CN108604834A - 用于无线功率系统中的功率损耗校准的方法和装置 - Google Patents
用于无线功率系统中的功率损耗校准的方法和装置 Download PDFInfo
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Abstract
在所描述的示例中，集成电路(334)包括通信(334B)和控制单元(334A)。通信和控制单元(334)控制逆变器(332)，逆变器(332)将交流输出信号施加到传输线圈(316)以用于由接收器接收。通信和控制单元使逆变器向传输线圈提供第一发射功率和第二发射功率，并且响应于第一发射功率和第二发射功率，通信单元从接收器接收第一功率接收信号和第二功率接收信号。通信和控制单元使用第一发射功率、第一功率确定第一增益和第一偏移。当由传输线圈发射大于第二发射功率的第三发射功率时，通信和控制单元使用第一发射功率、第一功率接收信号、第三发射功率和第三功率接收信号确定第二增益和第二偏移。
Description
技术领域
本发明总体涉及无线功率传递，并且更具体地涉及无线功率传递中的异物检测。
背景技术
功率的无线传输是非常有用的，诸如在电池操作装置的充电中。该技术的更流行的应用中的一个是使蜂窝电话充电。蜂窝电话(接收器)被放置在功率发射器上，使得接收器中的调谐线圈与发射器中的调谐线圈对准。对准线圈充当变压器以将功率从发射器无线地传递到接收器。通过电话接收的能量用于对电话中的电池进行充电。
对于无线功率传递的最具挑战性方面中的一项是防止在磁场中(即，在发射器和接收器的线圈之间)加热金属物体(异物)。无线功率协会(WPC)多年来试图解决该问题，并在稳步取得进展。迄今为止，用于检测异物何时存在的主要方法是“功率损耗核算”，其中等式(1)考虑所有功率项：
Pinput＝Preceived+Pknownlosses+Punexpectedlosses (1)
其中：Pinput是从用于传输的外部源供应给发射器的输入功率；Preceived是由正被充电的装置接收的总功率，其包括接收器中的预期损耗；Pknown_losses是功率发射器中的已知损耗，以及Punexpected_losses是假设由于异物引起的非预期损耗。
当Punexpected_losses超过阈值时，发射器可以关闭以防止潜在地危险加热。在异物不正确地位于磁场中或者在发射器和接收器之间时，这种情况可能发生。实验上已确定防止超过热目标的若干常见物体诸如硬币、戒指和铝箔糖果包装纸的阈值为大约500mW。然而，如下文进一步描述的，若干测量限制使得难以准确地确定何时损耗是由异物引起的，或者何时损耗是由传输系统内的其他可接受的损耗引起的。
发明内容
在所描述的示例中，无线功率发射器包括通信和控制单元。通信和控制单元包括用于控制逆变器的控制单元，逆变器将输入电压转换为交流输出信号以用于施加到传输线圈以便由接收器接收。通信和控制单元还包括通信单元，用于调制到接收器的传输和解调来自接收器的传输。控制单元使逆变器将第一发射功率提供到传输线圈，并且响应于第一发射功率通信单元从接收器接收第一功率接收信号。控制单元使逆变器将第二发射功率提供到传输线圈，并且响应于第二发射功率通信单元从接收器接收第二功率接收信号。通信和控制单元使用第一发射功率、第一功率接收信号、第二发射功率和第二功率接收信号以确定第一增益和第一偏移。当由传输线圈发射大于第二发射功率的第三发射功率，并且响应于第三发射功率由通信单元从接收器接收第三功率接收信号时，通信和控制单元使用第一发射功率、第一功率接收信号、第三发射功率和第三功率接收信号确定第二增益和第二偏移。
附图说明
图1是简化无线功率传输系统的图示。
图2是包括异物的简化无线功率传输系统的图示。
图3是功率发射器的框图。
图4是功率接收器的框图。
图5是用于方法的流程图。
图6是另一方法的附加流程图。
具体实施方式
除非另外指出，否则不同附图中的对应数字和符号通常是指对应的部分。附图不一定按比例绘制。
术语“耦合”可以包括与中间元件建立的连接，并且在“耦合”的任何元件之间可以存在附加元件和各种连接。
