CN109463026A - 无线电力传输方法及其设备 - Google Patents

Abstract

根据本发明的一个实施例，由包括多线圈的电力发射机执行的无线电力传输方法包括下述步骤：在向第一电力接收机发送电力时检测第二电力接收机；确定至少一个适合电力传输的初级线圈；通过使用所确定的至少一个初级线圈，确定第二电力接收机是否支持共享模式协议；以及如果第二电力接收机支持共享模式协议，则根据共享模式协议向第一和第二电力接收机发送电力，其中共享模式协议可以是用于同时管理电力发射机和多个电力接收机之间的信息交换的协议。

Description

无线电力传输方法及其设备

技术领域

本发明涉及无线电力传输方法及其设备。

背景技术

非接触式无线充电方法是在不使用在通过现有的电线发送能量的方法中的电线的情况下，电磁地传递能量，使得能量被用作用于电子设备的电力的能量传递方法。非接触式无线传输方法包括电磁感应方法和谐振方法。在电磁感应方式中，电力发射单元通过电力发射线圈(即，初级线圈)产生磁场，并且将电力接收线圈(即，次级线圈)放置在电流可能被感应使得电力被传递的位置处。在谐振方法中，使用在传输线圈和接收线圈之间的谐振现象来发送能量。在这种情况下，系统被配置为使得初级线圈和次级线圈具有相同的谐振频率，并且使用在发射和接收线圈之间的谐振模式能量耦合。

发明内容

技术问题

因为在当前WPC标准中定义的电力发射机和电力接收机之间的通信协议中发起/引导通信的发送方或主设备是电力接收机，所以电力发射机可以仅发送对电力接收机的请求的响应。因此，尽管充电环境改变，电力发射机也可能不会检测充电区域(或磁场区域)中的异物，或者可能不会在期望的定时直接主动地调整保证的电力水平。

因此，本发明的实施例是通过根据情况使电力发射机获得作为主设备/发送方的状态/权限，实时反映当前周围情况/环境来提出有效且稳定的电力发送/接收方法。

技术方案

根据本发明的实施例，由电力发射机执行的无线电力传输方法可以包括：监视物体在电力发射机的接口表面上的放置和从电力发射机的接口表面的移除；执行数字ping并从电力接收机接收响应；获取电力接收机的配置信息，并通过使用配置信息来生成与电力接收机的电力传递合同；基于电力传递合同向电力接收机发送电力；以及将用于发起与电力接收机的通信的指示信息发送到电力接收机。

此外，指示信息可以是用于请求发起与电力接收机的通信以重新协商电力传递合同的信息。

另外，向电力接收机发送电力可以包括从电力接收机接收预定分组，并且可以将指示信息作为对预定分组的响应发送到电力接收机。

此外，当针对指示接受包括在预定分组中的电力接收机的请求的确认(ACK)响应、指示拒绝该请求的非确认(NAK)响应、以及指示该请求无效的未定义(ND)响应定义了位模式时，则可以将指示信息的位模式定义为与ACK响应、NAK响应、和ND响应的位模式不同的模式。

另外，预定分组可以对应于用于改变在电力传递合同中确定的接收电力分组的格式的接收电力分组、或者用于确定电力发射机的操作点的控制误差分组。

此外，指示信息可以包括电力发射机请求电力接收机以获取发送预定分组的权限的请求信息。

此外，预定分组可以包括包含关于电力发射机的新的保证功率水平的信息的分组。

另外，向电力接收机发送电力可以包括从电力接收机接收预定分组，并且可以将指示信息作为对预定分组的响应或者当传输间隔增加到等于或大于阈值时在传输间隔内发送到电力接收机。

另外，预定分组可以对应于用于改变在电力传递合同中确定的接收电力分组的格式的接收电力分组、或者用于确定电力发射机的操作点的控制误差分组。

此外，当针对指示接受包括在预定分组中的电力接收机的请求的确认(ACK)响应、指示拒绝请求的非确认(NAK)响应、以及指示请求无效的未定义(ND)响应定义了位模式时，可以将指示信息的位模式定义为与ACK响应、NAK响应和ND响应的位模式不同的模式。

另外，当指示信息作为对预定分组的响应被发送到电力接收机时，除了请求信息之外，指示信息还可以包括对预定分组的响应信息。

此外，当指示信息在预定分组的传输间隔内被发送时，可以基于预定分组的传输间隔来确定携带指示信息的分组的大小。

此外，当在接口表面上检测到异物时或者当周围温度被检测为等于或高于预定温度的高温时，可以执行向电力接收机发送指示信息。

根据本发明的另一实施例，由电力接收机执行的无线电力接收方法可以包括：检测电力发射机的数字ping的执行，并且发送对所检测的数字ping的响应；发送电力接收机的配置信息，并基于配置信息与电力发射机建立电力传递合同；基于电力传递合同从电力接收机接收电力；以及从电力发射机接收用于发起与电力接收机的通信的指示信息。

根据本发明的又一实施例，电力发射机可以包括：线圈组件，包括产生磁场的至少一个初级线圈；电力转换单元，被配置成将电能转换成电力信号；通信和控制单元，被配置成控制与电力接收机的通信和电力传递，其中通信和控制单元可以被配置成监视对象在电力发射机的接口表面上的放置和从电力发射机的接口表面移除，执行数字ping，并且接收来自电力接收机的响应，获取电力接收机的配置信息并通过使用配置信息来生成与电力接收机的电力传递合同，基于电力传递合同向电力接收机发送电力，并且将用于发起与电力接收机的通信的指示信息发送到电力接收机。

有益效果

根据本发明的实施例，电力发射机具有根据周围环境/情况在期望的期望时间动态且适当地调整保证电力水平的效果。

此外，根据本发明的实施例，在不与已经在WPC标准中预定义的Qi通信协议冲突的情况下，电力发射机的完整分组传输是可能的。

另外，根据本发明的实施例，在不与由电力接收机发送的分组冲突的情况下，电力发射机的完整分组传输是可能的。

此外，下面将详细描述根据本发明的实施例的各种效果。

附图说明

图1图示引入无线充电系统的各种电子设备的实施例。

图2图示根据本发明的实施例的无线电力传输/接收系统。

图3是图示感应模式下的电力传输/接收方法的框图。

图4图示感应模式下的电力传输控制方法。

图5图示根据本发明的实施例的电力传输设备。

图6图示根据本发明的实施例的电力接收设备。

图7图示用于在电力传输期间的数据通信的帧结构。

图8是图示根据本发明的实施例的sync分组的图。

图9是图示共享模式下的电力传输方法的图。

图10是图示根据本发明的实施例的用于控制对其应用FOD扩展的无线电力传输/接收系统的方法的图。

图11是图示根据本发明的实施例的用于接收电力分组的电力发射机的响应定时的图。

图12是图示根据本发明的实施例的电力发射机的响应格式的图。

图13图示根据本发明的实施例的电力发射机的电力管理曲线。

图14图示取决于本发明的提议A的电力发射机和电力接收机之间的通信协议。

图15是图示取决于本发明的提议A的电力发射机的电力管理曲线的图。

图16图示取决于本发明的提议B的电力发射机和电力接收机之间的通信协议。

图17图示根据本发明的实施例的1B(字节)数据。

图18图示根据本发明的提议C的电力发射机和电力接收机之间的通信协议。

图19图示关于取决于本发明的提议B或C的电力传输/接收方法的流程图。

图20是图示当电力发射机将GP等级从15W降级到10W时取决于提议B或C的实施例的流程图。

图21图示根据本发明的实施例的由电力发射机发送的(完整)分组格式。

图22图示根据本发明的实施例的电力接收机发送的响应分组格式。

图23是关于根据本发明的实施例的无线电力发射机的电力传输方法的流程图。

具体实施方式

本说明书中使用的术语是通常的术语，其现在通过考虑本说明书中的功能而被广泛使用，但是术语可以取决于本领域的技术人员的意图、使用实践或者新技术的出现而改变。此外，在特定情况下，申请人已经随机选择一些术语。在这种情况下，相应术语的含义在相应实施例的相应部分中描述。因此，本说明书中使用的术语不应简单地基于它们的名称来理解，而应基于它们在本说明书中的实质含义和内容来理解。

