CN107636981B

CN107636981B - 用于无线充电器的深度睡眠唤醒的接近度传感器

Info

Publication number: CN107636981B
Application number: CN201680027489.9A
Authority: CN
Inventors: 杨松楠; 史蒂芬·G·盖斯凯尔; 阿玛德·霍什内维斯; 阿南德·S·康那穆尔; 乌伦·卡拉卡奥格鲁
Original assignee: Intel Corp
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 2015-06-17
Filing date: 2016-05-11
Publication date: 2021-10-08
Anticipated expiration: 2036-05-11
Also published as: US20160373166A1; EP3311467A4; EP3311467A1; WO2016204885A1; CN107636981A

Abstract

本公开涉及用于具有感测单元的电力发送单元(PTU)的方法、装置和系统。感测单元可以与PTU集成从而确定电力接收单元(PRU)何时在近端并且唤醒PTU充电线圈。当PRU不存在时，PTU可以处于深度睡眠状态以节省功率。

Description

用于无线充电器的深度睡眠唤醒的接近度传感器

相关申请

本申请要求于2015年9月24日提交的序列号为14/864,303的题为“用于无线充电器的深度睡眠唤醒的接近度传感器(PROXIMITY SENSOR FOR DEEP SLEEP WAKEUP OFWIRELESS CHARGER)”的美国专利申请和于2015年6月17日提交的序列号为62/180,951的题为“用于无线充电的基于接近度传感器的深度睡眠唤醒(PROXIMITY SENSOR BASED DEEPSLEEP WAKEUP FOR WIRELESS CHARGING)”美国临时申请的权益，其全部内容以其整体明确地合并与此。

技术领域

本公开涉及安全的和改进的无线充电站，包括用于A4WP无线充电的基于接近度传感器的深度睡眠唤醒。所公开的实施例提供低功率、低成本、局部深度睡眠唤醒的无线充电站，其提供显著的功率节省并且提供增强的用户体验。

背景技术

无线充电或感应充电使用磁场在两个设备之间传送能量。无线充电可以在充电站处实现。能量通过电感耦合从一个设备发送到另一设备。电感耦合用于对电池进行充电或运行接收设备。无线充电联盟(A4WP)的成立是为了创造行业标准，通过非辐射、近场、磁共振将电力从电力发送单元(PTU)传送到电力接收单元(PRU)。

A4WP定义了由PRU共振器输出的最大功率参数化的五类PRU。类别1涉及较低功率应用(例如，蓝牙耳机)。类别2涉及具有约3.5W的功率输出的设备，并且类别3设备具有约6.5W的输出。类别4和5涉及更高功率的应用(例如，平板电脑、上网本和笔记本电脑)。

A4WP的PTU使用感应线圈从充电基站内生成磁场，并且PRU(即，便携式设备)中的第二感应线圈从磁场获取电力并且将电力转换回电流以对电池进行充电。以这种方式，两个近端感应线圈形成电力变压器。当感应式充电系统使用磁共振耦合时，发送器线圈与接收器线圈之间的距离可以更大。磁共振耦合是被调谐为以相同的频率共振的两个线圈之间的电能的近场无线传输。

无线充电对包括智能手机、平板电脑和笔记本电脑的设备的快速无线充电尤为重要。需要可扩展的无线充电系统来提供能够同时对多个设备进行充电的大型充电区域。

附图说明

将参照下面的示例性和非限制性图示来讨论本公开的这些和其他实施例，其中相似的元件被类似地编号，并且其中：

图1A示出了根据本公开的一个实施例的简化示例性装置；

图1B示出了可以与图1A的装置一起使用的示例性PTU；

图2示出了根据本公开的一个实施例的示例性PTU状态机；

图3A示出了A4WP电力发送单元的传统信标序列；

图3B示出了根据本公开的一个实施例的信标信令和深度睡眠状态；

图4A示出了根据本公开的第一示例性实施例的唤醒序列；

图4B示出了根据本公开的一个实施例的转换到低功率状态以节省电能；

图5示出了根据本公开的一个实施例的示例性装置；

图6示出了具有delta-sigma(ΔΣ)电容到数字转换器传感器的等效电路的本公开的另一实施例；并且

图7示出了根据本公开的一个实施例的两级差动Twin-T陷波滤波器(two-stagedifferential Twin-T notch filter)的示例性实施例。

