CN106537800B - 用于无线充电和短程通信两者的传送装置 - Google Patents

用于无线充电和短程通信两者的传送装置 Download PDF

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Abstract

公开了一种用于无线充电和短程通信两者的传送装置。用于无线充电和短程通信两者的传送装置包括：电力传送器，其用于向电力接收器无线地传送电力；通信传送器，其用于向通信接收器无线地传送信息；以及控制器，其用于控制在第一模式与第二模式之间选择性地切换，在所述第一模式下，电力传送器被启用并且通信传送器被禁用，在所述第二模式下，通信传送器被启用并且电力传送器被禁用。

Description

用于无线充电和短程通信两者的传送装置
技术领域
本发明涉及用于无线充电和短程通信两者的传送装置，并且更特别地，涉及用于磁谐振型无线充电和近场通信(NFC)型短程通信两者的传送装置。
背景技术
在短程通信技术中，近场通信(NFC)是用于使用13.56MHz的频率在10cm内的短距离上传送和接收各种无线数据的技术。同时，无线电力传输方法包括磁感应型方法和磁谐振型方法。特别地，符合无线电联盟(A4WP)标准的谐振型无线电力传输方法使用6.78MHz的频率来传送电力。因此，当同时执行NFC型通信和谐振型无线电力传输时，由于在执行NFC型通信和谐振型无线电力传输时所使用的频带中产生的谐波分量(是基波的n倍大的分量)导致的相互干扰，而可能发生通信错误。
发明内容
技术问题
本发明旨在提供一种用于无线充电和短程通信两者的传送装置，其感测电力接收器或通信接收器，然后选择性地操作与电力接收器或通信接收器对应的电力传送器或通信传送器，使得防止当电力传送器和通信传送器被同时操作时发生的通信错误，并且减少不必要的电力浪费。
技术方案
根据实施方式，一种用于无线充电和短程通信两者的传送装置包括：电力传送器，其被配置为向电力接收器无线地传送电力；通信传送器，其被配置为向通信接收器无线地传送信息；以及控制器，其被配置为控制传送装置在第一模式与第二模式之间选择性地切换，在所述第一模式下，电力传送器被启用并且通信传送器被禁用，在所述第二模式下，通信传送器被启用并且电力传送器被禁用。
当感测到电力接收器时，控制器可以切换至第一模式，并且当感测到通信接收器时，控制器可以切换至第二模式。
控制器可以在第一模式与第二模式之间重复地切换，当感测到电力接收器时保持第一模式，当感测到通信接收器时保持第二模式，并且当在保持第一模式或第二模式的情况下电力接收器或通信接收器均没有被感测到时，再次在第一模式与第二模式之间重复地切换。
第一模式与第二模式之间重复发生切换的周期可以是300毫秒(ms)或更长。
可以使用电力传送器与电力接收器之间的协议或通信传送器与通信接收器之间的协议来感测电力接收器或通信接收器。
可以通过控制供应至电力传送器或通信传送器的电力来启用或禁用电力传送器或通信传送器。
电力传送器可以使用磁谐振型方法传送电力，并且通信传送器可以使用近场通信(NFC)型方法传送信息。
电力传送器可以使用6.78MHz的频率，并且通信传送器可以使用13.56MHz的频率。
用于无线充电和短程通信两者的传送装置还可以包括电力转换器，电力转换器被配置为转换从电源接收的电力并将经转换的电力传送至电力传送器。
有益效果
根据本发明的实施方式，感测电力接收器或通信接收器，然后选择性地操作与电力接收器或通信接收器对应的电力传送器或通信传送器，使得防止了当电力传送器和通信传送器被同时操作时发生通信错误并且减少了不必要的电力浪费。
附图说明
图1是示出根据实施方式的用于无线充电和短程通信两者的传送装置和与传送装置对应的接收装置的框图。
图2是示出根据实施方式的用于无线充电和短程通信两者的传送装置的详细配置的框图。
图3和图4是示出根据比较例的操作用于无线充电和短程通信两者的传送装置的方法的流程图。