此外，尽管参考附图和附图中描述的内容详细描述本发明的实施例，但是本发明不限于这些实施例或受其限制。

在下文中，参考附图详细描述本发明的一些实施例。

图1图示引入无线充电系统的各种电子设备的实施例。在图1中，根据在无线充电系统中发送和接收的电量来对电子设备进行分类。

低功率(大约5W或更小或大约20W或更小)无线充电可以应用于诸如智能时钟和智能眼镜的可佩戴式设备以及诸如耳机、遥控器、智能手机、PDA、平板电脑等的移动/便携式电子设备。中等功率(约50W或更低或约200W或更低)可应用于中小型设备，诸如笔记本电脑、机器人清洁器、电视、音响设备、清洁器、显示器等等。此外，大功率(约2kW或更低或22kW或更低)的无线充电可应用于诸如搅拌器、微波炉和电饭煲的厨房用具，诸如轮椅，电动踢板、电子自行车的个人移动设备；以及诸如电动车辆等等的电子设备/移动装置。图1所图示的电子设备/移动装置可以包括下面将描述的电力接收机。

在下文中，将主要描述低功率和移动设备，但是这涉及实施例，并且根据本发明的无线电力传输/接收方法可以应用于上述各种电子设备。

无线电力联盟(WPC)标准化用于无线电力传输/接收设备的标准化的无线电力传输/接收相关技术。

最近开发的无线充电系统可以支持高达大约5W的低功率传输和接收。然而，最近，在这种低功率充电的情况下，移动设备的尺寸变大并且电池容量也增加，存在充电时间长并且效率降低的问题，并且作为结果，无线充电系统用于支持高达约15W至20W的中等功率传输和接收。同时，还已经开发具有添加以对多个电子设备充电的谐振方法的无线充电系统。本发明涉及无线充电系统，其具有添加的谐振方法，并且旨在提出一种与低功率/中功率感应型无线充电发射机/接收机兼容的谐振型无线充电发射机/接收机。

在下文中，将描述由本发明提出的感应和谐振无线充电发射机和无线充电接收机以及使用其的充电方法和通信协议。此外，在下文中，谐振类型/模式可以被称为碎片类型/模式。另外，在下文中，无线电力发射机可以被称为电力发射机或发射机，并且无线电力接收机可以被称为电力接收机或接收机。

图2图示根据本发明的实施例的无线电力传输/接收系统。

在图2中，无线电力传输/接收系统包括无线接收电力的移动设备和基站。

移动设备包括通过次级线圈接收无线电力的电力接收机和接收并存储由电力接收机接收的电力并将接收和存储的电力供应给设备的负载。另外，电力接收机可以包括电力拾取单元，其接收无线电力信号通信并且通过次级线圈将接收的无线电力信号转换成电能；和控制单元，其控制与电力发射机的通信和电力信号传输/接收(电力传输/接收)。移动设备在下文中也可称为电力接收设备。

作为提供感应功率或谐振功率的设备的基站可以包括一个或多个电力发射机和系统单元。电力发射机可以发送感应/谐振功率并控制电力传输。电力发射机可以包括：功率转换单元，其通过(一个或多个)初级线圈产生磁场并将电能转换成电力信号/发送电力信号；以及通信和控制单元，其控制与电力接收机的通信和电力传递使得以适当的水平发送电力。系统单元可以执行其他操作控制，诸如输入电力供应、多个电力发射机的控制、和用户接口控制。以下也可以将基站称为电力传输设备。

电力发射机可以通过控制操作点来控制传输电力。受控的操作点可以对应于频率、占空比和电压幅度的组合。电力发射机可以通过调整频率、占空比/占空比和输入电压的幅度中的至少一个来控制发射的电力。此外，电力发射机可以供应恒定的电力，并且电力接收机可以通过控制谐振频率来控制接收到的电力。

线圈或线圈部分在下文中可以被称为线圈组件、线圈单体(cell)或单体，包括线圈和与线圈相邻的至少一个元件。

感应模式-低功率和中功率

在下文中，将首先描述在感应模式下操作的电力发射机/接收机的电力传输方法。然而，可以在谐振模式中选择性地或可选地使用用于描述包括在该方法中的感应模式或者阶段的方法中的至少一个。

图3是图示感应模式下的电力传输/接收方法的框图。

在根据本发明的无线充电系统中，可以通过五个阶段执行无线充电。五个阶段可以包括选择阶段、ping阶段、识别和配置阶段、协商阶段和电力传输阶段，并且然而，在低功率模式电力传输/接收中可以省略协商阶段。也就是说，在低功率模式中，可以通过四个阶段执行电力传输/接收，并且在中间功率模式中，可以另外执行协商阶段。

在选择阶段，电力发射机监视物体相对于发射机中提供的接口表面的接触/离开。如图2中所示，无线电力发射机可以通过施加电力信号来感测外部物体的接触。换句话说，电力发射机将短电力信号施加到初级线圈并且感测由电力信号产生的初级线圈的电流以监测外部物体的存在。另外，当电力发射机接收在选择阶段中监视的信号强度信息(分组)并且基于接收的信号强度信息(分组)检测对象时，电力发射机可以选择对象是电力接收机或者简单的外部物体(钥匙、硬币等)。对于这样的选择，电力发射机还可以执行下述阶段中的至少一个：ping阶段、识别/配置阶段和协商阶段。

在ping阶段中，电力发射机可以执行数字ping并等待电力接收机的响应。数字ping表示电力信号的应用/传输以检测和识别电力接收机。当电力发射机找到电力接收机时，电力发射机可以扩展数字ping以进入识别/配置阶段。

在识别/配置阶段，电力发射机可以识别所选择的电力接收机并获得电力接收机的配置信息，诸如最大功率量。换句话说，电力发射机可以接收标识/配置信息，获得关于电力接收机的信息，并使用该信息来建立电力传递合同。该电力传递合同可以包括对表征后续电力传输阶段中的电力传输的多个参数的约束。

在协商阶段，电力接收机可以与电力发射机协商以创建附加的电力传递合同。换句话说，电力发射机可以从电力接收机接收协商请求/信息，并且仅当目标接收机在识别/配置阶段被识别为中间电力接收机时可以执行协商阶段。在协商阶段中，可以协商附加参数，诸如电力发射机的保证功率水平和电力接收机的最大功率。当电力接收机是低功率接收机时，可以省略协商阶段，并且识别/配置阶段可以直接进入电力传输阶段。

在电力传输阶段中，电力发射机向电力接收机无线地提供电力。电力发射机接收用于发送的电力的控制数据以相应地控制电力传输。另外，当在电力传输期间违反取决于电力传递合同的参数的限制时，电力发射机可以停止电力传输并且进入选择阶段。

图4图示感应模式中的电力传输控制方法。

在图4中，电力发射机和电力接收机中的每一个可以分别包括电力转换单元和电力拾取单元，如图1中所图示。

在上述感应模式的电力传输阶段中，电力发射机和电力接收机可以通过电力传输和接收的并行通信来控制所传送的电力量。电力发射机和电力接收机在特定控制点处操作。控制点表示当执行电力传输时在电力接收机的输出处提供的电压和电流的组合。

更详细地，电力接收机选择期望的控制点——期望的输出电流/电压、移动设备的特定位置的温度等，并确定在当前正在操作的实际控制点。电力接收机可以通过使用期望的控制点和实际控制点来计算控制误差值，并将控制误差值作为控制误差分组发送到电力发射机。

此外，电力发射机通过使用所接收的控制误差分组以控制电力传输来设置/控制新的操作点——幅度、频率和占空比。因此，在电力传输阶段中以预定时间间隔发送/接收控制误差分组，并且作为实施例，电力接收机可以在打算减小电力发射机的电流的情况下将控制误差值设置为负值并且发送，并且在打算增加电流的情况下将控制误差值设置为正值并且发送。如上所述，在感应模式中，电力接收机将控制误差分组发送到电力发射机以控制电力传输。

下面将描述的谐振模式可以以与感应模式中不同的方式操作。在谐振模式中，一个电力发射机需要能够同时为多个电力接收机充电。然而，在如上所述的感应模式中控制电力传输的情况下，通过与一个电力接收机的通信来控制要传送的电力，并且结果，可能难以控制用于附加电力接收机的电力传输。因此，在本发明的谐振模式中，要使用一种方法，其中电力发射机共同传送基本电力，并且电力接收机控制其谐振频率以控制接收电量。然而，图4中描述的方法包括在谐振模式的操作中并未完全排除，并且可以通过图4的方法控制附加的传输电力。