具体实施方式

某些实施例可以结合各种设备和系统使用，例如，移动电话、智能手机、笔记本计算机、传感器设备、蓝牙(BT)设备、超极本^TM、笔记本电脑、平板电脑、平板电脑、手持设备、个人数字助理(PDA)设备、手持PDA设备、板上设备、离板设备、混合设备、车载设备、非车载设备、移动或便携设备、消费者设备、非移动或非便携式设备、无线通信站、无线通信设备、无线接入点(AP)、有线或无线路由器、有线或无线调制解调器、视频设备、音频设备、(AV)设备、有线或无线网络、无线区域网、无线视频区域网(WVAN)、局域网(LAN)、无线局域网(WLAN)、个人区域网(PAN)、无线PAN(WPAN)等等。

一些实施例可以结合以下设备和/或网络来使用：根据现有电气与电子工程师协会(IEEE)标准(IEEE 802.11-2012，信息技术的IEEE标准-系统之间的电信和信息交换-局域网和城域网-具体要求-第11部分：无线LAN媒体访问控制(MAC)层和物理层(PHY)规范，2012年3月29日；IEEE 802.11任务组ac(TGac)(“IEEE 802.11-09/0308rl2–TGac信道模型附录文档”)；IEEE 802.11任务组ad(TGad)(IEEE 802.11ad-2012，信息技术的IEEE标准并且在WiGig品牌下推向市场-系统之间的电信和信息交换-局域网和城域网-具体要求-第11部分：无线LAN媒体访问控制(MAC)层和物理层(PHY)规范-修订3：60GHz频段中的极高吞吐量的增强，2012年12月28日))和/或它们的未来版本和/或衍生版本操作的设备和/或网络；根据现有无线保真(Wi-Fi)联盟(WFA)对等(P2P)规范(Wi-Fi P2P技术规范，第1.2版，2012年)和/或它们的未来版本和/或衍生版本操作的设备和/或网络；根据现有蜂窝规范和/或协议(例如，第三代合作伙伴计划(3GPP)、3GPP长期演进(LTE))和/或它们的未来版本和/或衍生版本操作的设备和/或网络；根据现有无线HDTM规范和/或它们的未来版本和/或衍生版本操作的设备和/或网络；是上述网络的一部分的单元和/或设备等等。

一些实施例可以结合BT和/或蓝牙低功耗(BLE)标准来实现。如简要讨论的，BT和BLE是用于在工业、科学和医疗(ISM)无线电频带(即，2400-2483.5MHz频带)中使用短波UHF无线电波在短距离内交换数据的无线技术标准。BT通过建立个人区域网(PAN)来连接固定设备和移动设备。蓝牙使用跳频扩频。发送的数据被划分为分组，每个分组在79个指定的BT信道中的一个上被发送。每个信道具有1MHz的带宽。最近开发的BT实施方式(蓝牙4.0)使用2MHz的间隔，其允许40个信道。

一些实施例可以结合以下设备来使用：单向和/或双向无线电通信系统、BT设备、BLE设备、蜂窝无线电-电话通信系统、移动电话、蜂窝电话、无线电话、个人通信系统(PCS)设备、合并了无线通信设备的PDA设备、移动或便携式全球定位系统(GPS)设备、合并了GPS接收器或收发器或芯片的设备、合并了RFID元件或芯片的设备、多输入多输出(MIMO)收发机或设备、单输入多输出(SIMO)收发机或设备、多输入单输出(MISO)收发机或设备、具有一个或多个内部天线和/或外部天线的设备、数字视频广播(DVB)设备或系统、多标准无线电设备或系统、有线或无线手持式设备(例如，智能电话)、无线应用协议(WAP)设备等等。一些说明性实施例可以结合WLAN来使用。其他实施例可以结合任意其他适当的无线通信网络(例如，无线区域网络、“微微网(piconet)”、WPAN、WVAN等等)来使用。

