CN108604829A - 针对无线功率传输的设备、功率发射器和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于支持从功率发射器(201)到电磁负载(505)的功率传输的中间设备包括谐振电路(507)，所述谐振电路包括电感器(801)和电容器(803)，其中，所述电感器(801)被布置为通过所述第一表面区域(509)耦合到所述功率发射器(201)并且通过所述第二表面区域(511)耦合到所述电磁负载(505)。所述谐振电路(507)被布置为5将功率传输电磁信号的能量从所述第一表面区域(509)向所述第二表面区域(511)集中。所述设备还包括通信器(807)，所述通信器用于与所述功率发射器(201)交换消息。所述通信器(807)向所述功率发射器(201)发送请求消息，所述请求消息包括针对所述功率发射器(201)生成测量电磁信号的请求。负载指示10处理器(813)确定指示测量电磁信号的负载的负载指示，并且检测器(815)响应于所述负载指示来检测所述电磁负载的存在。

Description

针对无线功率传输的设备、功率发射器和方法

技术领域

本发明涉及无线功率传输，并且具体地但非排他地，涉及用于加热器具的无线功率传输。

背景技术

目前大多数电气系统和设备需要专用的电接触，以便从外部电源供电。然而，这往往是不切实际的并且需要用户物理地插入连接器或以其他方式建立物理电接触。通常，功率要求也显著不同，并且当前大多数设备被提供有它们自己的专用电源，导致通常用户具有大量不同的电源，每个电源专用于特定设备。尽管使用内部电池可以避免在使用期间对有线连接到电源的需要，但这仅提供部分解决方案，因为电池将需要再充电(或更换)。电池的使用也可能显著增加设备的重量和潜在的成本和尺寸。

为了提供显著改善的用户体验，已经提出使用无线电源，其中，功率从功率发射器设备中的发射器线圈感应地传送到各个设备中的接收器线圈。

通过磁感应的功率传输是众所周知的概念，主要应用于在初级发射器线圈与次级接收器线圈之间具有紧密耦合的变压器中。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，基于松散耦合的变压器的原理，这些之间的无线功率传输变得可能。

这样的布置允许到设备的无线功率传输，而不需要进行任何电线或物理电连接。实际上，其可以简单地允许将设备放置在发射器线圈附近或之上，以便从外部再充电或供电。例如，功率发射器设备可以被布置有水平表面，在该水平表面上可以简单地放置设备以便被供电。

此外，可以有利地设计这样的无线功率传输设备，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，已经定义了称为Qi规范的无线功率传输方法，并且目前正在进一步开发。该方法允许符合Qi规范的功率发射器设备与也满足Qi规范的功率接收器设备一起使用，而不是必须来自同一制造商或必须对彼此专用。Qi规范还包括用于允许操作适应特定功率接收器设备的一些功能(例如，取决于特定的功率抽取)。

Qi规范由无线充电联盟(Wireless Power Consortium)开发，并且更多信息可以在他们的网站上找到：http://www.wirelesspowerconsortium.com/index.html，在其上特别是可以找到定义的规范文档。

为了支持功率发射器和功率接收器的交互工作和交互操作性，优选的是这些设备可以彼此通信，即，如果支持功率发射器与功率接收器之间的通信，并且优选地如果支持两个方向上的通信，则是期望的。

Qi规范支持从功率接收器到功率发射器的通信，从而使功率接收器能够提供可以允许功率发射器适应特定功率接收器的信息。在当前的规范中，已经定义了从功率接收器到功率发射器的单向通信链路，并且所述方法基于功率接收器作为控制元件的原理。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，功率接收器专门将信息传送到功率发射器。

Qi规范正在开发中，以支持越来越高功率要求的应用。例如，该规范旨在结合消耗几千瓦功率的设备使用。此外，正在开发新的无线功率传输规范和标准以解决这种更高功率的应用。

例如，预期无线功率传输将越来越多地结合例如，诸如水壶、搅拌器、食物处理器等的厨房用具使用。具体地，设想无线功率传输用于向各种加热设备提供功率。例如，预期该概念被广泛使用，例如在支撑借助于磁感应加热的水壶和平底锅的烹饪炉中。

作为示例，图1示出了向加热器具(例如平底锅或水壶)提供无线功率的示例。

在该示例中，功率提供装置包括功率发射器101，其被示为被细分为电源103、发射器线圈105和从电源103接收功率并生成用于电源103的驱动信号的逆变器107。发射器线圈105邻近厨房台面109定位或集成在厨房台面109内。诸如水壶的加热器具111定位在工作台上并且包括加热元件113，其中，功率发射器101可以在其中引起涡流，这导致加热元件升温。

锅或水壶的底部可能会变得很热。然而，工作台可以由不耐受这种高温的材料制成。例如，典型的厨房台面可以由诸如木材或花岗岩的材料制成。然而，这些材料可能具有低得多的耐热性，并且如果经受水壶的高温可能甚至可能被损坏。

实际上，通常，在越来越高的功率水平(特别是功率传输可能支持加热的功率消耗设备)的无线功率传输的应用的增加的灵活性和变化已经导致增加的风险和复杂性。对于使用无线功率传输的厨房场景尤其可以是这种情况，但不限于这些应用。

为了支持这样的温度应用，在WO 2015062947A1中提出了可以引入能够保护台面的热屏障。此外建议，该热屏障包括用于将电场聚焦到器具的功率中继器(以补偿额外的距离Z)，并且该功率中继器包括过热保护，其被配置为在温度超过阈值时降低磁场强度。

然而，尽管这种方法可以为例如厨房用具的无线供电提供改进的支持，但仍然存在许多突出的问题、问题和挑战。

例如，市场上对厨房和功率发射器的无线供电设备的接受度可能会受到所谓的鸡和蛋问题的影响，因为无线供电的新设备将需要功率发射器的可用性和安装，并且功率发射器的安装将仅在器具可用的情况下才有意义。因此，为支持无线功率传输而对设备的要求可以减少，将是有利的。实际上，使用非专门为无线电源开发的传统设备的可能性将是非常有吸引力的。例如，如果传统的平底锅(除了通过定位在加热元件上的常规加热)也可以通过来自电磁信号的无线功率传输来供电，将是非常期望的。尽管WO2015062947A1中描述的热屏障可以有助于许多实际应用，但是它可能并不是在所有场景中都是最佳的。例如，在一些场景中，热功率提供更多功能将是有利的。然而，同时期望热屏障具有低的复杂性以便例如降低价格和增加可靠性。

因此，改进的无线功率传输方法将是有利的，并且特别地，允许增加的灵活性，对不同应用和使用场景的改进支持，额外的或增强的功能，便利用户操作和/或改进性能的方法将是有利的。

发明内容

因此，本发明寻求单独地或以任何组合来优选地减弱、减轻或消除一个或多个上述缺点。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于支持从功率发射器到电磁负载的功率传输的设备，所述功率发射器包括当在功率传输模式中时提供功率传输电磁信号的功率传输线圈；所述设备具有第一表面区域和第二表面区域，并且包括：谐振电路，其包括电感器和电容器，所述电感器被布置为通过所述第一表面区域耦合到所述功率发射器并且通过所述第二表面区域耦合到所述电磁负载；所述谐振电路被布置为将功率传输电磁信号的能量从所述第一表面区域向所述第二表面区域集中；通信器，其用于与所述功率发射器交换消息，所述通信器被配置为向所述功率发射器发送请求消息，包括针对功率发射器生成测量电磁信号的请求；负载指示处理器，其用于确定指示测量电磁信号的负载的负载指示；以及检测器，其用于响应于所述负载指示而检测所述电磁负载的存在。

本发明可以针对中间设备检测针对来自功率发射器的功率传输是否存在电磁负载提供有效且在许多实施例中非常实用的方法。所述方法可以允许设备根据是否存在电磁负载来调整其操作。所述中间设备可以包括控制器，所述控制器用于响应于检测到电磁负载的存在而调整无线功率传输系统的操作，并且特别是所述中间设备的操作。在许多实施例中，所述中间设备可以被布置为响应于检测到所述电磁负载的存在而调整功率传输操作。具体地，所述中间设备可以被布置为响应于检测到所述电磁负载的存在而启动功率传输。

具体地，所述方法可以在许多系统中允许设备初始化和/或控制从功率发射器到电磁负载的功率传输，并且实际上可以在一些实施例中实现到不具有与功率发射器交互的功能的电磁负载的功率传输。在一些实施例中，所述设备甚至可以允许将功率传输到传统的加热板，例如传统的平底锅。

本发明可以在允许低复杂度设备的同时方便、实现和/或支持这种操作。特别地，所述方法在许多实施例中可以允许设备不需要比由功率发射器提供的功率更多的额外功率。例如，所述设备可以实现为三脚架或托盘，其不需要插入或包括任何电池。在许多实施例中，所述方法允许可靠的检测，因为测量电磁信号由功率发射器生成，并且因此通常可以以高的信号强度生成。

本发明可以允许改进的灵活性和对用于无线功率传输的增加的各种不同使用场景的支持。例如，它可以为例如厨房使用场景提供改进的支持。

所述设备可以具体地是热屏障，并且可以为功率发射器提供针对电磁负载的高温的保护。所述设备可以允许例如通过无线功率传输加热的电磁负载结合与热保护不足相关联的无线功率发射器使用，同时确保有效的功率传输。

所述谐振电路可以作为功率中继器操作，所述功率中继器被布置为通过被布置为增加所述第二表面区域的磁通密度来将所述功率传输电磁信号的能量/功率从所述第一表面区域朝向所述第二表面区域集中(相比于在不存在功率中继器(即谐振电路)时的则磁通密度)。所述谐振电路可以允许设备例如插入在所述功率发射器与所述电磁负载之间，同时仍然允许向所述电磁负载提供强的磁场。例如，在大多数场景中，使用传统的热屏障将导致功率传输性能显著降低，这是由于功率发射器的发射线圈与电磁负载之间的距离增加和耦合减少。然而，所述设备可以例如通过允许发射线圈与电磁负载之间的增加的距离来提供有效的热保护，同时仍然确保发射线圈与电磁负载之间的有效有效耦合。特别地，所述谐振电路可以集中磁场，使得增加的磁通量通过电磁负载，即，磁通密度可以增加。谐振电路可以通过引导、偏置或移动来自第二电磁信号的朝向所述第二表面区域的磁场线来将能量集中到所述第二表面区域。所述谐振电路可以有效地用作磁透镜。具体地，它可以使来自功率发射器的磁场变形，以提供通过所述第二表面区域/电磁负载的增加的通量。因此，它可以增加所述第二表面区域的磁通密度。