共享模式(谐振模式)

图5图示根据本发明的实施例的电力传输设备。

在图5中，电力传输设备可以包括覆盖线圈组件的盖、向电力发射机供应电力的电源适配器、发送无线电力的电力发射机、或提供电力传输进程和其他相关信息的用户接口中的至少一个。特别地，可以可选地包括用户接口或者可以包括用户接口作为电力传输设备的另一个用户接口。

电力发射机可以包括线圈组件、振荡电路(或阻抗匹配电路)、逆变器、通信单元或控制单元中的至少一个。

线圈组件包括至少一个产生磁场的初级线圈，并且可以称为线圈单体。

阻抗匹配电路可以提供逆变器和初级线圈之间的阻抗匹配。阻抗匹配电路可以以合适的频率引起谐振以提升初级线圈电流。多线圈电力发射机中的阻抗匹配电路还可以包括多路复用器，其将来自逆变器的信号路由到初级线圈的子集。阻抗匹配电路可以被称为振荡电路。

逆变器可以将DC输入信号转换成AC信号。逆变器可以作为半桥或全桥驱动，以产生脉冲波和可调频率的占空比。此外，逆变器可以包括多个级，以调整输入电压水平。

通信单元可以执行与电力接收机的通信。电力接收机执行负载调制以传达用于电力发射机的请求和信息。因此，电力发射机可以监视初级线圈的电流和/或电压的幅度和/或相位，以便于通过使用通信单元解调由电力接收机发送的数据。此外，电力发射机可以通过通信单元使用频移键控(FSK)方法等来控制输出功率以发送数据。为此，无线充电器可以另外包括电流传感器，以通过检测初级线圈的电流变化来检测接收机，并检测所检测的接收机的发送的数据。

控制单元可以控制电力发射机的通信和电力传输。控制单元可以通过调节操作点来控制电力传输。例如，可以通过工作频率、占空比和输入电压中的至少一个来确定工作点。

通信单元和控制单元可以作为分离的单元/元件/芯片组提供，或者可以作为一个单元/元件/芯片组提供，如图1中所图示。

图6图示根据本发明的实施例的电力接收设备。

在图6中，电力接收设备可以包括提供电力传输进程和其他相关信息的用户接口、接收无线电力的电力接收机、负载电路或支撑和覆盖线圈组件的基底中的至少一个。特别地，可以可选地包括用户接口或者可以包括用户接口作为电力传输设备的另一用户接口。

电力接收机可以包括功率转换器、振荡电路(或阻抗匹配电路)、线圈组件、通信单元和控制单元中的至少一个。

功率转换器可以将从次级线圈接收的AC功率转换成适合于负载电路的电压和电流。作为实施例，功率转换器可以包括整流器。另外，功率转换器可以调整电力接收机的反射阻抗(reflected impedance)。

阻抗匹配电路可以在功率转换器和负载电路的组合与次级线圈之间提供阻抗匹配。作为实施例，阻抗匹配电路可以在100kHz附近引起谐振，这可以增强电力传输。

线圈组件可以包括至少一个次级线圈，并且光学地还包括将接收机的金属部分与磁场屏蔽的元件。

通信单元可以执行负载调制，用于将请求和其他信息传达到电力发射机。为此，电力接收机可以切换电阻器和电容器使得改变反射阻抗。

控制单元可以控制接收功率。为此，控制单元可以确定/计算电力接收机的实际操作点与期望操作点之间的差。另外，控制单元可以通过请求调节电力发射机的反射阻抗和/或调节电力发射机的操作点来调节/减小实际操作点和期望操作点之间的差。当差被最小化时，可以执行最佳电力接收。

通信单元和控制单元可以作为单独的元件/芯片组提供，或者可以作为一个元件/芯片组提供，如图1中所图示。

在共享模式中，电力发射机需要管理与一个或多个电力接收机的信息交换。为此，电力发射机提供用于与电力接收机通信的结构，并且这种结构与下面描述的通信帧相同。

在图7中，电力发射机提供其提供一系列时隙的结构，其中每个电力接收机可以发送数据分组。图7中所图示的同步模式被提供在各自的时隙之间。同步模式不仅用于分离时隙，还用于优化电力接收机的通信。特别地，同步模式可以向接收机提供用于冲突解决和保证时延的信息。

图7图示用于在电力传输期间的数据通信的帧结构。碎片模式协议可以使用两种类型的帧，即，时隙帧和自由格式帧。时隙帧可以被用于电力接收机以将短数据分组发送到电力发射机，并且自由格式帧可以被用于其他目的，诸如多线圈发射机中的双向更大数据分组传输和线圈选择。

所有帧以同步模式和测量时隙开始，并且测量时隙可以被用于测量传输电力和接收电力。作为实施例，在一个时隙框架中可以包括9个时隙。对于自由格式帧，除了同步模式和测量帧之外没有特定的格式限制。同步分组的起始位(信息)可以指示帧的开始。

图8是图示根据本发明的实施例的同步分组的图。

如图8中所图示，同步分组可以包括前导、起始位、响应字段、类型字段、信息字段和奇偶校验位中的至少一个。

前导包括设置为1的比特序列。所涉及的比特数可以取决于工作频率而变化。起始位可以设置为零。奇偶校验位是同步模式的最后一位，并且当包括在同步模式中的数据字段中包括的设置为1的位是偶数时，可以设置为1，否则设置为0。

响应字段可以包括发射机对前一时隙中的接收机的通信的响应。00可以指示关于可能检测不到通信的非确认，01可以指示关于检测到通信错误的未确认，并且10可以指示关于通信被正确接收的未确认，并且11可以指示关于正确被接收通信的确认。

对于包括在帧中的第一同步模式，类型字段可以被设置为1，并且对于其他同步模式，类型字段可以被设置为0。

根据同步字段中指示的同步模式，信息字段具有不同的值和含义。首先，当类型字段是1时，信息字段可以指示该帧是否为时隙帧或者自由格式帧。另外，当类型字段是0时，信息字段可以指示下一个时隙是否是分配给特定接收机的时隙、临时提供给特定接收机的时隙、或者可以由任何接收机使用的自由时隙。

图9是图示共享模式下的电力传输方法的图。

在共享模式中，电力传输方法可以包括选择阶段、引入阶段、配置阶段、协商阶段和电力传输阶段。

选择阶段可以表示图3中所图示的感应模式中的选择阶段并且在共享模式中，可以省略选择阶段并且可以描述剩余的四个阶段。在共享模式中，如果在唤醒超时之前检测到电力信号中存在频移键控(FSK)，则该过程可以直接进入引入阶段。

在引入阶段中，电力接收机可以请求自由时隙来发送控制信息(CI)分组以在下一阶段中使用。为此，接收机发送初始CI分组。当电力发射机用ACK响应时，电力接收机可以进入配置阶段。当电力发射机以NAK响应时，另一个接收机可以执行配置阶段或协商阶段。因此，接收机可以再次请求自由时隙。当接收机接收到ACK时，接收机可以确定帧中的私有时隙，然后，使用相应位置处的时隙发送CI分组b。

在配置阶段，电力发射机可以提供一系列锁定时隙以供电力接收机专用。这是为了使接收机在没有冲突的情况下执行配置阶段。接收机可以使用锁定时隙发送两个标识数据分组(IDHI和IDLO)，并且可选地发送至少一个专有数据分组和配置分组(CFG)。在完成这样的阶段后，接收机可以进入协商阶段。

在协商阶段中，发射机还可以连续地提供锁定时隙以供接收机专用。这也用于接收机在没有冲突的情况下执行协商阶段。接收机使用锁定的时隙来发送协商数据分组(包括特定请求(SRQ)和一般请求(GRQ))和至少一个可选的专有数据分组。然后，接收机可以通过发送SRQ/en(SRQ/结束协商)分组来终止协商阶段。当这样的阶段被终止时，发射机进入功率传输阶段并且发射机停止提供锁定时隙。

