CN107078554A - 无线感应功率传输 - Google Patents

无线感应功率传输 Download PDF

Info

Publication number
CN107078554A
CN107078554A CN201580059857.3A CN201580059857A CN107078554A CN 107078554 A CN107078554 A CN 107078554A CN 201580059857 A CN201580059857 A CN 201580059857A CN 107078554 A CN107078554 A CN 107078554A
Authority
CN
China
Prior art keywords
measurement
power
signal
inductor
time
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201580059857.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107078554B (zh
Inventor
N.F.乔耶
K.J.鲁洛夫斯
A.范瓦根宁根
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips Electronics NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koninklijke Philips Electronics NV filed Critical Koninklijke Philips Electronics NV
Publication of CN107078554A publication Critical patent/CN107078554A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107078554B publication Critical patent/CN107078554B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J5/00—Circuit arrangements for transfer of electric power between ac networks and dc networks
    • H02J5/005—
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H02J50/12—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/80—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving the exchange of data, concerning supply or distribution of electric power, between transmitting devices and receiving devices
    • H02J7/025—
    • H04B5/24—
    • H04B5/72—
    • H04B5/79—
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/18—Phase-modulated carrier systems, i.e. using phase-shift keying
    • H04L27/22—Demodulator circuits; Receiver circuits
    • H04L27/233—Demodulator circuits; Receiver circuits using non-coherent demodulation
    • H04L27/2338—Demodulator circuits; Receiver circuits using non-coherent demodulation using sampling

Abstract

一种功率发射器（101）使用无线感应功率传输信号向功率接收器（105）提供功率传输。该功率发射器（101）包括在应用电压驱动信号时生成功率传输信号的电感器（103）。测量单元（311）执行电感器（103）的电流或电压的测量。以相对于与电压驱动信号同步的参考信号的时间偏移执行这些测量。适配器（313）可以改变该时间偏移以便确定最优测量定时偏移，该最优测量定时偏移导致反映对于功率传输信号的不同调制负载的测量的差异度量的最大解调深度。解调器（309）于是从具有设置为最优测量定时偏移的时间偏移的测量中解调感应载波信号的负载调制。在一些场景中，可以改变测量的定时和持续时间二者。该方法改善了通信可靠性。