所述第一表面区域和所述第二表面区域可以在设备的相对(并且可能基本上平行)的表面上。

所述第一表面区域可以具体地被布置为通过被布置为接收所述功率发射器而耦合到所述功率发射器。所述第一表面区域可以被布置为接触、附接、连接或搁置在所述功率发射器的表面上，或者可以提供针对所述功率发射器的表面区域，所述表面区域要被定位在所述功率发射器上或者要被定位在所述功率发射器上。

所述第二表面区域可以具体地被布置为通过被布置为接收电磁负载而耦合到所述电磁负载。所述第二表面区域可以被布置为接触、附接、连接或搁置在所述电磁负载的表面上，或者可以提供针对所述电磁负载的表面区域，所述电磁负载要被定位在所述功率发射器上或者用于功率发射器定位在其上。

所述电磁负载可以是从所述功率传输电磁信号中提取功率的实体。所述电磁负载可以具体地是功率接收器，可能(至少部分地)没有用于与所述功率发射器交互的功能。所述电磁负载提供所述功率传输电磁信号的负载。以此方式，功率可以通过所述功率传输电磁信号直接从所述功率发射器传递到所述电磁负载，而无需任何中间转换为电能。所述电磁负载加载由所述功率传输信号生成的磁场。因此，所述功率传输磁场/信号引起在所述电磁负载中感应出电流，造成由所述电磁负载从场提取功率。

在一些实施例中，所述电磁负载可以包括或包含导电元件，并且具体地包括导电加热元件。具体地，可以通过功率传输电磁信号接收功率，从而在所述电磁负载的导电元件中引起涡电流。在许多实施例中，所述电磁负载可以是加热板，例如平底锅，水壶，锅或类似的厨房加热器具。

所述设备可以被布置为响应于检测到所述电磁负载的存在而调整操作。特别地，所述设备可以包括启动器，所述启动器被布置为响应于检测到所述电磁负载的存在而初始化功率传输操作。所述初始化可以例如包括将一个或多个消息发送到所述功率发射器以初始化来自所述功率发射器的功率传输操作。所述设备可以被布置为响应于检测到所述电磁负载的存在而将一个或多个消息发送到所述功率发射器。与所述功率发射器的消息交换可以取决于对所述电磁负载的存在的检测。

测量电磁信号的负载可以是提取的功率。负载指示可以指示从测量电磁信号中提取的功率。负载指示可以被确定为对负载的直接测量，或者可以间接地被确定为取决于电磁信号的负载的度量。例如，所述负载指示可以反映设备的谐振电路或所述功率发射器的谐振电路的阻抗。

所述电感器被布置为当设备在使用中并且存在所述电磁负载时通过所述第一表面区域耦合到所述功率发射器并且通过所述第二表面区域耦合到所述电磁负载。

根据本发明的任选的特征，所述设备还包括功率传输控制器，所述功率传输控制器被布置为通过与所述功率发射器交换功率传输控制消息来控制所述功率发射器的功率传输操作，所述功率传输控制消息的交换的属性取决于对所述电磁负载的存在的检测。

所述设备可以具体地控制功率控制功能，其可以控制到所述电磁负载的功率传输。在许多实施例中，这可以允许常规设备(例如传统的厨房加热设备)与无线所述功率发射器一起使用，尽管所述设备不具有针对这样的传输的任何控制功能或者具有不充分的控制功能。实际上，可以通过包括在中间设备中的所需控制功能来使用没有控制功能的电磁负载。例如，传统的平底锅可以与三脚架一起使用，所述三脚架包括功率接收器所需的所有控制功能，以便与所述功率发射器交互工作以提供功率传输。

然而，尽管针对这样的场景的大多数控制功能和消息交换可以遵循根据相应规范(例如，Qi规范)的典型功率接收器的规范和原理，但是所述设备具有额外的复杂性，所述设备需要的在没有所述电磁负载的模式中以及在存在所述电磁负载的模式中操作。因此，当前方法可以允许可靠地检测所述电磁负载是否存在(同时允许低复杂性并且不一定需要任何其他功率供应)，从而允许设备响应于此而调整功率控制操作。特别地，它将允许设备在不同的操作模式之间切换。具体地，响应于是否检测到所述电磁负载的存在，所述设备可以在有功功率传输模式和非功率传输模式之间切换。然后可以相应地调整与分别与非激活模式和有功功率传输模式相关联的消息交换(或不存在消息交换)。

功率传输控制器可以被布置为响应于是否检测到所述电磁负载的存在而修改或调整所述消息交换。

在一些实施例中，所述电磁负载可以是可移除设备的一部分，所述可移除设备不包括用于与所述功率发射器通信的功能。在一些实施例中，所述电磁负载可能不具有控制来自无线所述功率发射器的功率传输的能力。因此，在一些实施例中，从所述功率发射器到所述电磁负载的功率传输可以由设备(和所述功率发射器)完全控制。

根据本发明的可选特征，所述设备还包括功率传输控制器，所述功率传输控制器被布置为通过将功率控制消息发送到所述功率发射器来控制所述功率传输电磁信号的功率水平。

在许多实施例中，所述设备能够控制提供给所述电磁负载的功率的功率水平。具体地，所述功率传输控制器可以被布置为通过在功率传输阶段期间将功率控制消息发送到所述功率发射器来控制所述功率传输电磁信号的功率水平。

根据本发明的可选特征，所述设备还包括温度传感器，所述温度传感器用于确定针对所述第二表面的温度指示，并且其中，所述功率传输控制器被布置为响应于所述温度指示而生成所述功率控制消息。

所述设备可以启用或促进向例如加热元件的无线功率传输，同时允许控制该功率传输以提供期望的加热效果。例如，所述方法可以允许通过从无线功率发射器提供的功率来将传统的平底锅加热到期望的温度。

例如，加热板可以由所述功率传输信号供电，并且温度可以由从所述接收器到所述功率发射器的功率控制回路来控制。

温度指标可以是指示测量的温度的值，使得增加的值指示升高的温度。所述温度传感器可以被定位为使得温度指示是指示所述电磁负载的元件的温度的，并且具体地可以指示由所述功率传输电磁信号加热的加热元件的温度。所述温度传感器可以例如靠近所述第二表面定位，所述第二表面可以是在使用时所述电磁负载元件与之接触的表面。

根据本发明的可选特征，所述设备还包括功率传输控制器，所述功率传输控制器被布置为响应于检测到电磁信号的存在而通过与所述功率发射器交换功率传输控制消息来初始化功率传输阶段。

这可以提供有效的操作，但允许设备的低复杂性。所述方法尤其可以在许多情况下允许设备不需要从除所述功率发射器之外的任何其他设备提供任何功率，即，它可以消除对设备进行功率供应或包括电池的需要。所述设备可以被布置为从电磁信号中提取功率以至少为所述功率传输控制器供电。

所述功率传输控制器可以通过将一个或多个功率传输初始化消息发送到所述功率发射器来初始化功率传输操作，例如功率传输请求消息或对来自所述功率发射器的查询的响应消息，例如向所述功率发射器提供功率传输参数信息。

所述电磁信号具体可以是功率传输电磁信号或通信电磁信号，其被提供用于由所述功率发射器(例如，用于由设备进行负载调制的通信载体)进行的通信。

根据本发明的任选的特征，所述设备还包括功率传输控制器，所述功率传输控制器被配置为响应于检测器确定负载指示不指示所述电磁负载的存在，而通过向所述功率发射器发送功率传输终止消息和抑制针对所述功率发射器的功率传输控制消息中的至少一项来终止功率传输操作。

这可以提供有效的操作，并且尤其可以降低在不存在所述电磁负载时生成强磁场的风险，并且因此可以降低例如无意加热外来物体的风险。

在一些实施例中，所述设备还包括测量单元，所述测量单元用于响应于对测量电磁信号的性质的测量而生成负载指示；并且所述检测器被布置为响应于所述负载指示与参考值的比较来确定所述电磁负载是否存在。

这可以在许多实施例中提供有效的操作，并且可以具体地减少对所述功率发射器的改变的要求，从而提供增强的向后兼容性。在许多实施例中，所述方法可以允许更快地确定负载指示，并且因此更快地检测所述电磁负载的存在。

在一些实施例中，所述设备可以基于反映测量电磁信号的负载的性质的测量结果，基本上自主且独立地检测所述电磁负载是否存在。

所述参考值可以是根据先前提供的测量电磁信号确定的值。所述测量电磁信号可以由所述功率发射器生成，以具有与先前测量电磁信号基本相同的性质。在一些实施例中，所述参考值可以是预定值。例如，所述功率发射器可以被布置为总是生成测量电磁信号以具有相同的预定性质。

在一些实施例中，所述负载处理器可以被布置为响应于功率中继器的操作属性而生成负载指示。

根据本发明的任选的特征，所述设备还包括功率提取器，所述功率提取器被布置为由所述功率发射器生成的电磁信号中提取功率，以至少部分地为所述设备加电；并且所述通信器被布置为将请求消息作为被加电的一部分发送到所述功率发射器。

这可以提供有效的操作，仍允许设备的低复杂性。所述方法尤其可以在许多情况下允许设备不需要从除所述功率发射器之外的任何其他设备提供任何功率，即，它可以消除对设备进行功率供应或包括电池的需要。

在一些实施例中，所述设备还包括：用户接口，其用于接收用户输入；以及校准器，其用于初始化针对检测所述电磁负载的存在的准则的校准和响应于接收指示是否存在所述电磁负载的用户输入的对负载指示的确定中的至少一个。

在许多实施例中，这可以提供便利和/或改进的操作。特别地，它可以在许多应用中提供更可靠和/或准确的检测。

根据本发明的任选的特征，所述通信器被布置为从所述功率发射器接收负载消息，所述负载消息包括指示由所述功率发射器确定的测量电磁信号的负载的负载数据；并且负载指示处理器被布置为响应于所述负载数据而确定负载指示。