图1是简化的无线功率传输系统100的框图。传输单元110包括发射器114、电源112以及线圈116。电源112可以为源自功率出口的直流(DC)电源。电源112的电压通常在大约5伏至大约24伏的范围内。线圈116是包括一个或多个电容器(未示出)的谐振电路的一部分，所述电容器可以与线圈116串联和/或并联。发射器114将由电源112提供的DC电压转换为接近线圈116的谐振频率的交流电(AC)。
接收器单元120包括线圈122、接收器124以及电池126。线圈122是包括一个或多个电容器(未示出)的谐振电路的一部分，所述电容器可以与线圈122串联和/或并联。线圈122被设计成接近与线圈116相同的频率谐振。使两个线圈接近相同的频率谐振允许更有效的能量传递。接收器124将由线圈122接收的能量转换为用于对电池126进行充电的DC电压。在一个示例中，接收器单元120形成电池供电的便携式通信装置或便携式计算机的一部分。移动电话、个人数字助理(PDA)、平板计算机、便携式音乐和视频播放器、便携式电子游戏机、智能手表和膝上型计算机是示例装置。传输单元110可以为无线充电站的一部分，该无线充电站可以感应地耦合到便携式装置并对便携式装置进行充电。
图2是包括异物230的简化无线功率传输系统200的框图。为清楚起见，图2中的类似编号的组件执行与图1中的组件类似的功能。例如，传输单元210、电源212、发射器214、接收器单元220、接收器224和电池226分别执行与图1的传输单元110、电源112、发射器114、接收器单元120、接收器124和电池126类似的功能。图2示出定位在线圈216和线圈222之间的异物230。线圈216和线圈222为类似于图1的线圈116和线圈122的匹配谐振线圈。通过由经过线圈216的AC电流建立的交变磁场将功率从线圈216传递到线圈222。理想地，尽可能多的磁能在线圈222中感应电流。然而，如果异物230是传导的，则磁场的至少一部分将在异物230中引起涡流和/或感应电流。这将导致异物230的加热。如果由异物230吸收的能量超过大约500mW，则物体可能变得足够热以对人造成伤害或呈现火灾危险。为了避免这种危险，无线传输系统可以包括如下所述的异物检测(FOD)。如果检测到异物，则发射器214可以降低功率或可以完全停止发射。系统还可以提供警告指示诸如警告灯或警告音。
图3是可以与示例实施例的方面一起使用的功率发射器300的框图。图3中类似编号的组件执行与图1中的组件类似的功能。例如，线圈316执行与图1中的线圈116类似的功能。由电源312向逆变器332提供功率，逆变器332处于通信和控制单元334的控制之下。通信和控制单元334包括控制单元334A和通信单元334B。逆变器332将由电源312提供的DC功率转换为线圈316的谐振频率处的AC电流。在示例中，线圈316可以具有大约100kHz的谐振频率。可以使用其他谐振频率。该AC电流被施加到线圈316以用于传输。逆变器332还包括电容(未示出)来调谐包括线圈316的电路以在所期望的频率处谐振。发射器的操作频率可以在110kHz和205kHz之间的范围内。示例设计使用对于线圈大约100kHz的调谐谐振频率在130kHz附近操作。
通信单元334B提供命令来调制线圈316上的信号以向耦合的接收器提供通信。这可以通过使用控制单元334A修改输出的频率，以通过在不同的频率下驱动脉冲宽度调制(PWM)信号使用频移键控(FSK)调制完成。在替代的布置中，可以使用另一形式的调制，诸如相移键控(PSK)。
模数转换器(ADC)感测单元336在感测端口340处感测到逆变器332的电流。该电流感测信息用于确定从电源312施加到逆变器332的功率。在节点338处获取的罐(tank)电压测量值被提供到通信和控制单元334。罐电压信息允许通信和控制单元334确定在线圈316上供给的功率以及可以来自接收器的任何通信，如下文进一步描述。示例功率传输系统的更详细说明可以在“Qi无线功率传递系统，功率0级规范(The Qi Wireless PowerTransfer System，Power Class 0Specification)”(版本1.2.2，2016年4月)(“Qi规范”)中找到，该规范得自无线充电联盟(WPC)，目前可在https://www.wirelesspowerconsortium.com/developers/specification.html获得，并且该规范通过引用整体并入本文。