Description

无线感应功率传输
技术领域
本发明涉及感应功率传输，特别地但非排他性地，涉及一种提供使用与Qi规范兼容的元件的感应功率传输系统的功率发射器。
背景技术
使用中的便携式和移动设备的数量和种类在过去十年迅猛增长。例如，移动电话、平板计算机、媒体播放器等的使用已经变得无处不在。这样的设备通常由内部电池供电，并且典型的使用场景经常要求对电池再充电或者从外部电源对设备直接有线供电。
大多数当今的系统要求从外部电源对接线和/或显式的电触点供电。然而，这往往不切实际，并且要求用户物理地插入连接器或者以其他方式建立物理电气接触。它也通过引入导线长度而往往对用户来说是不方便的。典型地，功率要求也显著不同，并且当前大多数设备设有其自身的专用电源，导致典型的用户具有大量不同的电源，每个电源专用于特定设备。尽管内部电池的使用可以避免使用期间到电源的有线连接的需求，但是这仅仅提供了部分解决方案，因为电池将需要再充电（或者替换，这是昂贵的）。电池的使用也可能大幅增加重量并且潜在地增大设备的成本和尺寸。
为了提供显著改善的用户体验，已经提出了使用无线电源，其中功率从功率发射器设备中的发射器线圈感应传输至各设备中的接收器线圈。
经由磁感应的功率发射是一种公知的概念，通常应用在变压器中，在初级发射器线圈与次级接收器线圈之间具有紧耦合。通过在两个设备之间分离初级发射器线圈和次级接收器线圈，这些设备之间的无线功率传输基于松耦合变压器的原理而变得可能。
这样的布置允许到设备的无线功率传输而无需进行任何导线或者物理电气连接。事实上，它可以简单地允许将设备置于发射器线圈邻近或者之上以便从外部对其再充电或者供电。例如，功率发射器设备可以布置成具有水平表面，设备可以简单地置于该表面上以便对其供电。
此外，这样的无线功率传输布置可以有利地设计成使得功率发射器设备可以与一系列功率接收器设备一起使用。特别地，定义了并且当前正在进一步开发称为Qi标准的无线功率传输标准。该标准允许满足Qi标准的功率发射器设备与也满足Qi标准的功率接收器设备一起使用，这些设备不必来自同一制造商或者不必专用于彼此。Qi标准进一步包括用于允许操作适配于特定功率接收器设备（例如取决于特定功率耗用）的一些功能。
Qi标准由无线功率联盟开发，并且更多的信息可以例如在其网站：http://www.wirelesspowerconsortium.com/index.html上找到，其中特别地可以找到已定义的标准文档。
Qi无线功率标准描述了功率发射器必须能够向功率接收器提供有保证的功率。需要的特定功率水平取决于功率接收器的设计。为了规定有保证的功率，定义了一组测试功率接收器和负载条件，其描述了用于每个条件的有保证的功率水平。
Qi标准定义了兼容设备必须满足的各种各样的技术要求、参数和操作过程。
通信
Qi标准支持从功率接收器到功率发射器的通信，从而使得功率接收器能够提供可以允许功率发射器适配于特定功率接收器的信息。在当前标准下，定义了从功率接收器到功率发射器的单向通信链路，并且该方法基于功率接收器是控制元件的理念。为了准备和控制功率发射器与功率接收器之间的功率传输，功率接收器具体地向功率发射器传送信息。
单向通信通过功率接收器执行负载调制而实现，其中由功率接收器应用到次级接收器线圈的加载被改变以便提供功率信号的调制。所产生的电气特性的变化（例如电流消耗的变动）可以被功率发射器检测和解码（解调）。
因此，在物理层，从功率接收器到功率发射器的通信信道使用功率信号作为数据载波。功率接收器对负载调制，其通过发射器线圈电流或电压的幅度和/或相位的变化而被检测到。数据以字节和分组进行格式化。
更多的信息可以在Qi无线功率规范（版本1.0）的第1部分第6章中找到。
尽管Qi使用了单向通信链路，但是已经提出了引入从功率发射器到功率接收器的通信。
系统控制
为了控制无线功率传输系统，Qi标准规定了系统可能在操作的不同时间所处的数个阶段或者模式。更多的细节可以在Qi无线功率规范（版本1.0）的第1部分第5章中找到。
系统可以处于以下阶段：
选择阶段
该阶段是系统未使用时，即在功率发射器与功率接收器之间不存在耦合（即没有功率接收器靠近功率发射器放置）时的典型阶段。
在选择阶段，功率发射器可以处于待机模式，但是将感测以便检测可能的物体存在。类似地，接收器将等待功率信号的存在。
Ping阶段
如果例如由于电容变化，发射器检测到可能的物体存在，那么系统进入ping阶段，其中功率发射器（至少间歇地）提供功率信号。该功率信号由功率接收器检测到，该功率接收器继而向功率发射器发送初始包。具体地，如果功率接收器存在于功率发射器的接口上，那么功率接收器将初始信号强度分组传送至功率发射器。该信号强度分组提供功率发射器线圈与功率接收器线圈之间的耦合程度的指示。该信号强度分组由功率发射器检测。
识别与配置阶段
功率发射器和功率接收器然后进入识别与配置阶段，其中功率接收器至少传送标识符和所需功率。信息通过负载调制在多个分组中传送。功率发射器在识别与配置阶段期间维持恒定的功率信号以便允许负载调制被检测到。具体地，功率发射器为此目的提供具有恒定幅度、频率和相位（除了负载调制造成的变化之外）的功率信号。
在准备实际的功率传输中，功率接收器可以应用接收的信号以对其电子器件上电，但是它保持其输出负载断开。功率接收器将分组传送至功率发射器。这些分组包括强制性消息，例如识别与配置分组，或者可以包括一些已定义的可选消息，例如扩展的识别分组或者功率保持关闭（hold-off）分组。
功率发射器继而依照从功率接收器接收的信息配置功率信号。
功率传输阶段
系统然后进入功率传输阶段，其中功率发射器提供所需的功率信号，并且功率接收器连接输出负载以便向其供应接收的功率。
在此阶段期间，功率接收器监视输出负载条件，并且具体地它测量某个操作点的实际值与希望值之间的控制误差。它以例如每250毫秒的最小速率在控制误差消息中将这些控制误差传送至功率发射器。这向功率发射器提供了功率接收器持续存在的指示。此外，控制误差消息用来实现闭环功率控制，其中功率发射器适配功率信号以便最小化报告的误差。具体地，如果操作点的实际值等于希望值，那么功率接收器传送具有零值的控制误差，导致功率信号没有变化。在功率接收器传送不同于零的控制误差的情况下，功率发射器将相应地调节功率信号。
Qi起初定义用于被看作具有小于5W的功率耗用的设备的低功率设备的无线功率传输。落入该标准的范围内的系统使用两个平面线圈之间的感应耦合以便将功率从功率发射器传输至功率接收器。这两个线圈之间的距离典型地为5 mm。
然而，工作正在进行以增大可用功率，并且特别地，该标准正扩展到中等功率设备，这些设备是具有超过5W的功率耗用的设备。其他工作正在进行以便将线圈之间的距离扩展到例如40 mm。
如所提及的，Qi标准支持从功率接收器到功率发射器的通信，并且这用来使得功率接收器能够将功率要求传送至功率发射器，功率发射器然后可以使用所述功率要求设置生成的功率信号的特性。具体地，功率接收器可以将功率误差控制消息发射至功率发射器，并且功率发射器可以相应地控制发射的功率。因此，实现了功率控制。功率发射器典型地被布置成通过改变到用于发射器电感器的占空比或电源电压或者通过改变生成的功率传输信号的频率而调节发射的功率。由于发射器电感器和接收器电感器典型地为谐振或者容器（tank）电路的部分，频率的变化也将导致传输的功率的总体变化。
从功率接收器到功率发射器的通信通过功率接收器执行负载调制而实现，其中应用到功率接收器电感器的加载被改变以便提供功率信号的调制。所产生的电气特性的变化（例如流经初级线圈的电流的幅度的变动）可以被功率发射器检测和解调。
为了负载调制，从发射器电感器生成的功率传输信号相应地用作用于由在功率接收器处的功率传输信号的加载的变化所引入的负载调制的载波信号。为了提供改善的功率传输性能，通信可靠性当然有必要尽可能高，并且具体地比特或消息错误率有必要最小化。然而，负载调制性能取决于许多不同的操作特性和参数，所述操作特性和参数包括例如功率传输信号的频率、用于负载调制的不同负载的特定负载值等等。
为了最优化通信性能，在N.Y. Kim, S.-W. Yoon, and C.-W. Kim, “Frequency-agile load-modulated magnetic resonance wireless power transfer system forreliable near-field in-band signaling,” Electronic Letters, vol. 49, no. 24.,pp. 1558-1559, November 21, 2013中已经提出实现一种频率跟踪系统，该系统在负载调制时将载波信号设置为一定频率，该频率最优化被测量为功率接收器的不同负载的电压幅度差异的调制深度。
然而，已经发现，这种方法往往仍然导致次优性能，并且导致不利地影响功率传输性能的通信错误。此外，基于通信考虑对功率传输信号频率的调节典型地对于高效的功率传输系统而言是不切实际的或者不可行的，在高效的功率传输系统中，经常需要最优化频率和/或动态地改变频率以便提供希望的功率传输性能和特性。
因此，一种改善的功率传输方法将是有利的。特别地，一种允许改善操作、改善功率传输、提高灵活性、促进实施、便于操作、改善通信、降低尤其是负载调制的通信错误、改善功率控制和/或改善性能的方法将是有利的。尤其是，在许多场景中，在功率接收器与功率发射器线圈之间的增大的距离处使得能够实现可靠的通信将是有利的，因为降低的耦合很可能导致较低的解调深度。
发明内容
因此，本发明寻求单独地或者以任意组合而优选地减轻、缓解或者消除上面提到的缺点中的一个或多个。
依照本发明的一个方面，提供了一种用于使用无线感应功率传输信号向功率接收器提供功率传输的功率发射器，该功率发射器包括：发射器电感器，用于响应于应用到发射器电感器和包括发射器电感器的谐振电路中的至少一个的电压驱动信号生成用于负载调制的感应载波信号；测量单元，布置成针对与该电压驱动信号同步的参考信号的周期，对于发射器电感器执行电感器电流和电感器电压中的至少一个的第一测量，每个第一测量跨一定测量时间间隔，该测量时间间隔是参考信号的周期时段的子集并且具有相对于参考信号的第一时间偏移；适配器，用于改变第一时间偏移并且对于变化的第一时间偏移检测最优测量定时偏移，该最优测量定时偏移对于反映对于感应载波信号的不同调制负载的第一测量的差异度量的解调深度导致最大解调深度；以及解调器，用于从具有设置为最优测量定时偏移的第一时间偏移的第一测量解调感应载波信号的负载调制。
本发明可以提供改善的通信和/或改善的功率传输。在许多实施例中，它可以降低从功率接收器到功率发射器的负载调制通信的错误率。该方法特别地可以改善功率控制误差的通信可靠性，从而导致更精确的功率传输控制。
第一测量典型地可以在参考信号的每个周期中执行至少一次，或者例如在一些实施例中可以仅仅对于参考信号的各周期的子集执行。
参考信号可以通过具有相同的频率和固定的时间或者相位偏移并且在许多场景中具有零度或者时间偏移而与功率传输信号同步。
调制深度或者解调深度可以是用于负载调制的第一负载状态的第一测量的结果与用于负载调制的第二负载状态的第一测量的结果之间的差异。在许多实施例中，负载调制可以通过接收器在用于负载调制的两个负载状态之间切换（诸如例如通过连接和断开跨功率接收器的接收电感器的电容器）而执行。在这样的情况下，解调深度可以是从两个负载状态所产生的第一测量的差异。解调深度可以被测量为绝对值或者相对值，诸如例如用于所述两个负载状态的测量值之间的比值。解调深度的确定可以包括低通滤波和/或平均。例如，解调深度可以通过比较用于不同负载状态的第一测量的低通滤波版本而生成，或者可以例如通过对从用于不同负载状态的第一测量生成的解调深度值进行低通滤波而生成。
将领会的是，可以使用用于功率传输信号的不同调制负载的第一测量的任何差异度量。差异度量具体地可以反映用于与不同负载调制数据符号对应的不同调制负载的平均解调软判决值之间的差异。在许多实施例中，差异度量可以是用于不同调制负载的电感器电压或者电感器电流的平均或者低通滤波值之间的差异的指示。
在许多实施例中，数据符号可以直接与负载状态对应。在其他实施例中，数据符号可以由负载状态序列形成。在一些实施例中，解调深度可以通过用于所述序列或者模式的测量值的组合差异确定，即，解调深度可以反映用于不同数据符号的组合测量值的差异。
最优测量定时偏移反映了/是已为其确定/检测最大解调深度的定时偏移的值。
负载调制的解调可以取决于应用的特定负载调制，并且特别地可以取决于每个负载状态是否与数据符号对应或者数据符号是否由多个负载状态表示。在许多实施例中，第一测量可以与用于可能的负载调制数据符号/负载状态的期望值相比较，并且可以选择第一测量与期望值之间的差异度量最小化的负载调制数据符号/负载状态。
因此，在一些实施例中，解调器可以被布置成将第一测量与用于可能的负载调制数据符号的期望值相比较，并且将解调的数据符号确定为第一测量与期望值之间的差异度量最小的负载调制数据符号。
解调器具体地可以被布置成控制测量单元以便在相对时间偏移等于最优测量时间偏移的情况下执行第一测量。
适配器可以被布置成动态地检测最优测量定时偏移。适配器可以被布置成动态地改变第一时间偏移并且检测最优测量定时偏移，并且具体地以具有小于10分钟、5分钟、1分钟、10秒钟、1秒钟或者0.5秒钟的时段的用于第一时间偏移的更新速率（具体地与新检测的最优测量定时偏移对应）。
适配器可以被布置成在操作期间，并且具体地在（从功率发射器到功率接收器的）功率传输期间或者与功率传输同时地和/或利用负载调制的解调（动态地）改变第一时间偏移并且检测最优测量定时偏移。适配器可以被布置成通过检测测量的解调深度的最大值来检测最大解调深度，测量的解调深度响应于用于第一调制负载的至少一个第一度量与用于第二调制负载（不同于第一调制负载）的至少一个第一度量的比较而被确定。
参考信号是具有与电压驱动信号同步的变动的变化的信号。由此，电压驱动信号与参考信号之间的同步可以是信号中的重复之间的固定时间偏移。可以从与参考信号的每个周期/重复中的给定事件对应的时刻到与用于第一测量的给定事件对应的时刻测量第一时间偏移。具体地，可以从参考信号在一定周期中的过零点、（例如绝对）最小值或者（例如绝对）最大值到测量间隔的起始、中点或者端点测量第一时间偏移。
感应载波信号可以提供电磁信号，该电磁信号可以由功率接收器进行负载调制，使得功率接收器处的负载变动可以造成用于发射器电感器的电感器电流和/或电压的变动。
在一些实施例中，感应载波信号可以是无线感应功率传输信号，并且除了提供用于负载调制的载波之外还可以向功率接收器（包括向功率接收器支持的任何负载）提供功率。在一些实施例中，感应载波信号和无线感应功率传输信号可以是不同的信号。在这样的场景中，无线感应功率传输信号可以为功率接收器的加载提供功率，而感应载波信号可以仅仅为负载调制提供功率，和/或可能地为向功率接收器的一些或全部控制功能供电提供功率。
在其中功率传输信号和感应载波信号不是相同的信号的实施例中，这两个信号可以由同一电感器生成（即，发射器电感器可以既用作通信电感器又用作功率传输电感器）。在其他实施例中，这两个信号可以由不同的电感器生成，即，功率发射器（以及典型地功率接收器）可以包括单独的功率传输和通信电感器。
解调器可以被布置成与对负载调制符号解调独立地从具有设置为相同最优测量定时偏移的第一时间偏移的第一测量解调感应载波信号的负载调制。最优测量定时偏移通常独立于负载调制，并且对于不同的调制负载并不被依赖地改变。用于解调的第一时间偏移对于多个不同的负载调制符号可以是相同的。
依照本发明的一个可选的特征，适配器被布置成改变测量时间间隔的持续时间以便确定导致最大解调深度的最优测量持续时间；并且解调器被布置成从具有与最优测量持续时间对应的测量时间间隔的持续时间的第一度量解调负载调制。
这在许多场景和实施例中可以改善性能。特别地，它在许多场景中可以导致比特错误减少，和/或可以提供改善的功率传输。
在一些实施例中，可以相对于持续时间对解调深度进行归一化。在许多实施例中，可以将解调深度确定为相对解调深度，诸如例如确定为对于不同负载调制数据符号或者负载状态中的每一个的第一测量的低通滤波值之间的比值。
在一些实施例中，适配器被布置成改变测量时间间隔的持续时间以便确定导致最大信噪比的最优测量持续时间；并且解调器可以被布置成从具有设置为该最优测量持续时间的测量时间间隔的持续时间的第一度量解调负载调制。
适配器可以被布置成改变测量时间间隔的持续时间以便对于变化的持续时间确定最优测量持续时间，该最优测量持续时间（对于反映对于感应载波信号的不同调制负载的第一测量的差异度量的解调深度）导致最大解调深度。解调器于是可以被布置成从具有与最优测量持续时间（具体地，对于其而言检测到（测量的）最大解调深度）对应的测量时间间隔的持续时间的第一度量解调负载调制。
最优测量持续时间反映了/是已为其确定最大解调深度的测量持续时间的值。
在许多实施例中，每个第一测量是电感器电流和电感器电压中的至少一个的采样。
这在许多实施例中可以改善性能和/或促进操作。该方法例如特别适合于解调器和/或适配器的数字实现，诸如在微控制器或者信号处理器中实现。
在许多场景中，基于相对于解调深度的最优化的采样时刻的解调可以提供特别有利且可靠的解调。
依照本发明的一个可选的特征，适配器被布置成实现控制环，该控制环被布置成响应于从具有最优测量定时偏移的第一时间偏移的第一测量确定的测量的解调深度而动态地适配最优测量定时偏移。
控制环可以通过检测从第一测量导出的测量的解调深度的最大值而检测最优测量定时偏移。各第一测量中的至少一些的定时，即第一时间偏移，可以被设置为该最优测量定时偏移。
在控制环中，适配器使用的各第一测量中的至少一些的第一时间偏移可以通过评估从各第一测量确定的测量的解调深度来确定。
在一些实施例中，可以确定差异信号，该差异信号反映从具有最优测量定时偏移的第一时间偏移的各第一测量导出的第一测量的解调深度与从具有不同于最优测量定时偏移的第一时间偏移的各第一测量导出的第二测量的解调深度之间的差异。于是可以响应于该差异来确定最优测量定时偏移。
可以动态地改变用来确定第二解调深度的第一测量的第一时间偏移。在一些实施例中，用于各第一测量的第一时间偏移的第一时间偏移可以具有相对于最优测量定时偏移的固定时间偏移。