这可以方便许多实施例中的操作和/或实施。特别地，在许多实施例中，它可以降低设备的复杂性。

根据本发明的任选的特征，所述检测器被布置为响应于负载指示与先前负载指示的比较来检测所述电磁负载是否存在。

在许多实施例中，这可以提供便利和/或改进的操作。特别地，它可以在许多应用中提供更可靠和/或准确的检测。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于经由中间设备来向所述电磁负载提供无线功率的功率发射器；所述功率发射器包括：谐振电路，其包括电容性阻抗和电感性阻抗，所述电感性阻抗包括发射器线圈，所述发射器线圈用于生成用于将功率无线传输到所述电磁负载的功率传输电磁信号；驱动器，其用于生成针对所述谐振电路的驱动信号；消息通信器，其用于与所述中间设备通信消息；消息处理器，其用于检测从所述中间设备接收的请求消息，包括针对所述功率发射器生成测量电磁信号的请求；以及电磁信号发生器，其用于响应检测到请求消息而生成测量电磁信号。

所述功率发射器可以如前所述地允许改进的和/或便利的功率传输操作或实施。

在一些实施例中，所述电磁信号发生器被布置为通过驱动谐振电路来生成测量电磁信号以生成功率传输电磁信号。

在许多实施例中，这可以提供改进的性能和/或便利的实施。例如，它可以减少实施提供测量电磁信号的所需的电路。在许多实施例中，可以出于多种目的允许增加电路(例如，发射器线圈)的重复利用。

根据本发明的任选的特征，所述功率发射器还包括测量线圈，并且电磁信号发生器被布置为使用测量线圈并且在不同于用于功率传输的频带的频带中生成测量电磁信号。

在许多实施例中，这可以提供改进的性能和/或便利的实施。在一些实施例中，其可以允许更准确的检测。

在一些实施例中，所述功率发射器可以包括通信线圈，所述通信线圈用于使用与所述功率传输电磁信号的频带不同的第一频带来与所述中间设备通信；并且所述电磁信号发生器可以被布置为使用所述通信线圈来在所述第一频带中生成测量电磁信号。

根据本发明的任选的特征，所述电磁信号发生器被布置为生成测量电磁信号，以具有与先前生成的测量电磁信号相对应的性质。

在许多实施例中，这可以促进和/或改进检测。

在一些实施例中，无线功率传输系统可以包括如前所述的设备和功率发射器。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于支持从功率发射器到电磁负载的电力传输的设备的方法，所述功率发射器包括当在电力传输模式中时提供电力传输电磁信号的电力传输线圈；所述设备具有第一表面区域和第二表面区域，并且包括谐振电路，所述谐振电路包括电感器和电容器，所述电感器通过所述第一表面区域耦合到所述功率发射器并通过所述第二表面区域耦合到所述电磁负载；所述谐振电路被布置为将功率传输电磁信号的能量从所述第一表面区域向所述第二表面区域集中；所述方法包括：与所述功率发射器交换消息包括：向所述功率发射器发送请求消息，所述请求消息包括针对所述功率发射器生成测量电磁信号的请求；确定指示测量电磁信号的负载的负载指示；并且响应于所述负载指示而检测所述电磁负载的存在。

根据本发明的一个方面，提供了一种针对所述功率发射器的操作的方法，所述功率发射器经由所述中间设备向所述电磁负载提供无线功率。所述功率发射器包括谐振电路，其包括电容性阻抗和电感性阻抗，所述电感性阻抗包括发射器线圈，所述发射器线圈用于生成用于将功率无线传输到所述电磁负载的功率传输电磁信号；所述方法包括：生成针对所述谐振电路的驱动信号；与所述中间设备通信消息；检测从所述中间设备接收的请求消息，所述请求消息包括针对所述功率发射器生成测量电磁信号的请求；并且响应于检测到请求消息而生成测量电磁信号。

根据本发明的一些实施例，可以提供一种无线功率传输系统，用于支持经由中间设备从所述功率发射器到所述电磁负载的功率传输；所述功率发射器包括：谐振电路，其包括电容性阻抗和电感性阻抗，所述电感性阻抗包括发射器线圈，所述发射器线圈用于生成用于无线地向所述电磁负载传输功率的功率传输电磁信号；驱动器，其用于生成用于所述谐振电路的驱动信号；消息通信器，其用于与中间设备通信消息；消息处理器，其用于检测从所述中间设备接收的请求消息，所述请求消息包括针对所述功率发射器生成测量电磁信号的请求；以及电磁信号发生器，其用于响应于检测到所述请求消息而生成测量电磁信号；并且所述中间设备具有第一表面区域和第二表面区域并且包括：谐振电路，其包括电感器和电容器，所述电感器被布置为通过所述第一表面区域耦合到所述功率发射器并且通过所述第二表面区域耦合到所述电磁负载；所述谐振电路被布置为将功率传输电磁信号的能量从所述第一表面区域向所述第二表面区域集中；通信器，其用于与所述功率发射器交换消息，所述通信器被配置为向所述功率发射器发送请求消息，包括针对功率发射器生成测量电磁信号的请求；负载指示处理器，其用于确定指示测量电磁信号的负载的负载指示；以及检测器，其用于响应于所述负载指示而检测所述电磁负载的存在。

参考下文描述的(一个或多个)实施例，本发明的这些和其他方面、特征和优势将变得显而易见并将得以阐述。

附图说明

仅以范例的方式参考附图描述本发明的实施例，其中：

图1是无线功率传输系统的图示；

图2是无线功率传输系统的图示；

图3是无线功率传输系统的功率路径的图示；

图4是无线功率传输系统的功率路径的一些电压波形的图示；

图5是根据本发明的一些实施例的无线功率传输系统的图示；

图6是根据本发明的一些实施例的用于无线功率传输系统的功率中继器的示例的图示；

图7是根据本发明的一些实施例的用于无线功率传输系统的功率中继器的示例的图示；

图8是根据本发明的一些实施例的用于无线功率传输系统的中间设备的示例的图示；

图9是根据本发明的一些实施例的用于无线功率传输系统的功率发射器的示例的图示；

图10是根据本发明的一些实施例的用于无线功率传输系统的功率发射器的示例的图示；并且

图11是针对无线功率的中间设备的示例的图示。

具体实施方式

以下描述集中于适用于厨房应用的本发明的实施例，并且具体地涉及向厨房器具(例如平底锅)的加热元件的无线功率传输。然而，应当理解，本发明不限于该应用，而是可以应用于许多其他应用和无线功率传输系统。该描述还将集中于与Qi无线功率传输系统的许多方面兼容的实施例，但是应当理解，这仅仅是示例，并且所描述的原理和方法不限于这样的应用。

图2图示了功率传输系统的示例。功率传输系统包括功率发射器201，功率发射器201包括(或耦合到)发射器线圈/电感器203。该系统还包括功率接收器205，功率接收器205包括(或耦合到)接收器线圈/电感器207。

该系统提供从所述功率发射器201到功率接收器205的无线感应功率传输。具体地，所述功率发射器201生成功率传输电磁信号(为简洁起见，也称为功率信号或功率传输信号)，其由发射器线圈203作为磁通量传播。功率信号通常可具有介于约20kHz至200kHz之间的频率。发射器线圈203和接收器线圈207松散地耦合，并且因此接收器线圈207拾取来自所述功率发射器201的功率信号(的至少部分)。因此，经由从发射器线圈203到接收器线圈207的无线电感耦合，功率从所述功率发射器201传输到功率接收器205。术语功率信号/功率传输信号或功率传输电磁信号可以用于指代发射器线圈203和功率接收实体之间的磁或感应信号(磁通信号)，但是应当理解，通过等效，其也可以被考虑并且将其用作提供给发射器线圈203的电信号的参考。

在下文中，将具体参考Qi规范来描述功率发射器201和功率接收器205的操作。特别地，功率发射器201和功率接收器205可以基本上与Qi规范版本1.0或1.1兼容(除了本文中描述的(或相应的)修改和增强之外)。

为了控制功率传输，系统可以通过不同的阶段进行，特别是选择阶段，发送回显信息(ping)阶段，识别和配置阶段，以及功率传输阶段。更多信息可以在Qi无线电源规范的第1部分的第5章中找到。

最初，所述功率发射器201处于选择阶段，其中，其仅监视功率接收器的可能存在。所述功率发射器201可以为此目的使用各种方法，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，则所述功率发射器201进入发送回显信息阶段，其中，短暂地生成功率信号。功率接收器205可以应用接收的信号来给其电子设备加电。在接收到功率信号之后，功率接收器205将初始数据包传送到所述功率发射器201。具体地，发送指示功率发射器与功率接收器之间的耦合的程度的信号强度数据包。更多信息可以在Qi无线电源规范的第1部分的第6.3.1章中找到。因此，在发送回显信息阶段中，确定在所述功率发射器201的接口处是否存在功率接收器205。

在接收到信号强度消息时，所述功率发射器201进入识别和配置阶段。在该阶段，功率接收器205保持其输出负载断开并使用负载调制来与所述功率发射器201通信。为此目的，所述功率发射器201提供恒定的幅度、频率和相位的功率信号(除了由负载调制引起的变化之外)。所述功率发射器201使用消息来根据功率接收器205的请求配置其自身。来自功率接收器205的消息不是连续地传送的，而是间隔地传送。

在识别和配置阶段之后，系统继续进行到发生实际功率传输的功率传输阶段。具体地，在传送其功率要求之后，功率接收器205连接输出负载并向其提供接收到的功率。功率接收器205监视输出负载并测量实际值与特定操作点的期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到所述功率发射器201，以向所述功率发射器201指示这些误差以及针对功率信号的改变或不改变的期望。因此，在功率传输阶段，功率接收器205还以负载调制间隔执行功率信号的负载调制，以便将信息传送到所述功率发射器201。应当理解，可以替代地或额外地使用其他通信方法。

图3图示了用于向所述电磁负载(例如具体为加热元件(例如平底锅))提供功率传输的电源路径的示例。功率提供包括如参考图2所描述的功率发射器201。所述功率发射器201包括AC/DC转换器形式的电源301，其对输入ac电压(例如，电网)进行整流。经整流的电网信号被馈送到逆变器303形式的DC/AC转换器，逆变器303生成高频驱动信号，所述高频驱动信号被馈送到包括发射器线圈的谐振回路305(调谐LC电路)。该系统包括加热盘形式的电磁负载。所述电磁负载可以由接收器线圈307和负载R_端309(表示所述电磁负载的负载，特别是加热元件中的涡流损耗)表示。

图4图示了图3的电源路径的电压波形。电网电压U_电网由AC/DC转换器303整流为电压Udc_abs。用于缓冲经整流电网电压的大存储电容器通常不适用于这些种类的应用，因为它会增加该应用的总电网谐波失真。结果，由AC/DC转换器303生成变化的DC电压。