图5是示出根据实施方式的操作用于无线充电和短程通信两者的传送装置的方法的流程图。
图6是示出根据实施方式的操作用于无线充电和短程通信两者的传送装置的方法的另一流程图。
具体实施方式
虽然本发明可以包括各种实施方式，但是将在附图中示出并且描述特定实施方式。然而，本发明不限于用于实施本发明的特定模式，并且应当理解，属于本发明的精神和技术范围的所有修改均属于本发明。
除非另有定义，本文使用的所有术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。此外，诸如在通常使用的字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义一致的含义，并且不应以理想的或过度正式的含义来解释。
包括诸如第一和第二的序数的术语可以用于描述各种元件，但是元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件区分开的目的。例如，在不脱离本发明的范围的情况下，第二元件可以被称为第一元件，同样，第一元件也可以被称为第二元件。
当某个元件被描述为“连接”或“链接”到另一元件时，该某个元件可以直接连接或链接到另一元件，但是也可以理解为在该某个元件与所述另一元件之间存在又一元件。另一方面，当某一元件被描述为“直接连接”或“直接链接”到另一元件时，应当被理解为在该某一元件与所述另一元件之间不存在又一元件。
本文使用的术语仅用于描述特定实施方式，并且不旨在限制本发明。单数表达包括复数表达，除非上下文另有明确说明。特别地，本文使用的诸如“包括”或“具有”的术语应当被理解为指定存在特征、数目、步骤、操作、元件、部件或其组合，而不是排除添加一个或更多个其他特征、数目、步骤、操作、元件、部件或其组合的存在或可能性。
在下文中，将描述本发明的优选实施方式，但是将省略与本发明的主旨无关的已知配置的描述。同时，在为每个附图的元件赋予附图标记时，应当注意的是，相同的附图标记被给予相同的元件，即使在不同的附图中示出相同的元件也是如此。
图1是示出根据实施方式的用于无线充电和短程通信两者的传送装置和与传送装置对应的接收装置的框图。
参照图1，根据实施方式的用于无线充电和短程通信两者的传送装置100可以包括：电力传送器130，其被配置为向接收装置200-1和接收装置200-3的电力接收器220无线地传送电力；通信传送器120，其被配置为向接收装置200-1和接收装置200-2的通信接收器210无线地传送信息；以及控制器140，其被配置为控制电力传送器130和通信传送器120。
通信传送器120可以使用近场通信(NFC)型方法向通信接收器210无线地传送信息。NFC是射频识别(RFID)技术之一，并且是使用13.56MHz的频率在10cm内的短距离上传送以及接收各种无线数据的非接触型通信技术。NFC是下一代短程通信技术，其由于具有相对优秀的安全性能并且不需要在设备之间进行单独的设置(与蓝牙方法不同)而受到关注。
电力传送器130可以使用磁谐振型方法向电力接收器220无线地传送电力，并且特别地，当使用符合无线电力联盟(A4WP)标准的谐振型无线电力传输方法时，使用用于电力传输的6.78MHz的频率。磁谐振型方法是如下方法：在包括感应线圈和谐振线圈的电力传送器130中谐振的交流电磁能被包括与电力传送器130相同的感应线圈和谐振线圈的电力接收器220接收。在此，电力传送器130和电力接收器220的谐振线圈的阻抗值和电感器-电容器(LC)谐振频率应当彼此匹配。
控制器140可以用于控制用于无线充电和短程通信两者的传送装置100的通信传送器120、电力传送器130等。同时，控制器140可以使用单个微型计算机来配置，但是本发明不限于此。通信传送器120和电力传送器130中的每一个可以包括独立的控制器。此外，根据产品设计，控制器140可以使用微处理器单元(MPU)、应用处理器(AP)、中央处理单元(CPU)、数字信号处理器(DSP)等来配置。