本发明的各种实施例可以全部或部分地以软件和/或固件来实现。软件和/或固件可以采取被包括在非暂态计算机可读存储介质中或其上的指令的形式。那些指令然后可以被一个或多个处理器读取和执行，以实现对本文所描述的操作的执行。指令可以是任意适当的形式，例如但不限于，源代码、编译代码、解释代码、可执行代码、静态代码、动态代码等。这样的计算机可读介质可以包括用于以可由一个或多个计算机读取的形式存储信息的任何有形非暂态介质，例如但不限于，只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁盘存储介质、光存储介质、闪存等。

非常希望无线充电器在诸如办公室、会议室、咖啡店、机场、酒店之类的地方无处不在。在传统A4WP基本系统规范(BSS)中，PTU需要通过PTU线圈周期性地发送短信标和长信标以检测设备的存在并且发起PTU与PRU之间的连接。当系统空闲时，根据该规范设计的系统会产生巨大的功率损失。为了抑制功率损失，本文公开了深度睡眠特征，其也能够在检测到附近的PRU时快速启动PTU。所公开的实施例包括在PTU处于深度睡眠模式时的感测技术(针对附近的PRU)。感测技术可以扩展为感测PTU处或附近的物体。感测到的物体可以包括人体等等。

用于深度睡眠唤醒的传统方法包括为在相同房间内或在PTU附近为一组PTU供电。通过部署在例如会议室中的(一个或多个)运动传感器或通过蓝牙接近度感测来触发供电。传统系统需要大量额外的硬件，这增加了不必要的功率开销。此外，检测精度和粒度不足以敏锐地唤醒每个单独的PTU。为了解决传统系统的这些和其他缺陷，本公开的实施例涉及低功率、低成本、局部深度睡眠唤醒方案。所公开的实施例提供显著的功率节省并改善用户体验。

在示例性实施例中，感测元件被添加到PTU线圈以检测近端PRU和/或物体(包括人)。PTU线圈可以包括一个或多个共振器以及相应电路，用于将输入电压转换成磁场。如本文所使用的，检测同等地适用于检测PRU、无线设备、物体和人体。在一个实施例中，检测到的物体(设备、人等等)连接到接地电位。感测元件可以是电容接近度传感器，用于在PRU被引入PTU所支持的环境时提供局部检测。电容传感器响应于物理刺激的变化呈现电容的变化。传感器可以提供用于PRU检测的简化的、快速的轮询方案。一旦检测到，传感器可以迅速唤醒PTU以用于对PRU进行充电。与(基于当前A4WP规范运行的)传统PTU系统相比，所公开的实施例将深度睡眠模式添加到A4WP规范，具有显著的功率节省和可扩展性。

传统A4WP类别4的PTU在空闲模式下可能会消耗数百毫瓦(mW)的功率。该消耗是由根据A4WP要求定期发送短信标和长信标产生的。在某些实施例中，当PTU系统处于深度睡眠模式时，唯一操作的电路是电容接近度传感器，其通常消耗微瓦级别的功率。这提供了显著的功率开销降低。与替代的触发技术(例如，室内运动检测器或基于蓝牙的接近度传感器)相比，所公开的技术提供了局部检测。

在一个实施例中，现有PTU线圈可以被用作电容传感器的电极以将检测限制在PTU线圈的周围环境。有利地，该特征允许系统仅在PRU处于PTU的充电区域内时才有选择地唤醒。电容传感器可以与PTU的共振器线圈集成，或者其可以包括独立的线圈。

图1A示出了根据本公开的一个实施例的简化示例性装置。图1A的简化装置可以用于将PTU从深度睡眠中唤醒。图1A示出了电容接近度传感器104、PTU 106、开关(即，具有两个状态S₀和S₁的单刀双掷开关)和PTU线圈102。PTU线圈102可以包括共振器线圈和相关联的电路，用于将输入功率转换为磁场。

PTU线圈102可以包括电容器C₁，其与线圈串联以在线圈的两半之间提供低频隔离。串联(in-line)电容器通常用于大型线圈设计中，以减轻大型线圈的线匝之间生成的寄生电容的不利影响。

PTU 106可以被配置为作为PTU的后端(下面针对图1B进行描述)操作，并且PTU线圈102可以被配置为作为A4WP共振器线圈操作。PTU线圈102通过开关(分别处于状态S₁和状态S₀)连接到电容接近度传感器104和PTU 106。