由于整流电压Udc_abs的性质，逆变器303的输出电压Uac_HF的形状如图4中所示。逆变器的正常工作频率约为20kHz至100kHz。

发射器线圈与接收器线圈307和电阻R_端接收器309一起基本上是逆变器303的负载。然而，由于该负载(电感性和电阻性两者)的性质，通常在逆变器303与该负载之间使用谐振电路，以便消除负载的电感部分。此外，谐振网络通常导致逆变器303的开关损耗的减小。

在该示例中，所述功率发射器201因此不向常规功率接收器传输功率以向外部负载提供功率，而是向所述电磁负载提供功率，所述电磁负载直接从功率传输系统生成的电磁场中提取能量。所述电磁负载可以具体地包括或包含在导电元件中，其中电磁信号生成涡流，涡流然后生成热量。

此外，在许多实施例中，所述电磁负载设备或实体可以不包括用于与所述功率发射器通信的功能，因此没有用于控制功率传输操作的功能。实际上，所述电磁负载可以简单地是导电元件，例如没有相关联的电子器件或功能的加热板。

因此，相同的功率发射器201可以在不同的场景中使用。具体地，它可以与图2的示例中的传统功率接收器205一起使用，或者其可以与简单的电磁负载一起使用，所述电磁负载具有有限的或可能没有用于与所述功率发射器201接口连接的功能。

在示例性场景中，所述功率发射器201可以在厨房环境中使用以向各种厨房用具提供无线功率，包括搅拌器，食物处理器，水壶，锅，平底锅等。在该示例中，功率发射器201可以是一组功率发射器的一部分，所述一组功率发射器可以同时向多个器具提供功率。一些所述功率发射器可以设置在由耐热材料(例如陶瓷材料)制成的烹饪区中。其他的功率传输器可以设置在由不耐热的材料制成的制备区域中(例如由木材制成的厨房台面)。因此，用户可能处于以下情况：他可能有多个可用的功率位置，其中一些可能适用于可能变热的器具，而其他功率位置可能不适合这些位置。然而，如果这些位置也可以用于向可能变热的加热器件提供功率，则它有时对用户有用。

具体地，所述功率发射器201可以位于非耐热工作台的正下方(或者是其一部分)，从而使其不适合用于加热器具，例如水壶，锅和平底锅。然而，可能希望使用所述功率发射器来为这样的加热器具提供功率，并且具体地可以通过在导电加热元件中感应涡电流来提供热量的加热器具。然而，为了使功率效率最大化，这种加热元件通常可以定位在器具的与所述功率发射器最密切接触的部分处。具体地，对于台面中的功率发射器，所述器具可以设计为在底部具有加热元件。因此，在使用中，加热元件也将与台面接触(如图1所示)。这可能导致对工作台的损坏，工作台通常不被制成耐热。

为了解决该问题，可以在工作台503和加热板/所述电磁负载505之间引入可以形成热屏障的中间设备501，如图5中所示。中间设备501可以由合适的耐热材料制成，例如由合适的陶瓷材料制成。中间设备501可以例如被实现为用户可以放在工作台上的托盘或三脚架，然后用户将设备(例如锅或平底锅)定位在托盘/三脚架上。

然而，尽管这可以允许未受保护的功率位置(所述功率发射器)用于为加热设备供电，但是它通常还将显著增加所述功率发射器201与所述电磁负载201之间的距离Z。因此，所述功率发射器线圈与加热板之间的距离将显著增加，导致它们之间的耦合显著减小。

这将导致在所述功率发射器线圈305中需要更高的电流，以便实现由所述电磁负载505捕获的相同量的磁通量场。较高的电流在逆变器303和发射器线圈305中引起更多的损耗。而且，较高电流和所述功率发射器201与所述电磁负载505之间的增加的距离将导致更多的漏泄通量。这导致电磁干扰(EMI)和电磁力(EMF)的问题。例如，国际电工技术委员会(IEC)设定了针对辐射和传导电磁干扰的国际标准，针对无线功率传输系统，其必须被考虑，并且当功率接收器和功率接收器之间的距离增加时，这些要求可能越来越难以满足。

为了解决这样的问题，根据本发明的一些实施例的中间设备501可以包括谐振电路，所述谐振电路包括电感器和电容器。谐振电路可以有效地用作将磁场引向所述电磁负载的功率中继器。谐振电路通常可以由单个电感器和单个电容器形成。然而，应当理解，在一些实施例中，谐振电路可以包括多个电感器和/或电容器。通常，这样的电路相当于包括单个电容器和电感器的谐振电路。还应当理解，谐振电路可以包括其他部件，例如电阻器或者有时开关元件。

通常，电路可以形成简单的(等效的)并联谐振电路，例如在图6中所示(示意性地示出并且具有电感器的横截面图)。

应当理解，这些问题不是特定于形成热屏障的中间设备501，而是在中间设备501不提供热屏障时也是适当的。例如，中间设备501可以由与工作台503(特别是木材)相同的材料制成，并且仅用于低温加热应用(或用于非加热应用)。实际上，在一些实施例中，甚至可以接受使用将被加热元件损坏的中间设备501。例如，它可以由与工作台503相同的材料制成，但是这例如由于过度加热而被标记是可以接受的，因为与工作台503相比，它可以是低成本且易于更换的。因此，中间设备501的热屏障的存在或功能在许多实施例中可能是有利的，但在许多实际实施例中并不是必需的并且可以避免。

图5图示了包括功率中继器507的中间设备501，功率中继器507包括谐振电路，在这种情况下由电感器Lrep(以横截面示出)和电容器Crep形成。

中间设备501具有所述第一表面区域509，当系统使用时，所述第一表面区域509与靠近所述功率发射器101的工作台109接触。因此，中间设备501，并且具体地，功率中继器/谐振电路507通过所述第一表面区域509耦合到所述功率发射器101。所述功率发射器101因此生成第一电磁信号/场/通量，功率中继器507主要经由所述第一表面区域509耦合到该第一电磁信号/场/通量。

此外，中间设备501包括第二表面区域511，所述第二表面区域511在使用时旨在与所述电磁负载505接触。具体地，加热设备的加热元件可以被定位于所述第二表面区域511上。

无线功率通过主要通过所述第二表面区域511提供的第二磁信号/场/通量而被提供给所述电磁负载505。因此，所述电磁负载505与中间设备501/功率中继器507的耦合主要经由所述第二表面区域511。

所述第二表面区域511可以具体地被布置为通过被布置为接收电磁负载而耦合到所述电磁负载505。所述第二表面区域511可以被布置为接触、附接、连接或搁置在所述电磁负载505的表面上，或者可以提供用于所述电磁负载505定位在其上的表面区域。

所述第一表面区域509可以具体地被布置为通过被布置为接收所述功率发射器201而耦合到所述功率发射器201。所述第一表面区域509可以被布置为接触、附接、连接或搁置在所述功率发射器201的表面上，或者可以提供用于所述功率发射器201定位在其上的表面区域。

在所述中间设备501中，所述谐振电路包括电感器和电容器，其中，所述电感器布置为通过所述第一表面区域509耦合到所述功率发射器201并且通过所述第二表面区域511耦合到所述电磁负载505。谐振电路具有将来自所述第一表面区域509的功率传输电磁信号的能量集中到所述第二表面区域511的效果。具体地，谐振电路具有通过所述第二表面区域集中/增加电磁通量密度的效果(与不存在谐振电路的情况相比)。

在该具体示例中，到达功率中继器/谐振电路、特别是电感器Lrep的大部分磁通量经由所述第一表面区域509来进行此。可以认为该通量对应于第一磁信号。类似地，从功率中继器/谐振电路特别是从电感器L到达所述电磁负载505的大部分磁通量经由所述第二表面区域511来进行此。可以认为该通量对应于第二磁信号。

热屏障的深度通常很大，并且实际上在许多实施例中，所述第二表面区域511与所述第一表面区域509之间的距离至少为1cm、2cm、3cm或甚至5cm。这样的显著的深度可以提供非常有效的隔热和保护。实际上，它通常可以允许非常热的加热元件与热敏工作表面热隔离。然而，相关联的缺点是所述功率发射器201与所述电磁负载505之间的直接耦合可能显著减小，导致功率损耗增加等。在所描述的方法中，这些缺点通过包括功率中继器507的热屏障来减轻。

具体地，功率中继器507被布置为将第二电磁信号的能量向所述第二表面区域511集中。具体地，功率中继器507可以有效地用作磁透镜，其对来自第一电磁信号的通量进行集中以提供所述第二电磁信号。所述功率中继器507通过所述谐振电路来实现磁场的集中，所述谐振电路以从第一电磁信号感应的电流振荡。有效地，谐振电路耦合到所述功率发射器201和所述电磁负载505，从而导致来自所述功率发射器201的磁通量在被提供给所述电磁负载505时被集中。所述方法可以允许所述功率发射器线圈与所述电磁负载505之间的总体耦合由功率发射器线圈与功率中继器507之间以及功率中继器507与电磁负载505之间的距离而不是由功率发射器线圈与电磁负载505之间总距离确定。

谐振电路可以通过在所述功率发射器生成的功率信号的频率处或附近谐振来有效地桥接发射器线圈与所述电磁负载(加热元件)之间的距离。谐振电路的谐振频率f中继器可由电感器Lrep和电容器Crep确定，使用以下公式：

可以没有附近的电磁负载或功率发射器201的情况下在空气中测量谐振电路的电感值Lrep。针对Lrep和Crep的典型值分别为200uH和200nF，这导致共振频率f中继器为25KHz。然而，应当理解，具体值将取决于个体实施例和特定共振频率。

当谐振电路的谐振频率适当地调谐到功率信号的频率时，在谐振电路中感生出谐振电流Irep。在这种情况下，环路区域内的磁场线与所述功率发射器201生成的磁场线精确地同相。结果，第一表面的磁场线被引导到第二表面，即来自所述功率发射器201的磁场线被引导到所述电磁负载505。

在典型操作中，功率中继器的谐振电路的谐振频率可能例如由于负载的存在，热变化等而移位。在一些实施例中，系统，特别是所述功率发射器，可以被布置为动态地适应这样的变化。例如，操作/驱动频率可以适于匹配移位的谐振频率(例如，基于找到用于测量所述功率发射器中的谐振电路的有效阻抗的极值)。