图4是用于示例实施例的另一方面的功率接收器400的框图。图4中的类似编号的组件执行与图1中的组件类似的功能。例如，图4中的线圈422对应于图1中的线圈122。来自发射器(图4中未示出)的功率在线圈422上被接收并被提供给整流电路442。整流电路442可以实施为无源四二极管桥，或者通过另一整流电路实施。接收的AC功率通过整流电路442转换为DC功率，并且可以经由输出断开446施加到电池426。整流电路442的输出耦合到通信和控制单元444的电压感测输入“电压感测”。输出断开446在通信和控制单元444的控制下操作，并且在错误状况的情况下或如果电池被完全充电则断开电池。电池426的充电状态由控制单元444A经由通信和控制单元444的电池感测和控制输入进行监测。
可选的通信解调器449耦合到线圈422并从线圈422接收AC信号。在发射器和接收器之间使用发射和接收或“TX-RX”通信形成示例实施例的一种布置，但是其他布置可省略这些特征。在图4的实施例中，在线圈422中接收的来自发射器的任何通信由通信解调器449和通信单元444B解调。为了解调从发射器接收的信号，通信单元在参考时间段中对周期进行计数，以检测来自发射器的频移键控(FSK)调制。在图4中，可选的通信调制器448可以从通信单元444B接收信息并调制功率传输系统的功率接收器侧以提供调制信号。在示例布置中，使用幅度调制(AM)。调制信号可以在线圈422上被发射到传输系统，并由传输系统中的组件(诸如图3中的发射器300的通信单元334B(图4中未示出))接收。
在图4的示例中，通信调制器448与整流电路442通信。线圈422上的信号在整流电路442中被调制。线圈422和功率传输电路中的对应线圈诸如图3中的线圈316在彼此接近时作为变压器操作。调制接收器侧上的阻抗导致整个变压器电路的阻抗变化。这些调制信号可以由功率发射器侧的通信单元(诸如图3中的通信单元334B)解调。可以在上文引用的Qi规范中找到示例接收器系统的更详细说明。
图5是用于发起充电的方法的流程图。方法500是用于操作发射器诸如发射器300(图3)以控制到接收器诸如接收器400(图4)的启动和功率传输的过程。当接收器接近发射器放置时，方法500在步骤502处开始。步骤506执行协议握手(例如，上文引用的Qi规范中所描述的协议)和异物检测(FOD)。在异物测试中，可以测量线圈(诸如图3的线圈316)的Q因子。接近线圈放置的任何传导物体将导致线圈316的Q因子的变化。如果物体是接收器，诸如接收器400(图4)，则接收器在接收器处于合适位置的情况下发射用于线圈的预期Q因子。如果测量的Q因子不近似等于发射的Q因子，则可以假设存在异物，并且可以中止充电过程。而且，在一些系统中，如果预期的Q因子未被发射，则可以假设物体是异物(诸如在异物的情况下，如果不存在接收器)，并且可以中止过程。
然后方法进行到用于校准的步骤508。在该步骤中，由发射器向接收器提供“no_load”功率信号(Ptransmitted_no_load)，以及其他校准步骤。然后，接收器返回空载功率接收信号(Preceived_no_load)。该信息用于校准如下文所述的异物检测过程。
在步骤508中，接收器还返回连接功率接收信号(Preceived_connected)。如下文进一步所述，连接功率发射信号(Ptransmitted_connected)和连接功率接收信号(Preceived_connected)用于计算校准增益和偏移。当完成校准时，如果功率核算过程未检测到异物，如下文所述，则完全功率传递在步骤510“功率传递”处开始。