在深度睡眠模式期间，A4WP PTU的前端(即，PTU线圈102)可以被断电以节省功率。在检测到物体在有源充电区域附近(即，将设备放置在PTU线圈102上或附近进行充电)时，电容接近度传感器104可以向PTU 106发送唤醒信号。唤醒信号可以唤醒PTU 106以恢复发送A4WP标准下的信标信号。在PTU 106确认在线圈102处或线圈102附近存在可充电设备之后，可以开始高频无线充电。

在本公开的某些实施例中，可以在相同无线充电线圈(例如，线圈102)上实现高频无线充电(即，以6.78MHz充电)和低频电容感测。这样的实现方式可以在频域或时域上复用线圈。在于2015年9月23日提交的序列号为14/862,423的题为“用于优化A4WP无线充电和NFC共存的方法、系统和装置(Method,System and Apparatus to Optimize A4WPWireless Charging and NFC Co-Existence)”的申请中公开了一种这样的申请，其全部内容合并于此以用于提供背景信息。

下面讨论了其它技术，其中可以使用A4WP PTU的差动线圈(differential coil)来实现电容接近度感测并且支持同时进行电力传送和接近度感测操作。在示例性差动线圈中，线圈可以由两个对称的半部构成，并且在中心通过电容器或通过直接连接而连接在一起。线圈可以被差分驱动(即，两端都不接地)。在中心点，线圈处于虚拟接地。

图1B示出了可以与图1A的装置一起使用的示例性PTU。具体地，图1B示出了被配置为参与并且引导共振器线圈102产生期望的磁场的传统PTU的后端。

PTU 110包括电源118、功率放大器(PA)112、匹配电路114、控制器120、和通信模块124。共振器线圈102(可互换地称为共振器)针对图1A被讨论。共振器145将电力传送到与相应PRU(未示出)相关联的共振器。通信模块124可以定义BLE通信平台以收发BLE分组并且向控制器120传送分组数据。PA 112从电源118(其可以是AC/DC适配器或AC源)接收初始功率并且根据来自控制器120的指令来生成放大的A4WP功率信号。匹配电路114从PA 112接收A4WP功率信号并且向共振器116提供基本上恒定的功率。共振器116可以包括一个或多个共振器线圈，用于将来自匹配电路114的输出转换成针对放置在PTU 110的充电区域内的无线设备的磁场。

图2示出了根据本公开的一个实施例的示例性A4WP PTU状态机。图2的状态机被示出为具有以下示例性状态：PTU深度睡眠210、PTU节能230、PTU低功率240、和PTU电力传送245。图2还示出了PTU配置模块220、PTU锁存故障(latching fault)260和PTU局部故障250。

在PTU上电200期间，PTU处于配置状态220，其中PTU正在被初始化。在PTU重置定时器期满时或在PTU初始化完成时，PTU进入节能状态230。在PTU节能状态230期间，PTU发送一组短信标。根据本公开的一个实施例，如果检测到附近的负载，则短信标之后跟随着长信标。

如果在状态230期间从PRU接收到BLE通告或如果接收到指示PRU特性的BLE分组，则PTU进入PTU低功率状态240。在该状态下，PTU建立并维持与PRU的通信链路。此外，PTU发送启动电流(I_TX-START)给PTU线圈通电。下面参考图3进一步讨论该步骤。另一方面，如果在状态240期间没有检测到设备，则PTU返回到状态230并且重新开始发送信标序列。

一旦PTU确认附近的PRU准备好接收磁场，它就进入PTU电力传送状态245。在这种状态下，PTU根据预定标准驱动一个或多个共振器线圈并且给这些线圈通电，以向PRU提供最佳充电。状态245被示出为具有示例性子状态1、2和3。每个子状态表示不同的PTU功率水平。状态245可以继续，直到PTU/PRU链路期满或预定时间间隔期满。此时，PTU可以恢复到PTU节能状态230或PTU低功率状态240。如果PTU在状态245处遇到系统错误或其他局部故障，则其分别可以进入PTU锁存故障状态260或PTU局部故障状态250。一旦故障状态被清除，PTU就返回到上电状态200。