在此，用于无线充电和短程通信两者的传送装置100的控制器140可以使用电力传送器130与电力接收器220之间的通信协议来感测接收装置200-1和接收装置200-3的电力接收器220，并且可以使用通信传送器120与通信接收器210之间的通信协议来感测接收装置200-1和接收装置200-2的通信接收器210。
此外，控制器140可以控制供应至电力传送器130或通信传送器120中的每一个的电力，并且启用或禁用电力传送器130或通信传送器120。在此，控制器140可以通过软件而非物理开关控制供应至电力传送器130或通信传送器120中的每一个的电力。例如，控制器140可以通过将供应至电力传送器130或通信传送器120的电力减小到接近0来禁用电力传送器130或通信传送器120。
然而，本发明不限于此。根据另一实施方式，控制器140可以通过接通或关断晶闸管(例如硅控整流器(SCR)和用于交流电的三极管(TRIAC))或者晶体管(例如双极结型晶体管(BJT)和场效应晶体管(FET))来启用或禁用电力传送器130或通信传送器120。
特别地，用于无线充电和短程通信两者的传送装置100可以被控制为在第一模式与第二模式之间重复地切换，在所述第一模式下，电力传送器130被启用并且通信传送器120被禁用，在所述第二模式下，通信传送器120被启用并且电力传送器130被禁用，当感测到电力接收器220时保持第一模式，并且当感测到通信接收器210时保持第二模式。
在此，当在用于无线充电和短程通信两者的传送装置100保持第一模式或第二模式的情况下电力接收器220和通信接收器210均没有被感测到时，用于无线充电和短程通信两者的传送装置100可以被控制为再次在第一模式与第二模式之间重复地切换。同时，因为感测电力接收器220或通信接收器210需要一定量的时间，所以可以优选地将在第一模式与第二模式之间重复发生切换的周期设置为300ms或更长。
接收装置200-1至200-3中的每一个包括通信接收器210和电力接收器220中的一个或两者。在此，通信接收器210可以通过使用13.56MHz的频率的NFC型方法来接收信息，并且电力接收器220可以通过使用6.78MHz的频率的磁谐振型方法来接收电力。同时，接收装置200-1至200-3中的每一个可以是智能电话、功能电话、个人数字助理(PDA)、便携式计算机、平板个人计算机(PC)、平板电话(即包括平板电脑功能的智能电话)等。
根据实施方式的用于无线充电和短程通信两者的传送装置100与包括通信接收器210和电力接收器220两者的接收装置200-1、仅包括通信接收器210的接收装置200-2、以及仅包括电力接收器220的接收装置200-3兼容。在此，当接收装置200-1的通信接收器210和电力接收器220两者均被启用时，即，当感测到通信接收器210和电力接收器220两者时，用于无线充电和短程通信两者的传送装置100可以设置通信接收器210与电力接收器220之间的哪个应当具有优先级。同时，根据实施方式的用于无线充电和短程通信两者的传送装置100可以以其上可以布置接收装置200-1至200-3的焊盘的形式来配置，但是本发明不限于此。
图2是示出根据实施方式的用于无线充电和短程通信两者的传送装置的详细配置的框图。
参照图2，根据实施方式的用于无线充电和短程通信两者的传送装置100可以包括：天线单元110，其包括短程通信天线111和无线充电天线112；通信传送器120，其被配置为向通信接收器(未示出)无线地传送信息；电力传送器130，其被配置为向电力接收器(未示出)无线地传送电力；控制器140，其被配置为控制通信传送器120和电力传送器130；以及电力转换器150，其被配置为转换从电源160接收的电力并且将经转换的电力传送至电力传送器130。
在此，天线单元110的短程通信天线111和无线充电天线112可以布置在软磁屏蔽构件上。同时，尽管在附图中短程通信天线111被布置在无线充电天线112内部，但是本发明不限于此，并且短程通信天线111也可以被布置在无线充电天线112外部。此外，电源160可以向电力转换器150提供具有预定频率的交流电力，并且电力转换器150可以用于将交流电力转换为电压或电流。