如上文所述，异物(其可能位于发射线圈和接收线圈之间)的检测对于避免安全危险是重要的。如上文中的等式(1)所指出的，可以通过将接收功率与发射功率和预期损耗进行比较来找到功率传输期间的非预期功率损耗，如由异物消耗的功率。由于发射器和接收器的功率测量准确度，简单地在任何点处使用发射功率和接收功率具有大约±10％的准确度。如果发射器的功率容量(capability)小于大约5W，则该准确度是可接受的。然而，无线充电系统的功率水平正在增加。例如，在由WPC颁布的Qi标准的“中等功率”扩展下，支持发射器能够发射高达15W。从绝对意义上讲，误差(以瓦特为单位)与功率成比例地增加。因此，在5W系统中，10％的准确度转换为500mW的误差。在15W系统中，相同的10％导致1500mW的误差。施加到异物的1500mW将是严重危险，因为在该功率水平下，可能发生危险的异物加热。
为了提高预期损耗测量的准确度，通过从校准(508)步骤中确定的功率图外推来确定用于校准预期接收功率的增益和偏移。为了确定预期校准功率测量，使用因子(Ptransmitted_no_load)、(Preceived_no_load)、(Ptransmitted_connected)和(Preceived_connected)。通过使用等式(2)给出校准功率：
Pcalibrated＝a·Ptransmitted+b (2)
其中：Ptransmitted是在周期性功率测量期间发射的功率，
a是由等式3确定的线性增益：
以及b是由等式4确定的偏移：
b＝Preceived_no_load-(a·Ptransmitted_no_load) (4)
使用施加的校准来校正功率损耗，以形成接收的校正功率。校正的功率接收项可以用于使用具有校正项的等式1精确地确定非预期功率损耗。
然后通过如等式5中的差确定功率损耗：
Pinput＝Preceived,corrected+Pknownlosses+Punexpectedlosses (5)
其中：Preceived,corrected是在周期性功率核算检查期间接收的并且然后通过校准步骤校正的功率。
如果在任何测量时间处Punexpected损耗大于所选的损耗阈值，则可以确定可能存在异物，并且可以停止功率传输。可以通过确定当向实验异物如硬币和垫圈施加功率时发生的加热来实验地确定阈值。可替代地，可以使用模拟工具来建立阈值。在可替代方法中，可以降低发射功率以在加热不是问题的水平上发射功率。在又一方法中，降低发射功率，并重新计算损耗。如果非预期损耗仍然太大，则功率传输停止。
方法500的校准技术的问题在于发射器不控制接收器何时将开始汲取功率。因此，由发射器获得的“连接”功率值可能为小(在接收器未汲取功率的情况下)并且连接功率值可能最终在值上非常靠近“no_load”值。因此，使用方法500的发射器可以从两个非常靠近的点外推，这极其易于出错。当稍后增加发射功率时，校准值可能不靠近正确的校准值。
例如，考虑15W的系统，其中校准旨在降低10％的误差，该10％的误差由Ptransmitted与Preceived之间8％的增益差异和高达2％的噪声组成。在第一(理想)场景中，假设不存在噪声。发射功率Ptransmitted比接收功率Preceived大8％。在该理想场景下，增益项a为0.92，且偏移b为0。无论两个校准点相距多远，Preceived的校准都将是完美的。
在第二场景中，空载值和连接负载值跨越功率范围中的大部分，其中空载在0.3W处，并且连接负载在13W处。在该场景中，增益项仍为0.92。然而，在第二场景中，存在附加的±2％的噪声误差。保守地说，在校准步骤(508)中的“空载”测量中假设噪声为-2％，并且在校准步骤(508)中的“连接负载”测量中假设噪声为+2％。因此，校准步骤(508)测量
0.300W-(8-2)％＝0.300W-6％＝0.300W-(0.300·0.06)
＝0.300W-00.018W＝0.282W
在“连接负载”测量中，假设噪声为+2％。因此，重新协商步骤测量
13W-(8+2)％＝13W-10％＝13W-(13·0.10)