在电力传输阶段，接收机使用分配的时隙发送CI分组。接收机接收电力。电力接收机可以包括调节器电路。调节器电路可以包括在通信和控制单元中。接收机可以通过调节器电路自调节接收机的反射阻抗。也就是说，接收机可以调节反射阻抗，使得传送外部负载所需的电力量，并防止接收过多的电力或过热。在共享模式中，发射机可以不根据操作模式调整与接收到的CI分组对应的电力，从而能够在这种情况下控制防止过电压情况。

异物检测(FOD)扩展

在下文中，将会描述FOD扩展，其用于在执行在上面参考图3和图4描述的感应模式中执行电力传输/接收/控制方法时检测不是无线充电对象的异物。可以以将协商阶段、校准阶段和重新协商阶段添加到基本系统控制方法的方式执行此FOD扩展，如图10中所图示。新添加的阶段可以主要执行用于检测异物的功能。

图10是图示根据本发明的实施例的用于控制应用FOD扩展的无线电力传输/接收系统的方法的图。在上面参考图3和图4描述的每个阶段的描述可以以相同或相似的方式应用，并且在下文中，与图3和图4不同将被主要描述，并且将省略重复的描述。

参考图10，在选择阶段中，电力发射机可以监视接口表面并使用小测量信号监视对象的放置和移除。此测量信号不应唤醒位于接口表面的电力接收机。当电力发射机感测接口表面上的异物时，电力发射机需要保持在选择阶段并且不应提供电力信号以防止异物过热。

在协商阶段中，电力接收机可以与电力发射机协商以精细地调整电力传递合同。为此，电力接收机可以向电力发射机发送协商请求，该电力发射机可以接受或拒绝。另外，为了提高对异物存在的初始评估的能力，电力发射机可以将电力接收机报告的质量因子与其测量值(或信号)进行比较。当电力发射机检测到异物时，该过程需要返回到选择阶段。

在校准阶段中，电力发射机可以增强在电力传输期间检测异物的能力。特别地，电力发射机可以调整电力损耗方法的参数。这里，电力接收机可以在两个负载条件下提供其接收电力。

在电力传输阶段，电力发射机可以连续地检查新的异物是否放置在接口表面上。为此，电力发射机可以使用基于例如校准功率损耗计算的FOD功率损耗方法。电力接收机还可以检查新异物的放置。当电力发射机或电力接收机检测到异物时，电力发射机和/或电力接收机必须降低电力信号或移除电力信号并返回到选择阶段。

在重新协商阶段，电力发射机可以在需要时调整电力传递合同。如有必要，可以在不改变电力传递合同的情况下提前终止重新协商阶段。

在校准阶段，电力发射机需要从电力接收机接收电力发射机将使用的信息以改进用于FOD的功率损耗方法。具体地，电力发射机需要从电力接收机接收所接收到的功率信息，并且此时电力接收机在轻负载(断开负载)和连接负载时发送所接收到的电力信息。如果电力发射机没有接收到这样的所接收到的电力信息，则电力发射机可以移除电力信号并返回到选择阶段。然而，电力发射机可以仅在确认不存在异物时通过使用接收到的电力信息来尝试改进功率损耗方法。

电力发射机在校准阶段的操作可以与电力传输阶段中的操作相同，但是可以添加以下操作。

-如果电力发射机接收具有被设置为“001”的模式字段的24比特接收电力分组(轻负载的校准模式)并且如果满足接收电力值，则电力发射机可以发送ACK响应。否则，电力发射机可以发送NAK响应。

-如果电力发射机接收具有被设置为“010”的模式字段的24比特接收电力分组(连接负载的校准模式)并且如果满足接收电力值，则电力发射机可以发送ACK响应并持续执行电力传输阶段。否则，电力发射机可以发送NAK响应。

这里，接收电力分组(received power packet：RPP)可以对应于在协商阶段中由电力接收机至少一次发送到电力发射机的分组，以便于改变在电力传递合同中确定的接收电力分组的格式。当电力发射机将ACK响应发送到接收电力分组时，可以基于其中发送ACK响应的接收电力分组来改变临时电力传递合同中的接收电力分组的格式。

在支持FOD扩展的系统的电力传输阶段中，电力发射机可以执行以下操作。

图11是图示根据本发明的实施例的用于接收功率分组的电力发射机的响应定时的图。

-如果电力发射机接收到重新协商分组，则电力发射机可以发送ACK响应并且然后继续重新协商阶段。

-如果电力发射机接收到与电力传递合同中约定的格式不同的格式的接收电力分组，则电力发射机可以移除电力信号并返回到选择阶段。

-如果电力发射机接收到具有设置为“000”的模式字段的24比特接收电力分组(轻负载的校准模式)，则电力发射机需要在从当如图11中所图示接收电力分组被发送/接收时的时间开始的t_response内发送响应。当电力发射机确定可以在当前状态下执行电力传输时，电力发射机可以将指示可以在当前状态下执行电力传输的ACK响应发送到电力接收机。可替选地，当电力发射机确定电力接收机需要降低功耗时，电力发射机可以将指示电力接收机需要降低功耗的NAK响应发送到电力接收机。特别地，电力发射机可以在以下情况下发送NAK响应。

1)异物位于磁场中的情况

2)周围温度高的情况，并且结果，可能不能连续地支持当前电力水平

3)由于低耦合条件等而接近极限或超过极限的情况。

当电力发射机发送NAK响应时，电力发射机可以连续地将电力发送到电力接收机，使得电力接收机减少功耗。在没有检测到电力水平的充分降低的情况下相继地发送数个NAK响应之后，电力发射机需要终止电力传输。

接收NAK响应的电力接收机可以降低其功耗或者发送具有设置为0x0B的端电力传输代码的端电力分组(电力传输重启)，或者诱导用户解决电力发射机发送NAK响应的理由。电力接收机可以检索电力发射机能力分组以确定要减少多少功耗水平。

如果电力接收机在接收到的电力分组(例如，如果具有设置为“100”的模式字段的接收电力分组被发送)之后没有检索到响应，则电力发射机可以不请求电力接收机减少功耗。因此，电力接收机需要始终为可能的电力发射机随时触发的电力降低做好准备。

如果电力发射机接收到具有设置为“001”或“010”的模式字段的接收电力分组，则电力接收机可以忽略接收电力值并发送未定义(ND)响应。

如果电力发射机接收到包括0x0B的端电力传输代码(功率电力重启)的结束电力传输分组，则电力发射机可以移除电力信号，尝试检测异物的存在，并且在t_restart(＝500ms)内连续地执行ping阶段。

这样，电力发射机可以发送针对由电力接收机发送的特定分组的ACK/NAK/ND响应并且图12的实施例可以作为响应的格式存在。

图12是图示根据本发明的实施例的电力发射机的响应格式的图。

参考图12，可以用8位大小的位模式实现电力发射机响应格式。特别地，指示请求接受的ACK响应可以由“11111111”位模式格式配置，指示请求拒绝的NAK响应可以由“00000000”位模式格式配置，并且指示请求是无法识别或无效的ND响应可以通过“01010101”位模式格式配置。然而，这仅仅是示例，并且可以配置有各种位模式。

因为在当前WPC标准中定义的电力发射机和电力接收机之间的通信协议中发起/引导通信的发送方或主设备是电力接收机，所以电力发射机可以仅发送对电力接收机的请求的响应，并且结果，电力发射机不能检查充电区域(或者磁场区域)中的异物或者尽管当前充电环境改变并且要求进行电力水平调制但是在所期待的定时不能直接减少电力水平。因此，如上面所述，在WPC标准中，当在发送电力的电力传输阶段中检测到异物(或当确认异物位于磁场/充电区域中)时，电力发射机被定义为将NAK响应发送到由电力接收机发送的接收电力分组，以使电力接收机降低接收电力水平。通过使用NAK响应来通知电力接收机检测到异物以诱导电力接收机降低电力水平的解决方案可被称为“短期解决方案”。

这种短期解决方案具有以下缺点。

首先，NAK响应的含义可能变得模糊不清。即，根据上述短期解决方案，NAK响应除了拒绝电力接收机的已经定义的含义之外另外具有用于电力重新协商的隐含请求的含义(或指示异物减少/电力水平降低的隐含含义)，NAK响应的含义被复用而混淆电力接收机基于NAK响应的操作。

