检测从场使用的该功率差异并将这些变化解读为来自接收机508的消息。注意，可利用其他形式的发射功率调制和负载行为。接收电路系统510还可包括信令检测器和信标电路系统514，其用于标识可以与从发射机到接收机的信息信令相对应的收到的能量波动。此外，信令和信标电路系统514还可用于检测减少的RF信号能量(即，信标信号)的传输并且将减少的RF信号能量整流成标称功率，以用于唤醒接收电路系统510内的无供电的或功率耗尽的电路以便将接收电路系统510配置成进行无线充电。接收电路系统510还包括处理器516，其用于协调本文描述的接收机508的过程，包括本文描述的开关电路系统512的控制。接收机508的遮盖还可以在出现其他事件时进行，这些事件包括检测到向设备550提供充电功率的外部有线充电源(例如，墙上/USB电源)。除了控制接收机的遮盖之外，处理器516还可监视信标电路系统514以确定信标状态并提取发自发射机404的消息。处理器516还可调整DC至DC转换器522来提高性能。
图6是可以在图4的发射电路系统406中使用的发射电路系统600的一部分的示意图。发射电路系统600可包括如上面图4中所描述的驱动电路624。如上所述，驱动电路624可以是开关放大器，该开关放大器可被配置为接收方波并输出要被提供给发射电路650的正弦波。在一些情形中，驱动电路624可被称为放大器电路。驱动电路624被示为E类放大器；然而，根据本发明的实施例可以使用任何合适的驱动电路624。驱动电路624可由来自如图4中所示的振荡器423的输入信号602驱动。驱动电路624也可被提供驱动电压VD，该驱动电压被配置为控制可通过发射电路650输送的最大功率。为了消除或减少谐波，发射电路系统600可包括滤波电路626。滤波电路626可以是三极(电容器634、电感器632和电容器636)低通滤波电路626。
滤波电路626输出的信号可被提供给包括天线614的发射电路650。发射电路650可包括具有电容620和电感的串联谐振电路(例如，可能是因天线的电容或电感或由于附加的电容器组件引起)，该串联谐振电路可在驱动电路624提供的经滤波的信号的频率上谐振。发射电路650的负载可以由可变电阻器622表示。该负载可以是被安置成从发射电路650接收功率的无线功率接收机508的函数。
根据本公开，改进在无线功率发射机的充电区域(诸如举例来说充电垫)内对功率接收机的检测的以下方面是合乎期望的。利用无线功率系统，检测已被放置在充电垫的充电区域内的设备是合乎期望的。当充电垫上不存在设备时，一些无线充电器进入较低功率状态。这降低了静态功率耗散，进而增加了整体效率，诸如举例而言，在几天的过程中。
然而，当充电垫在这种较低功率状态下时，可能更难以检测被放置在充电区域内的设备，因为RF能量可能缺失、大部分时间缺失、或处于远低于充电垫开启时的水平。这意味着用户可能在垫上放置了一设备且未将充电垫重新开启，或者花费很长时间重新开启。这可能导致充电的延迟以及差的用户体验。
克服此点的一种方式是测量由正被放置在充电区域内的设备施加于充电器的RF场上的负载。当充电器生成充电场(即使是弱的或间歇性的)时，该场内的物体引起所观测到的阻抗的变化。如果充电器检测到阻抗的变化超过一定的限度，则其能开启并为负载供电。如本文所使用的，阻抗可以指代实阻抗(电阻)和/或虚阻抗(电抗)两者。出于当设备被放置在充电区域中时通电的目的，系统可被配置成检测或观测任一类型的阻抗的变化。
尽管上述办法在许多情况下可能是可行的，但是仍存在可能产生问题的情况。例如，被置于大型充电垫上的小型设备可能没有生成足够的阻抗变化以便用信号通知或触发充电垫开始充电。在另一示例中，充电垫(或接收设备)的某些设计可以专门用于使阻抗变化最小化来提高效率。在又一示例中，充电垫上的异物(例如，硬币、钥匙等)可导致电抗漂移，其可导致系统在充电区域内没有设备的情况下开始充电。
为了克服伴随着用于检测在充电垫等上/靠近充电垫等的功率接收设备的现有办法的问题，本公开描述了以下改进。在本公开中，下文中接着描述的方法和办法可以单独或者以任何组合被使用。
根据本公开的一个方面，提供了一种涉及测量与功率接收设备的稳态阻抗不同的参数来检测功率接收设备的技术。无线功率接收机包括将所接收的RF能量变换回有用的DC功率的整流和滤波。这意味着在初始通电时，滤波电容器可呈现比稳态运行期间将检测到的阻抗低得多的阻抗。这个临时的较低阻抗的效应可被检测到并被用来确定例如设备是否已被放置到充电垫上。例如，相对于稳态运行，在初始通电时功率接收设备的滤波电容器的低得多的阻抗可导致可测量的或可检测的瞬态或短期阻抗变化形式的效应。