图3和图4是示出根据比较例的操作用于无线充电和短程通信两者的传送装置的方法的流程图。
参照图3，初始化并且启用用于无线充电和短程通信两者的现有传送装置的电力传送器(S110)，并且感测存在于电力传送器的传输范围内的电力接收器(S120)。在此，电力传送器可以周期性地传送消息，然后感测关于该消息的响应信号，以检查电力接收器在电力传送器的传输范围内是否存在。
在此，当没有感测到电力接收器时，用于无线充电和短程通信两者的传送装置从待命状态(S130)返回至感测电力接收器的操作(S120)。当感测到电力接收器时，用于无线充电和短程通信两者的传送装置进行到确定对应的电力接收器是否是谐振型(S140)。然后，当对应的电力接收器不是谐振型时，用于无线充电和短程通信两者的传送装置返回至感测电力接收器的操作(S120)，并且当对应的电力接收器是谐振型时开始无线地传送电力(S150)。
参照图4，类似于电力传送器，初始化并且启用通信传送器(S210)，并且感测通信传送器的传输范围内的通信接收器(S220)。在此，通信传送器可以周期性地传送消息，然后感测关于该消息的响应信号，以检查通信接收器在通信传送器的传输范围内是否存在。
在此，当没有感测到通信接收器时，用于无线充电和短程通信两者的传送装置从待命状态(S230)返回至感测通信接收器的操作(S220)。当感测到通信接收器时，用于无线充电和短程通信两者的传送装置进行到确定对应的通信接收器是否使用NFC型方法(S240)。然后，当对应的通信接收器不使用NFC型方法时，用于无线充电和短程通信两者的传送装置返回至感测通信接收器的操作(S220)，并且当对应的通信接收器使用NFC型方法时开始无线地传送信息(S250)。
同时，6.78MHz的频率用于符合A4WP标准的谐振型无线电力传输方法的电力传输。因为用于谐振型无线电力传输的能量的量相对大，所以电力传输对于使用作为用于电力传输的频率的两倍的频率(13.56MHz)来传送数据的NFC型通信具有很大影响。因此，当电力传送器和通信传送器同时操作时，由无线充电天线产生的信号可能干扰由短程通信天线产生的信号，并且在其中存在于通信传送器的传输范围内的通信接收器接收数据的过程中可能出现错误。因此，优选的是，当用于无线充电和短程通信两者的传送装置正在执行NFC型通信时，停止谐振型无线电力传输。
图5是示出根据实施方式的操作用于无线充电和短程通信两者的传送装置的方法的流程图。
参照图5，在根据实施方式的用于无线充电和短程通信两者的传送装置被初始化(S310)并且被设置为处于其中电力传送器被启用并且通信传送器被禁用的第一模式(S321)之后，用于无线充电和短程通信两者的传送装置可以感测在电力传送器的传输范围内的电力接收器(S331)。在此，电力传送器可以周期性地传送消息，然后感测关于该消息的响应信号，以检查电力接收器在电力传送器的传输范围内是否存在。
在此，用于无线充电和短程通信两者的传送装置可以在感测到电力接收器时开始无线地传送电力(S341)，可以在没有感测到电力接收器时被设置为处于其中通信传送器被启用并且电力传送器被禁用的第二模式(S322)，然后可以感测存在于通信传送器的传输范围内的通信接收器(S332)。在此，通信传送器可以周期性地传送消息，然后感测关于该消息的响应信号，以检查通信接收器在通信传送器的传输范围内是否存在。
在此，用于无线充电和短程通信两者的传送装置在感测到通信接收器时开始无线地传送信息(S342)，并且在没有感测到通信接收器时返回至第一模式(S321)。即，根据实施方式的用于无线充电和短程通信两者的传送装置可以被控制为当电力接收器和通信接收器两者均未被感测到时在第一模式(S321)与第二模式(S322)之间重复地切换，当感测到电力接收器时保持第一模式(S321)，并且当感测到通信接收器时保持第二模式(S322)。