在许多实施例中，该方法可以允许改善性能，尤其是改善通信可靠性并且允许较少的解调错误。控制环可以允许动态（且经常连续地）适配当前操作条件。因此，它可以使解调、并且具体是解调所根据的测量的定时适配于例如频率、加载以及功率发射器与功率接收器之间的耦合的动态变化。
依照本发明的一个可选的特征，各第一测量是关于电感器电流的，并且测量单元进一步被布置成针对参考信号的周期，执行电感器电压的第二测量，每个第二度量处于第二测量时间间隔中，该第二测量时间间隔是参考信号的周期时段的子集并且具有相对于参考信号的第二时间偏移；适配器被布置成改变第二时间偏移以便确定第二最优测量定时偏移，该第二最优测量定时偏移对于反映对于感应载波信号的不同调制负载的第二测量的差异度量的解调深度导致第二最大解调深度；并且解调器被布置成基于具有设置为第二最优测量定时偏移的第二时间偏移的第二测量解调负载调制。
这在许多实施例中可以提供基本上更加精确和可靠的负载调制通信，并且特别是可以降低例如功率控制误差消息的比特错误率，从而改善功率传输适配和操作。
对于电压和电感器电流测量的单独的定时控制和最优化提供更精确的解调，并且基于本发明人的以下认识：解调深度的时间特性针对电感器电流和电感器电压大大改变。
将领会的是，可以使用对于功率传输信号的不同调制负载的第二测量的任何差异度量。差异度量具体地可以反映用于与不同负载调制数据符号对应的不同调制负载的平均解调软判决值之间的差异。在许多实施例中，差异度量可以是用于不同调制负载的电感器电压的平均或者低通滤波值之间的差异的指示。
依照本发明的一个可选的特征，测量单元被布置成以相对于参考信号的不同时间偏移生成电感器电流和电感器电压的第一测量，并且解调器被布置成从电感器电流和电感器电压的测量二者中解调负载调制。
这在许多实施例中可以提供基本上更加精确和可靠的负载调制通信，并且特别是可以降低例如功率控制误差消息的比特错误率，从而改善功率传输适配和操作。
对于电压和电感器电流测量的单独的定时控制和最优化提供更精确的解调，并且基于本发明人的以下认识：解调深度的时间特性针对电感器电流和电感器电压大大改变。
依照本发明的一个可选的特征，参考信号是电压驱动信号和用于生成电压驱动信号的开关电路的驱动信号中的一个。
这在许多实施例中可以提供改善的性能和/或改善的实现方式。
参考信号可以是开关信号，其控制诸如逆变器之类的驱动电路的开关，诸如以便生成电感器驱动信号。具体地，参考/驱动信号可以是提供给生成用于发射器电感器的电压信号的开关电路的驱动信号，该发射器电感器具有与开关电路相同的相位和频率。
在一些实施例中，参考信号可以是电感器的电压信号。参考信号可以具有与电感器的电压信号相同的频率和相位。
依照本发明的一个可选的特征，感应载波信号为功率传输信号。
这在许多场景中可以提供改善的和/或简化的操作。
依照本发明的一个可选的特征，功率发射器进一步包括被布置成基于功率传输属性选择功率传输信号的频率的功率传输适配器。
这在许多实施例中可以大大改善功率传输，并且具体地可以允许功率传输最优化和/或功率传输适配。功率传输信号的频率依赖于功率传输特性的方法可以出于通信的目的排除频率的最优化，并且可能导致操作频率以及因而功率传输信号在用作用于负载调制的载波时的特定特性的不确定性。所描述的方法通过以下方式减轻和补偿了这点：调节功率传输信号与用于负载调制解调的测量之间的相对定时和相位，使得它们对于系统当前选择的特定频率而言可以是最优化的。
所述方法可以提供对于希望的功率传输和通信设置的适配。
依照本发明的一个可选的特征，功率传输适配器被布置成响应于接收自功率接收器的功率控制消息而改变功率传输信号的频率。
该方法可以大大改善系统的性能，其中响应于来自功率接收器的功率控制消息而改变功率传输信号的功率。在这样的系统中，频率可以改变，并且结果负载调制定时特性也可以大大改变。因此，用于解调负载调制的测量的定时的适配、并且具体是动态适配可以改善通信。
依照本发明的一个可选的特征，功率传输适配器被布置成响应于感应载波信号的频率的变化而发起对于最优测量定时偏移的确定。
这可以允许改善性能，并且例如允许功率传输功率控制在不受通信要求损害的情况下操作，同时允许动态地适配和最优化通信性能。最优化和适配聚焦于其中可以认为特性最可能改变的情形，从而在保持复杂度和资源要求为低的同时允许高效的适配。
依照本发明的一个可选的特征，测量单元被布置成对于每个第一测量，在参考信号的同一周期内执行电感器电流和电感器电压中的至少一个的第二测量，该第二测量处于测量时间间隔中，所述测量时间间隔具有与用于第一测量的测量时间间隔对应的定时、但是具有相对于第一测量的测量时间间隔被半移动半个周期时段偏移的时间偏移；并且解调器被布置成从第一测量和第二测量二者中解调负载调制。
这在许多实施例中可以提供特别高效的操作和/或可靠的通信。
在一些实施例中，测量时间间隔的持续时间不超过参考信号的时间段/周期时段的一半。这在许多实施例中可以提供改善的性能。
依照本发明的一个可选的特征，第一测量是关于发射器电感器的电感器电流的。
这在许多实施例中可以提供改善的性能。特别地，它可以允许使电感器电流负载调制测量适配于与用于发射器电感器的电压驱动信号同步的参考信号，从而允许系统适配于依赖于负载调制负载状态的这些之间的相位变动。
依照本发明的一个可选的特征，第一测量是关于发射器电感器的电感器电压的。
这在许多实施例中可以提供改善的性能。特别地，它可以允许使电感器电压负载调制测量适配于与用于发射器电感器的电压驱动信号同步的参考信号，从而允许系统适配于依赖于负载调制负载状态的这些之间的相位变动。
依照本发明的一个可选的特征，适配器被布置成响应于对于感应载波信号的加载的变化的检测而发起对于最优测量定时偏移的确定。
这可以允许改善性能并且特别地在许多实施例中可以改善通信可靠性。以这种方式，最优化和适配可以聚焦于其中可以认为特性最可能改变的情形，从而在保持复杂度和资源要求为低的同时允许高效地适配。当功率信号的加载变化时，负载调制定时特性可能大大改变。因此，用于解调负载调制的测量的定时的适配、并且具体是动态适配可以改善通信。
依照本发明的一个可选的特征，适配器被布置成响应于对于功率发射器与功率接收器之间的耦合的变化的检测而发起对于最优测量定时偏移的确定。
这可以允许改善性能并且特别地在许多实施例中可以改善通信可靠性。以这种方式，最优化和适配可以聚焦于其中可以认为特性最可能改变的情形，从而在保持复杂度和资源要求为低的同时允许高效地适配。当功率发射器与功率接收器之间的耦合变化时，负载调制定时特性可能大大改变。因此，用于解调负载调制的测量的定时的适配、并且具体是动态适配可以改善通信。
依照本发明的一个方面，提供了一种用于功率发射器的操作的方法，该功率发射器被布置成使用无线感应功率传输信号向功率接收器提供功率传输，该方法包括：发射器电感器响应于应用到发射器电感器和包括发射器电感器的谐振电路中的至少一个的电压驱动信号生成用于负载调制的感应载波信号；针对与电压驱动信号同步的参考信号的周期，对于发射器电感器执行电感器电流和电感器电压中的至少一个的第一测量，每个第一测量跨一定测量时间间隔，该测量时间间隔是参考信号的周期时段的子集并且具有相对于参考信号的第一时间偏移；改变第一时间偏移并且对于变化的第一时间偏移检测最优测量定时偏移，该最优测量定时偏移对于反映对于感应载波信号的不同调制负载的第一测量的差异度量的解调深度导致最大解调深度；以及从具有设置为最优测量定时偏移的第一时间偏移的第一测量解调感应载波信号的负载调制。
本发明的这些和其他方面、特征和优点根据下文描述的（多个）实施例将是清楚明白的，并且将参照所述实施例进行阐述。
附图说明
本发明的实施例将仅仅通过示例的方式参照附图进行描述，在附图中
图1图示出依照本发明一些实施例的功率传输系统的元件的一个示例；
图2图示出依照本发明一些实施例的功率传输系统的元件的一个示例；
图3图示出依照本发明一些实施例的功率发射器的元件的一个示例；
图4图示出用于依照本发明一些实施例的功率发射器的半桥逆变器的元件的一个示例；
图5图示出用于依照本发明一些实施例的功率发射器的全桥逆变器的元件的一个示例；并且
图6图示出作为功率传输信号的频率的函数的功率传输系统的参数的一个示例；
图7-9图示出用于依照本发明一些实施例的功率传输系统的不同场景的功率发射器线圈的线圈电流的示例；
图10图示出依照本发明一些实施例的功率传输系统的元件的一个示例；
图11图示出用于依照本发明一些实施例的功率发射器的解调块的元件的一个示例；
图12-14图示出用于依照本发明一些实施例的功率发射器的信号的示例；
图15图示出作为用于依照本发明一些实施例的功率发射器的定时偏移的函数的解调深度的一个示例；
图16-23图示出依照本发明一些实施例的功率传输系统的操作的示例；
图24图示出用于依照本发明一些实施例的功率发射器的解调块的元件的一个示例；
图25图示出依照本发明一些实施例的功率传输系统的元件的一个示例；
图26-32图示出依照本发明一些实施例的功率传输系统的操作的示例。
具体实施方式
以下描述聚焦于可应用到利用与Qi规范相似的功率传输方法的无线功率传输系统的本发明实施例。然而，将领会的是，本发明并不限于该应用，而是可以应用到许多其他的无线功率传输系统。
在Qi规范中，从功率接收器到功率发射器的通信通常通过功率接收器对功率传输信号进行负载调制而执行。因此，以下描述将聚焦于这样的示例，其中负载调制关乎功率传输信号，并且因此其中功率传输信号也用作用于负载调制的感应载波信号。因此，在本示例中，来自功率接收器的通过负载调制传送的数据的解调借助于测量所产生的生成功率传输信号的电感器的电压和/或电流的变化中的变化。
然而，将领会的是，在其他实施例中，用于负载调制的感应载波信号可以不同于用于将功率传输至功率接收器的功率传输信号。例如，在一些实施例中，功率发射器可以包括：功率传输电感器，其生成将功率提供给功率接收器的功率传输信号；以及单独的通信电感器，其生成可以由功率接收器用于负载调制的感应载波信号。在该示例中，来自功率接收器的通过负载调制传送的数据的解调来自对于所产生的通信电感器的电压和/或电流的变化的测量。
图1图示出依照本发明一些实施例的功率传输系统的一个示例。功率传输系统包括功率发射器101，该功率发射器包括（或者耦合到）发射器线圈/电感器103。系统进一步包括功率接收器105，该功率接收器包括（或者耦合到）接收器线圈/电感器107。
系统提供从功率发射器101到功率接收器105的无线感应功率传输。具体地，功率发射器101生成无线感应功率信号（为了简洁起见也称为功率信号或者感应功率信号），该信号作为磁通量由发射器线圈103传播。该功率信号典型地可以具有大约20kHz-200kHz之间的频率。发射器线圈103和接收器电感器/线圈107松耦合，并且因此接收器电感器107拾取来自功率发射器101的功率信号（的至少一部分）。因此，使用从发射器线圈103到接收器线圈107的无线感应耦合将功率从功率发射器101传输至功率接收器105。术语功率信号主要用来指发射器线圈103与接收器线圈107之间的感应信号/磁场（磁通量信号），但是将领会的是，等效地，它也可以被认为是且用作提供给发射器线圈103或者被接收器线圈107拾取的电气信号的参考。
在本示例中，功率传输信号具有多个功能，因为它不仅向功率接收器（并且向功率接收器支持的任何负载）提供功率，而且也用作用于负载调制的感应载波信号。
在图1的系统中，磁场由发射器线圈103生成，并且接收器线圈107处于该磁场内。因此，发射器线圈103引入的磁通量的变动导致在接收器线圈107中感应出电流，由此功率被传输。
在下文中，将具体参照依照Qi标准（除了本文描述（或者结果得到）的修改和增强之外）的实施例描述功率发射器101和功率接收器105的操作。特别地，功率发射器101和功率接收器105可以基本上与Qi规范版本1.0或1.1兼容（除了本文描述（或者结果得到）的修改和增强之外）。
图2稍微更详细地图示出图1的系统的一个具体示例的系统架构。在该示例中，功率发射器101的输出电路包括谐振电路或者谐振容器201，该谐振电路或者谐振容器包括发射器电感器103（在图2中，为了清楚起见，发射器电感器103被示为在谐振电路201的外部，但是被认为是它的一部分）。谐振电路201典型地可以是串联或者并联谐振电路，并且特别地可以包括（consist in）与发射器电感器103并联（或者串联）耦合的谐振电容器。通过从生成具有适当频率（典型地在20-200kHz频率范围内）的驱动信号的驱动器203驱动该输出谐振电路而生成功率传输信号。
类似地，功率接收器105的输入电路包括谐振电路或者谐振容器205，该谐振电路或者谐振容器包括接收器电感器107（在图2中，为了清楚起见，接收器电感器107被示为在谐振电路205的外部，但是被认为是它的一部分）。谐振电路205典型地可以是串联并联谐振电路，并且特别地可以包括与接收器电感器107并联（或者串联）耦合的谐振电容器。谐振电路205耦合到功率转换器207，该功率转换器将接收的功率传输信号（即由接收器谐振电路205提供的感应信号）转换成提供给外部负载209的功率（典型地通过执行技术人员将公知的AC/DC转换）。典型地，两个谐振电路201、205具有彼此接近的谐振频率以便在功率接收器105处实现足够的信号幅度。
为了控制功率传输，系统可以经过不同的阶段，这些阶段特别是选择阶段、ping阶段、识别与配置阶段以及功率传输阶段。更多的信息可以在Qi无线功率规范的第1部分第5章中找到。
例如，当设立与第一功率接收器105的通信时，功率发射器101可以起初处于选择阶段，其中它仅仅监视功率接收器的潜在存在。功率发射器101可以为此目的使用各种各样的方法，例如如Qi无线功率规范中所描述的。如果检测到这样的潜在存在，那么功率发射器101进入ping阶段，其中临时生成功率信号。功率接收器105可以应用接收的信号以便对其电子器件上电。在接收到功率信号之后，功率接收器105将初始分组传送至功率发射器101。具体地，发射指示功率发射器101与功率接收器105之间的耦合程度的信号强度分组。更多的信息可以再Qi无线功率规范的第1部分第6.3.1章中找到。因此，在Ping阶段，确定功率接收器105是否存在于功率发射器101的接口处。
一接收到信号强度消息，功率发射器101就进入识别与配置阶段。在该阶段，功率接收器105保持其输出负载断开并且使用负载调制与功率发射器101通信。功率发射器为此目的提供恒定幅度、频率和相位（例外是负载调制造成的变化）的功率信号。所述消息由功率发射器101用来如功率接收器105所请求的那样配置自己。
在识别与配置阶段之后，系统移动到功率传输阶段，其中发生实际的功率传输。具体地，在传送了其功率要求之后，功率接收器105连接输出负载并且向它供应接收的功率。功率接收器105监视输出负载并且测量某个操作点的实际值与希望值之间的控制误差。它以例如每250ms的最小速率将这样的控制误差传送至功率发射器101以便向功率发射器101指示这些误差以及对于功率信号的变化或者不变化的希望。
因此，为了准备和控制无线功率传输系统中的功率发射器101与功率接收器105之间的功率传输，功率接收器105将信息传送至功率发射器101。这样的通信已经在Qi规范版本1.0和1.1中被标准化。
在物理水平上，从功率接收器105到功率发射器101的通信信道通过使用无线感应功率信号作为无线感应载波来实现。功率接收器105通过调制接收器线圈107的负载来发射数据消息。这导致功率发射器侧的功率信号的对应变动。负载调制可以通过发射器线圈电流的幅度和/或相位的变化，或者可替换地或附加地通过发射器线圈103的电压的变化进行检测。基于这个原理，功率接收器105可以调制数据，功率发射器101然后可以解调该数据。该数据以字节和分组进行格式化。更多的信息可以在经由http://www.wirelesspowerconsortium.com/downloads/wireless-power-specification-part-1.html可用的“无线电力联盟公布的System description, Wireless power Transfer,Volume I: Low Power, Part 1: Interface Definition, Version 1.0 July 2010”（也称为Qi无线功率规范）、特别是第6章：通信接口（或者该规范的后续版本）中找到。
在本示例中，功率传输信号因此也是用于负载调制的感应载波信号。然而，将领会的是，在其他实施例中，功率传输和负载调制可以分开，并且例如可以基于由单独的电感器生成的不同的感应/电磁信号。
在其中功率传输信号也用于负载调制的下面的示例中，功率传输信号因此也是用于负载调制的感应载波信号。然而，为了简洁和清楚起见，信号将称为功率传输信号。
在图1的布置中，功率接收器105因此对无线感应功率传输信号进行负载调制。功率接收器105可以例如通过以下方式这样做：连接和断开并联耦合到接收线圈107的电容器，从而改变功率接收器105的谐振以及因而改变负载特性。这些变化导致发射器电感器103的电感器电流和电压的变化，并且这些变化被功率发射器101检测并用来解调来自功率接收器105的负载调制数据。
负载调制具体地用来适配功率传输，并且特别地实现功率控制环，该功率控制环基于通过负载调制接收自功率接收器105的功率控制消息连续地适配发射的功率水平。
以这种方式，功率发射器101可以被布置成根据诸如接收器与发射器线圈103、107之间的耦合等等之类的外部参数适配它向功率接收器105发射的功率。在许多实施例中，可以通过修改功率传输信号的操作频率来执行该适配。例如，通过远离谐振电路201、205的谐振频率移动操作频率，功率接收器105接收的功率降低，并且更靠近谐振电路201、205的谐振频率移动操作频率，功率接收器105接收的功率增大。
为了实现高效的性能，重要的是提供从功率接收器105到功率发射器101的高性能负载调制通信。然而，在常规的功率传输系统中，通信在一些场景和情形下往往是次优的，导致增加的通信错误和次优的功率传输性能。这在功率发射器与功率接收器之间的耦合为低时变得尤其相关。
图3图示出图1的功率发射器101的一些示例性元件。功率发射器101包括用于改善通信性能并且具体地用于使通信和解调操作适配于电流特性的功能。