这个方法有若干优点。第一，由于无负载的垫对发射机而言表现为开路，因此未充电的电容器呈现的近似短路将导致大得多的阻抗变化，使得更容易检测。第二，由于异物(例如，硬币)一般不会包含整流器或电容器，因此这种短期阻抗变化是一种验证充电垫上的新物体实际上是功率接收机且不是硬币等的有效方式。许多异物包含金属，因此将造成阻抗变化。第三，用于检测短期阻抗变化的该办法不需要接收机侧的专用或附加硬件。
图7提供了示例无线功率系统700的简化示意图，其中发射机710位于左侧，而接收机720位于右侧。发射机710包括耦合至电容器714(对应于图6中的发射电路650的电容器620)的功率放大器(PA)712(对应于图6中的驱动电路624的开关放大器)，电容器714接着耦合至电感器716(对应于图6中的发射电路650的电感器614)，其中电容器714和电感器716可共同用作或对应于具有电容620和电感器614的串联谐振电路，该串联谐振电路可在图6中的驱动电路624提供的经滤波的信号的频率处谐振。发射机710的电容器714和电感器716形成谐振电路，其中电感器716可由用于生成磁场来将无线功率耦合至接收机720的线圈形成。
接收机720包括耦合至电容器724(对应于图3中的电容器354或电容器356)的电感器722(其可由线圈形成且耦合至电感器716并从电感器716接收无线功率，且可对应于图5中的接收机500的天线518)，其中电感器722和电容器724形成接收机720处的谐振电路并决定该谐振电路的谐振频率。该谐振频率接着耦合至整流器的二极管726、728。二极管728的阴极和二极管728的阳极耦合至电容器C整流730。二极管726、728和电容器C整流730可形成RF至DC转换器(对应于图5中的功率转换电路系统506的RF至DC转换器520)或作为该RF至DC转换器的一部分。电容器C整流730接着可并联耦合至R负载732。Z输出对应于由PA 712看向整流器所观察到的输出阻抗
图8示出了无线充电电路800更简化的表示，其中发射和接收谐振器中的耦合和损耗被示为电阻R发射机810和R接收机820。在接收机处，二极管830耦合至电容器C整流730。剩余的电路组件与以上参照图7描述的那些相类似。注意，电阻和电容器的组合可形成具有可预测的时间常数的RC网络。当从左侧的放大器看向该RC网络时，观察到的阻抗将始于低值然后随着电容器开始充电而上升。
观察到的阻抗始于低值然后上升的效果在图9A中示出。当PA在空垫的情况下第一次开启时，随着时间的变化，PA通常看到相同的阻抗。电阻被感测为不改变的特定值。在垫上有异物的情况下，感测到的电阻可能不同，但仍保持不变或恒定。注意，复阻抗包括电阻和电抗两者，其中电阻和/或电抗值可改变。
在图9B示出的示例中，当放大器开启时，无线功率接收机位于垫上。由于电容器花费有限时间量来充电，因此阻抗始于低值，然后斜坡上升到最终稳态值。系统或其(诸)组件可被配置为观察这些特定类型或模式的响应，并确定图9A中的情形并不代表有效设备放在垫上且系统应保持在低功率状态。替换地或附加地，系统或其(诸)组件可被配置为确定图9B中的情形代表有效设备放在垫上，且系统应当从低功率状态转变为全功率/充电状态。
在一些情形中，发射机可能不能够直接测量输出阻抗。在此类场景中，系统或其(诸)组件可被配置为测量代替值，诸如举例而言发射机PA输入电流、发射机PA输入电压等。在运行到低阻抗期间，发射机通常会使用更多的电流，导致较高电流的瞬态尖峰，其可被检测且可与观察到的阻抗相同的方式被使用。
图10A示出对于功率接收设备不在充电垫的充电区域内的示例情形，随时间变化的发射机电流。图10B示出对于发射机电流被输送到充电区域内的功率接收设备的示例情形，随时间变化的发射机电流。如所示，在有效的无线功率接收机处于充电垫的充电区域内的情形下观察到较高电流的瞬态尖峰。系统或其(诸)组件可被配置为观察这些特定类型或模式的响应，并确定图10A中的情形并不代表有效设备在垫上且系统应保持在低功率状态。替换地或附加地，系统或其(诸)组件可被配置为确定图10B中的情形代表有效设备放在垫上，且系统应当从低功率状态转变为全功率/充电状态。