＝13W-1.3W＝11.7W
发射器计算增益和偏移(步骤508)：
b＝Preceived_no_load-(a·Ptransmitted_no_load)
＝0.282-(0.8991·0.3)
＝0.0123
当在中程(mid-range)值处进行测量，诸如8W，其中误差为-8％时，Preceived为7.36。使用上述过程计算功率损耗：
Pcalibrated＝a·Ptransmitted+b
＝0.8991·8.0+0.0123
＝7.2051W
Ploss＝Preceived-Pcalibrated
＝7.36-7.2051
＝0.1549W＝154.9mW
这是可接受的误差。
然而，在第三场景中，其中空载和连接负载点靠近，误差较大。假设空载在0.3W处并且连接负载在0.8W处。使用与上文第二场景相同的8％±2％因子，与在第二场景中上文所使用的相同的-6％和-10％误差被施加。因此，Preceived在校准期间为0.282W(Preceived_no_load)和在重新协商期间为0.72W(Preceived_connected)。计算增益和偏移为：
b＝Preceived_no_load-(a·Ptransmitted_no_load)
＝0.282-0.876·0.3
＝0.0192
使用具有相同中程值8W(Ptransmitted)和相同-8％误差的该校准数据，则Preceived＝7.36W：
Pcalibrated＝a·Ptransmitted+b
＝0.876·8.0+0.0192
＝7.0272W
Ploss＝Preceived-Pcalibrated
＝7.36-7.0272
＝0.3328W＝332.8mW
因此，对于不良调节的输入(即彼此靠近的空载和连接负载功率)，计算的损耗误差超过在332.8mW处的上述良好调节的输入示例(0.3W和13W)的损耗误差的两倍。
更一般地，如果校准样本涵盖整个范围，则功率损耗计算中的最坏情况误差将至多是测量中的噪声(在前述示例中为2％)。如果点靠近在一起，则可以通过校准范围与整个范围的比率来放大2％误差。然而，操作范围不在发射器的控制中，并且由WPC指定的校准程序要求接收器在执行预功率传递测试之后立即发送轻载和连接负载包两者，以确保不存在异物。如果接收器报告靠近在一起的空载和连接负载功率值，则发射器将使用图5的方法中的那些点。如上所述，可能发生误差。
图6是示例实施例的方法方面的流程图。当装置接近发射器(诸如图3的发射器300)放置时，方法600以步骤602开始。步骤604将Connected_Load标志设置为是。这表明连接负载数据未被随后的功率数据所取代，如下文所述。如方法500一样，步骤606执行协议握手和FOD，诸如上文所述的Q因子过程。步骤608确定No_Load数据。在步骤609处，收集连接负载数据。步骤610确定Connected_Load标志的值。如果其为是，则步骤612使用来自609的测量步骤的连接负载数据确定校准(增益和偏移)。功率传递在步骤616中开始。发射器(图3的300)以周期性间隔从接收器(图4中的400)接收功率数据622。步骤620确定接收器是否在接收超过大于来自步骤612的连接负载功率的阈值(例如10％)。如果为否，则步骤620继续监测由接收器提供的功率数据。
如果功率数据大于阈值，则步骤624将被比较的功率数据与如使用当前校准和上文的等式(2)确定的预期功率数据进行比较。如果功率数据与使用当前校准的预期功率匹配(在所选的误差裕度内)，则步骤620继续监测功率数据。如果功率数据与校准不一致，则步骤626将Connected_Load标志设置为“否”，并且该方法循环回到步骤606。步骤606包括FOD过程，使得如果异物在校准之后插入，则可以检测到异物。方法600如上所述继续。然而，因为Connected_Load标志设置为否，所以步骤614使用新功率数据而不是连接负载数据用于校准。这允许在no_load数据和较高负载数据之间具有较大差异的校准，并因此改善上文论述的问题。如通过上文描述的示例所阐明的，当操作范围中的较大部分被包括在校正项的计算中时，校准显著改善。然而，在已知不存在异物时执行校准是重要的。如果在存在异物时执行基于更新的新功率数据的重新校准计算，则从那时起，使用重新校准的增益和偏移，由异物引起的损耗将显得“正常”并且物体将变得不可检测。为避免该问题，FOD检查尽可能靠近校准执行。