图7示出了功率接收器/谐振电路507的实施方式的三维视图的图像。电感器的典型直径可以在10cm-25cm范围内。

因此，所描述的方法可以提供用于例如使用热屏障以在所述功率发射器201与所述电磁负载505之间提供热绝缘和保护同时减少和减轻对功率传输的影响的器件。具体地，创建热屏障所需的所述功率发射器201与所述电磁负载505之间的增加的距离由热屏障的体积内的功率中继器所桥接。

在该示例中，所述第二表面区域511和所述第一表面区域509位于中间设备501的相对表面上，即它们彼此相对。然而，应当理解，尽管这在许多场景中可能是实际的实施方式，但是在其他实施例中，表面之间的几何相互关系可以是不同的。

类似地，所述第一表面区域509在该示例中被布置为允许中间设备501接触并且具体地搁置在所述功率发射器201/工作台上。类似地，所述第二表面区域511布置为接收所述电磁负载505，所述电磁负载505具体是加热器件。所述第二表面区域511可以具体地被布置为用于在所述电磁负载505被供电时搁置。此外，在该示例中，所述第二表面区域511和所述第一表面区域509在使用时都基本上是水平的。然而，应当理解，在其他实施例中，表面可以具有其他性质并且以其他方式耦合到所述功率发射器201和所述电磁负载505。

在该系统中，中间设备501是与所述功率发射器201和所述电磁负载505分离的实体。这可以例如允许中间设备501被实施为三脚架形式的热屏障，当厨房准备区与加热设备一起使用时，所述热屏障可以放置在厨房准备区的供电位置上。

中间设备501可以以此方式来提供热绝缘，并且另外通过将功率信号桥接到烹饪装备的谐振线圈(功率中继器)来桥接所述功率发射器201与所述电磁负载505之间的距离。然而，除了中间设备的(任选的)热保护(其不是提供热保护的必要特征)和由功率中继器实现的改进的功率传输效率之外，中间设备501还可以提供辅助功率传输的操作和控制的功能。

图8图示了根据本发明的一些实施例的中间设备501的一些元件的示例。中间设备501包括谐振电路507，谐振电路507包括电感器801(Lrep)和电容器803(Crep)。如上所述，谐振电路507被布置为通过所述第二表面区域511来将磁通密度集中，即，将来自所述功率发射器201的电磁信号集中到所述电磁负载505。

中间设备501还包括控制器805，控制器805可以被布置为通过与所述功率发射器201交换一个或多个消息来适配所述功率发射器201的功率控制操作。

控制器805被耦合到通信器807，所述通信器807被布置为与所述功率发射器201交换消息。在本示例中，所述通信器807被布置为通过对由所述功率发射器201生成的功率传输电磁信号的负载调制来向所述功率发射器201发送消息。因此，通信器807包括可变阻抗809，其加载谐振电路并且在特定示例中并联耦合到并联谐振电路的谐振部件。可变阻抗809由通信器807控制，其通过改变阻抗可以生成可由所述功率发射器201检测的负载调制变化，如本领域技术人员已知的。

在该示例中，通信器807还可以被布置为从所述功率发射器201接收消息。在该示例中，所述功率发射器201可以通过调制功率传输电磁信号来进行通信，例如通过应用幅度或频率调制。

中间设备501包括信号测量器811，信号测量器811被布置为测量谐振电路的信号的性质。例如，可以测量电感器电流。信号测量器811可以例如测量瞬时电流幅度或频率并将这些值馈送到通信器807，然后通信器807可以开始对信号进行解调以生成接收的消息。

在该示例中，功率传输控制器805因此可以被布置为通过与所述功率发射器201交换消息来控制功率传输操作的元件。控制的功率传输操作的方面以及用于这样做的消息将在不同实施例之间变化。

在许多实施例中，中间设备501可以被布置为通过交换所述电磁负载505不能交换的消息来发起或支持功率传输的启动。例如，所述功率发射器201可以被布置为发送身份和配置设置消息以初始化功率传输。

替代地或额外地，中间设备501可以被布置为通过交换所述电磁负载505不能够交换的功率传输阶段消息来在功率传输阶段期间支持功率传输。例如，中间设备501可以被布置为在功率传输阶段期间发送功率控制环路误差消息。

实际上，在一些实施例中，中间设备501可以被布置为执行所述功率发射器201所需的所有功率传输控制和支持，并且实际上中间设备501可以是所述功率发射器201与之交互的唯一设备。因此，在一些实施例中，所述电磁负载505可以简单地是加热元件，例如导电元件，而没有其他功能，并且中间设备501可以提供所述功率发射器201为功率传输操作所需的所有功能。实际上，在一些这样的示例中，中间设备501可以有效地被认为实现全功率接收器功能，但实际核心功率提取不是由中间设备501提供，而是通过此被暴露于功率传输所述电磁负载505而直接在所述电磁负载505中。

以下描述将集中于其中所述电磁负载505不包括用于支持功率传输操作的功能的示例，并且由中间设备501提供对与所述功率发射器201的所有控制和交互。然而，应当理解，在其他实施例中，所述电磁负载505可以至少部分地包括用于支持功率传输的功能，并且可以具体地包括用于发送至少一些消息的功能。

为了使中间设备501有效地支持和控制操作，有必要确定是否确实存在所述电磁负载505。例如，只有在确实存在加热元件(例如盘)的情况下才应执行功率传输。因此，中间设备501本身应该包括允许其检测是否存在所述电磁负载505的功能。

然而，同时希望保持中间设备501的复杂性尽可能低，并且特别希望能够实现中间设备501的操作而不需要将其连接到外部电源或要求它具有本地能量存储器，例如电池。

图8的中间设备50包括允许其检测所述电磁负载505的存在的功能，并且在许多实施例中，这可以在中间设备501不需要除了由所述功率发射器201提供的功率之外的任何其他功率的情况下实现。

在图8的中间设备501中，通信器807被布置为向功率发射器201发送请求消息，其中，所述请求消息包括(或形成)对所述功率发射器201生成测量电磁信号的请求。通常，可以生成该请求消息，并且在没有正在进行功率传输操作的时间，即在非活动/待机/睡眠模式期间，将该请求消息发送到所述功率发射器201。

响应于接收到请求消息，所述功率发射器201继续生成测量电磁信号。

中间设备501还包括负载指示处理器813，所述负载指示处理器813被布置为确定指示测量电磁信号的负载的负载指示。

在一些实施例中，可以生成测量电磁信号以具有与功率传输电磁信号相同的属性(即频率/原点)等，即，测量电磁信号可以有效地是具有合适幅度的功率传输信号。在这种情况下，可以响应于电信号的性质来生成负载指示。例如，可以基于例如电感器801的电流的测量(例如，通过信号测量器811)来生成负载指示。

例如，对于在谐振附近工作的测量电磁信号，通常可能的情况是电流越低，测量电磁信号的负载(即，从中提取的功率越高)越高。

如果不存在负载(即，没有功率提取)，则谐振电路将不会被负载阻尼，这将导致功率中继器的谐振电路的电感器中的更高的电流。如果存在负载(即功率提取)，则谐振电路将被阻尼，这将导致电感器中的电流更低。

另一种选择是调整测量信号的频率，使得在不存在负载时中继器电感器中的电流变为最大。当然后引入负载时，这可能使电路谐振失谐，导致功率中继器的谐振电路的电感器中的电流减小。

因此，在一些情况下，减小的电感器电流指示存在所述电磁负载。

在一些实施例中，可以组合上述阻尼因子和上述失谐因子，以在负载进入电磁场时检测功率中继器的电感器中的电流的减小。因此，这样的电流可以用作负载指示，其中负载指示的减少指示存在所述电磁负载。

在这种情况下，负载指示因此可以由中间设备501自身的测量来确定。

在其他实施例中，负载指示可以例如响应于从所述功率发射器201接收的消息而生成。例如，所述功率发射器201可以测量指示发射器谐振电路的负载的参数，例如发射器线圈电流，并且可以将其发送到中间设备501。然后，通信器807可以将该信息转发到负载指示处理器813，负载指示处理器813继续使用这些值来确定负载指示。在其他实施例中，所述功率发射器201可以计算负载值并将其发送到中间设备501，中间设备501可以例如通过直接使用接收到的值来导出负载指示。

负载指示处理器813耦合到检测器815，检测器815被布置为响应于负载指示而检测所述电磁负载505的存在。例如，如果负载指示指示测量电磁信号的负载高于给定阈值，则认为所述电磁负载505存在，否则认为所述电磁负载505不存在。

检测器815耦合到控制器805，控制器805可以响应于检测结果而调整其操作。具体地，可以根据是否检测到所述电磁负载的存在来修改或调整消息交换的性质。例如，如果检测器815检测到存在所述电磁负载505，则功率传输控制器805可以继而发起新的功率传输操作，以便向所述电磁负载505提供功率。例如，功率传输控制器805可以控制通信器807将功率传输请求消息发送到所述功率发射器201。

图9图示了根据本发明一些实施例的功率发射器201的一些元件的示例。

功率发射器201包括谐振电路，所述谐振电路包括电容性阻抗903和电感性阻抗，所述电感性阻抗包括发射器线圈905，所述发射器线圈905用于生成用于将功率无线传输到所述电磁负载505的功率传输电磁信号。因此，驱动器901以与先前描述的相同的方式生成用于包括发射器线圈905的谐振电路的驱动信号(例如，参考图2-5)。

此外，所述功率发射器201包括消息通信器或收发器907，其被布置为与中间设备501通信消息。消息收发器907可以具体地被布置为通过使用例如幅度或频率调制(通过控制逆变器操作)来调制驱动信号来向中间设备501发送消息，并且可以通过检测功率传输信号的负载调制来从中间设备501接收消息。例如，消息收发器907可以检测通过发射器线圈905的电流的变化，并响应于此来检测负载调制。

消息收发器907被耦合到消息处理器909，消息处理器909被布置为确定和处理接收到的消息。特别地，消息处理器909被配置为检测何时接收到请求消息，请求所述功率发射器201生成测量电磁信号。具体地，消息处理器909可以评估接收到的消息的数据，以查看它是否对应于这样的请求消息的数据。

所述功率发射器201还包括电磁信号发生器901、911，电磁信号发生器901、911被耦合到所述消息处理器909并且被布置为响应于检测到请求消息而生成测量电磁信号。因此，当消息处理器909检测到已经接收到测量请求消息时，它通知电磁信号发生器901、911，电磁信号发生器901、911然后继而生成测量电磁信号。在本案例中，电磁信号发生器901、911由信号发生器控制器911和逆变器901形成，其中，信号发生器控制器911控制逆变器901以生成驱动信号，所述驱动信号被施加到谐振电路以生成电磁信号的测量值。