图11A示出了对于空充电垫，发射机的PA输入电流1110、1112以及AC耦合的PA输入电压1120、1122的示例试验测量值。轨迹1112和1122分别对应于轨迹1110和1120的放大图。注意，电流上升到一最终值。此处的延迟是由电流感测电路系统的低带宽引起的。图11B示出了当无线设备已被置于充电垫上时发射机的电流1130、1132和电压1140、1142的示例测量值。轨迹1132和1142分别对应于轨迹1130和1140的放大图。注意，电流的初始尖峰由充电电容器所造成的低阻抗引起。
在图12A-B中，再次测量发射机的PA输入电流1210、1212以及AC耦合的PA输入电压1220、1222。轨迹1212和1222分别对应于轨迹1210和1220的放大图。在图12A的示例中，通过采用其整流器和电容器断开的无线功率接收机模拟了一非法设备(例如，可能是金属物体或没有合适的接收电路系统的某种其他设备)。因此，非法设备“表现”为开路。注意，图12A的非法设备示例看起来与图11A的空垫情形非常相似。在这种情形下，有效设备将不会被检测到。在图12B的示例中，整流器和电容器已被重新连接，再次测量发射机的电流1230、1232和电压1240、1242。轨迹1232和1242分别对应于轨迹1230和1240的放大图。再次，注意电流的初始尖峰由充电电容器所造成的低阻抗引起。具有此种尖峰的特征波形允许且便于对有效设备的检测。
图13是根据本公开的示例性实施例的用于检测无线功率接收机在无线功率发射机的充电区域内的放置的设备1300的功能框图。在一个示例中，设备1300可包括发射电路1310，发射电路1310包括发射线圈1312且被配置为向接收机的接收线圈无线发射功率。发射电路1310可包括图4的发射机404和/或图6的发射电路系统600的一个或多个组件，其细节在上文中进一步详细提供。
在另一些进一步相关方面，发射电路1310可包括用于检测由在发射电路1310的充电区域内置入物体造成的输出阻抗的变化，同时降低待机功率的低功率信标发射机1314。信标发射机1314可被配置为周期性地将短信标应用于发射电路1310的谐振器来检测阻抗的变化。通过短信标，设备1300应能够感测检测到的输出阻抗的电抗和/或电阻变化。低功率信标发射机1314可进一步被配置为在通过短信标检测到负载变化之际发起较高功率状态。例如，响应于检测到负载变化，发射机1314可被配置为应用可比短信标更长或具有更高功率的“长”信标。“长”信标可为接收机提供充足的功率，以允许接收机具有足够的功率来建立与发射机的通信，以便允许发射机1314发起较高功率状态。在相关方面，信标发射机1314可以是检测电路1320(以下描述)的一部分而不是发射电路1310的一部分。而且，信标发射机1314可以为单独的低功率发射机，或者替换地可以为以较低功率操作的主功率发射机
设备1300还可包括被配置为响应于接收机被置于充电区域内而检测呈现给发射机的阻抗的变化的检测电路1320，该变化是由施加到充电区域或在发射线圈和接收线圈之间改变的场造成的。例如，检测电路1320可对应于或包括图4的发射机404的负载感测电路416或类似电路，其细节在上文中进一步详细提供。在相关方面，检测电路1320可包括用于在场的初始施加期间识别与接收机的电容器(例如，滤波电容器)的充电相关联的特征波形(例如，包括至接收机的发射机电流的瞬态尖峰)的波形检测器1322。波形可涉及或基于输出阻抗、发射机电流、和/或发射机电压。更一般地，检测电路1320可被配置为检测在给定的时间区间或时段内的阻抗变化模式或阻抗响应类型(例如，经由阻抗或电流响应测量值)。用于检测特定类型的阻抗变化/波形的时间区间/时段可在短信标期间发生。
在进一步相关方面，检测电路1320可包括用于检测所测得的输出阻抗(图9B中的轨迹)等的斜率的斜率检测器电路1324。在又一些进一步相关方面，检测电路1320可包括专用处理器1326，该专用处理器可任选地具有被编程到其中的数字信号处理1328来采样(诸)波形并执行任何处理/滤波以确定在所采样的(诸)波形中的信号参数。在另一些进一步相关方面，以上处理任务可共享现有处理器的资源。在进一步相关方面，信标发射机1314可以为检测电路1320的一部分而不是发射电路1310的一部分。
图14提供了根据本公开的一个或多个方面的用于无线充电，更具体地是用于检测无线功率接收机在无线功率发射机的充电区域内的放置的示例性方法1400的流程图。尽管方法1400在本文中是参照特定次序来描述的，但在各种实现中，本文的(诸)步骤或(诸)特征可按不同的次序执行，或可被省略，或可包括附加的(诸)步骤/(诸)特征。例如，方法1400可以是可由无线功率发射机(例如，图13的设备1300)或其(诸)组件来操作。