图3图示出一种驱动器301，其耦合到包括发射线圈103和谐振电容器305的发射谐振电路303。驱动器301生成变化的且典型地为AC电压驱动信号，该信号被应用到谐振电容器305和发射器线圈103。在其他实施例中，发射谐振电路303可以是串联谐振电路，并且可以跨电容器和电感器应用电压驱动信号（从而也向发射器线圈103提供驱动信号）。在一些实施例中，驱动器可以直接（或间接）耦合到发射线圈103，并且电压驱动信号可以提供给发射线圈103（对于其中发射线圈103为谐振电路的一部分的实施例以及对于其中它不是谐振电路的一部分的实施例（诸如例如单个发射线圈103直接耦合到驱动器301，其中任何其他部件都不是输出电路的部分）两者而言，情况可能如此）。
因此，在系统中，驱动器301生成电压驱动信号，该信号被馈送至发射谐振电路303/发射线圈103，使得发射线圈103生成向功率接收器105提供功率的功率传输信号。
驱动器301生成被馈送至发射器线圈103的电流和电压。驱动器301典型地为从DC电压生成交变信号的逆变器形式的驱动电路。图4示出了一种半桥逆变器。开关S1和S2被控制成使得它们永远都不同时闭合。可替换地，在S2打开时S1闭合，并且在S1打开时S2闭合。这些开关以希望的频率打开和闭合，从而在输出端处生成交变信号。典型地，逆变器的输出经由谐振电容器连接至发射器线圈。图5示出了一种全桥逆变器。开关S1和S2被控制成使得它们永远都不同时闭合。开关S3和S4被控制成使得它们永远都不同时闭合。可替换地，在S2和S3打开时开关S1和S4闭合，并且然后在S1和S4打开时S2和S3闭合，从而在输出端处创建块波信号。这些开关以希望的频率打开和闭合。
驱动器301耦合至发射器控制器307，该控制器包括用于操作功率传输功能的控制功能并且该控制器具体地可以包括被布置成酌情依照Qi规范操作功率发射器101的控制器。例如，发射器控制器307可以被布置成控制功率发射器101执行不同的Qi阶段，所述Qi阶段包括识别与配置阶段和功率传输阶段。
在本示例中，功率发射器101包括由驱动器301驱动的单个发射器线圈103。因此，无线感应功率信号由单个发射器线圈103生成。然而，将领会的是，在其他实施例中，无线感应功率信号可以通过由驱动器例如并行驱动的多个发射器线圈生成。具体地，由驱动器301的对应（依赖的）输出信号驱动的多个发射器线圈可以用来生成无线感应功率信号。例如，两个发射器线圈可以置于不同的位置以便为两个功率接收器提供两个充电点。可以从驱动器301向这两个线圈馈送同一输出信号。这可以允许改善无线感应功率信号/磁场的分布以便支持多个充电点。
功率发射器101进一步包括被布置成接收来自功率接收器105的数据消息的解调器309。具体地，解调器309被布置成解调无线感应功率信号的负载调制以便确定从功率接收器105发射的对应数据。
解调器309被布置成通过检测经过发射器线圈103的电流和/或发射线圈103上的电压的变动来解调负载调制。
相应地，解调器309耦合至测量单元311，该测量单元被布置成测量经过发射器线圈103的电感器电流和跨发射器线圈103的电感器电压中的至少一个。
在一些实施例中，可以诸如例如通过测量到驱动器301的逆变器的电源电流变动等等来间接地确定电感器电流和/或电压。然而，在本特定示例中，通过直接感测电感器电流或电压来确定电感器电流/电压。
以下描述将聚焦于基于电感器电流的检测和解调，但是将领会的是，所述检测和解调可替换地或者附加地可以基于发射线圈103的电压。
测量单元311被布置成对于发射器电感器103执行电感器电流和电感器电压中的至少一个的测量（也称为第一测量）。这些测量被执行为对于电感器电流和/或电压的采样，或者在一些实施例中可以在更长的时间间隔内执行。以下描述将首先聚焦于其中所述测量与电感器电流和/或电压的采样对应的示例。
所述测量与电压驱动信号同步。无线功率传输信号（内在地）与来自驱动器的驱动信号同步。类似地，无线功率传输信号和电压驱动信号（内在地）与提供给驱动器301的开关驱动信号同步。因此，所述测量与功率传输信号、驱动信号和开关驱动信号同步。
测量单元311被布置成执行具有相对于参考信号的时间偏移的电感器电流/电压的测量，该参考信号与电压驱动信号同步并且因此它也与开关驱动信号和功率传输信号同步。参考信号将具有与驱动信号相同的频率以及相对于它的固定时间或相位偏移。事实上，时间或相位偏移可以为零，并且事实上，参考信号可以是驱动信号或者开关驱动信号本身，或者可以例如从这些信号之一生成。因此，不必生成单独的参考信号。
于是，测量通过具有相对时间偏移或者等效地相对于参考信号的相位偏移而与参考信号同步（依照本领域的标准用法，术语时间偏移和相位偏移将被认为是等效的，但是应当指出的是，直接对应关系仅在考虑单一频率时才适用）。
可以从参考信号周期中的某个点到测量间隔中的某个点测量定时偏移，诸如从最小值、最大值、正过零点或者负过零点到同一周期中的测量时间间隔的起始、中间或者结束测量。将领会的是，用于测量时间偏移的特定方法可以在不同的实施例之间改变，并且在不减损本发明的情况下可以使用任何适当的方法。
测量单元311被布置成对于参考信号的各周期（以及因而对于驱动信号或者开关驱动信号的各周期）执行第一测量。如所提及的，每个测量可以是单个样本或者可以是更长时间间隔内的测量。然而，用于每个测量的测量时间间隔不超过参考信号（或者驱动信号或开关驱动信号）的一定时间段或者周期时间/持续时间。
在许多实施例中，测量单元311可以被布置成对于参考信号的每个周期生成测量。然而，将领会的是，在一些实施例中，仅仅对于各周期的子集（诸如例如仅仅每两个或三个周期）执行测量。
测量单元311生成取决于/反映电感器电流/电压的测量。当该值取决于功率接收器105的功率传输信号的负载时，负载调制引入的负载变化将反映在测量中。这些测量因此被馈送至解调器309，该解调器继而基于这些测量来解调负载调制。具体地，解调器可以对数据符号时段内的测量进行平均并且根据平均值判决存在哪些负载状态以及因而哪种数据正在被接收。
在系统中，所述测量不仅仅是电感器电流/电压的一般幅度的随机测量。相反地，所述测量是仅仅考虑参考信号和功率传输信号的一定时间段/周期时间的子集的同步测量。因此，所述测量仅仅考虑所述时间段的子集的条件，而不是简单的幅度或峰值检测。此外，通过对于参考信号的相对时间偏移来控制所考虑的特定时间间隔。
图3的功率发射器101进一步包括被布置成确定和设置参考信号与测量之间的相对时间偏移的适配器313。因此，它被布置成（典型地）动态地适配功率传输信号的周期的哪个部分用于解调，并且具体地适配在哪个时间间隔中考虑电感器电流/电压以用于解调来自功率接收器101的负载调制的目的。
这种仅仅在所述时间段的动态适配/选择的子集中对于电感器电流/电压的考虑允许具有降低的错误率的改善的解调。事实上，适配器313被布置成确定测量的相对时间偏移，使得这些测量导致最大解调深度。
适配器313被布置成改变也称为第一时间偏移的相对时间偏移，并且将此设置为与最优测量定时偏移对应，所述最优测量定时偏移与最大解调深度对应。
解调深度反映了对于功率传输信号的不同调制负载的测量之间的测量差异。因此，对于给定的相对时间偏移，测量单元311将往往在功率接收器应用一个负载状态时测量第一值，并且在功率接收器应用第二负载状态时测量第二值（这些不同的负载状态例如与负载电容器分别被连接或者断开对应）。第一和第二值将往往是不同的，并且正是这种差异允许负载调制被解调器309区分。由所述测量产生（例如利用某种后处理，诸如滤波或者平均）并且用于解调器309解调的值的差异表示解调深度或者差异。差异越大，解调深度越大。
然而，测量之间的差异以及因而解调深度可以取决于其中考虑电感器电流/电压的周期部分。在图3的系统中，适配器313被布置成改变参考信号与所述测量之间的相对时间偏移（也称为第一时间偏移），即它可以改变在周期中何时测量电感器电流/电压。此外，适配器313检测解调深度何时最高，具体地，它可以确定两个负载状态之间的差异何时最大。对应的时间偏移被认为是最优测量定时偏移，因为它导致最大解调深度。适配器313可以确定该最优测量定时偏移，并且将其回馈给测量单元311和/或解调器309，该解调器于是将继而利用该相对时间偏移生成第一测量，并且基于同步时间测量来解调负载调制，导致最大解调深度以及因而对于不同负载状态的测量之间的最大区分。
适配器313因此被布置成改变第一时间偏移，使得其被设置为与最优测量定时偏移对应，该最优测量定时偏移与最大解调深度对应。适配器313可以改变第一时间偏移并且对于第一时间偏移的不同值连续地确定/测量解调深度。于是，它可以检测对于其而言解调深度最大的时间偏移。用于解调的时间偏移于是设置为该时间偏移。适配器313被布置成动态地改变第一时间偏移以便确定对于其检测到最大解调深度的最优测量定时偏移。因此，适配器313可以动态地并且在许多实施例中连续地适配用于负载解调的测量的定时，使得其适配于当前经历的特定条件。例如，适配器313可以在功率传输期间动态地适配测量定时偏移（第一时间偏移）。因此，它可以适配功率接收器与功率发射器之间的特定加载、频率或者耦合。
作为一个示例，测量单元311可以从为零到等于参考信号的完整时间段缓慢地扫描定时偏移。在该扫描期间，功率接收器105可以被设置为一个负载调制负载状态，诸如例如其中负载调制电容器被连接。测量单元311可以对于不同的定时偏移进行测量。然后，可以重复该过程，但是这一次功率接收器105被设置为另一个负载调制负载状态，诸如例如其中负载调制电容器被断开。测量单元311可以再次对于不同的定时偏移进行测量。对于每个定时偏移，可以通过使第一扫描和第二扫描的测量值相减来确定解调深度。最优定时偏移于是可以被设置为对于其找到最高解调深度的值。该值于是可以随后用于生成用于解调负载调制的测量。
作为另一个示例，测量单元311可以在功率接收器105正在调制负载的同时从为零到等于参考信号的完整时间段缓慢地扫描定时偏移。在该扫描期间，适配器313可以确定在哪个定时偏移下解调深度是最优的。
作为另一个示例，测量单元311可以在功率接收器105正在调制负载的同时选择初始定时偏移并且在一个方向上移动偏移参考信号。在移动偏移时，适配器313确定解调深度是在增大还是减小。只要解调深度增大，则测量单元311继续在相同方向上移动。当解调深度减小时，测量单元311改变偏移移动的方向。这允许依照变化的条件（比如频率、负载和耦合）朝着最大解调深度连续适配偏移。
因此，具体地，适配器313可以实现一种控制环，该控制环被布置成通过响应于测量的解调深度改变第一时间偏移而动态地适配最优测量定时偏移。具体地，适配器313可以通过动态地、并且在许多实施例中基本上连续地将与不同调制负载对应的测量进行比较来计算解调深度度量。例如，适配器313可以计算对于两个不同的调制负载的第一测量之间的差异，并且使用该差异作为解调深度度量（当然，在不同的实施例中，可以使用更复杂的差异度量，诸如例如滤波或加权值）。在许多实施例中，该差异可以通过具有适当特性的低通滤波器进行滤波。
适配器313于是可以检测（经滤波的）解调深度度量的变动。如果解调深度度量开始减小，那么适配器811可以增大（或者减小）第一时间偏移并且检测这是否导致解调深度的增大。如果是这样，那么它可以继续增大（或者减小）第一时间偏移，直到检测到最大解调深度，即直到解调深度度量开始再次减小。如果替代地，第一时间偏移的初始增大（或者减小）导致解调深度度量进一步减小，那么适配器811可以继而在另一个方向上改变第一时间偏移，即它可以继而减小（或者增大）第一时间偏移，直到这导致最大解调深度度量。
在一些实施例中，适配器313可以被布置成连续地抖动第一时间偏移。因此，可以连续稍微地改变第一时间偏移，并且可以检测这是否导致解调深度增大。如果是这样，那么将该新的第一时间偏移值设置为当前最优测量定时偏移。如果不是，那么最优测量定时偏移保持处于先前的值。第一时间偏移的抖动可以在不同的方向上（即，有时稍微增大第一时间偏移，而有时稍微减小它）。
因此，适配器313可以实现权利要求1的控制环功率发射器，其中适配器313被布置成响应于对于第一调制负载的第一测量和对于第二调制负载的第一测量的比较确定解调深度。因此，控制环基于从对于不同调制负载的第一测量确定的测量的解调深度。
适配器313可以在功率传输操作期间、并且具体地在功率传输阶段期间执行这些测量并且操作控制环。因此，它提供对当前条件和特性的连续适配，并且允许系统提供适配于使用场景的变化的改善的通信性能。特别地，本发明人已经认识到，通信性能和定时特性取决于在操作期间变化的动态属性。特别地，本发明人已经认识到，最优测量时间和持续时间不是静态的，而是取决于动态变化的属性，诸如功率传输信号的频率和加载，或者功率接收器与功率发射器之间的耦合。
通过在操作期间、并且具体地在功率传输阶段期间动态地适配用来执行解调的测量的定时偏移，实现了改善的通信。实现适配定时的自动控制环可以提供一种灵活地且动态地适配测量的定时的系统。可以在操作期间并且具体地在功率传输期间以及在解调期间执行适配。因此，适配器313可以与执行解调同时地适配定时偏移。具体地，用于解调的相同测量也可以由适配器313用来适配定时偏移。在许多实施例中，用来解调负载调制的测量（第一测量）也用来生成用来驱动控制环的解调深度度量。
将领会的是，可以使用用于实现控制环的其他方法，所述控制环基于测量的解调深度朝着最优测量定时偏移驱动第一时间偏移。具体地，适配器313可以实现任何响应于测量的解调深度驱动第一时间偏移以导致最大解调深度的算法。因此，由于测量的解调深度依赖于第一时间偏移，这将导致可以动态地驱动用于解调的测量的定时偏移的控制环。控制环可以进一步自动地对于当前条件最优化定时偏移，以及因此最优化用于解调的测量的定时。事实上，在许多实施例中，这可以在控制环不考虑影响最优定时时刻的任何特定特性的情况下实现。例如，所述环不必检测或者估计功率传输负载或者功率接收器与功率发射器之间的耦合，然而控制环的操作仍然将适配定时偏移以便反映这样的参数的变化。
因此，与例如其中使用固定预定（例如在设计或者制造期间确定的）定时用于测量（或者例如使用简单的预定峰值检测）的方法形成对照的是，所述系统可以提供大大改善的通信性能。事实上，如稍后说明的，使用预定值在一些场景下可以提供可接受的性能，但是在其他场景下将往往导致小于最优的通信性能。例如，功率发射器可以与一系列具有不同特性（诸如例如具有不同负载、电感器的不同位置等等）的功率接收器一起使用。所描述的系统可以自动地适配于不同的功率接收器以便提供对于当前使用的特定功率接收器而言最优化的性能。使用一个预定的定时偏移（或者例如两个预定的定时偏移）不能提供这样的最优化，并且因此在许多场景下解调将内在地基于减小的解调深度。类似地，使用简单的峰值检测将导致减小的解调深度，并且事实上在一些场景下可能导致基本上没有解调深度以及因此非常高的解调错误率（诸如例如在图8的示例中）。
在许多实施例中，在最优测量定时偏移的当前值下执行所有第一测量，并且动态地修改最优测量定时偏移的值以便反映定时偏移的变化，导致最大解调深度。此外，在许多这样的实施例中，适配器用来确定最优测量定时偏移的所有第一测量也可以用于解调。
然而，在其他实施例中，可以对于最优测量定时偏移的当前值进行仅仅一些第一测量。例如，可以以与最优测量定时偏移的当前值对应的时间偏移执行一些第一测量。这些测量可以具体地用于解调。然而，此外，可以对于不与最优测量定时偏移的当前值对应的一个（或多个）第一时间偏移执行一些第一测量。相反地，可以以一个不同的时间偏移（此后称为测试时间偏移）执行这些测量。适配器可以确定用于测试时间偏移的解调深度，该解调深度此后称为测试解调深度。
适配器于是可以生成反映测试解调深度与用于最优测量定时偏移的解调深度之间的差异的差异度量。如果最优测量定时偏移的确与最大解调深度对应，那么测试解调深度将较低。然而，如果检测到测试解调深度高于用于最优测量定时偏移的解调深度，那么确定测试解调深度现在反映了最大解调深度，并且适配器相应地改变最优测量定时偏移的值以便与测试定时偏移对应。
因此，当检测到测得高于当前感知的最大解调深度的解调深度时，系统适配以便使得用于该解调深度的测试时间偏移成为新的最优测量定时偏移。因此，基于这样的控制环确定最优测量定时偏移的新设置，该控制环具有用于当前的最优测量定时偏移的解调深度作为输入。
将领会的是，在一些实施例中，最优测量定时偏移的变化可能受到各种不同的准则和要求的约束。例如，可能要求解调深度的差异高于给定值，在给定长度的时间内一直较高等等。也将领会的是，作为评估的一部分，可以对解调深度之间的差异进行滤波。
在一些实施例中，系统可以利用最优测量定时偏移与测试定时偏移之间的固定定时偏移。在其他实施例中，可以存在动态变化的偏移。例如，在一些实施例中，适配器可以被布置成改变测试定时偏移，例如以便在给定范围内扫描。可以检测解调深度的最高的确定的值，并且然后可以将这个值与当前最优测量定时偏移的解调深度进行比较。
也将领会的是，在许多实施例中，可以使用超过一个测试定时偏移。例如，适配器可以基于定时偏移在最优测量定时偏移之前一点点和在最优测量定时偏移之后一点点的测量连续地计算解调深度。这可以提供最优测量定时偏移的对称适配，并且具体地可以适配此最优测量定时偏移以便朝着最大解调深度连续地收敛。在一些实施例中，测量的解调深度差异可以用作用于设置最优测量定时偏移的控制环的误差信号。例如，如果差异度量为正，对应于用于当前最优测量定时偏移的解调深度高于所述解调深度，那么将误差信号设置为零。然而，如果差异为负，那么将用于所述环的误差信号设置为该差异值，导致最优测量定时偏移偏向测试定时偏移。
在一些实施例中，可以通过组合对于稍微在最优测量定时偏移之前的第一测试定时偏移的第一差异度量和对于稍微在最优测量定时偏移之后的第二测试定时偏移的第二差异度量来生成误差信号。对于指示最优测量定时偏移下的解调深度更高的值，这些差异度量可以首先被设置为零。所产生的差异度量然后可以彼此相减，并且可以将结果用作用于确定最优测量定时偏移的控制环的误差信号。
该方法可以提供大大改善的通信可靠性和降低的错误率。
在许多实施例中，将功率传输信号频率设置为提供希望的功率传输特性。因此，其典型地对于解调性能而言不是最优化的。
作为一个特定示例，在Qi低功率规范中，流经功率发射器线圈的电流和/或跨该线圈的电压被解调（参考例如Qi系统描述，无线功率传输，卷I：低功率，第1部分：接口定义，版本1.1.2，2013年6月）。功率发射器通过检测称为HI和LO状态的二进制负载状态之间的特定电流或电压差异来解调测量的信号（参见先前引用的Qi系统描述的第6节）。在标准Qi方法中，流经功率发射器线圈的电流被测量为峰值幅度或者通过相对于驱动逆变器的控制/开关信号的四分之一周期（即90度相位）的固定预定定时偏移进行测量。因此，HI与LO状态之间的差异对应于这两个状态之间的（峰值）幅度差异或者以特定、固定和预定偏移测量的幅度差异。电压也可以加以测量，但是也是以固定、预定时间偏移进行测量。具体地，电压信号的幅度以零时间偏移（对应于0°相位偏移）进行测量。