此外，因为电力发射机可以仅在发送具有设置为“000”的模式字段的接收电力分组时将NAK响应发送到电力接收机，能够取决于异物的检查调整电力水平的时间限于特定时间。特别地，因为电力接收机不期望针对具有被设置为“100”的模式字段的接收电力分组的来自于电力发射机任何响应，所以电力发射机可能不发送用于当接收到具有被设置为“100”的接收电力分组时降低电力水平的NAK响应。在这种情况下，电力发射机需要延迟用于降低电力水平的NAK响应的传输，直到具有设置为“000”的模式字段的接收电力分组被发送。结果，电力被连续地发送到异物，这可能导致诸如火灾等的风险。

此外，根据短期解决方案，存在调整电力水平时灵活性劣化的缺点。

图13图示根据本发明的实施例的电力发射机的电力管理曲线。

在短期解决方案中，电力接收机可以假设由于检测到异物或电力发射机的周围环境而需要降低电力水平。特别地，如果从电力发射机接收到5W，则电力接收机可以在接收到NAK响应之后停止接收电力。然而，即使在降低的电力水平需要再次增加的情况下，诸如增强电力发射机的充电条件或者异物被移除的情况下，这种短期解决方案不提供再次增加电力水平的明确方式。

因此，在本说明书中，防止上述短期解决方案的问题，并且更有效地提出根据异物的检测来调整电力水平的方法。特别地，在本说明书中，提出各种方法，其中电力发射机用作主设备/发送方以恢复/启动/引导与电力接收机的通信以根据情况立即/有效地调整电力水平。

根据充电环境的变化检测异物并调制功率水平的方法

提案A.对重新协商请求(RFR)的新的位模式的定义

在一个实施例中，可以定义新的位模式RFR以请求电力发射机对电力接收机的重新协商，并且电力发射机可以通过将RFR发送到电力接收机来请求到电力接收机的电力重新协商。RFR可以由具有8位大小的位模式组成，并且可以被定义为具有8位大小的各种位模式，除了为标准中的ACK/NAK/ND响应定义的位模式。例如，RFR可以被定义为“00001111”、“11110000”、“10101010”、“10110110”、“00110011”或“01001001”。然而，为了仅通过位解码对位模式进行分类，可能优选的是，定义RFR，使得即使仅解码3个比特也可以区分位模式。

新定义的RFR可以被用于指示传输电力重新协商请求。接收RFR的电力接收机可以将重新协商分组发送到电力发射机，并且电力发射机可以向重新协商分组发送ACK/NAK/ND响应。如果电力发射机发送ACK响应，则电力发射机和电力接收机可以进入重新协商阶段。

在重新协商阶段中，电力接收机可以询问电力发射机的保证功率(guaranteedpower：GP)，并且电力发射机可以响应于可提供给当前电力接收机的电力水平作为对GP的响应。如果电力接收机经由特定请求分组向电力发射机请求相应的GP，则电力发射机可以向其发送ACK响应以与电力接收机形成新的电力合同。

作为具体示例，可以假设电力发射机和电力接收机形成15W的功率的电力传输合同以进入电力传输阶段。在电力传输阶段中，当电力发射机发送电力时(可替选地，当电力接收机被充电时)，如果电力发射机检测到其他周围环境中的错误，诸如温度上升或异物检测，为了将GP从15W降级到10W，电力发射机可以发送RFR作为对电力接收机的接收电力分组的响应。接收RFR的电力接收机可以向电力发射机发送请求电力合同重新协商的重新协商分组，并且电力发射机可以通过向其发送ACK响应来进入重新协商阶段。在重新协商阶段，电力发射机和电力接收机可以重新产生具有10W的新GP水平的电力合同，这是电力发射机所期望的。

图14图示取决于本发明的提议A的电力发射机和电力接收机之间的通信协议。特别地，图14A图示当电力发射机接收到接收电力分组RPP时的通信协议并且图14B图示当电力发射机接收到控制误差(control error：CE)分组时的通信协议。这里，控制误差分组表示被用于控制电力发射机的操作点的特定分组。在附图中，由阴影指示的框表示由电力发射机执行的相位，并且其他框表示由电力接收机执行的相位。

参考图14，电力接收机可以首先将RPP或CE分组发送到电力发射机。此时，如果电力发射机根据电力发射机检测到的当前情况确定需要在协商阶段改变与电力接收机的电力传递合同(可替选地，需要改变/调整在GP水平)，则电力发射机可以将请求进入重新协商阶段的RFR发送到电力接收机。电力接收机可以通过将重新协商分组发送到电力发射机来进入重新协商阶段以通过电力发射机调整/改变GP水平。

在重新协商阶段中，电力接收机可以将一般请求(general request：GRQ)/上限分组发送到电力发射机，使得接收电力发射机的能力分组，包括当前可由电力发射机发送的最大GP水平信息。响应于GRQ/上限分组，电力发射机可以将包括其自身电力传输能力信息的电力发射机能力(power transmitter capability：PTC)分组发送到电力接收机。PTC分组可以包括作为电力传输能力信息的电力发射机的电力等级信息、考虑到当前周围情况/条件而确定的(最大/新)GP水平信息、和/或可在理想的周围情况/条件下发送的电力发射机的(最大/新的)GP水平信息。

作为对PTC分组的响应，电力接收机可以将包含电力接收机所请求的GP水平信息的SRQ/gp分组发送到电力发射机。这样的SRQ/gp分组可以对应于SRQ分组，其请求参数字段被设置为指示“保证功率值”，并且可以被定义为以0.5W为单位指示电力接收机期望/请求的GP水平。

如果这样的SRQ/gp分组适应电力接收机期望/请求的GP水平，则电力发射机可以发送ACK响应作为对SRQ/gp分组的响应。

作为对这种ACK响应的响应，电力接收机可以将指示(重新)协商阶段结束的SRQ/en分组发送到电力发射机。SRQ/en分组可以对应于SRQ分组，其中在请求参数字段中设置“变化计数”。如果在接收到SRQ/en分组之后由电力发射机计算的变化计数值与存储在SRQ中的变化计数值匹配，则电力发射机可以通过发送ACK信号来终止电力传输/接收时段的协商/重新协商阶段。此外，为了在协商/重新协商阶段以协商的GP水平发送和接收电力，电力发射机和电力接收机可以进入电力传输阶段。

为了成功地终止协商/重新协商阶段，分别在协商/重新协商阶段由电力发射机和电力接收机计算的差分参数计数值需要彼此匹配。更具体地，如果电力发射机在协商/重新协商阶段开始时没有针对具有被设置为0x02的请求值(即，接收功率分组类型)的SRQ分组和FOD状态分组两者发送ACK响应，则阶段需要返回选择阶段。

否则，电力发射机需要验证通过SRQ分组接收的变化计数值是否与有效电力传递合同和临时电力传递合同之间的不同参数的数量匹配。当两个值彼此匹配时，电力发射机发送ACK响应。此后，电力发射机可以将临时电力传递合同复制到有效电力传递合同并且进入校准阶段。否则，电力发射机可以将有效电力传递合同复制到临时电力传递合同，发送NAK响应，并维持协商/重新协商阶段。

图15是图示取决于本发明的提议A的电力发射机的电力管理曲线的图。

根据提议A，电力发射机具有取决于情况在期望的时间适当地动态调整GP的效果。特别地，在上述短期解决方案中，仅降低GP水平是可能的，但是在提案A的情况下，产生不仅降低GP水平而且提高GP水平的效果。结果，提议A的电力发射机具有的优点是，可以根据如图15中所示的当前的充电条件实现更灵活的功率管理曲线。

提案B：通信请求(RFC)或发射机请求(RFS)的新的位模式的定义

在另一实施例中，可以定义用于请求与电力接收机通信的新的位模式RFC或RFS(可替选地，请求接受状态获取作为主设备/发送方以恢复/发起/引导通信)，并且电力发射机通过将RFC或RFS发送到电力接收机可以恢复/启动与电力接收机的通信。RFR或RFS可以由具有8位大小的位模式组成，并且除了针对标准中的ACK/NAK/ND响应定义的位模式之外可以被定义为具有8位大小的各种位模式。例如，RFR或RFS可以被定义为“00001111”、“11110000”、“10101010”、“10110110”、“00110011”或“01001001”。