在某些实施例中，接近度传感器可以被用来引入PTU深度睡眠接近度感测状态210。在该状态下，PTU保持深度睡眠模式以使能量节省最大化。一旦检测到用户接近，PTU绕过状态220并进入PTU节能状态230。此外，如果PTU节能状态230未能检测到附近的负载，则PTU可以结束状态230并返回到深度睡眠模式210。在PTU深度睡眠状态210期间，PTU可以是完全不活跃的而接近度传感器保持运行。在节能状态230期间，接近度传感器的功耗与PTU的功耗相比可以至少低一个数量级。深度睡眠状态210不会影响PTU的电力传送状态245和低功率状态240，因为这些状态的功能和状态转换与当前A4WP规范(即，A4WP 1.3BSS)相同。

图3A示出了A4WP电力发送单元的传统信标序列。在图3A中，x轴表示时间，并且y轴表示信号的幅度。图3A示出了在PTU处于节能状态时周期性地发送的短信标310和长信标320。通常，PTU在每个t_cycle(t_cycle)期间发送短信标并且在每个t_{LONG BEACON PERIOD}期间发送长信标。信标可以具有不同的幅度(I_{SHORT BEACON},I_{LONG BEACON})，如图3A所示。如果接收到对短信标的响应，则短信标之后跟随着长信标320。如果在发送短信标之后在PTU处检测到负载变化330，则PTU发送长信标并进入低功率状态。PTU也启动注册定时器并发送通告，如图3A所示。如果在低功率状态期间没有接收到响应，则PTU可以返回到节能状态。传统PTU在节能状态和低功率状态都消耗能量。

图3B示出了根据本公开的一个实施例的信标信令和深度睡眠状态。这里，PTU维护空闲定时器340。在空闲定时器期间，PTU保持在节能状态，并且发送类似于图3B的周期性短信标和长信标。然而，在空闲定时器340期满时，PTU进入没有能量消耗的深度睡眠状态350。在深度睡眠状态350期间，PTU不会发送任何信标，这带来功率节省。在一个实施例中，PTU空闲定时器可以被配置为在长信标之后期满。虽然在图3B中没有示出，但是如果发现PRU，则PTU可以转换到低功率状态以通过BLE通信发起设备注册。

图4A示出了根据本公开的第一示例性实施例的唤醒序列。具体地，图4A示出了响应于虚警410(即，不存在PRU)而从深度睡眠状态出来的信标序列。在检测到事件450(尽管为假)时，PTU可以从PTU深度睡眠状态420转换到PTU节能状态430并且初始化信标。PTU还启动PTU空闲定时器440。如果在空闲定时器440期满之前没有确认附近的物体的存在，则PTU可以返回到深度睡眠状态420以节省功率。

图4B示出了根据本公开的一个实施例的转换到低功率状态以节省功率。在一个实施例中，传统A4WP轮询方案被修改为允许深度睡眠唤醒以直接触发长信标415。由于长信标启动BLE通告455周期，这可以产生额外的功率节省增益。当在PTU的有效区域中快速检测到PRU时，快速检测将缩短设备之间的通信延迟，这使得更快地转换到低功率状态450。当PTU进入节能状态450时，长信标通过PTU线圈被发送。PRU然后通过长信标被上电，并且开始通过其BLE无线电平台发送通告。一旦PTU检测到PRU的BLE通告，它将进入低功率状态并且开始对PRU进行充电。

图5示出根据本公开的一个实施例的示例性装置，其中PTU线圈被无线充电和接近度感测两者同时共享，而不需要来回切换。具体地，图5示出了A4WP PTU线圈502、电容电桥504、电容接近度传感器510、隔离滤波器506、接近度传感器信号/隔离匹配508、和A4WP PTU512。在图5中，PTU线圈502可以被认为是两个对称的半部。电容电桥504可以是惠斯通电桥。PTU线圈205可以定义具有电容电桥504的两个对称半部。电容电桥504可以隔离传感器以限定一个半部，并且用作共振器的PTU线圈可以限定另一半部。电容电桥504可以在电容传感器操作频率(10-100kHz)处将两个半部隔离。

滤波器506和508可以用作隔离滤波器。隔离滤波器506被添加在线圈502与接近度传感器510之间的接口处。隔离滤波器506用于过滤掉约6.78MHz的频率以防止A4WP充电电流进入接近度传感器电路(510)。隔离滤波器508可以被添加在线圈502与PTU 512之间以隔离来自A4WP PTU(512)电路的接近度感测信号。在一个实施例中，接近度传感器信号隔离电路是PTU匹配电路的一部分。