然而，本发明人已经认识到，这些测量典型地不导致可以实现的最优/最大解调深度。
图6图示出一些曲线，这些曲线图示了作为功率传输信号的频率的函数的参数。曲线601和603分别示出了对于其中负载调制电容器分别被断开和连接的情形跨负载的电压的幅度。曲线605和607示出了对于电容器分别被连接和断开而言用于发射器的电感器电流，并且曲线609和611示出了对于相同场景的电感器电流的相位。
如可以看到的，对于所述电感器电流获得最优幅度解调深度的频率为730 kHz，而获得最优相位解调深度的频率为718 kHz。在其他频率下，未获得最优解调深度（对于幅度或相位而言）。而且，如可以看到的，在这些频率下，没有一个达到跨负载的最大信号幅度。相反地，该最大信号幅度是在近似722 kHz的频率下获得的。
因此，如所演示的，用于功率传输的希望的或者最优的频率不同于用于负载调制/解调的最优频率。因此，当设置频率以便提供希望的功率传输属性时，通信性能可能未最优化。
尽管图6中的频率范围被选择得不同于Qi应用的典型情况，但是相同的原理也适用于Qi的频率范围。图6被提供作为用于阐明操作的示例。
此外，本发明人也认识到，测量例如电感器电流的最优时间可能根据例如频率、加载或者耦合而显著地变化。
图7描绘了流经功率发射器的发射线圈的电流。如所示的，如果操作频率设置为735 kHz，那么最大调制深度出现在电流的正峰值和负峰值处。另一方面，如图8中所示，如果操作频率设置为760 kHz，那么最大调制深度出现在电流的过零点处。如果操作频率设置为745 kHz，那么最大调制深度不出现在电流的峰值或者过零点处。这样的示例示于图9中。在这种情况下，Qi规范的方法将导致大大受损的通信性能。然而，在所描述的方法中，功率发射器101可以调整用于测量、并且具体地用于对电感器电流采样的相位/定时偏移，使得导致最大解调深度的相位/定时偏移被应用。对于图9中描述的情况，定时偏移的适配将使得测量采样与最大差异对应（即具有大约0.5 µs和1.2 µs的相对定时偏移）。
在图3的所描述的功率发射器101中，适配器313被布置成通过以下方式跟踪最优解调深度：改变对信号解调的时刻（在采样或者测量电感器电流/电压时）。换言之，测量具有相对于参考信号（诸如驱动逆变器的控制信号）的定时偏移，该定时偏移被设置以提供最优解调深度。例如，在图7中，适配器可以将定时偏移设置为0.3 µs，在图8中，它可以被设置为0.05 µs，并且在图9中，它可以被设置为0.5 µs（对于具有与电感器电流相同的定时的参考信号）。通过适配用于第一测量的采样时间，可以改善解调性能，并且特别地可以降低错误率。
如先前所提到的，在许多实施例中，功率发射器101包括被布置成基于功率传输属性选择功率传输信号的频率的功率传输适配器。在图1的示例中，发射控制器307可以实现这种功率传输适配器的功能，并且相应地可以基于功率传输操作适配和设置功率传输信号的频率。
将领会的是，在不同的实施例中，可以基于功率传输的不同属性设置所述频率。在许多实施例中，属性可以是功率传输效率属性、功率水平属性和/或功率要求属性。
例如，谐振电路303的谐振频率可能因为部件变动、老化、温度等等而改变。类似地，功率接收器105的谐振电路的谐振频率可能在不同的功率接收器之间改变以及随着时间、温度等等而改变。功率传输的效率典型地将取决于谐振频率与功率传输信号的频率之间的关系。在一些实施例中，发射控制器307可以被布置成适配功率传输信号频率以便最大化功率传输的效率。该适配可以例如在功率传输的初始化期间执行一次或者可以在功率传输期间动态地和反复地执行。
作为另一个示例，在许多实施例中，可以在功率传输操作期间动态地改变功率传输信号的频率以便为功率传输信号提供希望的功率水平，使得功率接收器105接收适当的功率。该方法基于以下事实：传输的功率取决于功率传输信号的频率与功率发射器101和功率接收器105的谐振电路的谐振频率之间的关系。通常，传输的功率往往随着功率传输信号的频率与谐振频率之间的差异增大而降低。
在许多实施例中，功率接收器105提供功率要求的指示，并且功率发射器101通过调节功率传输信号的功率水平响应这样的要求。功率要求在一些实施例中可以被提供为诸如希望的功率水平之类的绝对值，但是在大多数实施例中被提供为指示例如当前功率水平应当增大还是减小的相对值。
特别地，在所描述的系统中，功率接收器105在功率传输阶段期间依照Qi规范发射功率控制消息（即，它们通过负载调制进行发射且每250毫秒发射至少一次）。作为响应，发射控制器307增大或者减小功率传输信号的频率。例如，如果当前频率高于谐振电路的谐振频率并且功率接收器105请求功率增大，那么发射控制器307继而降低该频率。
响应于功率传输操作的功率传输信号频率的变动允许对于功率传输的非常高效且高性能的控制。然而，由于它要求设置频率以便提供希望的功率传输特性，它往往与对于用于通信、并且具体是负载调制和解调目的的功率传输信号的频率的偏好相冲突。因此，最优化用于功率传输的频率典型地导致用于通信目的的恶化。在图1的系统中，可以相应地基于功率传输考虑来设置频率，但是基于通信考虑、并且具体是基于负载调制/解调考虑来设置（多个）测量定时偏移（以及可能地（多个）测量持续时间）。具体地，可以首先为功率传输设置频率，其中系统然后被布置成对于给定频率最优化测量性能。这样的方法可以提供一种非常高效的功率传输系统，其具有基于改善的通信的改善的功率传输操作。
在先前的描述中，电感器电流/电压的测量主要被认为通过采样并且因此具有采样持续时间，该采样持续时间典型地如此短，以至于测量的信号可以被认为在采样窗口内是恒定的。例如，典型地，采样时间是被采样的信号的最高频率的时间段的最多1/10。典型地，采样的持续时间不超过10µs，并且通常不超过1µs。
然而，在其他实施例中，电感器电流/电压的测量可以在更长的持续时间内。例如，可以在一定测量时间间隔内执行测量，该测量时间间隔小于参考信号的时间段但是超过时间段的1%、2%、5%、10%或者甚至20%。延长的测量时间在许多场景或者实施例中可能是有利的，因为它可以提供某种低通滤波或者平均，导致改善的信噪比，并且相应地导致降低的错误率和改善的通信。
测量时间间隔的使用也可以特别适合于模拟实现，并且可以促进实现。
在一些实施例中，适配器313被布置成不仅确定最优的定时/相位偏移，而且将最优测量持续时间确定为导致最高解调深度的测量时间间隔的持续时间。
适配器313因此可以改变所述持续时间，并且对于不同的持续时间确定解调深度。然后，它可以继而确定对于其测得最高解调深度的持续时间（或者例如在具有最高解调深度的相邻配对的持续时间之间插值）。确定的持续时间于是被认为是最优测量持续时间，并且这可以随后用于生成用于解调的测量。
作为一个示例，测量单元311可以选择初始持续时间，并且在功率接收器105调制负载的同时开始增大持续时间。当增大持续时间时，适配器313确定解调深度正在增大还是减小。只要解调深度增大，测量单元311就继续增大持续时间。当解调深度减小时，测量单元311反转持续时间变化，并且开始减小持续时间并重复这个过程。这允许依照变化的条件（比如频率、负载和耦合）朝着最大解调深度连续适配所述持续时间。
将领会的是，当对于定时偏移和/或测量持续时间确定最大解调深度时，适配器不必确定全局最大值，而是可以例如确定例如与用于维持一个参数恒定并且改变另一个参数的最大值对应的局部最大值。
作为一个示例，适配器313可以首先将测量持续时间设置为可能的最低值（包括潜在地对电感器电流/电压采样）。然后，它可以继而改变时间偏移以便对于该最小测量持续时间找到（局部）最大解调深度。可以将最优定时偏移设置为导致最大解调深度的值。随后，适配器可以将定时偏移保持在该值处恒定并且改变测量窗口的持续时间（典型地使中点保持在恒定的定时偏移处）。不同持续时间的最大解调深度可以例如如先前对于定时所描述的通过对于不同负载调制负载状态中的每一个在各持续时间内执行扫描来识别，并且于是将该解调深度确定为所述差异。最优持续时间于是可以被设置为导致最大解调深度的对应持续时间。以这种方式，确定局部最大解调深度，并且所述测量的对应定时和持续时间随后可以用于解调负载调制。
如所描述的，解调可以基于对于发射器线圈103的电感器电流的测量。在其他实施例中，解调可以基于发射器线圈103上的电压的测量，并且事实上在许多实施例中，解调可以基于对于发射器线圈103的电感器电流和电感器电压的测量两者。例如，可以对电感器电压和电感器电流二者做出测量，并且解调器可以生成据其发射数据符号的独立软判决（即，判决不仅反映最可能接收的数据符号，而且反映其为正确值的似然率）。于是，可以组合对于给定数据符号的两个单独的软判决，并且可以基于组合的软判决符号生成接收的数据比特的硬判决。
在一些实施例中，相同的定时偏移和持续时间可以用于生成电感器电流和电压测量。然而，在其他实施例中，可以分别对于电感器电流和电压测量单独地控制定时偏移和/或持续时间。具体地，在一些实施例中，测量单元311可以以相对于参考信号的不同时间偏移生成电感器电流和电感器电压的测量，并且解调器309可以基于电感器电流和电感器电压的测量两者、例如通过独立地生成随后组合成硬判决的软判决来解调负载调制。
更具体地，测量单元311可以被布置成以相对于参考信号的第一时间偏移、例如通过在与第一时间偏移对应的时刻对电感器电流采样来测量电感器电流。同时，测量单元311可以包括用于以相对于参考信号的第二时间偏移、例如通过在与第二时间偏移对应的时刻对电感器电压采样来测量电感器电压的功能。
测量单元311可以被布置成从适配器313接收第一和第二定时偏移。
适配器313可以被布置成将第一定时偏移确定为导致最大电感器电流解调深度的第一最优定时偏移。这具体地可以如先前所描述的通过在仅仅对于电感器电流监视解调深度的同时改变第一定时偏移而被执行。
此外，适配器313可以被布置成通过改变第二定时偏移以便找到将导致最大电感器电压解调深度的第二定时偏移来确定第二最优定时偏移。第二定时偏移于是可以设置为该最优定时偏移。
在本示例中，适配器313因此可以独立地改变第一定时偏移和第二定时偏移，并且独立地分别确定第一解调深度和第二解调深度。第一解调深度具体地可以被确定为反映对于功率传输信号的不同调制负载的第一测量之间、即对于不同调制负载的电感器电流测量之间的测量差异的解调深度。第二解调深度具体地可以被确定为反映对于功率传输信号的不同调制负载的第二测量之间、即对于不同调制负载的电感器电压测量之间的测量差异的解调深度。
以这种方式，对于电感器电流测量和电感器电压测量独立地确定最优定时偏移，使得对于电流和电压二者都实现最大解调深度。这些时间偏移于是单独地分别用于解调操作期间的电流和电压测量，即基于以第一最优定时偏移生成的电感器电流测量和以第二最优定时偏移生成的电感器电压测量执行解调。这可以提供非常高效的通信，并且具体地可以最优化分别用于电流和电压测量的对于负载调制的单独的软判决的确定。该方法具体地可以导致改善的通信性能并且典型地导致降低的错误率以及因而改善的功率传输操作。
在该示例中，电感器电流和电压测量、适配和解调操作相应地可以相对于电流和电压测量单独地且独立地执行以便生成独立的软判决。该处理因此可以对于大多数操作而言是单独的和独立的，并且仅当生成了软判决时，才通过组合软判决来一起考虑它们。
然而，将领会的是，在一些实施例中，所述操作可以更加集成。例如，可以将解调深度确定为反映电感器电流和电压测量二者的组合度量。于是，可以确定最大化该解调深度的第一和第二定时偏移的组合。
例如，可以应用一种蛮力方法，其中设置第一和第二定时偏移的一系列不同组合，并且测量所产生的组合的解调深度。于是，可以将第一和第二定时偏移选为用于导致最高解调深度的组合的定时偏移。作为另一个示例，可以首先将第二定时偏移设置为标称值，并且改变第一定时偏移以便找到最大解调深度。然后，可以将第一定时偏移设置为导致最大解调深度的偏移，并且然后改变第二定时偏移以便找到最大解调深度。然后，可以使用所产生的组合值，或者可以执行进一步的迭代。尽管这样的方法可以找到解调深度的局部但是可能非全局的最大值，但是这典型地将是可接受的。再者，所描述的方法可以例如通过以下方式进行组合：首先比较第一和第二定时偏移的相对较低数量的组合，接着是从导致最高解调深度的组合的值开始的后续顺序优化。
在一些实施例中，功率发射器101可以附加地或者可替换地也被布置成单独地适配用于电感器电流和电压测量的测量持续时间。具体地，上文描述的方法也可以应用于测量的持续时间。例如，测量间隔可以设置为标称值，并且上文描述的（多个）方法可以用来确定第一和第二定时偏移。适配器313于是可以继而执行对应的操作以便对于给定的选择的最优定时偏移确定最优测量间隔。
在一些实施例中，定时偏移和/或测量持续时间的适配可以在操作期间、诸如具体是在功率传输的初始化期间（例如作为配置阶段的一部分或者在功率传输阶段的初始化时）的特定时间执行。在这样的示例中，可以在功率传输的开始处确定用于测量的最优时间，并且可以从那以后维持所确定的定时。
在其他实施例中，可以例如在功率传输阶段期间在规则的时间间隔处确定最优定时偏移，诸如例如每2、3或5分钟确定一次。在这样的示例中，因此可以以规则的间隔初始化所描述的用于确定最优定时偏移的方法。
在其他实施例中，功率发射器101可以被布置成响应于对事件的检测、并且具体是响应于对功率传输的操作特性的变化的检测而初始化定时偏移（和/或测量持续时间）的适配。
例如，如稍后将更详细地描述的，本发明人已经认识到，用于解调负载调制的电感器电流/电压的测量的最佳定时依赖于功率传输信号的频率、功率传输信号的加载以及功率发射器与功率接收器之间的耦合（具体是发射器电感器/线圈103与接收器电感器/线圈107之间的耦合）。
在一些实施例中，发射控制器307（或者等效地，它可以是适配器313）被布置成响应于确定功率传输信号的频率被改变而初始化定时偏移和/或测量持续时间的适配，即，它可以响应于功率传输信号的频率的变化而初始化最优测量定时偏移的确定。
例如，发射控制器307可以响应于接收自功率接收器105的功率控制消息而连续地改变功率传输信号的频率。无论何时频率被改变，它都可以将新频率与对于其执行定时偏移的最近适配的频率相比较。如果新频率和所存储的最近适配的频率相差超过例如（预定）阈值，那么发射控制器307可以继而指示适配器313开始新的适配过程以便确定新的最优定时偏移。然后，它可以存储当前频率作为用于未来比较的参考。
本发明人已经认识到，用于测量电感器电流/电压的最优定时也依赖于功率传输信号的加载。在一些实施例中，可以连续地测量功率传输信号的负载，并且适配器313可以被布置成响应于对负载变化的检测而发起适配。
例如，发射控制器307可以连续地测量功耗，即由驱动器301提供给发射器线圈103/谐振电路的功率。可以存储最近适配的功耗（加载），并且可以连续地将当前功耗与其进行比较。如果差异超过例如（预定）阈值，那么适配器313可以继而开始新的适配过程以便确定新的最优定时偏移。然后，它可以存储当前功耗作为用于未来比较的参考。
本发明人已经认识到，用于测量电感器电流/电压的最优定时也依赖于功率发射器与功率接收器之间（并且具体是发射器线圈103与接收线圈107之间）的耦合。在一些实施例中，可以连续地监视功率发射器101与功率接收器105之间的耦合。这可以例如通过将所需的电感器电流与用于给定负载的接收的功率相关联来完成。如果耦合减小，那么电感器电流必须更高以便实现相同的接收的功率。
于是，适配器313可以被布置成响应于对耦合变化的检测而发起定时偏移（和/或测量持续时间）的适配。
例如，发射控制器307可以连续地测量耦合作为给定负载下电感器与报告的接收的功率之间的关系。可以存储最近适配的耦合，并且可以将当前耦合与此相比较。如果差异超过例如（预定）阈值，那么适配器313可以继而开始新的适配过程以便确定新的最优定时偏移。然后，它可以存储当前耦合作为用于未来比较的参考。
代替检测频率、负载或者耦合的变化，发射解调器309可以监视调制深度。当它检测到变化、尤其是可能是影响调制（频率、负载、耦合）的任何参数的任何变化的结果的调制深度的恶化时，适配器313可以继而开始新的适配过程。
代替由参数变化（频率、负载、耦合）或者调制深度的变化进行触发，适配器313可以例如通过以小步长连续改变偏移和/或持续时间从而使用来自解调器309的、解调深度因为这样的步长而增大还是减小的反馈来连续地寻求最大调制深度。
将领会的是，基于电感器电流和/或电压的测量，可以使用任何适当的解调方法。事实上，技术人员将会领会，许多解调技术是可用的，包括后验或先验最大似然技术。也将领会的是，可以使用任何适当的方法例如用于与数据符号同步等等。
典型地，可以处理所述测量（典型地滤波或者平均，例如使用与数据符号形状匹配的匹配滤波器），并且如解调技术的技术人员将公知的，可以在最优采样时刻对所产生的输出采样（参考例如John Proakis, “Digital Communications”, McGraw Hill, 2008,ISBN 007126378）。可以将所产生的样本值与用于不同符号值的期望值相比较，并且选择最接近的值（基于适当的距离度量）。因此，可以使用一种解调方法，其中将接收的信号（测量）与用于不同的可能的数据符号的期望信号（测量）相比较，并且选择确定为具有到期望信号（测量）的最低（典型地Hamming）距离的可能数据符号的解调数据。将领会的是，距离确定/比较可以包括所述测量的处理，诸如例如滤波和平均。因此，典型地，其中选择最近星座点的最大似然方法可以用于解调。
作为一种用于二进制数据符号（即发射“0”或“1”）的低复杂度方法，解调器311可以将阈值确定为所述测量的长期平均。平均将在多个数据值上延伸，并且典型地将与分别由“0”或者“1”产生的值之间的平均测量值对应。当解调一个比特时，解调器311可以在对应的数据符号（比特）时间段内对所述测量平均。如果所产生的值高于长期阈值，那么将数据比特解调为“0”，并且如果它低于长期阈值，那么将数据比特解调为“1”（假设负载调制使得“0”比“1”导致更高的测量值）。