在形成示例实施例的方面的示例布置中，通信和控制单元334、逆变器332和电流感测336(图3)可以为单个集成电路。在可替代示例中，命令和控制单元334(图3)可以在一个集成电路中，而图3的剩余组件在另一分离的集成电路上。在进一步的替代方案中，分立组件可以形成功率发射器300的一些或所有组件。逆变器332可以包括用于功率切换的各种可商购获得的装置，包括背靠背功率FET、单功率FET、SOI FET、双极结晶体管(BJT)和机械继电器开关。多芯片模块可以形成用于命令和控制单元以及单个封装装置中的剩余电路的封装，即使当分离的集成电路实施逆变器和剩余组件时。在另一可替代示例中，模块或电路板可以形成实施例，并且可以使用分立组件以实施组件。在进一步的可替代方案中，实施例可以使用现成的集成电路，诸如逻辑电路、运算放大器和功率装置。堆叠管芯布置可以与电路一起使用以形成模块。
在示例布置中，集成电路包括通信和控制单元。通信和控制单元包括用于控制逆变器的控制单元，逆变器将输入电压转换为交流输出信号，用于施加到传输线圈以用于由接收器接收。通信和控制单元还包括通信单元，用于调制到接收器的传输和解调来自接收器的传输。控制单元使逆变器向传输线圈提供第一发射功率。通信单元响应于第一发射功率从接收器接收第一功率接收信号，控制单元使逆变器向传输线圈提供第二发射功率，并且通信单元响应于第二发射功率从接收器接收第二功率接收信号。通信和控制单元使用第一发射功率、第一功率接收信号、第二发射功率和第二功率接收信号以确定第一增益和第一偏移。当由传输线圈发射大于第二发射功率的第三发射功率，并且响应于第三发射功率由通信单元从接收器接收第三功率接收信号时，通信和控制单元使用第一发射功率、第一功率接收信号、第三发射功率和第三功率接收信号确定第二增益和第二偏移。
在另一布置中，在确定第二增益和第二偏移之前执行异物检测。
在另一布置中，由传输线圈发射大于第三发射功率的第四发射功率，并且响应于第四发射功率，由通信单元从接收器接收第四功率接收信号，通信和控制单元使用第一发射功率、第一功率接收信号、第四发射功率和第四功率接收信号确定第三增益和第三偏移。
在又一布置中，在确定第三增益和第三之前执行异物检测。
在另一布置中，如果第三发射功率超过大于第二发射功率的所选阈值，则通信和控制单元确定第二增益和第二偏移。
在另一布置中，通信和控制单元不响应于第三发射功率和第三功率接收信号确定第二增益和第二偏移，除非在第一功率接收信号之后，第三发射功率和第三功率接收信号在所选的时间段内发生。
示例布置功率发射器包括传输线圈。功率发射器进一步包括逆变器，用于将输入电压转换为交流输出信号，以用于施加到传输线圈以便由接收器接收。功率发射器进一步包括通信和控制单元，用于调制到接收器的传输、解调来自接收器的传输并控制逆变器。通信和控制单元使逆变器向传输线圈提供第一发射功率，并且响应于第一发射功率从接收器接收第一功率接收信号。命令和控制单元使逆变器向传输线圈提供第二发射功率，并且响应于第二发射功率从接收器接收第二功率接收信号。通信和控制单元使用第一发射功率、第一功率接收信号、第二发射功率和第二功率接收信号确定第一增益和第一偏移。当由传输线圈发射大于第二发射功率的第三发射功率，并且响应于第三发射功率，第三功率接收信号从接收器被接收时，通信和控制单元使用第一发射功率、第一功率接收信号、第三发射功率和第三功率接收信号确定第二增益和第二偏移。
在另一布置中，在确定第二增益和第二之前执行异物检测。
在又一布置中，当由传输线圈发射大于第三发射功率的第四发射功率，并且响应于第四发射功率，第四功率接收信号从接收器被接收时，通信和控制单元使用第一发射功率、第一功率接收信号、第四发射功率和第四功率接收信号确定第三增益和第三偏移。