A4WP PTU 512可以包括传统PTU后端，其包括用于对PRU进行充电的电路。当PTU512处于深度睡眠状态时，电容接近度传感器510通过电容电桥504向线圈502持续地发送接近度感测信号，其中线圈502被用作接近度感测电极。如果接近度传感器510感测到用户将PRU或其他物体带到PTU线圈近端的事件，则电容接近度传感器510将一个或多个信号514发送到A4WP PTU 512以将PTU 512从深度睡眠状态中唤醒。一旦PTU 512被唤醒，其可以进入低功率状态(例如，图4B的状态450)，并且通过给线圈502通电来引导线圈502参与A4WP设备/负载检测以产生短信标或长信标，此时电容感测停止。在一些实施例中，A4WP频率(6.78MHz)和电容传感器操作频率在频率上相距甚远。这对滤波器的质量因子(Q)或频率选择性提供了相对宽松的限制。

图6示出了具有用于delta-sigma(ΔΣ)电容-数字转换器(DCD)传感器的等效电路的本公开的另一实施例。在图6中，根据用户600到线圈610的接近度而变化的电容被示出为C_T。人体具有对地的有效电容C_H，其通过电路板对地的有效电容(C_F)被反馈到电桥电路604，完成回路。图6中的人体连接到接地电位，因此被电容传感器检测到。一个或多个隔离滤波器602被添加在电容接近传感器604的前端与线圈610之间以拒绝/过滤6.78MHz处的无线充电信号。这确保了基于接近度感测的电容检测的高精度。PTU的寄生电容由滤波器612去除。

图6的电路示出了两个新颖的电路。首先，隔离滤波器602以其数百伏的电压与线圈端子的直接连接可能产生显著的效率降低，并且需要高功率滤波器组件。惠斯通电容电桥电路604可以用来代替串联电容器。电容惠斯通电桥电路604通过允许线圈电容的共模感测同时抑制线圈电流/电压的影响，来降低隔离滤波器602可见的幅度。然后，隔离滤波器602可以进一步防止A4WP电流影响感测。隔离滤波器价格低廉并且具有低电容负载。

图6还示出了本发明的一些实施例中的可以用于电容测量/检测的ΔΣ电容检测电路。电容检测电路使用对被测电容进行充放电所花费的时间与对已知的参考电容进行充放电所花费的时间进行比较，从而测量被测电容的电容值。通过这样的设备，可以计算由用户接近引起的电容变化Ct，并且当超过某个阈值时，可以触发接近事件。

图7示出了根据本公开的一个方面的具有隔离滤波器的示例性实施例。隔离滤波器(用于进一步防止A4WP电流影响感测)可以是价格低廉的并且具有低电容负载。图7示出了两级差动Twin-T陷波滤波器700。滤波器可以是所示出的单端的、全差动的、共振的或甚至是另一电容惠斯通电桥。Twin-T陷波滤波器可以被设计以阻止6.78MHz的信号馈入电容传感器。

为了选择Twin-T陷波滤波器，应当考虑单个Twin-T 702的输出电压接近接地。上方和下方的T表现为具有相同的戴维南等效输出阻抗(1/2R//l/2jωC)的两个分压器。在陷波频率(RC＝1/ω)处，由于两个右分支中的C和R的交换，T的交叉点处的电压是90°异相。当对输出电压做出另一90°滞后时，左侧分支会产生同样的效果。因此，在陷波频率处，两个电压输出取消了证明输出接近接地的初始假设。

在一些实施例中，仿真表明，在峰值PTU功率下对功耗的影响<50mW，明显低于替代的同步操作方案。

以下非排他性示例进一步示出了本公开的某些实施例。示例1涉及一种无线充电装置，包括：共振器；接近度传感器，用于检测共振器近端的物体的存在；电力发送单元(PTU)，用于与共振器和接近度传感器通信，PTU被配置为响应于检测到物体的存在而使共振器生成磁场。