将领会的是，许多可能的解调技术是技术人员所知晓的，并且可以在不减损本发明的情况下使用任何技术。
在下文中，将具体参照特别是图10和图11的设置更详细地描述图1系统的方法的方面、特征、考虑因素等等。在本示例中，功率发射器101由包括图3的发射控制器307和驱动器301的功率传输块1001以及包括图3的解调器311、测量单元309和适配器313的解调块1005表示。
作为一个特定示例，图10的场景可以表示功率发射器与厨房电器之间的通信链路。无线功率联盟建立了开发用于无绳厨房电器的规范的工作组。这些规范意在定义厨房电器与感应电源之间的接口。功率要求可以从100 W范围（即简单的榨汁机）到用于诸如水壶之类的加热电器的1.5-2.4 kW变化。
类似于低功率Qi规范，无绳厨房电器必须能够与其上放置它们的功率发射器通信。然而，一旦通信链路建立，链路的物理属性（线圈的耦合、系统的谐振频率等等）可能变化。可能的变动的示例包括：
在烹饪期间，用户可能（有意或者无意地）移动电器例如几厘米。虽然功率链路可以支持这样的变化，但是通信线圈之间的耦合可能变化，使得解调深度减小到不可接受的水平。
诸如电容器和线圈之类的电气部件可能因为制造变动和公差的原因而在其电气属性（即电阻、电感和电容值）方面变化。而且，这些属性可能由于老化或者诸如温度之类的外部参数的原因而随着时间的推移变化。因此，功率发射器的通信电路系统的谐振频率可能随着时间变化。这种变动可能对于解调深度具有负面的影响，并且妨碍从电器发射的数据的正确解调。
在图10的方法中，通过发射器（通信）线圈103（Lcom_Tx）的电流经由松耦合至具有并联耦合的电阻器R1的电感器Ls的电流测量电感器Lp来测量。因此，通过电流测量电感器Lp的电流在电感器Ls中感应出电流，该电流被转换成与通过发射器线圈103的电流成比例的电压Vin_dem。电压Vin_dem因此是发射器线圈103的电感器电流的测量。然后，在解调块1005中处理该测量以便生成解调的输出数据。
在图10的示例中，负载调制由功率接收器105通过连接/断开与接收器谐振电路并联的调制电容器cmod而引入，所述接收器谐振电路由接收线圈107（Lcom_Rx）和谐振电路电容器ccom_Rx形成。调制电容器cmod通过由功率接收器105的控制电路系统控制的开关Mod进行开关。接收器谐振电路也被提供给功率接收器块1003，该功率接收器块执行功率接收器105的操作，包括提取功率并且将其提供给负载Rload和Cload。
在下文中，将更详细地考虑如图11中所示的一个示例性解调块1005。输入电压Vin_dem表示流经发射器线圈103的电流。该电压在第一放大块1101中经放大和滤波，以便获得两个电压Va和Vb。这两个电压Va和Vb分别应用到开关S1和S2。电压Vb等效于Va的反相。两个开关S1和S2分别由参考信号Vref_a和Vref_b控制。参考信号Vref_a和与功率传输信号同步的参考信号（诸如用于逆变器的开关信号）之间的相位差异在0-360度的范围内调整。第二参考信号Vref_b和Vref_a具有180度的相位差异。因此，开关S1和S2交替地导通。在其期间开关S1和S2闭合的时间段也可在与单个样本对应的非常短的时间段和功率传输信号的时段的一半之间调整。开关S1和S2在任何时间都不同时导通。在其期间开关打开的时间段与测量持续时间或者时间间隔对应，并且也称为“测量窗口”。这些开关的输出、即输出电压Vab因此与电感器电流的测量对应。
然后，开关级的输出电压Vab在第二放大块1103中经放大和低通滤波以便抑制高频载波信号。获得电压Vmod_depth。然后，将该信号提供给输出级比较器1105。比较器的第二输入（即Vdc）为通过低通滤波器利用长平均时间确定的Vmod_depth的移动平均。这两个信号之间的幅度差异可以被认为是解调深度的表示（即，用于给定数据符号的当前值与跨所有可能的数据符号（典型地在与“0”和“1”对应的二进制可能值上）的长期平均值之间的差异）。
可以针对无绳厨房电器置于功率发射器之上的特定示例考虑图10和图11的系统的性能。考虑发射和接收（通信）线圈均具有2.3µH的电感值。该电感值典型地可以与例如具有两个绕组的实际15cm直径线圈对应。这两个线圈形成具有0.04的低耦合因子的感应变压器。已经通过实验测量了0.02-0.1范围内的小耦合值。功率传输信号（即用于负载调制的载波信号）的频率被设置为745 kHz。
图12中图示出对应信号的一个示例。相对于参考信号V(ref_phase0)绘出开关S1和S2的“测量窗口”，该参考信号对应于用于生成功率传输信号的逆变器的开关信号。
在图12中，图示出的信号（从下至上）为：解调电路的输入电压V(in_dem)、到开关S1和S2的输入电压V(a)和V(b)（也称为Va和Vb）、控制这两个开关以及因而控制所述测量的开关/测量参考信号V(ref_a)和V(ref_b)、以及表示与驱动逆变器的信号的相位差异为0度的参考信号V(ref_phase0)（即，与功率传输信号同步的参考信号）。在本示例中，当从测量间隔的起始进行测量时，V(ref_a)与参考信号V(ref_phase0)之间的相位差异/定时偏移在该示例中为零，并且V(ref_b)与参考信号V(ref_phase0)之间的相位差异/定时偏移在该示例中为180°（即，定时偏移分别设置为零和半时间段）。测量持续时间被设置为功率传输信号的时段的一半。
如较早前提到的，可以将测量控制信号与参考信号之间的定时偏移/相位差异设置为不同的值。图13示出了其中相位偏移相对于图12的示例增加90°（所述时间段的四分之一的定时偏移）的示例。在图13的示例中，测量持续时间像在图12中那样被设置为功率传输信号的时段的一半。图14示出了其中测量持续时间减小至1/4时间段的一个示例。
定时/相位偏移和/或测量持续时间的变动将影响解调深度。图15中图示出这点，其中测量信号V(a)和V(b)的相位从0 ms处的0度线性增加到40 ms处的360度（并且因此可以与适配期间的扫描对应）。如所示的，最大调制深度基本上作为定时/相位偏移的函数而变化。特别地，它不发生在相位偏移为0度或者90度时，而是在该特定示例中发生在相位近似处于36-54度的范围内（对应于4ms与6ms之间的定时偏移）和216-234度的范围内（图12中24ms与26ms之间的定时偏移）时。因此，如果使用了固定的预定定时偏移，那么与所描述的使定时偏移适配于当前条件的方法相比，将产生非常低的解调深度。
以下段落提供图15中所示结果的更详细的解释。
图16中绘出了解调电路的输入电压和调制的数据的一个示例。在该示例中，发射的数据为50kHz的时钟信号，即，数据在“0”与“1”之间交替。图17进一步图示出控制开关S1的测量开关信号V(ref_a)以及控制开关S2的对应的180°测量开关信号V(ref_b)。测量开关信号V(ref_a)的相位偏移在该示例中设置为相对于参考信号V(ref_phase0) 45°。I(S1)和I(S2)分别为流经S1和S2的电流。
如所示的，开关S2的输入电压Vb是开关S1的输入电压Va的反相。将测量窗口设置为载波信号的时段的一半。因此，每个开关交替导通。进一步对两个开关的输出电压Vab进行处理（放大和低通滤波）以便获得输出级比较器1105的输入电压Vmod_depth。
图18进一步图示出开关级（即S1和S2）的输出端处的信号V(ab)、输出级比较器1105的输入信号V(mod_depth)和V(vneg_amp)、解调器的输出信号V(vdem)（即，比较器1105的输出）以及原始调制数据V(data)。
图19和图20示出了与图17和图18相同的信号，但是针对其中测量相位偏移被设置为144°的示例。如图15中所示，这与其中调制深度最小（即在16ms附近）的情况对应。如图20中可以看到的，解调的信号的质量不是最优的，因为调制深度比在图18中小得多。
如先前所提到的，解调深度和最优测量定时偏移/持续时间可以取决于功率接收器与功率发射器之间的耦合。因此，可以通过考虑图10和图11的系统的特定示例进行进一步说明。
在该示例中，发射器线圈103和接收线圈107具有等于0.04的耦合因子，并且功率传输信号频率被设置为745 kHz。如图21中所示，如果参考信号与测量开关信号之间的相位偏移等于0度并且测量窗口被设置为载波信号时段的一半，那么在该示例中功率发射器将正确地解调接收的数据。
如果用户在烹饪时稍微移动电器，那么两个线圈之间的耦合将降低例如至0.02。在这种情况下，出现图22的情形，并且如可以看到的，0度相位偏移将导致数据不被正确解调。然而，如果功率发射器适配测量相位/定时偏移（在该示例中适配45度），那么数据再次被正确解调，如图23中所示。应当指出的是，只有定时/相位偏移经过适配，而功率传输信号频率保持不变。
图24图示出图11的电路的模拟实现方式的一个示例。图25图示出图10的系统的一个示例，其中电感器电流测量由模数转换器采样。解调器块1005在这种情况下可以数字地实现，例如实现为数字信号处理器或者微控制器中的固件。测量定时/相位偏移在这种情况下可以由微控制器或者数字信号处理器通过直接控制模数转换器的采样的定时进行适配。在该示例中，测量窗口可以是固定的（与短采样间隔对应）。
上面的示例聚焦于其中对厨房电器无线地供电的高功率应用。然而，所描述的方法同样可以适用于其他应用，包括低功率应用，诸如例如与低功率Qi规范（版本1.1）对应的应用。
在下面的示例中，再次考虑图10和图11的系统，但是具有不同的设计参数。在该示例中，发射器线圈103具有24µH的电感值，并且接收线圈107具有15.3µH的电感值。这两个线圈具有200mΩ的等效串联电阻。谐振电容器Ccom_Tx和Ccom_Rx分别被设置为100nF和137nF。调制电容器Cmod被设置为22nF。最后，考虑0.4的耦合。这是典型地在将接收器置于发射器之上时可以预期的值。该耦合值远大于典型地在先前的高功率应用中遇到的耦合因子值，因为接收器与发射器之间的分开距离典型地小得多（例如数毫米）。
在功率传输阶段（即，发射器向接收器提供功率）期间，功率接收器提供可以允许功率发射器控制传输给接收器的功率的信息。典型地，功率发射器通过调整其操作频率（即功率传输信号的频率）来控制发射的功率。图26图示出当操作频率设置为135 kHz时（在一个时钟周期期间）流经发射器线圈103的电流的一个示例。示出了其中调制电容器被连接和断开的场景。如所图示的，最大解调深度出现在也被示出的参考信号Vref的每个相位转变处。换言之，最大调制深度出现在参考信号的0度或者180度相位处。
如果在功率传输阶段期间，接收器请求较少的功率，那么功率发射器典型地增大操作频率。图27描述了在操作频率增大至145 kHz的情况下流经发射器线圈103的电流。如所示的，最大调制深度现在出现在参考信号的每个相位转变后的近似2.55µs之后。换言之，最大调制深度出现在相对于参考信号的近似133或者313度相位偏移处。它不出现在与图26中相同的时刻处。
因此，如清楚地图示出的，最大解调/调制深度取决于功率传输信号的频率。在一些实施例中，可以检测频率的变化，并且该检测可以发起测量定时/相位偏移的适配，以便支持在信号的最优调制深度下解调信号。
在先前的示例中，考虑了0.4的耦合因子。该耦合可以变化。例如，如果用户（有意或者无意地）修改了接收器在发射器之上的位置，那么耦合因子可能增大或者减小。图28图示出在耦合因子增大至0.6（操作频率像在图27中那样设置为145 kHz）的情况下流经发射器线圈103的电流。
如所示的，最大解调深度现在出现在参考信号的每个相位转变后的近似0.55µs处。换言之，最大调制深度出现在相对于参考信号的近似26或者206度相位偏移处。它不出现在与图27中相同的时刻处。
因此，如清楚地图示出的，最大解调/调制深度取决于功率发射器与功率接收器之间的耦合。在一些实施例中，可以检测耦合的变化，并且该检测可以发起测量定时/相位偏移的适配，以便支持在信号的最优调制深度下解调信号。
应当指出的是，当耦合因子变化时，初级和次级线圈的电感值也变化。这例如归因于以下事实：接收器中或多或少友好的金属对初级线圈生成的磁通量有影响。因此，类似于操作频率或者耦合因子，这些电感变动的确也对出现最大调制深度的时刻（或者相位）有影响。
如先前所提到的，最优测量定时也可能取决于功率传输信号的加载。图29-32图示出与图21-23对应、但是针对与低功率Qi示例（即图26-28的那些示例）对应的设计参数的信号。
图29图示出负载的一个示例，其中负载的等效输入阻抗等于2kΩ，并且操作频率被设置为125 kHz。典型地，这样的负载可以与接收器的内部微控制器或者微处理器对应。2kΩ负载与操作时的微控制器的等效输入阻抗对应。
在图29的示例中，相对于参考信号的相位/定时偏移被设置为零，并且测量持续时间被设置为半个时间段。如可以看到的，数据被正确解调。
当例如被充电时，功率接收器的负载阻抗不一定恒定。如先前提到的，内部微控制器的输入阻抗具有典型地在1-2kΩ的范围内的值。然而，当功率发射器开始例如对功率接收器的内部电池充电时，流经它的电流典型地可以达到1A。因此，可以期望小至3.5Ω的负载。如果负载从2kΩ跌落至3.5Ω，那么在应用与图29相同的测量参数（即相位/定时偏移和持续时间）的情况下，可能产生诸如图30中所示的示例。
如所示图的，数据不再被正确解调。
如果替代地将相位偏移修改为135度，那么如图31中所图示的，通信的可靠性甚至更差了。然而，如果将它修改为45度，那么如图32中所示，数据被功率发射器正确解调。
因此，如清楚地图示出的，最大解调/调制深度取决于功率传输信号的加载。在一些实施例中，可以检测加载的变化，并且该检测可以发起测量定时/相位偏移的适配，以便支持在信号的最优调制深度下解调信号。
先前的描述聚焦于经常有利的示例，其中功率传输信号也用于负载调制并且因此其中功率传输信号也用作用于功率接收器的负载调制的感应载波信号。
然而，在其他实施例中，通过负载调制的通信可以借助于单独的感应载波信号，该信号例如可以由不同的电感器生成，在不同的时间生成，和/或被生成为具有与功率传输信号不同的特性。
例如，在一些实施例中，除了发射器电感器103之外，功率发射器还可以包括功率传输电感器。该功率传输电感器可以通过功率驱动信号驱动，从而生成功率传输信号。发射器电感器103可以由不同的驱动信号驱动，从而生成感应载波信号，该信号可以用于功率接收器的负载调制，但是该信号可以不提供任何功率传输能力或者仅仅提供有限的功率传输能力。
将领会的是，先前提供的关于生成和解调功率传输信号的描述和评论同样适用于其中生成不传输功率的感应载波信号的场景。例如，逆变器可以用来生成驱动信号，该驱动信号在被馈送至发射器电感器时生成感应载波信号。具体地，所描述的用于对解调（并且具体是测量定时和持续时间）适配的方法同样适用于其中第二单独的电感器提供用于功率传输的第二感应信号的场景。
作为一个示例，功率发射器可以包括两个线圈/电感器，一个用于功率并且一个用于通信（发射器电感器103）。这两个电感器可以由不同的单独的驱动信号单独地驱动，从而单独地分别生成功率传输信号和用于负载调制的感应载波信号。这些信号均可以如先前所描述的那样来生成，但是典型地可以具有不同的特性。事实上，典型地，用于生成功率传输信号的特性旨在提供高功率传输能力，并且例如典型地使用大约20-60 kHz的频率。替代地，通信线圈（发射器电感器103）旨在在负载调制下促进/最优化通信，并且典型地以高得多的频率（通常在几百kHz到MHz的范围内）进行驱动。这可以提供不同信号之间的区分，并且可以改善通信可靠性。
在一些实施例中，也可以对信号进行时间复用。具体地，可以保留用于传输功率的时间段，并且可以保留用于通信的其他时间段（即，系统可以在功率传输与通信间隔之间交替）。
在这样的实施例中，感应载波信号可能也能够提供例如用于功率接收器的内部控制逻辑的一些（有限的）功率。
在这样的设置中，先前描述的用于解调以及尤其是用于对解调方法适配的方法可以适用于通信电感器（即发射器电感器103）。因此，解调和适配可以以与先前对于组合情况（即其中感应载波信号也是功率传输信号）描述的相同的方式基于通信电感器的电感器电压/电流的测量。
将领会的是，上面的描述为了清楚起见参照不同的功能电路、单元和处理器描述了本发明的实施例。然而，将清楚的是，可以使用不同的功能电路、单元或处理器之间的任何适当的功能分布而不减损本发明。例如，被图示出由单独的处理器或控制器执行的功能可以由同一处理器或控制器执行。因此，对于特定功能单元或电路的引用应当仅仅视作对于用于提供所描述的功能的适当构件的引用，而不是指示严格的逻辑或物理结构或组织。
本发明可以以任何适当的形式实现，所述形式包括硬件、软件、固件或者这些的任意组合。可选地，本发明可以至少部分地实现为运行在一个或多个数据处理器和/或数字信号处理器上的计算机软件。本发明的实施例的元件和部件可以在物理上、功能上和逻辑上以任何适当的方式实现。事实上，所述功能可以被实现在单个单元中、在多个单元中或者被实现为其他功能单元的一部分。正因为如此，本发明可以在单个单元中实现，或者可以在物理上和功能上分布在不同单元、电路和处理器之间。
尽管已经结合一些实施例描述了本发明，但是本发明并不意图限于本文阐述的特定形式。相反地，本发明的范围仅由所附权利要求书限制。此外，虽然特征可能看起来是结合特定实施例描述的，但是本领域技术人员将认识到，可以依照本发明组合所描述的实施例的各种特征。在权利要求书中，术语包括并没有排除其他元件或步骤的存在。
此外，尽管单独地被列出，但是多个构件、元件、电路或方法步骤可以由例如单个电路、单元或处理器实现。此外，尽管单独的特征可以包含于不同的权利要求中，但是这些特征可能地可以有利地加以组合，并且包含于不同的权利要求中并不意味着特征的组合不可行和/或不是有利的。而且，特征包含于一种权利要求类别中并不意味着限于该类别，而是指示该特征酌情同样可应用于其他权利要求类别。此外，权利要求中特征的顺序并不意味着其中特征必须起作用的任何特定顺序，并且特别地，方法权利要求中各步骤的顺序并不意味着必须按照该顺序来执行这些步骤。相反地，可以以任何适当的顺序执行这些步骤。此外，单数引用并没有排除多个。因此，对于“一”、“一个”、“第一”、“第二”等等的引用并没有排除多个。权利要求中的参考标记仅仅作为澄清的示例而被提供，不应当被解释为以任何方式限制权利要求的范围。