这样的提议B具有在不与WPC标准中预定义的Qi通信协议冲突的情况下通过允许电力发射机的完全分组传输来提供扩展的Qi协议的效果。

当根据提议B描述特定通信协议时，电力发射机可以首先将RFC或RFS发送到电力接收机作为对特定分组(例如，CE或RPP分组)的响应。这种RFC或RFS的传输可以被解释为要求作为能够(主动地)发送(完整)分组的主设备/发送方的状态/权限获取的接受的含义。也就是说，当电力发射机作为能够发送(完整)分组(可替选地，发起分组的传输)的主设备/发送方希望从电力接收机获取状态/权限获取时。当接受用于电力发射机的(完整)电力传输的权限获取时，电力接收机可以将ACK响应发送到电力发射机作为对RFC或RFS的响应。接收此ACK响应的电力发射机可以将(完整)分组发送到电力接收机。电力接收机可以响应于接收到的(完整)分组发送ACK/NAK/ND或电力发射机请求的特定分组。

当电力接收机接收到NAK或ND响应，或者不存在要发送到电力接收机的更多分组时，可以终止与电力发射机发起/引导的电力接收机的通信协议。

这样，电力发射机可以使用RFC或RFS恢复/启动/引导与电力接收机的通信。因此，如果电力发射机需要取决于周围环境改变——诸如检测异物——与电力接收机预先制定的电力传递合同，则电力发射机使用RFC或者RFS获取作为主设备/发送方的状态/权限，并且(主动地)将(完整)分组发送到电力接收机，从而有效地协商/调整(完整)分组。

图16图示取决于本发明的提议B的电力发射机和电力接收机之间的通信协议。在附图中，分别由阴影指示的框表示由电力发射机执行的相位，并且其他框表示由电力接收机执行的相位。上面参考图14描述的每个阶段的描述可以结合附图被同样地应用，并且在下文中，将主要描述与图14的不同，并且将省略重复的描述。

参考图16，电力发射机可以从电力接收机接收CE(或RPP)分组，并且作为对其的响应将RFC或RFS发送到电力接收机。如果电力接收机接受根据RFC或RFS的请求，则电力接收机可以将ACK分组发送到电力发射机。接下来，电力发射机可以将包含其自身电力传输能力信息的PTC分组发送到电力接收机，并且与电力接收机一起进入/返回到协商/重新协商阶段。与协商/重新协商阶段中的分组传输/接收有关的描述如上面参考图14所述。

提案C.与ACK/NAK/ND响应相结合的用于通信请求(RFC)或发送方请求(RFS)的新的位模式的定义

作为另一示例，可以提出提议C以与ACK/NAK/ND响应组合的形式新提出RFC或RFS。这里，RFC或RFS表示用于请求上述提议B中描述的通信的新的位模式(可替选地，请求作为主设备/发送方的状态获取的接受以恢复/发起/引导通信)。然而，与提议C不同，本实施例中的RFC或RFS可以以与ACK/NAK/ND响应组合的形式定义，并且可以以联合编码的位模式的形式定义。例如，与ACK响应组合(或联合编码)的RFC或者RFS可以执行请求电力发射机的作为主设备/发送方的状态获取的功能，同时电力发射机接受电力接收机的请求。

例如，与ACK/NAK/ND响应相结合的形式的RFC或RFS可以用新的位模式如下地定义：

-“11110000”：指示与ACK响应相结合的RFC/RFS

-“00001111”：指示与NAK响应相结合的RFC/RFS

–“01010000”：指示与ND响应相结合的RFC/RFS

–“01011111”：请求释放作为主设备/发送方的状态(或指示通信终止)

另外，在各种实施例中可以用信号发送/编码以与ACK/NAK/ND响应组合的形式的RFC或RFS(例如，为每个内容制表和定义)，并且可以在电力发射机和电力接收机之间事先允诺。

从此提议得出的动机是在不与WPC标准中预定义的Qi通信协议冲突的情况下通过允许电力发射机的完整分组传输来扩展扩展的Qi协议。

在本实施例中，电力发射机可以响应于由电力接收机发送的特定分组来发送与ACK/NAK/ND响应组合的RFC或RFS。这里，特定分组可以意指预定分组，其需要或不需要如下电力发射机的响应。

-需要电力发射机响应的分组的示例：特定请求分组(SRP)和RPP

-不需要电力发射机响应的分组的示例：CE分组

根据本实施例，能够支持需要在电力发射机和电力接收机之间进行双向通信的特定功能/应用(例如，认证协议)。

将会如下详细地描述根据提议C的电力发射机和电力接收机之间的通信协议。即使在下面提出的通信协议中，假设/要求将电力接收机设置为主设备/发送方，其引导通信(可替选地，主要发送完整分组)，如在WPC标准的Qi协议中预定义的那样。在下文中，为了便于解释，将与ACK/NAK/ND响应组合的RFC或RFS将缩写为“RFC或RFS”。

首先，如果电力发射机希望作为主设备/发送方，则电力发射机可以通过将RFC或RFS发送到电力接收机来请求作为主设备/发送方的接受。这可以称为冲突避免机制。具体地，当分组(例如，CE分组)传输间隔/时段足够长以发送RFC或RFS(超过预定时间)时，电力发射机可以在相应的传输间隔/时段内发送RFC或RFS作为对需要电力接收机响应的分组的响应。在后一种情况下，存在事先防止由电力接收机发送的分组与RFC或RFS之间的冲突的效果。

如果在后一种情况下分组之间的传输间隔/时段变得更长，则该情况可以对应于主要发送CE分组的情况。根据预定义的WPC标准，电力接收机首先在进入初始电力传输阶段时稳定抖动的整流电压，并在短时段(例如，32ms)内发送CE分组以快速地到达到电力发射机的操作点。也就是说，发送CE分组的时段/间隔(小于预定时间)(例如，大约32ms)意指电力收发器不处于稳定状态，并且CE分组的传输时段/间隔(大于预定时间)(例如，大约250ms)变得足够长(例如，大约250ms)可以意指电力收发器处于稳定状态。在接受处于不稳定状态的电力发射机的主设备/发送方的状态的情况下，可能引起电力发射机和电力接收机之间的通信混乱，并且电力发射机和电力接收机两者可能不稳定地操作。因此，根据提议C的电力发射机仅在确认当其中发送CE分组的时段/间隔变得足够长时电力发射机和电力接收机稳定之后能够在CE分组传输间隔内将RFS或RFC发送到电力接收机。可以解释为电力接收机的分组传输优先于电力发射机的分组传输，或者电力接收机的主设备/发送方的状态优先于电力发射机的主设备/发送方状态。根据本实施例，防止RFC或RFS与CE分组之间的冲突，并且电力收发器可以在电力发射机和电力接收机稳定时执行通信。

接下来，如果电力接收机接受电力发射机的作为主设备/发送方的状态获取，则电力接收机可以发送ACK响应作为对RFC或RFS的响应。

接收ACK响应的电力发射机可以通过确定电力发射机获取作为主设备/发送方的状态来发送用于与电力接收机通信的各种(完整)分组。例如，如上所述，可以向电力接收机主动地发送包括用于协商/重新协商根据异物的检测而预先制定的电力传递合同的信息(例如，电力发射机的电力传输能力信息)的(完整)分组。

电力接收机可以响应于接收的(完整)分组发送ACK/NAK/ND或电力发射机请求的特定分组。电力接收机可以响应于接收的(完整)分组发送ACK/NAK/ND或电力发射机请求的特定分组。

当电力接收机接收到NAK或ND响应，或者不存在要发送到电力接收机的多个数据分组时，可以终止与电力发射机发起/引导的电力接收机的通信协议。

在电力接收机正在发送CE分组的情况下，可以基于CE分组之间的最大间隔/时段确定在CE分组之间的间隔/时段要由电力发射机发送的RFC、RFS和/或完整分组的大小。假定CE分组之间的时间间隔/时段是250ms，RFC、RFS或(完整)分组的大小限制为4个字节(B)(＝有效载荷3B+校验和1B)。