此外，当在无线电力传输(S341)期间检查电力接收器是否已经离开电力传输器的传输范围(S351)，并且结果确认电力接收器已经离开时，用于无线充电和短程通信两者的传送装置可以被控制为再次在第一模式(S321)与第二模式(S322)之间重复地切换。同样地，当在无线信息传输(S342)期间检查通信接收器是否已离开通信传送器的传输范围(S352)，并且结果确认通信接收器已经离开时，用于无线充电和短程通信两者的传送装置可以被控制为再次在第一模式(S321)与第二模式(S322)之间重复地切换。
同时，根据实施方式的用于无线充电和短程通信两者的传送装置可以在一秒或更短的短周期内在第一模式(S321)与第二模式(S322)之间切换。因此，在初始化(S310)之后，用于无线充电和短程通信两者的传送装置也可以被设置为处于第二模式(S322)而不是第一模式(S321)。
图6是示出根据另一实施方式的操作用于无线充电和短程通信两者的传送装置的方法的流程图。
参照图6，根据另一实施方式的用于无线充电和短程通信两者的传送装置可以被初始化(S410)，可以被设置为处于其中电力传送器被启用并且通信传送器被禁用的第一模式(S421)，然后可以感测存在于电力传送器的传输范围内的电力接收器(S431)。在此，电力传送器可以周期性地传送消息，然后感测关于该消息的响应信号，以检查电力接收器在电力传送器的传输范围内是否存在。
在此，当感测到电力接收器时，用于无线充电和短程通信两者的传送装置确定感测到的电力接收器是否是谐振型(S441)。当感测到的电力接收器是谐振型时，用于无线充电和短程通信两者的传送装置开始向对应的电力接收器无线地传送电力(S451)。当感测到的电力接收器不是谐振型时，用于无线充电和短程通信两者的传送装置重复地执行感测电力接收器的过程(S431)，并且当不是谐振型的电力接收器被连续感测预定次数时用于无线充电和短程通信两者的传送装置切换至第二模式(S443至S444)。
当没有感测到电力接收器时，用于无线充电和短程通信两者的传送装置可以被设置为处于其中通信传送器被启用并且电力传送器被禁用的第二模式(S422)，并且可以感测存在于通信传送器的传输范围内的通信接收器(S432)。在此，通信传送器可以周期性地传送消息，然后感测关于该消息的响应信号，以检查通信接收器在通信传送器的传输范围内是否存在。
在此，当感测到通信接收器时，用于无线充电和短程通信两者的传送装置确定感测到的通信接收器是否使用NFC型方法(S442)。当感测到的通信接收器使用NFC型方法时，用于无线充电和短程通信两者的传送装置开始向对应的通信接收器传送信息(S452)。当感测到的通信接收器不使用NFC型方法时，用于无线充电和短程通信两者的传送装置重复地执行感测通信接收器的过程(S432)，并且当不使用NFC型方法的通信接收器被连续感测预定次数时用于无线充电和短程通信两者的传送装置切换至第一模式(S445至S446)。
当没有感测到通信接收器时，用于无线充电和短程通信两者的传送装置返回至第一模式(S421)。即，根据实施方式的用于无线充电和短程通信两者的传送装置可以被控制为当在电力接收器和通信接收器均未被感测到时在第一模式(S421)与第二模式(S422)之间重复地切换，当感测到电力接收器时保持第一模式(S421)，并且当感测到通信接收器时保持第二模式(S422)。
此外，当在无线电力传输(S451)期间检查电力接收器是否已经离开电力传送器的传输范围(S461)，并且结果确认电力接收器已经离开时，用于无线充电和短程通信两者的传送装置可以被控制为再次在第一模式(S421)与第二模式(S422)之间重复地切换。同样地，当在无线信息传输(S452)期间检查通信接收器是否已经离开通信传送器的传输范围(S462)，并且结果确认通信接收器已经离开时，用于无线充电和短程通信两者的传送装置可以被控制为再次在第一模式(S421)与第二模式(S422)之间重复地切换。