Claims (15)

1.一种用于使用无线感应功率传输信号向功率接收器（105）提供功率传输的功率发射器（101），该功率发射器（101）包括：
发射器电感器（103），用于响应于应用到发射器电感器（103）和包括发射器电感器（103）的谐振电路（303）中的至少一个的电压驱动信号生成用于负载调制的感应载波信号；
测量单元（311），布置成针对与电压驱动信号同步的参考信号的周期，对于发射器电感器（103）执行电感器电流和电感器电压中的至少一个的第一测量，每个第一测量跨一定测量时间间隔，该测量时间间隔是参考信号的周期时段的子集并且具有相对于参考信号的第一时间偏移；
适配器（313），用于改变第一时间偏移并且对于变化的第一时间偏移检测最优测量定时偏移，该最优测量定时偏移对于反映对于感应载波信号的不同调制负载的第一测量的差异度量的解调深度导致最大解调深度；以及
解调器（309），用于从具有设置为最优测量定时偏移的第一时间偏移的第一测量解调感应载波信号的负载调制。
2.权利要求1所述的功率发射器，其中适配器（313）被布置成改变测量时间间隔的持续时间以便确定导致最大解调深度的最优测量持续时间；并且
解调器（309）被布置成从具有与最优测量持续时间对应的测量时间间隔的持续时间的第一测量解调负载调制。
3. 权利要求1所述的功率发射器，其中适配器被布置成实现控制环，该控制环被布置成响应于从具有最优测量定时偏移的第一时间偏移的第一测量确定的测量的解调深度而动态地适配最优测量定时偏移。
4.权利要求1、2或3所述的功率发射器，其中第一测量是关于电感器电流的，并且
测量单元（311）进一步被布置成针对参考信号的各周期，执行电感器电压的第二测量，每个第二度量处于第二测量时间间隔中，该第二测量时间间隔是参考信号的周期时段的子集并且具有相对于参考信号的第二时间偏移；
适配器（313）被布置成改变第二时间偏移以便确定第二最优测量定时偏移，该第二最优测量定时偏移对于反映对于感应载波信号的不同调制负载的第二测量的差异度量的解调深度导致第二最大解调深度；并且
解调器（309）被布置成从具有设置为第二最优测量定时偏移的第二时间偏移的第二测量解调负载调制。
5.权利要求1、2或3所述的功率发射器，其中测量单元（311）被布置成以相对于参考信号的不同时间偏移生成电感器电流和电感器电压的第一测量，并且解调器被布置成从电感器电流和电感器电压的测量两者中解调负载调制。
6.权利要求1所述的功率发射器，其中参考信号是电压驱动信号和用于生成电压驱动信号的开关电路的驱动信号中的一个。
7.权利要求1所述的功率发射器，其中感应载波信号为功率传输信号。
8.权利要求7所述的功率发射器，进一步包括被布置成基于功率传输属性选择功率传输信号的频率的功率传输适配器（307）。
9.权利要求8所述的功率发射器，其中功率传输适配器（307）被布置成响应于接收自功率接收器（105）的功率控制消息而改变功率传输信号的频率。
10.权利要求1或9所述的功率发射器，其中功率传输适配器（307）被布置成响应于感应载波信号的频率的变化而发起对于最优测量定时偏移的确定。
11.权利要求1所述的功率发射器，其中测量单元（311）被布置成对于每个第一测量，在参考信号的同一周期内执行电感器电流和电感器电压中的至少一个的第二测量，该第二测量处于测量时间间隔中，所述测量时间间隔具有与用于第一测量的测量时间间隔对应的定时、但是具有相对于第一测量的测量时间间隔被半移动半个周期时段偏移的时间偏移；并且解调器（309）被布置成从第一测量和第二测量二者中解调负载调制。
12.权利要求1所述的功率发射器，其中第一测量是关于发射器电感器（103）的电感器电流的。
13.权利要求1所述的功率发射器，其中适配器（313）被布置成响应于对感应载波信号的加载的变化的检测而发起对于最优测量定时偏移的确定。
14.权利要求1所述的功率发射器，其中适配器（313）被布置成响应于对功率发射器（101）与功率接收器（105）之间的耦合的变化的检测而发起对于最优测量定时偏移的确定。
15.一种用于功率发射器的操作方法，该功率发射器被布置成使用无线感应功率传输信号向功率接收器（105）提供功率传输，该方法包括：
发射器电感器（103）响应于应用到发射器电感器（103）和包括发射器电感器（103）的谐振电路（303）中的至少一个的电压驱动信号生成用于负载调制的感应载波信号；
针对与电压驱动信号同步的参考信号的各周期，对于发射器电感器（103）执行电感器电流和电感器电压中的至少一个的第一测量，每个第一测量跨一定测量时间间隔，该测量时间间隔是参考信号的周期时段的子集并且具有相对于参考信号的第一时间偏移；
改变第一时间偏移并且对于变化的第一时间偏移检测最优测量定时偏移，该最优测量定时偏移对于反映对于感应载波信号的不同调制负载的第一测量的差异度量的解调深度导致最大解调深度；以及
从具有设置为最优测量定时偏移的第一时间偏移的第一测量解调感应载波信号的负载调制。
CN201580059857.3A 2014-09-03 2015-08-19 功率发射器及其操作方法 Active CN107078554B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP14183305.3 2014-09-03
EP14183305 2014-09-03
PCT/EP2015/068987 WO2016034410A1 (en) 2014-09-03 2015-08-19 Wireless inductive power transfer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107078554A true CN107078554A (zh) 2017-08-18
CN107078554B CN107078554B (zh) 2020-02-14