因此，在所描述的系统中，中间设备501被布置为检测所述电磁负载505是否存在，并且其可以相应地调整其功率控制操作。通过消息交换取决于是否检测到所述电磁负载的存在来实现功率控制操作的调整。然而，检测不是基于由中间设备501生成的信号，而是基于在中间设备501的控制下由所述功率发射器201生成的信号。所述方法可以提供具有有利的功能分布的有效方法，并且具体地可以允许中间设备501控制功率传输操作，而无需例如要求中间设备501单独供电。

在特定示例中，生成测量电磁信号以对应于功率传输电磁信号。具体地，它使用发射器线圈905生成，发射器线圈905也用于生成功率传输电磁信号(为简洁起见称为功率传输信号)。此外，可以生成属于与功率传输信号相同的频带/间隔/范围。具体地，功率传输信号可以在通常50kHz-200kHz的范围内，并且测量电磁信号也可以在该范围内生成。实际上，在许多实施例中，可以生成测量电磁信号以使其与功率传输信号(尽管可能具有较低功率水平)无法区分。

对应于功率传输信号的测量电磁信号的使用可以在许多实施例中提供各种优点，包括例如允许重复利用也用于功率传输的电路。因此，所述方法可以允许在许多实施例中的低复杂性方法

应当理解，用于确定负载指示的不同方法和参数可以在不同的实施例中使用。在许多实施例中，负载指示可以被确定为指示所述功率发射器201的谐振电路和中间设备501的谐振电路中的至少一个的阻抗。当所述功率发射器201生成的电磁场的负载改变时，这些谐振电路的阻抗将改变。特别地，谐振电路的阻抗将根据所述电磁负载505是否存在而改变。

在一些实施例中，中间设备501可以被布置为基于与测量电磁信号有关的本地确定的属性来生成负载指示。具体地，负载指示处理器813可以被布置为响应于功率传输电磁信号的属性的测量来确定负载指示，并且具体地，负载指示处理器813可以响应于中间设备501的谐振电路的信号(该信号取决于测量电磁信号的负载)的测量来确定负载指示。

具体地，负载指示处理器813可以感测通过电感器801的电流和/或电感器801/电容器803上的电压。基于测量，可以计算负载指示，即，作为电感器801的有效阻抗被确定为在其上的电压和通过它的电流之间的相位。在一些实施例中，负载指示可以被直接确定为例如通过电感器801的电流或其上的电压的量度。负载指示可以例如指示电感器801的阻抗的电阻元件具有反映较低负载的较高电阻(欧姆)值。

检测器815可以基于负载指示与参考值的比较来继续确定所述电磁负载505是否存在。例如，如果负载指示指示测量电磁信号的负载不同于参考值，那么这指示存在电磁负载505并且如果它低于参考值那么这可以被认为是指示所述电磁负载505不存在。这，在一些实施例中，参考值可以是检测阈值。

应当理解，在一些实施例中，检测到存在的所述电磁负载可以是超过检测阈值的结果，并且在其他实施例中可以是负载指示下降到检测阈值之下的结果。例如，在许多实施例中，功率中继器的电感器电流对于存在的所述电磁负载可以比不存在时的电感器电流更低。在这样的场景中，如果反映电感器电流的负载指示低于阈值，则可以检测到所述电磁负载存在。

在一些实施例中，参考值可以是预定值，例如在设计或制造阶段期间确定的值。这种静态方法可以例如适用于以下应用，其中，每次执行检测可以在足够的程度上被认为是相同的场景。例如，所述功率发射器201可以被布置为生成具有预定功率水平的测量电磁信号，中间设备501可以物理地接口(例如，锁定)到所述功率发射器201(发射器线圈905)和所述电磁负载505(例如，平底锅)，使得物理布置总是基本相同，并且所述电磁负载505的性质可以被认为是足够静态的(例如，中间设备501可以总是与相同类型的平底锅一起使用)。在这样的示例中，参考值因此可以是恒定值，其例如可以被编程到检测器815中。

然而，在许多实施例中，基于先前的测量来动态地确定参考值。具体地，检测器815可以被布置为基于测量电磁信号的性质的先前测量来确定参考值，例如具体地测量电感器801的阻抗或电流。

例如，负载指示处理器813可以周期性地执行检测，并且因此可以周期性地确定负载指示，例如电感器的线圈电流。检测器815可以对负载指示值进行低通滤波以确定平均负载指示(在合适的时间间隔上)，并且其可以使用该低通滤波的/平均的负载指示值作为检测的参考值。因此，如果电感器电流高于平均值，则检测器815认为它是所述电磁负载505存在的指示，并且否则其认为它是所述电磁负载505不存在的指示。

在一些实施例中，可以响应于可能反映没有所述电磁负载505存在时的情况的测量值来选择性地确定参考值。例如，可以仅响应于检测器815指示所述电磁负载505不存在的电感器值来确定电感器电流的平均值。因此，在一些实施例中，检测器815可以被布置为响应于负载指示与不存在所述电磁负载505的先前负载指示的比较来检测所述电磁负载505是否存在。

在许多实施例中，电磁信号发生器901、911被布置为生成测量电磁信号以具有对应于先前生成的测量电磁信号的性质。具体地，可以生成测量电磁信号以在每次生成其时具有基本相同的性质。特别地，每当生成测量电磁信号时，所生成的电磁信号的频率和/或特别是功率水平可以是相同的。

在一些实施例中，性质可以是预定的，或者可以例如响应于中间设备501的特定请求而确定。

使用相同的性质可以允许更准确的检测，并且可以特别地允许将当前值与先前值进行比较以更准确地反映外部环境的变化，并且具体地反映所述电磁负载505是否存在。

在一些实施例中，系统可以被布置为建立测量电磁信号与(预期的)测量信号之间的关系。具体地，可以确定一种关系，该关系反映了在存在所述电磁负载的情况和不存在所述电磁负载的情况中的至少一种情况下，预期负载指示如何根据测量电磁信号的性质而变化(通常它可以反映当没有所述电磁负载时的预期关系，因为这通常更容易预测)。

如果针对测量电磁信号的特定范围的性质建立这样的关系，则对于参考信号具有一致性质可能不太重要，因为可以在检测中补偿变化。例如，当测量电磁信号的已知性质与基于测量确定的负载指示之间的关系不同于预期关系时，可以认为检测到负载的存在。

可靠地检测所述电磁负载505是否存在允许中间设备501有效地控制功率传输操作。特别地，它可以允许中间设备501启动功率传输而没有在没有所述电磁负载505存在的情况下完成此操作的风险。

在许多实施例中，功率传输控制器805可以被布置为响应于检测到电磁信号的存在而通过与所述功率发射器201交换功率传输控制消息来初始化功率传输阶段。具体地，功率传输控制器805可以控制通信器807将功率初始化请求发送到所述功率发射器201。在许多实施例中，功率传输控制器805可以被布置为通过执行与初始化功率传输所需的所述功率发射器201的交互来继续支持功率传输的完全初始化。

例如，对于Qi兼容的系统，功率传输控制器805可以被布置为通过交换所需的设置和配置消息来支持识别和配置。

在一些实施例中，中间设备501可以包括功率提取器(未示出)，其被布置为从所述功率发射器201生成的电磁信号中提取功率以至少部分地为中间设备501加电，并且通信器被布置为作为加电的一部分，将请求消息发送到所述功率发射器201。

因此，在这样的实施例中，中间设备501可以例如在所述功率发射器201生成电磁信号时唤醒，然后它可以继而生成对所述功率发射器201生成测量电磁信号的请求。例如，对于Qi示例，所述功率发射器201可以在选择阶段期间定期生成电磁信号以检测是否存在任何物体。该信号可以由中间设备501检测并用于生成功率供应信号，从而允许其为请求生成测量电磁信号所需的功能供电。作为响应，所述功率发射器201生成测量电磁信号，并且中间设备501可以继而执行检测处理。对于该操作，可以从测量电磁信号中提取功率。

作为具体示例，当中间设备501被放置在Qi兼容的功率发射器201的之上时，这将通过测量阻抗变化来检测物体的存在，并且因此它将从待机状态唤醒。中间设备501可以使用由所述功率发射器201生成的电磁信号的功率(例如，先前的异物检测信号或为通信提供的通信载体)来为必要的电路(包括功率传输控制器805的至少一部分)供电。功率传输控制器805控制通信器807加载调制电磁信号，以便将初始消息传送到所述功率发射器201，从而向所述功率发射器201指示它是有效的功率接收器。功率传输控制器805可以请求所述功率发射器201生成测量电磁信号，从而允许检测是否存在任何电磁负载505(这也可以向中间设备501提供功率)。

如果功率传输控制器805没有在中间设备501之上存在所述电磁负载505(例如，平底锅)的指示，则它可以通过传送相应的消息向所述功率发射器201指示它不需要任何功率/或停止传达消息。在接收到这样的指示和/或在没有从中间设备501接收到任何消息的特定时间之后，所述功率发射器201可以终止电磁信号的生成并且可以返回到待机模式，其中，其将继续监视由物体引起的任何阻抗变化。

然而，中间设备501的存在可能意味着所述功率发射器201不能可靠地检测所述电磁负载505是否存在。中间设备501的存在然而可以导致所述功率发射器201考虑到物体可能存在，并且其可以因此继而开始确定这样的物体是否确实是功率接收器的过程。

响应于物体检测信号，中间设备501可以唤醒并且可以寻求确定是否存在所述电磁负载505，使得它应该继续初始化功率传输。然而，物体检测信号可能不足以用于此和/或可能不会存在足够长的时间。因此，中间设备501可以继续请求生成测量电磁信号，在其基础上，中间设备501可以确定是否存在所述电磁负载505。

如果存在所述电磁负载，则中间设备501通过与所述功率发射器201交换所需消息以继而初始化功率传输，从而使功率传输初始化。然而，如果检测操作指示不存在所述电磁负载505，则中间设备501继而终止功率传输操作。因此，在这种情况下，终止功率传输的初始化，并且功率发射器201并且实际上中间设备501可以返回到待机或睡眠阶段(具体地，其可以对应于选择阶段)。

在一些实施例中，这样的物体检测信号可能不适合于中间设备501的供电。例如，它可能不足以提供所需的功率。在一些这样的场景中(或者实际上更广泛地)，中间设备501的供电可以不基于物体检测信号(例如，如在Qi系统的选择阶段中提供的信号)，但是可以例如基于提取响应于所述功率发射器对物体的潜在检测而提供的来自更强大的电磁信号的功率。