方法1400可涉及，在1410处，通过发射电路的发射线圈经由施加到充电区域的无线场向接收机的接收线圈发射功率。在一个实现中，框1410可由图13的发射电路1310或其(诸)组件来执行。方法1400可涉及在1420处响应于接收机被置于充电区域内而检测由施加到充电区域或在发射线圈和接收线圈之间改变的场造成的特征波形。在一个实现中，框1420可由图13的检测电路1320或其(诸)组件来执行。注意，该特征波形可与在场的初始施加期间接收机的电容器的充电相关联，以及可至少部分地基于响应于接收机被置于充电区域内呈现给发射机的发射电路的阻抗的变化。
参照图15，示出了方法1400的可任选的、并非执行方法1400所必需的进一步操作或方面。
如果方法1400包括图15的至少一个框，则方法1400可在该至少一个框之后终止，而不一定必须要包括可被解说的任何后续下游(诸)框。在相关方面，框1420可涉及在1430处，识别与在场的初始施加期间接收机的电容器的充电相关联的阻抗模式变化。
在进一步相关方面，特征波形可包括基于发射机电压和发射机电流计算得到的电阻的瞬态尖峰，并且发射机电压可包括AC电压，且发射机电流包括AC电流。例如，框1420可涉及在1440处测量在AC路径中的基本同一点测量AC电压和AC电流。在另一示例中，框1420可涉及在1450处在AC路径中的第一点处测量AC电流，该AC电流与在该AC路径中测量AC电压的第二点处测得的对应的AC电流在振幅或相位中的至少一个中具有已知关系。
在进一步相关方面，特征波形可包括基于发射机电压和发射机电流计算得到的电阻的瞬态尖峰，并且发射机电压可包括DC电压，且发射机电流包括DC电流。例如，框1420可涉及在1460处在DC路径中第一点处测量DC电流，该DC电流的值与在测量DC电压的第二点处测得的对应的DC电流的值具有已知关系。
在另一些进一步相关方面，方法1400可进一步涉及在1470处，响应于接收机被置于充电区域内，将发射机从功率节省模式切换到较高功率模式。
上面描述的方法的各种操作可由能够执行这些操作的任何合适的装置来执行，诸如各种硬件和/或软件组件、电路、和/或模块。一般而言，在附图中所解说的任何操作可由能够执行这些操作的相对应的功能性装置来执行。在一个方面，用于经由施加至充电区域的无线场向接收机的接收线圈发射功率的装置可包括，例如，发射线圈、信标发射机、功率放大器、和/或发射电路的其他(诸)组件。
在另一方面，用于响应于接收机被置于充电区域内而检测特征波形的装置可包括，例如：负载感测电路；用于识别与在场的初始施加期间接收机的电容器的充电相关联的特征波形的波形检测器；用于检测所测得的输出阻抗的斜率的斜率检测器；专用处理器/控制器；和/或检测电路的其他(诸)组件。
在又一方面，用于检测特征波形或识别与在场的初始施加期间接收机的电容器的充电相关联的阻抗变化模式的装置可包括，例如，用于识别与在场的初始施加期间接收机的电容器的充电相关联的特征波形或模式(例如，包括至接收机的发射机电流的瞬态尖峰)波形检测器。
在又一方面，用于在AC路径中的基本同一点测量AC电压和AC电流的装置可包括，例如，负载感测电路、波形检测器、斜率检测器、处理器/控制器、和/或检测电路的其他(诸)组件。
在另一方面，用于在AC路径中的第一点测量AC电流的装置可包括，例如，负载感测电路、波形检测器、斜率检测器、处理器/控制器、和/或检测电路的其他(诸)组件。
信息和信号可使用各种各样的不同技艺和技术中的任一种来表示。例如，贯穿上面描述始终可能被述及的数据、指令、命令、信息、信号、位(比特)、码元、和码片可由电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光粒子、或其任何组合来表示。
结合本文中所公开的实施例来描述的各种解说性逻辑框、模块、电路、和算法步骤可实现为电子硬件、计算机软件、或这两者的组合。为清楚地解说硬件与软件的这一可互换性，各种解说性组件、块、模块、电路、以及步骤在上面是以其功能性的形式作一般化描述的。此类功能性是被实现为硬件还是软件取决于具体应用和施加于整体系统的设计约束。可针对每种特定应用以不同方式来实现所描述的功能性，但此类实现决策不应被解读为致使脱离本发明的实施例的范围。
结合本文所公开的实施例描述的各种解说性块、模块、和电路可用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其他可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立硬件组件、或其设计成执行本文所描述的功能的任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替换方案中，该处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心协同的一个或多个微处理器、或任何其它此类配置。
结合本文所公开的实施例描述的方法或算法和功能的各个步骤可直接用硬件、由处理器执行的软件模块或两者的组合来实现。如果用软件实现，则这些功能可作为一条或多条指令或代码存储在有形的非瞬态计算机可读介质上或藉其进行传送。软件模块可驻留在随机存取存储器(RAM)、闪存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦式可编程ROM(EEPROM)、寄存器、硬盘、可移动盘、CD ROM、或本领域中所知的任何其他形式的存储介质中。存储介质被耦合到处理器以使得该处理器能从/向该存储介质读和写信息。在替换方案中，存储介质可以被整合到处理器。如本文中所使用的盘(disk)和碟(disc)包括压缩碟(CD)、激光碟、光碟、数字多用碟(DVD)、软盘和蓝光碟，其中盘常常磁性地再现数据而碟用激光光学地再现数据。上述的组合也应被包括在计算机可读介质的范围内。处理器和存储介质可驻留在ASIC中。ASIC可驻留在用户终端中。替换地，处理器和存储介质可作为分立组件驻留在用户终端中。
出于概述本公开的目的，本发明的某些方面、优点和新颖特征已在本文中描述。应当理解，未必根据本发明的任何特定实施例都可实现所有这些优点。因此，本发明可以按实现或优化本文所教导的一个或一组优点而不一定实现如可能在本文中教导或提出的其他优点的方式来实现或实施。
对上述实施例的各种修改将是显而易见的，并且本文中定义的一般原理可被应用于其他实施例而不会脱离本发明的精神或范围。因此，本发明不是旨在限于本文所示的各实施例，而是应被授予与本文所公开的原理和新颖特征相一致的最宽范围。

Claims (27)

1.一种用于检测无线功率接收机在无线功率发射机的充电区域内的放置的设备，包括：
发射电路，所述发射电路包括发射线圈且被配置为经由施加至所述充电区域的无线场向所述接收机的接收线圈无线地发射功率；以及
检测电路，所述检测电路被配置为响应于所述接收机被置于所述充电区域内而检测由在所述发射线圈和所述接收线圈之间施加或改变的所述场造成的波形的特征；
其中所述波形的所述特征指示与在所述场的初始施加期间所述接收机的电容器的充电相关联的阻抗变化模式的时间区间内的瞬态或短期阻抗变化模式的可测量效应。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述波形的特征至少部分地基于响应于所述接收机被置于所述充电区域内而呈现给所述发射机的发射电路的阻抗的变化。
3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述波形的特征包括发射机电流的瞬态尖峰。
4.如权利要求3所述的设备，其特征在于，所述发射机电流包括进入所述发射机的功率放大器(PA)的DC电流。
5.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述波形的特征包括发射机电压的瞬态尖峰或振荡。
6.如权利要求5所述的设备，其特征在于，所述发射机电压包括提供给所述发射机的功率放大器(PA)的DC电压。
7.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述波形的特征包括基于发射机电压和发射机电流计算得到的电阻的瞬态尖峰。
8.如权利要求7所述的设备，其特征在于，所述发射机电压包括AC电压，而所述发射机电流包括AC电流。
9.如权利要求8所述的设备，其特征在于，所述AC电压和所述AC电流是在AC路径中的基本同一点测量的。
10.如权利要求8所述的设备，其特征在于，所述AC电流是在AC路径中的第一点处测得的，所述AC电流与在所述AC路径中测得所述AC电压的第二点处测得的对应的AC电流在振幅或相位的至少一个中具有已知关系。
11.如权利要求7所述的设备，其特征在于，所述发射机电压包括DC电压，而所述发射机电流包括DC电流。
12.如权利要求11所述的设备，其特征在于，所述DC电压和所述DC电流是在DC路径中的基本同一点测得的。