Family

ID=51483249

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201580059857.3A Active CN107078554B (zh) 2014-09-03 2015-08-19 功率发射器及其操作方法

Country Status (8)

Country Link
US (1) US10170943B2 (zh)
EP (1) EP3189574B1 (zh)
JP (1) JP6448774B2 (zh)
CN (1) CN107078554B (zh)
BR (1) BR112017003962B1 (zh)
RU (1) RU2681311C2 (zh)
TR (1) TR201903762T4 (zh)
WO (1) WO2016034410A1 (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017213032A1 (ja) * 2016-06-06 2017-12-14 株式会社村田製作所 ワイヤレス給電システム、ワイヤレス電力送電装置およびワイヤレス電力受電装置
US10411520B2 (en) * 2016-08-29 2019-09-10 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois System and method for wireless energy transfer with non-sinusoidal waves
EP3528364A1 (en) * 2018-02-20 2019-08-21 Koninklijke Philips N.V. Wireless power transfer system
EP3664526A1 (en) 2018-12-05 2020-06-10 Koninklijke Philips N.V. A method for device synchronization
EP3787151A1 (en) * 2019-08-27 2021-03-03 Koninklijke Philips N.V. A power transmitter, system and method therefor
EP3829071B1 (en) * 2019-11-29 2023-07-19 ElectDis AB Method, apparatuses and test system for transferring data during power transfer in a wireless power transfer system
EP3829028B1 (en) 2019-11-29 2023-07-12 ElectDis AB Method and devices for providing operational feedback during power transfer in a wireless power transfer system
US20230396472A1 (en) * 2022-06-03 2023-12-07 Renesas Electronics America Inc. Digital Demodulation for Wireless Power

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19544722C1 (de) * 1995-11-30 1997-04-17 Siemens Ag Diebstahlschutzsystem für ein Kraftfahrzeug
WO1998020363A1 (en) * 1996-11-05 1998-05-14 Philips Electronics N.V. Contactless data transmission and receiving device with a synchronous demodulator
CN1200213A (zh) * 1996-08-30 1998-11-25 摩托罗拉公司 使用电源信号采样的无线供电通信装置和方法
CN1214136A (zh) * 1996-12-10 1999-04-14 革新工业股份有限公司 终端与远距供电便携式物件之间非接触通信数据交换系统
CN101233666A (zh) * 2005-07-30 2008-07-30 Ls电线有限公司 对可再充电电池单元进行充电的可再充电电源、电池装置、非接触式充电器系统及方法
CN102378952A (zh) * 2009-03-31 2012-03-14 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于解调信号的系统
CN103155337A (zh) * 2010-10-13 2013-06-12 皇家飞利浦电子股份有限公司 感应式电力系统的电力发射器和电力接收器

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7522878B2 (en) 1999-06-21 2009-04-21 Access Business Group International Llc Adaptive inductive power supply with communication
US7212414B2 (en) 1999-06-21 2007-05-01 Access Business Group International, Llc Adaptive inductive power supply
US7884927B2 (en) * 2008-01-07 2011-02-08 Seiko Epson Corporation Power transmission control device, non-contact power transmission system, power transmitting device, electronic instrument, and waveform monitor circuit
RU2481689C1 (ru) * 2011-09-13 2013-05-10 Корпорация "САМСУНГ ЭЛЕКТРОНИКС Ко., Лтд." Беспроводной электромагнитный приемник и система беспроводной передачи энергии
CN103858357B (zh) * 2011-09-30 2016-10-05 皇家飞利浦有限公司 无线感应式电力输送
WO2013089485A1 (en) * 2011-12-15 2013-06-20 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for transmitting wireless power

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19544722C1 (de) * 1995-11-30 1997-04-17 Siemens Ag Diebstahlschutzsystem für ein Kraftfahrzeug
FR2741850A1 (fr) * 1995-11-30 1997-06-06 Siemens Ag Systeme antivol pour vehicule automobile
CN1200213A (zh) * 1996-08-30 1998-11-25 摩托罗拉公司 使用电源信号采样的无线供电通信装置和方法
WO1998020363A1 (en) * 1996-11-05 1998-05-14 Philips Electronics N.V. Contactless data transmission and receiving device with a synchronous demodulator
US6028503A (en) * 1996-11-05 2000-02-22 U.S. Philips Corporation Contactless data transmission and receiving device with a synchronous demodulator
CN1214136A (zh) * 1996-12-10 1999-04-14 革新工业股份有限公司 终端与远距供电便携式物件之间非接触通信数据交换系统
CN101233666A (zh) * 2005-07-30 2008-07-30 Ls电线有限公司 对可再充电电池单元进行充电的可再充电电源、电池装置、非接触式充电器系统及方法
CN102378952A (zh) * 2009-03-31 2012-03-14 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于解调信号的系统
CN103155337A (zh) * 2010-10-13 2013-06-12 皇家飞利浦电子股份有限公司 感应式电力系统的电力发射器和电力接收器

Also Published As

Publication number Publication date
RU2017110537A (ru) 2018-10-03
JP2017530674A (ja) 2017-10-12
RU2017110537A3 (zh) 2019-01-09
BR112017003962A2 (pt) 2018-02-20
RU2681311C2 (ru) 2019-03-06
BR112017003962B1 (pt) 2022-07-19
JP6448774B2 (ja) 2019-01-09
CN107078554B (zh) 2020-02-14
EP3189574B1 (en) 2019-01-09
EP3189574A1 (en) 2017-07-12
US20170229920A1 (en) 2017-08-10
US10170943B2 (en) 2019-01-01
WO2016034410A1 (en) 2016-03-10
TR201903762T4 (tr) 2019-04-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107078554A (zh) 无线感应功率传输
CN106415990B (zh) 用于向电力接收器传输电力的电力传送器和操作方法
KR102167280B1 (ko) 무선 전력 전송
US20200280220A1 (en) Foreign object detection in a wireless power transfer system
US10886782B2 (en) Wireless inductive power transfer
CN104995849B (zh) 无线感应电力传送
US10734840B2 (en) Shared power converter for a wireless transmitter device
JP6222792B2 (ja) 無線誘導電力伝送
CN108352724A (zh) 无线感应功率传输
US20220344978A1 (en) Foreign object detection in a wireless power transfer system
CN110098665B (zh) 管理从发射器到接收器的非接触功率传输的方法及发射器
US9461713B2 (en) Data reception apparatus and method, data transmission apparatus, and data communication system using mutual resonance
EP4102681A1 (en) Wireless power transfer
KR20230175299A (ko) 무선 전력 전송 시스템에서의 통신
WO2023222419A1 (en) Wireless power transfer
TW202333437A (zh) 無線電力轉移
TW202349830A (zh) 無線電力轉移
TW202234789A (zh) 無線電力轉移
TW202130093A (zh) 無線電力轉移及通訊

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant