CN108337920A - 多线圈无线充电方法及其设备和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及多线圈无线充电方法及其设备和系统，根据本发明的一个实施方式的用于向无线电力接收器无线传输电力的无线电力传输器包括：电力传输单元，其包括至少两个或更多个传输线圈；控制单元，其进行控制，使得以预定次序通过传输线圈传输用于检测无线电力接收器的存在的预定第一检测信号；以及调制/解调单元，如果与第一检测信号相关联的预定第一信号强度指标从无线电力接收器被接收到，则调制/解调单元将接收到的第一信号强度指标传输至控制单元，其中，控制单元可以进行控制以使得第二检测信号通过经由其接收到第一信号强度指标的传输线圈被传输。因此，本发明具有使得能够更快且更准确地检测无线电力接收器的优点。
Description
技术领域
实施方式涉及无线电力传输技术，并且更特别地，涉及用于使配备有多个传输线圈的无线电力传输器识别无线电力接收器所需的时间减至最少的多线圈无线充电方法及其设备和系统。
背景技术
最近，随着信息和通信技术的迅速发展，正在形成无处不在的基于信息和通信技术的社会。
为了使信息通信设备能够随时随地连接，应在所有设施中安装配备有具有通信功能的计算机芯片的传感器。因此，向这些设备或传感器供电成为新的挑战。此外，随着便携式设备例如蓝牙手机和类似iPod的音乐播放器以及移动电话的种类的数目的迅速增加，对它们的电池进行充电需要时间和精力。作为解决该问题的一种方式，无线电力传输技术近来引起了关注。
无线电力传输(或无线能量传送)是用于基于磁场的感应原理来将电能从传输器无线地传输至接收器的技术。早在19世纪，就开始使用基于电磁感应的电动机或变压器。此后，尝试了通过发射电磁波例如无线波、激光、高频波或微波来传输电能的方法。通过电磁感应对电动牙刷和一些常见的无线剃刀进行充电。
迄今为止推行的无线能量传输技术可以大致分成磁感应、电磁共振(Electromagnetic Resonance)以及采用短波长射频的RF传输。
在磁感应方案中，当两个线圈被彼此相邻布置并且电流被施加至线圈中的一个线圈时，此时生成的磁通量(Magnetic Flux)在另一线圈中生成电动势。该技术正在被迅速商业化，以主要用于小型设备例如移动电话。在电磁感应方案中，可以高效地传输高达几百千瓦(kW)的功率，但是最大传输距离小于或等于1cm。作为结果，通常需要将设备放置在充电器或衬垫(pad)附近，这是不利的。
磁共振方案使用电场或磁场而不是采用电磁波或电流。磁共振方案的优点在于：由于该方案几乎不受电磁波的影响，因此该方案对于其他电子设备或人体是安全的。然而，该方案的可用距离和可用空间受到限制，并且该方案的能量传递效率较低。
短波无线电力传输方案(简单地说，RF传输方案)利用了可以以无线电波(RadioWave)的形式直接地发送和接收能量的事实。该技术是使用整流天线(rectenna)的基于RF的无线电力传输方案。整流天线是天线(antenna)和整流器(rectifier)的复合词，指的是将RF电力直接转换成直流(DC)电力的设备。也就是说，RF方案是将AC无线电波转换成DC波的技术。最近，随着效率的提高，RF技术的商业化已经被积极研究。
无线电力传输技术可用于包括IT、铁路和家电行业以及移动行业在内的各种行业。
最近，已经引入了配备有多个线圈的无线电力传输器以提高放置在充电底座(charging bed)上的无线电力接收器的识别率。然而，配备有多个线圈的常规无线电力传输器顺序地发送检测信号，其中检测信号包括例如用于电磁感应方案的查验信号和用于电磁共振方案的信标信号。
特别地，配备有多个常规传输线圈的常规无线电力传输器被控制成通过相应传输线圈将检测信号顺序地重复发送预定次数，例如两次，以减小无线电力接收器的识别误差并且确定表现出良好充电效率的传输线圈。
然而，在通过传输线圈中的每个传输线圈将检测信号顺序地重复发送预定次数的方法中，仅在完成预设的检测信号传输过程之后才识别要被用于无线电力接收器的传输线圈。因此，识别无线电力接收器花费很多时间。此外，被充电的无线电力接收器的电容器的电力通过检测信号被放电，并且因此无线电力接收器不能将包括信号强度指标(SignalStrength Indicator)的预定响应信号发送至无线电力传输器。作为结果，接收机不能被识别。
发明内容
技术问题
因此，鉴于以上问题提出了本公开内容，并且实施方式提供了多线圈无线充电方法及其设备和系统。
实施方式提供了能够提高无线电力接收器的识别率并且使识别所需的时间减至最少的多线圈无线充电方法及其设备和系统。
通过实施方式可以实现的技术目标不限于上文中已经特别描述的内容，并且本领域技术人员根据以下详细描述将更清楚地理解本文中未描述的其他技术目标。
技术方案
本公开内容可以提供一种多线圈无线充电方法及其设备和系统。
在一个实施方式中，一种用于向无线电力接收器无线地传输电力的无线电力传输器，该无线电力传输器可以包括：电力传输单元，其包括至少两个传输线圈；控制器，其被配置成执行控制操作，使得以预定次序通过传输线圈传输用于检测无线电力接收器的存在的预定第一检测信号；以及调制/解调单元，其被配置成当从无线电力接收器接收到与第一检测信号相对应的预定第一信号强度指标时，将所接收的第一信号强度指标传送至控制器，其中，控制器可以控制第二检测信号以使第二检测信号通过这样的传输线圈被传输：已经通过该传输线圈接收到第一信号强度指标。
此外，控制器可以控制电力以使电力通过这样的传输线圈被传输至无线电力接收器：已经通过该传输线圈接收到与第二检测信号相对应的第二信号强度指标。
此外，当第二信号强度指标已经通过多个传输线圈被接收到时，控制器可以基于第二信号强度指标来选择要用于向无线电力接收器进行电力传输的传输线圈。
此外，第二信号强度指标可以是关于安装在无线电力接收器上的整流器的输出电力的强度信息。
此外，无线电力传输器还可以包括电力转换单元，该电力转换单元被配置成对从电源施加的电力进行转换并且将转换后的电力传输至电力传输单元，其中，电力转换单元可以包括以下中的至少一个：DC/DC转换器，其被配置成将从电源施加的DC电力转换成具有预定强度的DC电力；电力传感器，其被配置成测量通过DC/DC转换器获得的转换后的DC电力的强度；以及放大器，其被配置成放大转换后的DC电力。
此外，无线电力传输器还可以包括频率发生器，该频率发生器被配置成生成预定频率信号以将AC分量插入至转换后的DC电力中。
此外，无线电力传输器还可以包括开关，该开关被配置成控制由电力转换单元转换的电力以使该电力通过所述至少两个传输线圈中的一个传输线圈被传输。
此外，无线电力传输器还包括检测信号传输定时器，该检测信号传输定时器被配置成控制通过传输线圈传输检测信号的时间，其中，当达到检测信号的传输时间时，控制器可以控制开关以通过相应的传输线圈来传输检测信号。
此外，检测信号可以是在WPC标准或PMA标准中定义的数字查验信号。
在另一实施方式中，一种用于通过具有多个传输线圈的无线电力传输器向无线电力接收器传输无线电力的方法可以包括：通过所述多个传输线圈顺序地传输第一检测信号；检查是否已经从无线电力接收器接收到与第一检测信号相对应的第一信号强度指标；以及通过这样的传输线圈来传输预定第二检测信号：已经通过该传输线圈接收到第一信号强度指标。
此外，所述方法还可以包括：控制电力以使电力通过这样的传输线圈被传输至无线电力接收器：已经通过该传输线圈接收到与第二检测信号相对应的第二信号强度指标。
此外，所述方法还可以包括：当第二信号强度指标已经通过多个传输线圈被接收到时，基于第二信号强度指标来选择要用于向无线电力接收器进行电力传输的传输线圈。
此外，第二信号强度指标是关于安装在无线电力接收器上的整流器的输出电力的强度信息。
此外，所述方法还可以包括：控制开关以通过所述多个传输线圈中的一个传输线圈来传输第一检测信号和第二检测信号。
此外，所述方法还可以包括：基于定时器来识别第一检测信号和第二检测信号的传输时间，其中，开关可以在所识别的传输时间处被控制以通过相应的传输线圈来传输第一检测信号和第二检测信号。
此外，检测信号是在WPC标准或PMA标准中定义的数字查验信号。
在另一实施方式中，可以提供其上记录有用于执行以上描述的无线电力传输方法中的一个的程序的计算机可读记录介质。
本公开内容的上述方面仅仅是本公开内容的优选实施方式的一部分。本领域技术人员将从本公开内容的以下详细描述中得出并理解反映本公开内容的技术特征的各种实施方式。
有益效果
根据实施方式的方法和设备具有以下效果。
实施方式提供了多线圈无线充电方法及其设备和系统。
此外，实施方式提供了能够提高无线电力接收器的识别率并且使识别所需的时间减至最少的多线圈无线充电方法及其设备和系统。
此外，实施方式提供了以下的多线圈无线充电方法及其设备和系统，所述方法能够通过以下操作来防止检测信号的不必要的传输并且使待命电力的消耗和识别无线电力接收器所需的时间减至最少：基于在通过多个传输线圈传输初级检测信号期间检测到的信号强度指标来自适应地确定传输次级检测信号的传输线圈。
本领域技术人员将理解的是，通过本公开内容的实施方式可以实现的效果不限于上面描述的那些效果，并且根据以下详细描述将更加清楚地理解本公开内容的其它优点。
附图说明
被包括以提供对本公开内容的进一步理解的附图示出了本公开内容的实施方式。然而，要理解的是，本公开内容的技术特征不限于具体的附图，并且可以将附图中公开的特征彼此组合以构成新的实施方式。
图1是示出根据相关技术的无线电力传输器中的检测信号传输过程的图。
图2是示出WPC标准中定义的无线电力传输过程的状态转变图。
图3是示出PMA标准中定义的无线电力传输过程的状态转变图。
图4是示出根据本公开内容的实施方式的无线电力传输器的内部结构的框图。
图5是示出根据本公开内容的实施方式的用于通过无线电力传输器来传输无线电力的方法的流程图。
图6是示出根据本公开内容的实施方式的无线电力传输器的结构的框图。
图7至图8是示出根据本公开内容的实施方式的用于通过具有多个传输线圈的无线电力传输器来传输无线电力的方法的流程图。
最优实施方式
根据本公开内容的第一实施方式的用于将电力无线地传输至无线电力接收器的无线电力传输器可以包括：电力传输单元，其包括至少两个传输线圈；控制器，其被配置成控制用于检测无线电力接收器的存在的预定第一检测信号，以使预定第一检测信号通过传输线圈以预定顺序被发送；以及调制/解调单元，其被配置成当从无线电力接收器接收到与第一检测信号相对应的预定第一信号强度指标时将接收到的第一信号强度指标发送至控制器。
具体实施方式
在下文中，将参照附图来详细描述应用本公开内容的实施方式的装置和各种方法。如本文中所使用的，后缀“模块”和“单元”被可互换地添加或使用，以有助于本说明书的准备，并且这些后缀不意在表明不同的含义或功能。
在实施方式的描述中，要理解的是，当元件被描述为在另一元件“上”/“上方”或“下”/“下方”时，这两个元件可以直接彼此接触或者可以被布置有存在于其之间的一个或更多个介入元件。另外，术语“上”/“上方”或“下”/“下方”可以不仅指向上的方向，而且还指相对于一个元件的向下的方向。
为了简单起见，在实施方式的描述中，“无线电力传输器”、“无线电力传输装置”、“传输终端”、“传输器”、“传输装置”、“传输侧”、“无线电力传送装置”、“无线电力传送器”等将被可互换地用于指代用于在无线电力系统中传输无线电力的装置。此外，“无线电力接收装置”、“无线电力接收器”、“接收终端”、“接收侧”、“接收装置”、“接收器”等将被可互换地用于指代用于接收来自无线电力传输装置的无线电力的装置。
根据本公开内容的传输器可以被配置为衬垫型(pad type)、托架型(cradletype)、AP接入点(Access Point)型、小基站型、竖立型、天花板嵌入型、壁挂型等。一个传输器可以将电力传输至多个无线电力接收装置。为此目的，传输器可以包括至少一种无线电力传输手段。此处，无线电力传输手段可以采用基于用于根据电磁感应原理进行充电的电磁感应方案的各种无线电力传输标准，其中电磁感应原理意味着在电力传输终端线圈中生成磁场并且由磁场在接收终端线圈中感应出电流。此处，无线电力传输手段可以包括使用由作为无线充电技术标准组织的无线电力协会WPC(Wireless Power Consortium)和电力事业联盟PMA(Power Matters Alliance)定义的电磁感应方案的无线充电技术。
另外，根据本公开内容的实施方式的接收器可以包括至少一种无线电力接收手段，并且可以同时从两个或更多个传输器接收无线电力。此处，无线电力接收手段可以包括由作为无线充电技术标准组织的无线电力协会WPC(Wireless Power Consortium)和电力事业联盟PMA(Power Matters Alliance)定义的电磁感应方案的无线充电技术。
根据本公开内容的接收器可以被应用于小型电子设备中，其中，小型电子设备包括移动电话(mobile phone)、智能电话(smart phone)、膝上型计算机(laptop computer)、数字广播终端、PDA(Personal Digital Assistant(个人数字助理))、PMP(PortableMultimedia Player(便携式多媒体播放器))、导航设备、电动牙刷，电子标签、照明设备、遥控、钓鱼漂浮物以及可穿戴设备例如智能手表。然而，实施方式不限于此。应用可以包括配备有无线电力传输手段并且具有可再充电电池的任何设备。
图1是示出根据相关技术的无线电力传输器中的检测信号传输过程的图。
参照图1，无线电力传输器可以配备有三个传输线圈111、112和113。每个传输线圈可以具有与其他传输线圈部分重叠的区域，并且无线电力传输器以预定义的顺序通过相应的传输线圈来顺序地传输用于感测无线电力接收器的存在的预定检测信号117、127，例如数字查验信号(ping signal)。
如图1所示，无线电力传输器可以通过由附图标记110指示的初级检测信号传输过程来顺序地传输检测信号117，并且识别从无线电力接收器115接收信号强度指标或信号强度指标(Signal Strength Indicator)116的传输线圈111和112。随后，无线电力传输器可以通过由附图标记120指示的次级检测信号传输过程来顺序地传输检测信号127，在接收信号强度指标126的传输线圈111与传输线圈112之间识别呈现出较好的电力传输效率(或充电效率)——即，传输线圈与接收线圈之间较好的对准——的传输线圈，并且执行控制操作以通过所识别的传输线圈来传输电力，即执行无线充电。
使无线电力传输器执行如图1所示的两个检测信号传输过程允许更准确地识别与无线电力接收器的接收线圈更好地对准的传输线圈。
如果如图1的附图标记110和120所指示的那样由第一传输线圈111和第二传输线圈112接收到信号强度指标116和信号强度指标126，则无线电力传输器基于由第一传输线圈111和第二传输线圈112中的每一者接收的信号强度指标126来选择呈现最佳对准的传输线圈，并且使用所选择的传输线圈来执行无线充电。
图2是示出WPC标准中定义的无线电力传输过程的状态转变图。
参照图2，根据WPC标准的从传输器到接收器的电力传输被大致分成选择阶段210、查验阶段220、识别和配置阶段230以及电力传送阶段240。
选择阶段210可以是当在电力传输开始或被保持的同时检测到特定错误或特定事件时转变发生的阶段。此处，特定错误和特定事件将通过下面的描述被阐明。另外，在选择阶段210中，传输器可以监测在界面表面处是否存在物体。当传输器检测到物体被放置在界面表面上时，其可以转变至查验阶段220(S201)。在选择阶段210中，传输器可以传输非常短脉冲的模拟查验信号，并且基于传输线圈的电流变化来感测接口表面的有效区域中是否存在物体。
当传输器在查验阶段220中检测到物体时，它激活接收器并且传输数字查验以识别接收器是否为兼容WPC标准的接收器。如果传输器在查验阶段220没有从接收器接收到针对数字查验的响应信号(例如，信号强度指标)，则它可以转变回到选择阶段210(S202)。另外，如果传输器从接收器接收到指示电力传输完成的信号，即充电完成信号，则传输器可以转变至选择阶段210(S203)。
当查验阶段220完成时，传输器可以转变至用于识别接收器并且收集关于接收器的配置和状态信息的识别和配置阶段230(S204)。
在识别和配置阶段230中，如果接收到意外分组(意外分组)、在预定义的时间内未接收到期望的分组(超时)、在分组传输中存在错误(传输错误)、或者没有达成电力传送合同(无电力传送合同)，则传输器可以转变至选择阶段210(S205)。
一旦接收器的识别和配置完成，则传输器可以转变至传输无线电力的电力传送阶段240(S206)。
在电力传送阶段240中，如果接收到意外分组(意外分组)、在预定义的时间期间未接收到期望的分组(超时)、出现对预建立的电力传输合同的违反(电力传送合同违反)以及充电完成，则传输器可以转变至选择阶段210(S207)。
此外，在电力传送阶段240中，如果电力传送合同需要根据传输器的状态的变化来重新配置，则传输器可以转变至识别和配置阶段230(S208)。
上述电力传输合同可以基于与传输器和接收器有关的状态和特性信息来设置。例如，传输器状态信息可以包括关于可传输的电力的最大量的信息和关于可接受的接收器的最大数目的信息，以及接收器状态信息可以包括关于所需电力的信息。
图3是示出PMA标准中定义的无线电力传输过程的状态转变图。
参照图3，根据PMA标准的从传输器到接收器的电力传输被大致分为待命阶段310、数字查验阶段320、识别阶段330、电力传送阶段340以及充电结束阶段350。
待命阶段310可以是用于当在用于电力传输的接收器识别过程被执行或者电力传输被保持的同时检测到特定错误或特定事件时执行转变的阶段。此处，特定错误和特定事件将通过下面的描述来阐明。另外，在待命阶段310中，传输器可以监测在充电表面上是否存在物体。当传输器检测到物体被放置在充电表面上或者RXID重试正在进行时，传输器可以转变至数字查验阶段320(S301)。此处，RXID是分配给兼容PMA的接收器的唯一标识符。在待命阶段310中，传输器可以传输非常短脉冲的模拟查验，并且基于传输线圈的电流变化来感测在接口表面例如充电底座的有效区域中是否存在物体。
在转变至数字查验阶段320时，传输器发送数字查验信号以识别检测到的物体是否为兼容PMA的接收器。当充足的电力通过由传输器传输的数字查验信号被供应至接收终端时，接收器可以根据PMA通信协议调制接收到的数字查验信号，并向传输器传输预定响应信号。此处，响应信号可以包括指示由接收器接收的电力的强度的信号强度指标。当在数字查验阶段320接收到有效的响应信号时，接收器可以转变至识别阶段330(S302)。
如果在数字查验阶段320中未接收到响应信号或者确定接收器不是兼容PMA的接收器(即异物检测(FOD))，则传输器可以转变至待命阶段310(S303)。作为示例，异物(FO)可以是包括硬币和钥匙的金属物体。
在识别阶段330中，如果接收器识别过程失败或者需要被重新执行，以及如果接收器识别过程未在预定义时间内完成，则传输器可以转变至待命阶段310(S304)。
如果传输器成功识别接收器，则传输器可以从识别阶段330转变至电力传送阶段340并开始充电(S305)。
在电力传送阶段340中，如果未在预定时间内接收到期望信号(超时)、检测到异物(FO)、或者传输线圈的电压超过预定义的参考值，则传输器可以转变至待命阶段310(S306)。
另外，在电力传送阶段340中，如果由设置在传输器中的温度传感器检测到的温度超过预定的参考值，则传输器可以转变至充电结束阶段350(S307)。
在充电结束阶段350中，如果传输器确定接收器已经从充电表面被移除，则传输器可以转变至待命状态310(S309)。
另外，如果在超温状态下测量的温度在经过预定时间之后降低到参考值以下，则传输器可以从充电结束阶段350转变至数字查验阶段320(S310)。
在数字查验阶段320或电力传送阶段340中，当从接收器接收到充电结束(EOC)请求时，传输器可以转变至充电结束阶段350(S308和S311)。
图4是示出根据本公开内容的实施方式的配备有多个传输线圈的无线电力传输器中的无线电力传输过程的图。
参照图4，无线电力传输器可以配备有三个传输线圈411、412以及413。每个传输线圈可以具有与其他传输线圈部分重叠的区域。无线电力传输器可以通过每个传输线圈传输模拟查验信号，或者可以在使用预定的检测传感器检测到传导物体的存在时来同时以预定义的次序传输用于识别物体是否是能够被无线充电的无线电力接收器的预定检测信号417和427，例如数字查验信号。特别地，如图4所示，在初级检测信号传输过程410中，根据该实施方式的无线电力传输器可以通过所有传输线圈顺序地传输检测信号418。然而，在次级检测信号传输过程420中，无线电力传输器可以控制检测信号428以使检测信号428仅通过传输线圈411和412被传输，其中，已经通过传输线圈411和412在初级检测信号传输过程410中接收到信号强度指标。
如图4所示，无线电力传输器可以通过由附图标记410指示的初级检测信号传输过程顺序地传输检测信号417，并且识别已经通过其从接收器401接收到信号强度指标417的传输线圈411和412。随后，无线电力传输器可以在由附图标记420指示的次级检测信号传输过程中使用第一传输线圈411和第二传输线圈412顺序地传输检测信号427，在接收到信号强度指标426的传输线圈411与传输线圈412之间识别呈现较好的电力传输效率(或充电效率)——即传输线圈与接收线圈之间较好的对准——的传输线圈，并且执行控制操作以通过所识别的传输线圈来传输电力即执行无线充电。此处，检测信号418和检测信号428可以是在WPC标准和PMA标准中定义的数字查验信号。
图5是示出根据本公开内容的另一实施方式的配备有多个传输线圈的无线电力传输器中的无线电力传输过程的图。
参照图5，无线电力传输器可以配备有五个传输线圈511至515，并且可以在初级检测信号传输过程510期间通过第一传输线圈511至第五传输线圈515来顺序地传输检测信号518。然后，无线电力传输器可以从无线电力接收器501接收与通过第一传输线圈511传输的检测信号相对应的信号强度指标517。
在这种情况下，在次级检测信号传输过程520中，无线电力传输器可以执行控制操作，使得检测信号528仅通过第一传输线圈511被传输，而不通过第二传输线圈512至第五传输线圈515被传输，其中，已经通过第一传输线圈511在初级检测信号传输过程中接收到信号强度指标517。
在第二检测信号传输过程520中，当无线电力传输器识别到与通过第一传输线圈511传输的检测信号528相对应的信号强度指标527的接收时，无线电力传输器可以使用线圈511执行无线充电。
虽然在图4至图5中示出了在第一检测信号传输过程410、510期间无线电力传输器通过第一传输线圈至第n传输线圈顺序地传输检测信号，其中n为3或5，但是这仅是一个实施方式。在本公开内容的另一实施方式中，无线电力传输器可以通过奇数编号的传输线圈顺序地传输检测信号，并且然后通过偶数编号的传输线圈顺序地传输检测信号。
另外，虽然安装在无线电力传输器上的传输线圈在图4和图5中被示出为排列成一行，但是这仅是一个实施方式。应当注意的是，多个传输线圈可以在无线电力传输器的充电底座上以各种形状进行排列，例如矩形、三角形、圆形以及菱形。在这种情况下，应当注意的是，在初级检测信号传输过程中由无线电力传输器通过设置的传输线圈传输的检测信号的传输次序可以根据产品的设计而变化。
放置在无线电力传输器的充电底座上的无线电力接收器可以移动。由此，通过其在第一检测信号传输过程中接收到信号强度指标的传输线圈可以不同于以下的传输线圈：通过该传输线圈在第二检测信号传输过程中接收到信号强度指标。在这种情况下，无线电力接收器还可以针对以下的一个或更多个传输线圈来执行第三级检测信号传输过程：已经通过所述一个或更多个传输线圈在次级检测信号传输过程期间接收到信号强度指标。
如果在连续的检测信号传输过程期间从相同的一个或更多个传输线圈接收到信号强度指标，则无线电力传输器可以基于接收到的信号强度指标来选择具有较好充电效率的传输线圈，并通过所选择的传输线圈来执行无线充电。
另外，当通过多个传输线圈接收到信号强度指标时，无线电力传输器可以将信号强度指标与预定参考值进行比较，并且根据比较结果执行控制操作，使得已经通过其接收到大于或等于参考值的信号指标的一个或更多个传输线圈中的与具有最大值的信号强度指标相对应的传输线圈被用于无线充电。
图6是示出根据本公开内容的实施方式的无线电力传输器的结构的框图。
参照图6，无线电力传输器600可以包括电力转换单元610、电力传输单元620、调制/解调单元630、控制器640、频率发生器650以及检测信号传输定时器660。应当注意的是，无线电力传输器600中的上述元件不一定是必需的元件，因此，无线电力传输器可以被配置成包括更多或更少的元件。
如图6所示，当从电源单元650供应电力时，电力转换单元610可以将电力转换为预定强度。
为此目的，电力转换单元610可以包括DC/DC转换器611、电力传感器612以及放大器613。
DC/DC转换单元611可以用于根据控制器640的控制信号将从电源单元650供应的DC电力转换为具有预定强度的DC电力。
电力传感器612可以测量转换后的DC电力的电压/电流等并将转换后的DC电力提供至控制器640。
控制器640可以基于由电力传感器612测量的电压/电流值自适应地切断从电源单元650供应的电力或供应至放大器613的电力。为此目的，还可以在电力转换单元610的一侧设置用于切断从电源单元650供应的电力或者供应至放大器613的电力的预定电力切断电路。
频率发生器650可以生成预定频率信号以用于将AC分量插入至由放大器613放大的DC电力中。
电力传输单元620可以包括用于控制放大器613的输出电力向传输线圈的传输的开关621，以及第一至第n传输线圈622。
控制器640可以控制开关621以在初级检测信号传输过程期间通过第一至第n传输线圈622顺序地传输检测信号。此时，控制器640可以通过检测信号传输定时器660来识别传输检测信号的时间。当达到检测信号传输时间时，控制器640可以控制开关621以通过相应的传输线圈来传输检测信号。
另外，控制器640可以识别已经通过其在初级检测信号传输过程期间接收到信号强度指标的一个或更多个传输线圈，并且可以控制开关621以在次级检测信号传输过程期间仅通过所识别的一个或更多个传输线圈来传输检测信号。
调制/解调单元630可以调制由控制器640生成的控制信号，并将所调制的控制信号传输至传输线圈622或者可以解调从传输线圈622接收的信号，并将所解调的信号传输至控制器640。例如，解调信号可以包含但不限于信号强度指标。在另一实施方式中，解调信号可以包括关于无线电力接收器的各种状态信息。此处，关于无线电力接收器的状态信息可以包括用于确定充电完成的状态信息、用于确定无线电力接收器的过电压/过电流/过热的状态信息、以及用于确定由无线电力接收器接收的电力的强度的状态信息——包括例如关于整流器的输出电压和/或电流的强度的信息。
特别地，调制/解调单元630可以识别已经通过其接收到解调信号强度指标的传输线圈，并且将识别的传输线圈和与识别的传输线圈相对应的解调信号强度指标传输至控制器640。
控制器640可以基于由调制/解调单元630解调的信号强度指标来确定要通过其执行无线充电的传输线圈。
随后，控制器640可以控制电力转换单元610和电力传输单元620的操作，使得可以通过所确定的传输线圈来传输电力。
例如，无线电力传输器600可以通过使用与无线电力传输所使用的频率相同的频率的与无线电力接收器的带内通信来获取信号强度指标。
在示例中，无线电力传输器600不仅可以传输无线电力，而且还可以使用传输线圈622与无线电力接收器交换各种信息。在另一示例中，应当注意的是，无线电力传输器600可以包括与每个传输线圈622对应的单独线圈并且使用所述单独线圈与无线电力接收器执行带内通信。
根据本公开内容的实施方式的无线电力传输器600还可以包括用于通过特定频带传输电力或控制信号的预定频率发生器(未示出)。
图7至图8是示出根据本公开内容的实施方式的用于由具有多个传输线圈的无线电力传输器来传输无线电力的方法的流程图。
具体地，图7示出了初级检测信号传输过程，以及图8示出了次级检测信号传输过程和根据过程选择要用于无线充电的最佳传输线圈的过程。
参照图7，当向无线电力传输器施以电力时，无线电力传输器可以将预定检测信号传输计数器i初始化为0，并将具有与所安装的传输线圈的数目相对应的大小的信号强度指标阵列SSI[]初始化为0(S701)。
无线电力传输器可以通过第i传输线圈来传输可以是根据WPC标准或PMA标准的数字查验信号的检测信号(S702)。
无线电力传输器可以驱动预定检测信号传输定时器，并且检查是否已经通过第i传输线圈接收到信号强度指标(S703和S704)。此处，检测信号传输定时器是用于控制检测信号的传输时段的定时器。
如果作为检查结果，已经接收到信号强度指标，则无线电力传输器可以存储与第i传输线圈相对应的信号强度指标(S707)并执行稍后将描述的步骤705。此处，可以将与第i传输线圈相对应的信号强度指标记录在上述步骤701中初始化的阵列SSI[i]中。即，可以将通过第i传输线圈接收的信号强度指标received_SSI记录在SSI[i]中。
如果作为步骤704中的检查结果，未接收到信号强度指标，则无线电力传输器可以检查检测信号传输定时器是否已经期满(S705)。
如果作为检查结果，检测信号传输定时器尚未期满，则无线电力传输器可以返回至步骤704。如果作为步骤705中的检查结果，检测信号传输定时器已经期满，则无线电力传输器可以将i的值增加1(i＝i+1或i++)，并且比较增加后的i的值是否大于或等于传输线圈的数目(S706)。
如果作为比较的结果，增加后的i的值大于或等于传输线圈的数目，则无线电力传输器可以执行稍后将描述的图8的过程。否则，无线电力传输器可以返回至上述步骤702以通过第i传输线圈来传输检测信号。
参照图8，无线电力传输器可以将检测信号传输计数器i再次初始化为0并执行比较操作以确定SSI[i]的值是否超过预定参考值(S801和S802)。此处，参考值可以但不限于是使连接至无线电力接收器(或安装在无线电力接收器上)的负载能够被正常充电所需的最小电力的强度(或最小电压的水平或最小电流的强度)。还应当注意的是，可以根据无线电力接收器和无线电力传输器的类型来不同地设置参考值。
如果作为比较的结果，SSI[i]的值超过预定参考值，则无线电力传输器可以通过第i传输线圈来传输检测信号并驱动检测信号传输定时器(S803)。
随后，无线电力传输器可以检查是否已经接收到与通过第i传输线圈传输的检测信号相对应的信号强度指标(S804)。
如果作为检查的结果，已经接收到信号强度指标，则无线电力传输器可以存储与第i传输线圈相对应的信号强度指标(S809)并且执行稍后将描述的步骤805。
如果作为步骤804中的检查结果，未接收到信号强度指标，则无线电力传输器可以检查检测信号传输定时器是否已经期满(S805)。
如果作为检查的结果，检测信号传输定时器已经期满，则无线电力传输器可以将i的值增加1(i＝i+1或i++)，并且然后执行比较操作以确定增加后的i的值是否大于或等于传输线圈的数目(S806)。
如果作为比较的结果，增加后的i的值大于或等于传输线圈的数目，则无线电力传输器可以识别具有最大SSI值的传输线圈并执行控制操作以通过识别的传输线圈来执行无线充电(S807和S808)。
如果作为步骤806中的比较的结果，增加后的i的值小于传输线圈的数目，则无线电力传输器可以返回至步骤803以通过第i传输线圈来传输检测信号。
如果在步骤802中通过第i传输线圈接收的信号强度指标的值小于或等于预定参考值，则无线电力传输器可以执行上述步骤806。
根据所描述的本公开内容的实施方式的方法可以被实现为在计算机上执行并且存储在计算机可读记录介质中的程序。计算机可读记录介质的示例包括ROM、RAM、CD-ROM、磁带、软盘以及光学数据存储设备，以及还包括载波型实现方式(例如，通过因特网传输)。
计算机可读记录介质可以分布至通过网络连接的计算机系统，并且计算机可读代码可以以分布式方式在其上存储和执行。实施方式所属领域的程序员可以容易地推断出用于实现上述方法的功能程序、代码和代码段。
对于本领域技术人员明显的是，在不脱离本公开内容的精神和基本特征的情况下，本公开内容可以以除了本文中所阐述的那些形式以外的特定形式来实施。