在又一布置中，在确定第三增益和第三之前执行异物检测。
在另一布置中，如果第三发射功率超过大于第二发射功率的所选阈值，则通信和控制单元确定第二增益和第二偏移。
在另一布置中，通信和控制单元不响应于第三发射功率和第三功率接收信号确定第二增益和第二偏移，除非第三发射功率和第三功率接收信号在第一功率接收信号之后的所选时间段内发生。
用于操作集成电路的示例布置方法包括使逆变器向传输线圈提供第一发射功率。响应于第一发射功率，第一功率接收信号从接收器被接收，所述接收器接收从传输线圈发射的功率。逆变器被使得向传输线圈提供第二发射功率。响应于第二发射功率，第二功率接收信号从接收器被接收。使用第一发射功率、第一功率接收信号、第二发射功率和第二功率接收信号确定第一增益和第一偏移，以确定从接收器接收的。逆变器被使得向传输线圈提供第三发射功率。响应于第三发射功率，第三功率接收信号从接收器被接收。如果第三发射功率大于第二发射功率，则使用第一发射功率、第一功率接收信号、第三发射功率和第三功率接收信号确定第二增益和第二偏移。
在另一布置中，在确定第二增益和第二之前执行异物检测。
在另一布置中，在方法中，当大于第三发射功率的第四发射功率被发射，并且响应于第四发射功率，第四功率接收信号从接收器被接收时，使用第一发射功率、第一功率接收信号、第四发射功率和第四功率接收信号确定第三增益和第三偏移。
在又一布置中，在确定第三增益和第三偏移之前执行异物检测。
在进一步的布置中，方法包括如果第三发射功率超过大于第二发射功率的阈值，则确定第二增益和第二偏移。
在另一布置中，如果第三发射功率和第三功率接收信号在第一发射功率信号之后的所选时间段之前发生，则确定第二增益和第二偏移。
在又一布置中，方法包括在使逆变器发射第二发射功率之前执行异物检测程序。
在进一步的布置中，如果使用第二增益和第二偏移计算的校准接收功率是小于发射的对应功率的所选损耗阈值，则停止功率的传输。在又一另选的布置中，如果损耗阈值小于发射的对应功率，则降低发射功率。在另选的布置中，再次以较低的发射功率执行校准，并且如果仍然满足所选的损耗阈值，则停止传输功率。
在所描述的实施例中修改是可能的，并且在权利要求的范围内其他实施例是可能的。
Claims (20)
1.一种集成电路，其包括：
通信和控制单元，所述通信和控制单元包括：控制单元，用于控制逆变器，所述逆变器被配置成将输入电压转换为交流输出信号以用于施加到传输线圈以便由接收器接收；以及通信单元，用于解调来自所述接收器的传输；
所述控制单元被配置成使所述逆变器将第一发射功率提供到所述传输线圈，并且所述通信单元被配置成响应于所述第一发射功率，从所述接收器接收第一功率接收信号，所述控制单元进一步被配置成使所述逆变器将第二发射功率提供到所述传输线圈，并且所述通信单元被配置成响应于所述第二发射功率，从所述接收器接收第二功率接收信号；以及
所述通信和控制单元使用所述第一发射功率、所述第一功率接收信号、所述第二发射功率和所述第二功率接收信号以确定第一增益和第一偏移，其中：当由所述传输线圈发射大于所述第二发射功率的第三发射功率，并且响应于所述第三发射功率，由所述通信单元从所述接收器接收第三功率接收信号时，所述通信和控制单元使用所述第一发射功率、所述第一功率接收信号、所述第三发射功率和所述第三功率接收信号确定第二增益和第二偏移。
2.根据权利要求1所述的集成电路，其中在确定所述第二增益和所述第二偏移之前执行异物检测。
3.根据权利要求1所述的集成电路，其中，当由所述传输线圈发射大于所述第三发射功率的第四发射功率，并且响应于所述第四发射功率，由所述通信单元从所述接收器接收第四功率接收信号时，所述通信和控制单元使用所述第一发射功率、所述第一功率接收信号、所述第四发射功率和所述第四功率接收信号确定第三增益和第三偏移。
4.根据权利要求3所述的集成电路，其中在确定所述第三增益和所述第三发射功率之前执行异物检测。
5.根据权利要求1所述的集成电路，其中如果所述第三发射功率超过大于所述第二发射功率的所选阈值，则所述通信和控制单元确定所述第二增益和所述第二偏移。