例如，中间设备501的供电可以基于在Qi的识别和配置阶段中施加的发送回显信息功率信号。

即使由所述功率发射器生成的物体检测电磁信号不足以唤醒并为中间设备501供电，除了存在中间设备之外，所述功率发射器仍然可以使用它来评估负载的存在。实际上，在许多实施例中，所述功率发射器可以检测阻抗的变化并且进行到下一阶段，即针对Qi的发送回显信息阶段。然而，这通常可能是比使用专用测量电磁信号更不准确的确定，并且可能不允许容易地与中间设备互操作。因此，这种方法可以在中间设备501的请求时与专用测量电磁信号的生成相组合。

如上所述，中间设备501可以响应于检测器815确定负载指示不指示存在所述电磁负载505而终止功率传输操作。这可以具体地作为功率传输初始化的一部分，但也可以响应于功率传输阶段期间的检测，其中功率被主动地提供给所述电磁负载505。例如，如果中间设备501检测到所述电磁负载505已被移除，则可以终止功率传输。

在一些实施例中，终止可以通过将特定功率传输终止请求消息传输到所述功率发射器201。所述功率发射器201可以接收该请求，并且作为响应，继而终止功率传输(初始化)并返回待机状态。

在其他实施例中，终止可以是由中间设备501抑制一个或多个功率传输控制消息。例如，在初始化期间，中间设备501可以抑制(不发送)初始化功率传输所需的一个、多个或通常所有初始化或配置消息。中间设备501可以有效地简单地像简单的异物一样起作用，导致功率发射器201放弃功率初始化。

在功率传输阶段期间，中间设备501可以例如抑制功率控制回路误差消息的传输。在诸如Qi的系统中，需要这种消息的间隔不超过250毫秒。如果在足够长的时间间隔内没有接收到功率控制回路误差消息，则所述功率发射器201将终止功率传输操作。

在许多实施例中，中间设备501可以被布置为通过在特别是功率传输阶段期间将功率控制消息发送到所述功率发射器201来控制功率传输电磁信号的功率水平。因此，功率传输信号的功率控制是通过中间设备501而不是通过所述电磁负载505来实现的，所述电磁负载505具体地可以简单地是没有其他功能的加热板。因此，在这样的实施例中，功率传输可以有效地与简单的导电元件一起使用，例如传统平底锅的加热元件，其中，中间设备501有效地提供功率接收器控制功能。

因此，建立的功率控制回路在所述功率发射器201与中间设备501之间而不是在所述功率发射器201与所述电磁负载505之间。

在一些实施例中，功率控制可以例如基于通过电感器/线圈801的磁通量的测量，即响应于电感器801的电流。功率传输控制器805可以例如监测电流水平并且根据通过电感器801的电流是高于还是低于给定参考值来请求功率水平的增加或减少。

然而，在许多实施例中，功率控制可以被使用以引入所述电磁负载505的温度控制。具体地，中间设备501可包括温度传感器817，温度传感器817被布置为确定第二表面的温度指示，即，针对靠近所述电磁负载505或通常接触所述电磁负载505的表面。

温度传感器可以例如被定位为非常靠近所述第二表面区域511或与所述第二表面区域511接触。因此，温度传感器可以有效地测量所述第二表面区域511的温度，并且因此间接地测量例如所述电磁负载505的加热元件的温度。

然后，功率传输控制器805可以通过将测量的温度与参考温度进行比较来生成功率控制回路误差消息。如果测量的温度高于参考温度，则功率传输控制器805可以生成并发送断电请求消息，并且如果测量的温度低于参考温度，则功率传输控制器805可以生成并发送加电请求消息。以此方式，中间设备501可以能够控制所述电磁负载505的温度，并且具体地控制传统设备(例如锅)的导电加热元件的温度。

因此，在一些实施例中，中间设备501可以被布置为控制第二电磁信号的能量水平。具体地，它可以基于温度测量信息来控制所述电磁负载505处的电磁通量/电磁场强度。

作为具体示例，功率传输控制器805可以耦合到温度传感器819，温度传感器819测量平底锅所在的表面温度，并且温度设定点可以被用于确定用于加热平底锅的所需功率水平。基于该信息，功率传输控制器805可以根据所需的功率水平来向所述功率发射器201提供控制数据。

例如，低复杂度温度控制可以基于功率传输控制器805确定：

当测量温度低于温度设定点时需要功率；并且

当测量温度高于温度设定点时，不需要功率。

温度设定点(即参考温度)可以例如通过手动用户输入来提供。

在先前的示例中，负载指示由中间设备501基于中间设备501的参数的测量来生成。然而，在一些实施例中，可以响应于从所述功率发射器201接收的数据来确定负载指示。

具体地，所述功率发射器201可以将负载消息发送到中间设备501，并且这可以包括反映测量电磁信号的负载的负载数据。负载数据可以例如反映取决于测量电磁信号的负载的值，例如反映谐振电路/发射器线圈905的阻抗的参数的值。具体地，负载数据可以包括用于测量发射器线圈905或电容器903上的电流和/或电压的数据，或者可以例如提供关于信号驱动器的输入功率的信息(901)。

负载指示处理器813可以提取这些值并继续确定合适的负载指示。例如，它可以计算发射器线圈905的阻抗。

在其他实施例中，所述功率发射器201自身可以计算例如阻抗并将该信息发送到中间设备501。在一些这样的情况下，中间设备501可以提取信息并将其直接用作负载指示。

这样的方法可以降低中间设备501的复杂性，并且可以在许多场景中提供更准确的检测。

前面的示例集中于通过驱动谐振电路生成测量电磁信号以生成功率传输电磁信号的示例。实际上，所生成的测量电磁信号可以具有与功率传输信号相同的性质，包括相同的频率等。

然而，在其他实施例中，测量电磁信号可以使用另一个线圈生成并且具有与功率传输信号不同的性质。

实际上，在图10的示例中，图8的功率发射器201已经被修改为包括单独的测量线圈1001，所述测量线圈1001被布置为生成测量电磁信号。在该示例中，测量线圈1001直接耦合到电磁信号发生器1003，电磁信号发生器1003完全与驱动器901分离并且直接布置为生成用于测量线圈1001的驱动信号。电磁信号发生器1003被耦合到消息处理器909，并且当其检测到对测量电磁信号的请求时，电磁信号发生器1003继而生成用于测量线圈1001的驱动信号，从而使得生成测量电磁信号。

使用单独的线圈来生成测量电磁信号可以允许其单独地优化用于检测。特别地，可以生成测量电磁信号以处于与功率传输信号不同的频带/范围内。在许多实施例中，测量电磁信号的最小频率至少是功率传输信号的最大频率的两倍。在一些实施例中，测量电磁信号的最小频率不小于200kHz、500kHz、1MHz或10MHz。例如，可以使用13.56MHz的频率，从而在测量电磁信号和功率传输阶段之间提供非常大的间隔。

在一些实施例中，测量线圈1001具体可以是(也)用于所述功率发射器201和中间设备501之间的通信的通信线圈。在这样的实施例中，中间设备501可以如图11所示，除了功率中继器的电感器801之外，还包括用于与所述功率发射器201通信的通信线圈1101。

在该示例中，所述功率发射器201可以使用测量线圈1001(因此也是通信线圈)生成专用通信载体。测量线圈1001可以耦合到通信线圈1101，并且通信可以例如通过载波的频率或幅度调制(用于从所述功率发射器201到中间设备501的通信)和负载调制(用于从中间设备501到功率发射器201的通信)。

通信载波的频率通常在与功率传输信号不同的频带中。在许多实施例中，通信载波的最小频率至少是功率传输信号的最大频率的两倍。在一些实施例中，通信载波的最小频率不小于200kHz、500kHz、1MHz或10MHz。在一些实施例中，可以使用13.56MHz的通信频率，从而提供功率传输和通信信号的非常大的间隔，并且从而减少交叉干扰。在使用单独的通信线圈来生成测量电磁信号的许多实施例中，测量电磁信号可以基本上被生成为对应于通信信号的性质。

在使用独立的通信线圈和载波的实施例中，在一些实施例中，中间设备501可以被布置为至少在初始时从通信信号中提取功率。例如，在待机阶段期间的某个时刻，所述功率发射器201可以被布置为生成通信载波。如果存在中间设备501，则这可以作为响应生成生成测量电磁信号的请求。发送该请求所需的功率可以通过中间设备501从通信运营商提取它来获得。响应于接收到请求，所述功率发射器201然后可以生成测量电磁信号-例如以对应于通信载波或功率传输信号。然后，中间设备501可以继续检测是否存在所述电磁负载505。中间设备501可以从测量电磁信号中提取功率以执行此操作。

在一些实施例中，中间设备501还可以包括用户接口。用户接口可以例如包括向用户提供信息的显示器，例如当前操作模式，是否检测到所述电磁负载，测得的电磁负载温度，期望的设定点温度等。

另外，用户接口可以包括用户输入，并且具体地可以包括可以由用户使用来指示所述电磁负载505是否存在用户输入。因此，用户可以清楚地定义所述电磁负载505是否存在，并且这种确定性可以用于校准检测操作。

因此，校准器可以响应于接收定义所述电磁负载505是否存在的信息而初始化检测操作的校准。校准可以例如校准检测准则。例如，如果检测基于负载指示与参考值的比较，则可以响应于该信息来校准(即，调整)该参考值。例如，如果针对以下两种场景确定了负载指示：用户指示不存在电磁负载505的场景，以及用户指示存在所述电磁负载505的场景，则参考值可以被确定为在两个值之间的中点。

在其他实施例中，可以基于所提供的信息来校准/调整对负载指示的计算。例如，如果负载指示被确定为电感器801的电流，则这可以针对不存在所述电磁负载的情况来测量。然后，测量的电流可以是从将来测量中的测量电流中减去的参考电流。然后，所得到的偏移或差分电流可以提供与不存在所述电磁负载的情况的偏差的更好估计。

前面的描述集中于以下实施例：所述电磁负载是加热设备，并且具体地是其中涡电流由功率传输信号直接感生的加热元件。在许多这样的实施例中，可能希望中间设备501包括热屏障，所述热屏障可以提供对加热元件的潜在高温的保护。然而，应当理解，在例如下述实施例中，这种热屏障是不必要的，其中，加热元件可能只能达到相对较低的温度。