13.如权利要求11所述的设备，其特征在于，所述DC电流是在DC路径中的第一点处测得的，所述DC电流的值与在测得所述DC电压的第二点处测得的对应的DC电流的值具有已知关系。
14.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述检测电路被进一步配置成响应于所述接收机被置于所述充电区域内而将所述发射机从功率节省模式切换到较高功率模式。
15.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述检测电路进一步被配置为响应于有效接收机被置于所述充电区域内而检测呈现给所述发射机的阻抗的变化，所述有效接收机包括具有处于连接状态的整流器和电容器的接收机电路系统，所述电容器被配置为在所述场的初始施加期间充电。
16.一种用于检测无线功率接收机在无线功率发射机的充电区域内的放置的方法，包括：
通过发射电路的发射线圈经由施加至所述充电区域的无线场向所述接收机的接收线圈发射功率；以及
响应于所述接收机被置于所述充电区域内，检测由在发射线圈和接收线圈之间施加或改变的所述场造成的波形的特征；
其中所述波形的所述特征指示与在所述场的初始施加期间所述接收机的电容器的充电相关联的阻抗变化模式的时间区间内的瞬态或短期阻抗变化模式的可测量效应。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于：
所述波形的特征包括基于发射机电压和发射机电流计算得到的电阻的瞬态尖峰。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述发射机电压包括AC电压，并且所述发射机电流包括AC电流，并且检测波形的特征包括在AC路径中的基本同一点测量所述AC电压和所述AC电流。
19.如权利要求17所述的方法，其特征在于，检测波形的特征包括在AC路径中的第一点处测量所述AC电流，所述AC电流与在所述AC路径中测得所述AC电压的第二点处测得的对应的AC电流在振幅或相位的至少一个中具有已知关系。
20.如权利要求16所述的方法，其特征在于：
所述波形的特征包括基于发射机电压和发射机电流计算得到的电阻的瞬态尖峰。
21.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述发射机电压包括DC电压，并且所述发射机电流包括DC电流，并且检测波形的特征包括在DC路径中的第一点处测量所述DC电流，所述DC电流的值与在测得所述DC电压的第二点处测得的对应的DC电流的值具有已知关系。
22.如权利要求16所述的方法，其特征在于，进一步包括响应于所述接收机被置于所述充电区域内而将所述发射机从功率节省模式切换到较高功率模式。
23.一种用于检测无线功率接收机在充电区域内的放置的设备，包括：
用于经由施加至所述充电区域的无线场向所述接收机的接收线圈发射功率的装置；以及
用于响应于所述接收机被置于所述充电区域内而检测在所述用于发射的装置和所述接收线圈之间施加或改变的所述场造成的波形的特征的装置；
其中所述波形的所述特征指示与在所述场的初始施加期间所述接收机的电容器的充电相关联的阻抗变化模式的时间区间内的瞬态或短期阻抗变化模式的可测量效应。
24.如权利要求23所述的设备，其特征在于：
所述波形的特征包括基于发射机电压和发射机电流计算得到的电阻的瞬态尖峰；以及
所述发射机电压包括AC电压，而所述发射机电流包括AC电流。
25.如权利要求24所述的设备，其特征在于，所述用于检测波形的特征的装置包括用于在AC路径中的基本同一点测量所述AC电压和所述AC电流的装置。
26.如权利要求24所述的设备，其特征在于，所述用于检测波形的特征的装置包括用于在AC路径中的第一点处测量所述AC电流的装置，所述AC电流与在所述AC路径中测得所述AC电压的第二点处测得的对应的AC电流在振幅或相位的至少一个中具有已知关系。
27.一种包括代码的非瞬态计算机可读介质，所述代码在被执行时使设备：
通过发射电路的发射线圈经由施加至充电区域的无线场向接收机的接收线圈发射功率；以及
响应于所述接收机被置于所述充电区域内而检测由在所述发射线圈和所述接收线圈之间施加或改变的场造成的波形的特征；
其中所述波形的所述特征指示与在所述场的初始施加期间所述接收机的电容器的充电相关联的阻抗变化模式的时间区间内的瞬态或短期阻抗变化模式的可测量效应。
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