因此，以上实施方式应当在所有方面被解释为是说明性的而非限制性的。本公开内容的范围应当由所附权利要求书及其法定等同物来确定，并且落入所附权利要求书的含义和等同范围内的所有变化旨在被包含在其中。
工业实用性
本公开内容涉及无线充电技术，并且可应用于其上安装有多个传输线圈以向无线电力接收器无线地传输电力的无线电力传输装置以及包括多个无线电力传输装置的无线电力传输系统。
Claims (17)
1.一种用于向无线电力接收器无线地传输电力的无线电力传输器，所述无线电力传输器包括：
电力传输单元，其包括至少两个传输线圈；
控制器，其被配置成执行控制操作，使得以预定次序通过所述传输线圈传输用于检测所述无线电力接收器的存在的预定第一检测信号；以及
调制/解调单元，其被配置成当从所述无线电力接收器接收到与所述第一检测信号相对应的预定第一信号强度指标时，将所接收的第一信号强度指标传送至所述控制器，
其中，所述控制器控制第二检测信号以使所述第二检测信号通过这样的传输线圈被传输：已经通过该传输线圈接收到所述第一信号强度指标。
2.根据权利要求1所述的无线电力传输器，其中，所述控制器控制电力以使电力通过这样的传输线圈被传输至所述无线电力接收器：已经通过该传输线圈接收到与所述第二检测信号相对应的第二信号强度指标。
3.根据权利要求2所述的无线电力传输器，其中，当所述第二信号强度指标已经通过多个传输线圈被接收到时，所述控制器基于所述第二信号强度指标来选择要用于向所述无线电力接收器进行电力传输的传输线圈。
4.根据权利要求3所述的无线电力传输器，其中，所述第二信号强度指标是关于安装在所述无线电力接收器上的整流器的输出电力的强度信息。
5.根据权利要求1所述的无线电力传输器，还包括：
电力转换单元，其被配置成对从电源施加的电力进行转换并且将转换后的电力传输至所述电力传输单元，
其中，所述电力转换单元包括以下中的至少一个：
DC/DC转换器，其被配置成将从所述电源施加的DC电力转换成具有预定强度的DC电力；
电力传感器，其被配置成测量通过所述DC/DC转换器获得的转换后的DC电力的强度；以及
放大器，其被配置成放大所述转换后的DC电力。
6.根据权利要求5所述的无线电力传输器，还包括：
频率发生器，其被配置成生成预定频率信号以将AC分量插入至所述转换后的DC电力中。
7.根据权利要求5所述的无线电力传输器，还包括：
开关，其被配置成控制由所述电力转换单元转换的电力以使该电力通过所述至少两个传输线圈中的一个传输线圈被传输。
8.根据权利要求7所述的无线电力传输器，还包括：
检测信号传输定时器，其被配置成控制通过所述传输线圈传输所述检测信号的时间，
其中，当达到所述检测信号的传输时间时，所述控制器控制所述开关以通过相应的传输线圈来传输所述检测信号。
9.根据权利要求1所述的无线电力传输器，其中，所述检测信号是在WPC标准或PMA标准中定义的数字查验信号。
10.一种通过具有多个传输线圈的无线电力传输器向无线电力接收器传输无线电力的方法，所述方法包括：
通过所述多个传输线圈顺序地传输第一检测信号；
检查是否已经从所述无线电力接收器接收到与所述第一检测信号相对应的第一信号强度指标；以及
通过这样的传输线圈来传输预定第二检测信号：已经通过该传输线圈接收到所述第一信号强度指标。
11.根据权利要求10所述的方法，还包括：
控制电力以使电力通过这样的传输线圈被传输至所述无线电力接收器：已经通过该传输线圈接收到与所述第二检测信号相对应的第二信号强度指标。
12.根据权利要求11所述的方法，还包括：
当所述第二信号强度指标已经通过多个传输线圈被接收到时，基于所述第二信号强度指标来选择要用于向所述无线电力接收器进行电力传输的传输线圈。
13.根据权利要求11所述的方法，其中，所述第二信号强度指标是关于安装在所述无线电力接收器上的整流器的输出电力的强度信息。
14.根据权利要求10所述的方法，还包括：
控制开关以通过所述多个传输线圈中的一个传输线圈来传输所述第一检测信号和所述第二检测信号。
15.根据权利要求14所述的方法，还包括：
基于定时器来识别所述第一检测信号和所述第二检测信号的传输时间，
其中，所述开关在所识别的传输时间处被控制以通过相应的传输线圈来传输所述第一检测信号和所述第二检测信号。
16.根据权利要求10所述的方法，其中，所述检测信号是在WPC标准或PMA标准中定义的数字查验信号。
17.一种计算机可读记录介质，其上记录有用于执行根据权利要求10所述的无线电力传输方法的程序。
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