图17图示根据本发明的实施例的1B(字节)数据。

参考图17，1B数据可以被添加有3个比特(开始、奇偶校验和停止比特)，以被配置为总共11个比特的大小。因此，可以将大小为4B的RFC、RFS或完整分组的比特大小确定为总共44个比特，并且当假设每比特的传输时间是5ms时，44个比特的RFC、RFS或者(完整)分组的传输时间总共是220ms、250ms或更短。

换句话说，确定由电力发射机发送的RFC、RFS或(完整)分组的大小(例如，44个比特)以在发送CE分组的最大时间间隔(例如，250ms)内发送，从而尽可能多地防止与CE分组的冲突。

图18图示取决于本发明的提议C的电力发射机和电力接收机之间的通信协议。在附图中，分别由阴影指示的框表示由电力发射机执行的相位，并且其他框表示由电力接收机执行的相位。在上面参考图14和图16描述的每个阶段的描述结合附图被同等地应用，并且在下文中，将主要地描述与图14和图16的不同，并且将省略重复的描述。

参考图18，电力发射机可以从电力接收机接收RPP(或CE)分组，并且作为对其的响应将RFC或RFS发送到电力接收机。如果电力接收机接受根据RFC或RFS的请求，则电力接收机可以将ACK分组发送到电力发射机。接下来，电力发射机可以将包含其自身电力传输能力信息的PTC分组发送到电力接收机，并且与电力接收机一起进入/返回到协商/重新协商阶段。与协商/重新协商阶段中的分组传输/接收有关的描述如参考图14和图16在上面所描述的。

同时，尽管未在附图中示出，但是作为在作为主设备/发送方获取状态之后由电力发射机发送的(完整)分组，除了前述PTC之外，可以存在与认证相关的分组。例如，作为与认证相关的分组，GET_DIGESTS(用于请求证书链的摘要的分组)、GET_CERTIFICATE(用于请求认证的分组)和CHALLENGE(发送具有32字节大小的随机数以验证是否可能接收机具有加密密钥)可以存在。

前述实施例可以同样地应用于提议B。例如，提议B的电力发射机可以在分组(例如，CE分组)传输间隔/时段足够长以发送RFC或RFS(超过预定时间)时在相应传输间隔/时段内发送RFC或RFS，作为对需要响应的分组的响应。另外，基于在上面提及的原因，提议B的电力发射机也可能失去其作为主设备/发送方的状态/权限。

图19图示关于取决于本发明的提议B或C的电力传输/接收方法的流程图。可以关于此流程图以相同或相似的方式应用上述实施例，并且将省略重复的描述。此外，即使在流程图中，如在WPC标准的Qi协议中预定义的，假设/要求PRx主控的Qi协议，其中电力接收机被设置为主设备/发送方并且主动地发送诸如CE分组和RPP的完整分组。

1.首先，当电力发射机PTx识别存在发起/引导电力发射机的通信协议的特定原因时(例如，当其返回到协商/重新协商阶段时，诸如检测到外部对象或新协商GP水平的原因)，电力发射机可以将RFC(或RFS)发送到电力接收机PRx以获得作为主设备/发送方的状态/权限。此时，RFC(或RFS)可以是与ACK/NAK/ND响应组合的形式的RFC(或RFS)。

2.当电力接收机PRx接受获取电力发射机PTx的作为主设备/发送方的状态/权限的获取时，电力接收机PRx可以发送ACK响应，并且如果否，则电力接收机PRx可以发送NAK响应。

3.在接收到ACK响应时，电力接收机PRx获取作为主设备/发送方的状态/权限，使得完整分组的传输是可能的。此时发送的完整分组可以对应于包含电力发射机PRx的新GP信息的分组(例如，PCT或新定义的分组)，以便于与电力接收机PRx重新协商GP(可替选地，改变预制的电力传递合同)。目前，在WPC标准中，因为电力接收机被设置为主设备/发送方，所以不能定义可以由电力发射机发送的各种(完整)分组格式和用于电力接收机的响应的分组格式。因此，在下面将会描述在图21中可以由电力发射机发送的各种(完整)分组格式和在图22中可以由电力接收机发送的各种响应分组格式。

4.电力接收机PRx可以发送ACK/NAK/ND响应或响应分组作为对接收的(完整)分组的响应。在发送NAK/ND响应之后，电力接收机PRx可以不在预定时间内从电力发射机PTx接收分组，或者可以返回到PRx主控的Qi协议，其中电力接收机PRx是主设备/发送方。电力发射机PTx可以从电力接收机接收NAK/ND响应，或者终止PTx主控的Qi协议，其中当不再存在要发送的分组时电力发射机PTx是主设备/发送方，并且返回到PRx-主控的Qi协议。可替选地，当电力发射机从电力接收机接收到ACK响应时，电力发射机可以发送下一个(完整)分组。电力发射机还可以接收ACK/NAK/ND响应或响应分组作为对其的响应。

图20是图示当电力发射机将GP水平从15W降低到10W时取决于提议B或C的实施例的流程图。关于该流程图，假设根据最后在电力发射机和电力接收机之间得出结论的电力传递合同GP水平被确定为15W，并且当前的电力发射机正在以15W向电力接收机发送电力。此外，与图19有关的流程图可以以相同/相似的方式应用于流程图并且省略重复的描述。

1.首先，电力发射机PTx可以识别与电力接收机新协商GP水平的原因，诸如检测到充电区域中的异物，同时以15W的水平发送电力。在这种情况下，电力发射机可以将RFC(或RFS)发送到电力接收机PRx以获得作为主设备/发送方的状态/权限。在这种情况下，RFC(或RFS)可以是与ACK/NAK/ND响应组合的形式的RFC(或RFS)。

2.当电力接收机PRx接受电力发射机PTx的作为主设备/发送方的状态/权限的获取时，电力接收机PTx可以发送ACK响应，并且当拒绝获取时，电力接收机PRx可以发送NAK响应。

3.在接收到ACK响应时，电力接收机PRx获取作为主设备/发送方的状态/权限，使得完整的分组传输是可能的。电力发射机PTx可以出于诸如检测到异物的原因将包含以15W降级的新GP水平(例如，10W)信息的完整分组发送到电力接收机PRx。

4.当电力接收机PRx通过完整分组接受新提出的GP水平(例如，10W)时，电力接收机PRx可以将ACK响应发送到电力发射机PTx。因此，被降级的用于被降级的新GP水平的功率降低合同可以被得出。

图21图示根据本发明的实施例的由电力发射机发送的(完整)分组格式。特别地，图21的(完整)分组图示包括GP水平信息的GP分组，其中电力发射机想要重新与电力接收机形成合同。

参考图21，GP分组的2比特可以被设置为备用比特(或报头，0x01)，并且剩余的6个比特可以被设置为指示电力发射机请求的新GP水平的字段。此时，可以定义字段(6个比特)以指示以特定水平/值单位为单位(例如，以0.5W为单位)的新GP水平/值。

电力发射机可以通过反映/考虑当前周围情况/环境将字段设置为特定值。例如，如果电力发射机的温度超过预定温度，则电力发射机可以将字段值设置为低于在与电力接收机的先前电力传递合同中协商的GP水平的GP水平。如果取决于周围环境/环境将电力发射机的温度降低到预定温度或更低，则电力发射机可以再次提高相应字段的GP水平。

图22图示根据本发明的实施例的电力接收机发送的响应分组格式。

参考22，电力接收机的响应分组格式可以被定义为与电力发射机的响应分组格式相同/相似(参见图12)。也就是说，指示电力发射机的请求接受的ACK响应可以由“11111111”位模式格式配置，指示请求拒绝的NAK响应可以由“00000000”位模式格式配置，并且指示请求无法识别或无效的ND响应可以由“01010101”位模式格式配置。然而，这仅仅是示例，并且可以配置有各种位模式。

此时，可以针对每种响应类型不同地设置响应分组的报头大小。例如，ACK响应分组的报头大小可以设置为0x06，NAK响应分组的报头大小可以设置为0x07，并且ND分组的报头大小可以设置为0x08。