例如，在一些实施例中，中间设备501可以被布置为允许在实验室环境中的化学浴的加热，其中，温度升高限于相对较低的温度。例如，中间设备501可包括温度传感器，所述温度传感器在操作期间将与加热元件接触(或例如可插入化学浴中)。其还可以包括用于限制提供给加热元件的功率的功能(例如，通过发送功率控制消息)，使得测得的温度不超过例如40°。在这样的实施例中，中间设备501通常不需要或者不实际上受益于热屏障。而是，中间设备501可以由合适的普通日常材料(例如木材、塑料等)物理地形成/包含在其中。

此外，应当理解，尽管所描述的方法对于加热应用并且特别是在通过直接在金属元件中引起涡流的功率传输信号进行加热的情况下是特别合适和有益的，但是所述方法不限于这些应用。实际上，所述方法还可以用于无线传输功率的非加热应用。

例如，所述电磁负载可以由连接到例如电动机的功率接收线圈形成，而不是简单的金属元件。例如，搅拌器可以包括功率接收线圈，其中感应的电流直接驱动电动机。例如，搅拌器可以不包括用于与所述功率发射器接口的特定控制功能。然而，可以通过引入如前面针对加热元件的示例所述的中间设备501来提供该功能。作为示例，中间设备501可以接收指示电动机的旋转速度的简单电信号，并且可以作为响应生成控制功率传输信号的功率控制消息。因此，以此方式，中间设备501可以控制搅拌器的操作。应当理解，如针对加热元件所描述的用于检测搅拌器的存在(通过中间设备501)的所述方法可以在必要的变更后应用于这样的实施例。前面的描述集中于如何基于是否检测到所述电磁负载来调整系统的操作的具体示例。具体地，系统可以基于检测结果来启动或实际上终止功率传输操作。然而，应当理解，可以设想所述方法的许多其他用途，用于检测是否存在所述电磁负载。例如，在其他实施例中，系统可以被布置为生成用户输出，将警报传送到其他设备(例如，向移动电话发送通知)，启动预定过程，关闭另一设备或功率传输操作等。实际上，应当理解，可以在不背离本发明的情况下以任何合适的方式使用是否存在所述电磁负载的检测。

应当理解，为了清楚起见，以上描述已经参考不同的功能电路、单元和处理器描述了本发明的实施例。然而，显而易见的是，可以在不背离本发明的情况下使用不同功能电路、单元或处理器之间的任何合适的功能分布。例如，被示为由分别的处理器或控制器执行的功能可以由相同的处理器执行。因此，对特定功能单元或电路的引用仅被视为对用于提供所描述的功能的合适设备的引用，而不是指示严格的逻辑或物理结构或组织。

本发明可以以任何合适的形式实现，包括硬件、软件、固件或这些的任何组合。本发明可以任选地至少部分地实现为在一个或多个数据处理器和/或数字信号处理器上运行的计算机软件。本发明的实施例的元件和部件可以以任何合适的方式来物理地、功能地和逻辑地实现。实际上，功能可以在单个单元中、在多个单元中或作为其他功能单元的一部分来实现。这样，本发明可以在单个单元中实现，或者可以在不同的单元、电路和处理器之间物理地和功能地分布。

尽管已经结合一些实施例描述了本发明，但是并不旨在将本发明限于这里阐述的特定形式。相反，本发明的范围仅受所附权利要求的限制。另外，尽管可能看起来结合特定实施例描述了特征，但是本领域技术人员将认识到，可以根据本发明组合所描述的实施例的各种特征。在权利要求中，术语“包括”不排除存在其他元件或步骤。

此外，尽管单独列出，但是多个设备、元件、电路或方法步骤可以通过例如单个电路、单元或处理器来实现。另外，尽管各个特征可以包括在不同的权利要求中，但是这些特征可以有利地组合，并且包含在不同的权利要求中并不意味着特征的组合是不可行和/或不利的。在一类权利要求中包含特征并不意味着对该类别的限制，而是指示该特征在合适时同样适用于其他权利要求类别。此外，权利要求中的特征的顺序并不意味着特征必须工作的任何特定顺序，并且特别地，方法权利要求中的各个步骤的顺序并不意味着必须以该顺序执行这些步骤。而是，可以以任何合适的顺序来执行这些步骤。另外，单数引用不排除多个。因此，对“一”、“一个”、“第一”、“第二”等的引用不排除多个。权利要求中的附图标记仅被提供用于地使示例清楚，不应被解释为以任何方式限制权利要求的范围。

Claims (15)

1.一种用于支持从功率发射器(201)到电磁负载(505)的功率传输的设备，所述功率发射器包括当在功率传输模式中时提供功率传输电磁信号的功率传输线圈(801)；所述设备具有第一表面区域(509)和第二表面区域(511)并且包括：

谐振电路(507)，其包括电感器(801)和电容器(803)，所述电感器(801)被布置为通过所述第一表面区域(509)耦合到所述功率发射器(201)并且通过所述第二表面区域(511)耦合到所述电磁负载(505)；所述谐振电路(507)被布置为将所述功率传输电磁信号的能量从所述第一表面区域(509)向所述第二表面区域(511)集中；

通信器(807)，其用于与所述功率发射器(201)交换消息，所述通信器(807)被布置为向所述功率发射器(201)发送请求消息，所述请求消息包括针对所述功率发射器(201)生成测量电磁信号的请求；

负载指示处理器(813)，其用于确定指示所述测量电磁信号的负载的负载指示；以及

检测器(815)，其用于响应于所述负载指示而检测所述电磁负载的存在。

2.根据权利要求1所述的设备，还包括功率传输控制器(805)，所述功率传输控制器被布置为通过与所述功率发射器(201)交换功率传输控制消息来控制所述功率发射器(201)的所述功率传输操作，所述传输功率控制消息的所述交换的性质取决于对所述电磁负载(505)的所述存在的所述检测。

3.根据权利要求1所述的设备，还包括功率传输控制器(805)，所述功率传输控制器被布置为通过将功率控制消息发送到所述功率发射器(201)来控制所述功率传输电磁信号的功率水平。

4.根据权利要求3所述的设备，还包括温度传感器(817)，所述温度传感器用于确定针对所述第二表面的温度指示，并且其中，所述功率传输控制器(805)被布置为响应于所述温度指示而生成所述功率控制消息。

5.根据权利要求1所述的设备，还包括功率传输控制器(805)，所述功率传输控制器被布置为响应于检测到电磁信号的存在而通过与所述功率发射器(201)交换功率传输控制消息来初始化功率传输阶段。

6.根据权利要求1所述的设备，还包括功率传输控制器(805)，所述功率传输控制器被布置为响应于检测器(815)确定负载指示不指示所述电磁负载的存在而通过向所述功率发射器(201)发送功率传输终止消息和抑制针对所述功率发射器(201)功率传输控制消息中的至少一项来终止功率传输操作。

7.根据权利要求1所述的设备，还包括功率提取器，所述功率提取器被布置为从由所述功率发射器(201)生成的电磁信号提取功率，以至少部分地为所述设备加电；并且其中，所述通信器(807)被布置为将所述请求消息作为被加电的一部分发送到所述功率发射器(201)。

8.根据权利要求1所述的设备，其中，所述通信器被布置为从所述功率发射器(201)接收负载消息，所述负载消息包括指示由所述功率发射器(201)确定的所述测量电磁信号的所述负载的负载数据；并且所述负载指示处理器(813)被布置为响应于所述负载数据而确定所述负载指示。

9.根据权利要求1所述的设备，其中，所述检测器(815)被布置为响应于所述负载指示与先前负载指示的比较而检测所述电磁负载是否存在。

10.一种用于经由中间设备向电磁负载提供无线功率的功率发射器(201)；所述功率发射器(201)包括：

谐振电路，其包括电容性阻抗(903)和电感性阻抗，所述电感性阻抗包括发射器线圈(905)，所述发射器线圈用于生成用于将功率无线地传输到所述电磁负载(505)的功率传输电磁信号；

驱动器(901)，其用于生成针对所述谐振电路的驱动信号；

消息通信器(907)，其用于与所述中间设备通信消息；

消息处理器(909)，其用于检测从所述中间设备接收的请求消息，所述请求消息包括针对所述功率发射器(201)生成测量电磁信号的请求；以及

电磁信号发生器(911、901)，其用于响应检测到所述请求消息而生成所述测量电磁信号。

11.根据权利要求10所述的功率发射器(201)，还包括测量线圈(1001)，并且其中，所述电磁信号发生器(1003)被布置为使用所述测量线圈(1001)并且在与用于所述功率传输电磁信号的频带不同的频带中生成所述测量电磁信号。

12.根据权利要求11的所述功率发射器，其中，所述电磁信号发生器(901、911)被布置为生成要具有与先前生成的测量电磁信号相对应的性质的测量电磁信号。

13.一种无线功率传输系统，其包括根据权利要求11所述的功率发射器和根据权利要求1所述的设备。

14.一种用于支持从功率发射器(201)到电磁负载的功率传输的设备的方法，所述功率发射器包括当在功率传输模式中时提供功率传输电磁信号的功率传输线圈(801)；所述设备具有第一表面区域(509)和第二表面区域(511)并且包括谐振电路，所述谐振电路包括电感器(801)和电容器(803)，所述电感器(801)通过所述第一表面区域(509)耦合到所述功率发射器(201)并且通过所述第二表面区域(511)耦合到所述电磁负载(505)；所述谐振电路被布置为将所述功率传输电磁信号的能量从所述第一表面区域(509)向所述第二表面区域(511)集中；所述方法包括：

与所述功率发射器(201)交换消息，包括：向所述功率发射器(201)发送请求消息，所述请求消息包括针对所述功率发射器(201)生成测量电磁信号的请求；

确定指示所述测量电磁信号的负载的负载指示；并且

响应于所述负载指示而检测所述电磁负载(505)的存在。

15.一种针对功率发射器(201)的操作的方法，所述功率发射器经由中间设备向电磁负载提供无线功率；所述功率发射器(201)包括谐振电路，所述谐振电路包括电容性阻抗(903)和电感性阻抗(905)，所述电感性阻抗(103)包括发射器线圈(103)，所述发射器线圈用于生成用于将功率无线地传输到所述电磁负载(505)的功率传输电磁信号；所述方法包括：

生成针对所述谐振电路的驱动信号；

与所述中间设备通信消息；

检测从所述中间设备接收的请求消息，所述请求消息包括针对所述功率发射器(201)生成测量电磁信号的请求；并且

响应于检测到所述请求消息而生成所述测量电磁信号。