6.根据权利要求1所述的集成电路，其中所述通信和控制单元不响应于所述第三发射功率和所述第三功率接收信号确定所述第二增益和所述第二偏移，除非所述第三发射功率和所述第三功率接收信号超过大于所述第二发射功率的预定阈值。
7.一种功率发射器，其包括：
传输线圈；
逆变器，用于将输入电压转换为交流输出信号，以用于施加到所述传输线圈以便由接收器接收；以及
通信和控制单元，用于解调来自所述接收器的传输并控制所述逆变器，所述通信和控制单元使所述逆变器将第一发射功率提供到所述传输线圈，并且响应于所述第一发射功率从所述接收器接收第一功率接收信号，所述通信和控制单元使所述逆变器将第二发射功率提供到所述传输线圈，并且响应于所述第二发射功率从所述接收器接收第二功率接收信号，所述通信和控制单元使用所述第一发射功率、所述第一功率接收信号、所述第二发射功率和所述第二功率接收信号以确定第一增益和第一偏移，其中：当由所述传输线圈发射大于所述第二发射功率的第三发射功率，并且响应于所述第三发射功率，第三功率接收信号从所述接收器被接收时，所述通信和控制单元使用所述第一发射功率、所述第一功率接收信号、所述第三发射功率和所述第三功率接收信号确定第二增益和第二偏移。
8.根据权利要求7所述的功率发射器，其中在确定所述第二增益和所述第二偏移之前执行异物检测。
9.根据权利要求7所述的功率发射器，其中，当由所述传输线圈发射大于所述第三发射功率的第四发射功率，并且响应于所述第四发射功率，第四功率接收信号从所述接收器被接收时，所述通信和控制单元使用所述第一发射功率、所述第一功率接收信号、所述第四发射功率和所述第四功率接收信号确定第三增益和第三偏移。
10.根据权利要求9所述的功率发射器，其中在确定所述第三增益和所述第三偏移之前执行异物检测。
11.根据权利要求7所述的功率发射器，其中如果所述第三发射功率超过大于所述第二发射功率的所选阈值，则所述通信和控制单元确定所述第二增益和所述第二偏移。
12.根据权利要求7所述的功率发射器，其中所述通信和控制单元进一步被配置成用于调制到所述接收器的传输。
13.一种用于操作集成电路的方法，其包括：
使逆变器将第一发射功率提供到传输线圈；
响应于所述第一发射功率，从接收器接收第一功率接收信号，所述接收器接收从所述传输线圈发射的功率；
使所述逆变器将第二发射功率提供到所述传输线圈；
从所述接收器接收第二功率接收信号；
使用所述第一发射功率、所述第一功率接收信号、所述第二发射功率和所述第二功率接收信号确定第一增益和第一偏移，以确定从所述接收器接收的；
使所述逆变器将第三发射功率提供到所述传输线圈；
从所述接收器接收第三功率接收信号；
如果所述第三发射功率大于所述第二发射功率，则使用所述第一发射功率、所述第一功率接收信号、所述第三发射功率和所述第三功率接收信号确定第二增益和第二偏移。
14.根据权利要求13所述的方法，其中在确定所述第二增益和所述第二偏移之前执行异物检测。
15.根据权利要求13所述的方法，其中，当大于所述第三发射功率的第四发射功率被发射，并且响应于所述第四发射功率，第四功率接收信号从所述接收器被接收时，使用所述第一发射功率、所述第一功率接收信号、所述第四发射功率和所述第四功率接收信号确定第三增益和第三偏移。
16.根据权利要求15所述的方法，其中在确定所述第三增益和所述第三偏移之前执行异物检测。
17.根据权利要求13所述的方法，进一步包括如果所述第三发射功率超过大于所述第二发射功率的所选阈值，则确定所述第二增益和所述第二偏移。
18.根据权利要求13所述的方法，其中如果所述第三发射功率和所述第三功率接收信号在所述第一发射功率之后的所选时间段之前发生，则确定所述第二增益和所述第二偏移。
19.根据权利要求13所述的方法，进一步包括在使所述逆变器发射所述第二发射功率之前执行异物检测程序。
20.根据权利要求13所述的方法，其中如果使用所述第二增益和所述第二偏移计算的校准接收功率小于发射的对应功率的所选阈值量，则停止功率的传输。
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