示例2涉及示例1的无线充电装置，其中，接近度传感器与共振器集成在一起。

示例3涉及前述示例中任一个的无线充电装置，其中，接近度传感器还包括惠斯通电容电桥。

示例4涉及前述示例中任一个的无线充电装置，还包括一个或多个开关，用于将共振器与接近度传感器或PTU中的一者进行耦合和去耦合。

示例5涉及前述示例中任一个的无线充电装置，其中，一个或多个开关顺序地将共振器连接到接近度传感器或PTU。

示例6涉及前述示例中任一个的无线充电装置，还包括隔离滤波器，用于将接近度传感器连接到共振器线圈。

示例7涉及前述示例中任一个的无线充电装置，还包括接近度传感器信号隔离电路。

示例8涉及前述示例中任一个的无线充电装置，其中，物体定义连接到接地电位的无线设备、人体、或任意有形介质中的一个或多个。

示例9涉及一种用于操作无线充电单元的方法，方法包括：从接近度传感器接收识别近端物体的存在的信号；将电力发送单元(PTU)从深度睡眠状态转换到低功率状态；确认近端物体作为电力接收单元(PRU)存在；以及如果PRU的存在被确认，则发送被配置为对PRU进行充电的磁场。

示例10涉及示例9的方法，其中，确认近端物体的存在的步骤还包括发送长信标，其中所述长信标后跟随着一个或多个短信标。

示例11涉及前述示例中任一个的方法，其中，确认近端物体的存在的步骤还包括启动空闲定时器。

示例12涉及前述示例中任一个的方法，还包括如果在空闲定时器期满时未检测到PRU的存在，则返回到深度睡眠状态。

示例13涉及前述示例中任一个的方法，还包括在转换到低功率状态之前将PTU从深睡眠状态转换到节能状态。

示例14涉及前述示例中任一个的方法，还包括在节能状态期间发送一个且唯一的一个长信标。

示例15涉及一种包括指令的非暂态机器可读介质，所述指令可由处理器电路执行来对外部设备执行进行无线充电的步骤，指令使得处理器电路驱动操作，操作包括：从接近度传感器接收识别近端物体的存在的信号；将电力发送单元(PTU)从深度睡眠状态转换到低功率状态；确认近端物体作为电力接收单元(PRU)存在；以及如果近端物体的存在被确认，则发送被配置为对PRU进行充电的磁场。

示例16涉及前述示例中任一个的非暂态机器可读介质，其中，操作还包括：确认近端物体的存在还包括发送长信标，其中长信标后跟随着一个或多个短信标。

示例17涉及前述示例中任一个的非暂态机器可读介质，其中，确认近端物体的存在还包括启动空闲定时器。

示例18涉及前述示例中任一个的非暂态机器可读介质，还包括如果在空闲定时器期满时未检测到PRU的存在，则返回到深度睡眠状态。

示例19涉及前述示例中任一个的非暂态机器可读介质，还包括在转换到低功率状态之前将PTU从深度睡眠状态转换到节能状态。

示例20涉及前述示例中任一个的非暂态机器可读介质，还包括在节能状态期间发送一个且唯一的一个长信标。

示例21涉及一种无线充电装置，包括：共振器；用于与共振器通信的控制器，控制器被配置为响应于近端物体的存在指示而将电力发送单元(PTU)从深度睡眠状态唤醒到低功率状态。

示例22涉及示例21的装置，还包括传感器，用于识别连接到接地电位的近端设备或物体的存在。

示例23涉及前述示例中任一个的装置，其中，控制器还被配置为在转换到低功率状态之前将PTU从深度睡眠状态转换到节能状态。

示例24涉及前述示例中任一个的装置，其中，控制器在节能状态期间引导一个且唯一的一个长信标的发送。

示例25涉及前述示例中任一个的装置，其中，控制器引导共振器在低功率状态期间发送幅度为ITX_START的信号。

示例26涉及一种用于检测近端可充电设备的无线充电设备，包括：用于生成磁场的装置；用于检测生成装置近端的物体的存在的装置；用于与生成装置和检测装置进行通信的装置，该通信装置被配置为响应于检测到物体的存在而使生成装置生成磁场。