按照根据上述实施方式的用于无线充电和短程通信两者的传送装置，感测电力接收器或通信接收器，然后选择性地操作与电力接收器或通信接收器对应的电力传送器或通信传送器，使得防止了当电力传送器和通信传送器同时操作时发生的通信错误，并且减少了不必要的电力浪费。
本文使用的术语“单元”是指诸如专用集成电路(ASIC)和现场可编程门阵列(FPGA)的软件元件或硬件元件，并且“单元”执行某些任务。然而，“单元”不限于软件或硬件。“单元”可以被配置为在可寻址存储介质中或者可以被配置为操作一个或更多个处理器。因此，例如，“单元”可以包括诸如软件元件、面向对象的软件元件、类元件和任务元件的元件、过程、函数、属性、过程、子例程、程序代码段、驱动器、固件、微代码、电路、数据、数据库、表、数组、变量等。
以上参照本发明的优选实施方式描述了本发明，但是本发明不限于此。本发明所属领域的普通技术人员应当理解，在不脱离所附权利要求中描述的本发明的技术精神的范围内，可以以各种方式修改和改变本发明。

Claims (10)

1.一种用于无线充电和短程通信两者的传送装置，所述传送装置包括：
电力传送器，其被配置为向电力接收器无线地传送电力；
通信传送器，其被配置为向通信接收器无线地传送信息；以及
控制器，其被配置为控制所述传送装置在第一模式与第二模式之间选择性地切换，在所述第一模式下，所述电力传送器被启用并且所述通信传送器被禁用，在所述第二模式下，所述通信传送器被启用并且所述电力传送器被禁用，
其中，当感测到所述电力接收器时，所述控制器切换至所述第一模式，并且当感测到所述通信接收器时，所述控制器切换至所述第二模式，
其中，当感测到所述电力接收器时，在所述电力接收器是谐振型的情况下，所述控制器将电力传送至对应的电力接收器，而在所述电力接收器不是谐振型的情况下，所述控制器执行重复感测电力接收器的过程，当不是谐振型的所述电力接收器被连续感测预定次数时，所述控制器控制所述传送装置切换至所述第二模式，以及
其中，当感测到所述通信接收器时，在所述通信接收器使用近场通信NFC型方法的情况下，所述控制器向对应的通信接收器传送信息，而在所述通信接收器不使用NFC型方法的情况下，所述控制器执行重复感测通信接收器的过程，当不使用NFC型方法的所述通信接收器被连续感测预定次数时，所述控制器控制所述传送装置切换至所述第一模式。
2.根据权利要求1所述的传送装置，其中，当感测到所述通信接收器和所述电力接收器两者时，所述控制器设置哪一个接收器应该具有优先级。
3.根据权利要求1所述的传送装置，其中，所述控制器通过所述电力传送器与所述电力接收器之间的协议或所述通信传送器与所述通信接收器之间的协议是否被连接来感测所述电力接收器或所述通信接收器。
4.根据权利要求3所述的传送装置，其中，所述控制器通过传送至所述电力接收器或所述通信接收器的消息之后的响应信号来感测所述电力接收器或所述通信接收器。
5.根据权利要求4所述的传送装置，其中，所述控制器将关于所述电力接收器的响应信号等待时间和关于所述通信接收器的响应信号等待时间设置为不同。
6.根据权利要求1所述的传送装置，其中，所述控制器通过接通或关断晶闸管或晶体管来控制所述传送装置在所述第一模式与所述第二模式之间选择性地切换。
7.根据权利要求1所述的传送装置，还包括连接至所述通信传送器的短程通信天线和连接至所述电力传送器的无线充电天线。
8.根据权利要求7所述的传送装置，其中，所述短程通信天线和所述无线充电天线布置在软磁屏蔽构件上。
9.根据权利要求8所述的传送装置，其中，所述短程通信天线布置在所述无线充电天线内部。
10.根据权利要求1所述的传送装置，其中，所述控制器在所述第一模式与所述第二模式之间重复地切换，当感测到所述电力接收器时保持所述第一模式，当感测到所述通信接收器时保持所述第二模式，并且当在保持所述第一模式或所述第二模式的情况下所述电力接收器和所述通信接收器均没有被感测到时，再次在所述第一模式与所述第二模式之间重复地切换。
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