图23是关于根据本发明的实施例的无线电力发射机的电力传输方法的流程图。可以关于此流程图以相同或相似的方式应用上述实施例，并且将省略重复的描述。

首先，电力发射机可以执行选择阶段以监视电力发射机的接口表面上的对象的放置和移除(S2310)。

接下来，电力发射机可以执行数字ping，从电力接收机接收响应，并识别电力接收机的接口表面上的放置(S2320)。

接下来，电力发射机可以获取电力接收机的配置信息，并使用配置信息与电力接收机形成电力传递合同(S2330)。此时，配置信息可以包括关于电力接收机的电力接收能力的信息，诸如能够由电力接收机接收的最大GP水平信息。电力传递合同可以包括通过电力发射机和电力接收机之间的协商确定的GP水平信息。

接下来，电力发射机可以基于与电力接收机建立/形成的电力传递合同将特定电力水平发送到电力接收机(S2340)。更具体地，电力发射机可以在根据电力传递合同中包括的GP水平信息确定的特定水平处向电力接收机发送电力。

接下来，电力发射机可以将用于启动与电力接收机的通信的指示信息发送到电力接收机(S2350)。当在接口表面上检测到异物时或者当检测到环境温度高于预定温度时，可以执行此指示信息传输阶段。

在一个实施例中，指示信息可以是请求启动与电力接收机的通信以重新协商电力传递合同的信息。例如，指示信息可以对应于关于上面的提议A在上面描述的RFR。如果用于接收被包括在预定分组中的电力接收机的请求的ACK响应、拒绝该请求的NAK响应、以及指示该求无效的ND响应的位模式分别被定义，则可以将指示信息的位模式定义为与ACK响应、NAK响应和ND响应的位模式不同的模式。

尽管未在流程图中示出，但是将电力发送到电力接收机的阶段还包括从电力接收机接收预定分组，其中可以将指示信息作为对预定分组的响应发送到电力接收机。此外，预定分组可以对应于用于改变在电力传递合同中确定的接收电力分组的格式的接收电力分组或用于确定电力发射机的操作点的控制误差分组。

在另一实施例中，指示信息可以包括请求信息，其中电力发射机请求能够将预定分组发送到电力接收机的权限获取。例如，指示信息可以对应于上述RFC或RFS。这如上面关于上面的提议B所述。预定分组可以包括分组，该分组包括关于电力发射机的最新保证功率水平的信息。

尽管未在流程图中示出，但是将电力发送到电力接收机的阶段可以包括从电力接收机接收预定分组，其中可以将指示信息作为对预定分组的响应发送到电力接收机或者如果预定分组的传输间隔长于阈值，则在传输间隔内发送。此外，预定分组可以对应于用于改变在电力传递合同中确定的接收电力分组的格式的接收电力分组或用于确定电力发射机的操作点的控制误差分组。当接受包括在预定分组中的电力接收机的请求的ACK响应、拒绝该请求的NAK响应和指示请求无效的ND响应的位模式被分别定义时，可以将指示信息的位模式定义为与ACK响应、NAK响应和ND响应的位模式不同的模式。

当指示信息作为对预定分组的响应被发送到电力接收机时，指示信息除了请求信息之外还可以包括预定分组的响应信息。这如上面关于上面的提议C所述。

当在预定分组的传输间隔内发送指示信息时，可以基于预定分组的传输间隔来确定携带指示信息的分组的大小。这如上面关于图17所述。

尽管为了便于解释已经描述附图，但是还能够设计要通过合并每个附图中描述的实施例实现的新实施例。此外，所描述的实施例的配置和方法可以不限于应用于前述本发明，而是可以选择性地组合和配置所有或一些各自的实施例使得进行各种修改。

此外，虽然上面已经说明和描述本发明的实施例，但是本发明不限于前述的特定实施例，在没有脱离在权利要求中要求保护的本发明的主题的情况下在本发明所属于的技术领域中的技术人员可以进行各种修改，并且这些修改不应从本发明的技术精神或前景中单独理解。

[发明模式]

以实现本发明的最佳模式描述各种实施例。

[工业适用性]

本发明可以应用于各种无线充电技术。

Claims (15)

1.一种由电力发射机执行的无线电力传输方法，包括：

监视物体在所述电力发射机的接口表面上的放置和从所述电力发射机的所述接口表面的移除；

执行数字ping，并从电力接收机接收响应；

获取所述电力接收机的配置信息，并通过使用所述配置信息来生成与所述电力接收机的电力传递合同；

基于所述电力传递合同向所述电力接收机发送电力；以及

将用于发起与所述电力接收机的通信的指示信息发送到所述电力接收机。

2.根据权利要求1所述的无线电力传输方法，其中所述指示信息是用于请求发起与所述电力接收机的通信以重新协商所述电力传递合同的信息。

3.根据权利要求2所述的无线电力传输方法，

其中向所述电力接收机发送电力包括从所述电力接收机接收预定分组，并且

其中将所述指示信息作为对所述预定分组的响应发送到所述电力接收机。

4.根据权利要求3所述的无线电力传输方法，当针对指示接受包括在所述预定分组中的所述电力接收机的请求的确认(ACK)响应、指示拒绝所述请求的非确认(NAK)响应、以及指示所述请求无效的未定义(ND)响应定义了位模式时，

其中将所述指示信息的位模式定义为与所述ACK响应、所述NAK响应、和所述ND响应的位模式不同的模式。

5.根据权利要求4所述的无线电力传输方法，其中所述预定分组对应于用于改变在所述电力传递合同中确定的接收电力分组的格式的接收电力分组、或者用于确定所述电力发射机的操作点的控制误差分组。

6.根据权利要求1所述的无线电力传输方法，其中所述指示信息包括所述电力发射机请求所述电力接收机以获取发送预定分组的权限的请求信息。

7.根据权利要求6所述的无线电力传输方法，其中所述预定分组包括包含关于所述电力发射机的新的保证功率水平的信息的分组。

8.根据权利要求6所述的无线电力传输方法，

其中向所述电力接收机发送电力包括从所述电力接收机接收预定分组，并且

其中所述指示信息被发送到所述电力接收机：

作为对所述预定分组的响应；或者

当传输间隔增加到等于或者大于阈值时，在所述预定分组的所述传输间隔内。

9.根据权利要求8所述的无线电力传输方法，其中所述预定分组对应于用于改变在所述电力传递合同中确定的接收电力分组的格式的接收电力分组、或者用于确定所述电力发射机的操作点的控制误差分组。

10.根据权利要求8所述的无线电力传输方法，当针对指示接受包括在所述预定分组中的所述电力接收机的请求的确认(ACK)响应、指示拒绝所述请求的非确认(NAK)响应、以及指示所述请求无效的未定义(ND)响应定义了位模式时，

其中将所述指示信息的位模式定义为与所述ACK响应、所述NAK响应、和所述ND响应的位模式不同的模式。

11.根据权利要求8所述的无线电力传输方法，其中当所述指示信息作为对所述预定分组的响应被发送到所述电力接收机时，除了所述请求信息之外，所述指示信息还包括对所述预定分组的响应信息。

12.根据权利要求8所述的无线电力传输方法，其中，当所述指示信息在所述预定分组的所述传输间隔内被发送时，基于所述预定分组的所述传输间隔来确定携带所述指示信息的分组的大小。

13.根据权利要求1所述的无线电力传输方法，其中当在所述接口表面上检测到异物时或者当周围温度被检测为等于或高于预定温度的高温时，执行向所述电力接收机发送所述指示信息。

14.一种由电力接收机执行的无线电力接收方法，包括：

检测电力发射机的数字ping的执行，并且发送对所检测的数字ping的响应；

发送所述电力接收机的配置信息，并基于所述配置信息与所述电力发射机建立电力传递合同；

基于所述电力传递合同从所述电力接收机接收电力；以及

从所述电力发射机接收用于发起与所述电力接收机的通信的指示信息。

15.一种电力发射机，包括：

线圈组件，包括产生磁场的至少一个初级线圈；

电力转换单元，被配置成将电能转换成电力信号；

通信和控制单元，被配置成控制与电力接收机的通信和电力传递，

其中所述通信和控制单元被配置成：

监视对象在所述电力发射机的接口表面上的放置和从所述电力发射机的所述接口表面移除，

执行数字ping，并且从所述电力接收机接收响应，

获取所述电力接收机的配置信息，并通过使用所述配置信息来生成与所述电力接收机的电力传递合同，

基于所述电力传递合同向所述电力接收机发送电力，并且

将用于发起与所述电力接收机的通信的指示信息发送到所述电力接收机。