示例27涉及前述示例中任一个的无线充电装置，其中，用于检测物体的存在的装置与用于生成磁场的装置集成在一起。

示例28涉及前述示例中任一个的无线充电装置，其中，用于检测的装置还包括惠斯通电容电桥。

示例29涉及前述示例中任一个的无线充电装置，还包括用于将共振器与接近度传感器或PTU中的一者进行耦合和去耦合的一个或多个开关装置。

示例30涉及前述示例中任一个的无线充电装置，其中，一个或多个开关装置将共振器顺序地连接到接近度传感器或PTU。

示例31涉及前述示例中任一个的无线充电装置，还包括用于将接近度传感器连接到共振器线圈的滤波装置。

示例32涉及前述示例中任一个的无线充电装置，还包括用于隔离检测装置的装置。

示例33涉及前述示例中任一个的无线充电装置，其中，物体定义连接到接地电位的无线设备、人体、或任意有形介质中的一个或多个。

虽然已经针对本文所示的示例性实施例说明了本公开的原理，但是本公开的原理不限于此，并且包括其任意修改、变化或置换。

Claims

1.一种无线充电装置，包括：

共振器；

接近度传感器，用于检测所述共振器近端的物体的存在；

电力发送单元（PTU），用于与所述共振器和所述接近度传感器通信，所述PTU被配置为响应于检测到所述物体的存在而使所述共振器从深度睡眠状态转换到节能状态以生成磁场，

其中，所述PTU被配置为在所述节能状态期间发送一组短信标，并且如果检测到所述物体的存在，则短信标之后跟随着长信标。

2.根据权利要求1所述的无线充电装置，其中，所述接近度传感器与所述共振器集成在一起。

3.根据权利要求1所述的无线充电装置，其中，所述接近度传感器还包括惠斯通电容电桥。

4.根据权利要求1所述的无线充电装置，还包括一个或多个开关，用于将所述共振器与所述接近度传感器或所述PTU中的一者进行耦合和去耦合。

5.根据权利要求4所述的无线充电装置，其中，所述一个或多个开关顺序地将所述共振器连接到所述接近度传感器或所述PTU。

6.根据权利要求1所述的无线充电装置，还包括隔离滤波器，用于将所述接近度传感器连接到共振器线圈。

7.根据权利要求1所述的无线充电装置，还包括接近度传感器信号隔离电路。

8.根据权利要求1所述的无线充电装置，其中，所述物体定义连接到接地电位的无线设备、人体、或任意有形介质中的一个或多个。

9.一种用于操作无线充电单元的方法，所述方法包括：

从接近度传感器接收识别近端物体的存在的信号；

将电力发送单元（PTU）从深度睡眠状态转换到节能状态；

确认所述近端物体作为电力接收单元（PRU）存在；以及

如果所述PRU的存在被确认，则发送被配置为对所述PRU进行充电的磁场，

其中，所述PTU被配置为在所述节能状态期间发送一组短信标，并且如果所述PRU的存在被确认，则短信标之后跟随着长信标。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，确认所述近端物体的存在的步骤还包括启动空闲定时器。

11.根据权利要求10所述的方法，还包括如果在所述空闲定时器期满时未检测到所述PRU的存在，则返回到深度睡眠状态。

12.根据权利要求9所述的方法，还包括在转换到低功率状态之前将所述PTU从所述深度睡眠状态转换到所述节能状态。

13.根据权利要求12所述的方法，还包括在所述节能状态期间发送一个且唯一的一个长信标。

14.一种无线充电设备，包括：

用于从接近度传感器接收识别近端物体的存在的信号的装置；

用于将电力发送单元（PTU）从深度睡眠状态转换到节能状态的装置；

用于确认所述近端物体作为电力接收单元（PRU）存在的装置；以及

用于在所述近端物体的存在被确认时发送被配置为对所述PRU进行充电的磁场的装置，

15.根据权利要求14所述的设备，其中，用于确认所述近端物体的存在的装置还包括用于启动空闲定时器的装置。

16.根据权利要求15所述的设备，还包括用于如果在所述空闲定时器期满时未检测到所述PRU的存在则返回到深度睡眠状态的装置。

17.根据权利要求14所述的设备，还包括用于在转换到低功率状态之前将所述PTU从所述深度睡眠状态转换到所述节能状态的装置。

18.根据权利要求15所述的设备，还包括用于在所述节能状态期间发送一个且唯一的一个长信标的装置。

19.一种包括代码的机器可读介质，该代码被执行时使得机器执行根据权利要求9-13中任一项所述的方法。