CN110291409B - 具有接收器定位电路和外来物体检测的无线充电系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种无线功率传输系统，该无线功率传输系统具有位于无线功率传输设备的充电表面上的无线功率接收设备。无线功率接收设备具有无线功率接收线圈，并且无线功率传输设备具有无线功率传输线圈阵列。传输设备中的控制电路使用逆变器电路向线圈阵列中的线圈供应交流信号，从而传输无线功率信号。耦合到线圈阵列的脉冲响应测量电路可用于在控制电路使用逆变器电路向每个线圈施加脉冲信号时进行脉冲响应测量。控制电路分析来自脉冲响应测量电路的输出以测量与线圈阵列中的线圈相关联的电感。

Description

具有接收器定位电路和外来物体检测的无线充电系统

本申请要求于2017年8月29日提交的美国非临时专利申请15/690,121、于2017年2月10日提交的美国临时专利申请62/457,743以及于2017年2月2日提交的美国临时专利申请62/453,859的优先权，这些专利申请据此全文以引用方式并入本文。

技术领域

本发明整体涉及无线系统，并且更具体地涉及在其中对设备无线充电的系统。

背景技术

在无线充电系统中，无线功率传输设备诸如具有充电表面的设备将功率无线传输到便携式电子设备。便携式电子设备接收无线传输的功率并使用该功率来对内部电池充电或为便携式电子设备中的部件供电。

调节无线充电系统中的无线功率流可能具有挑战性。例如，在具有带无线功率传输线圈的阵列的无线充电表面的无线充电系统中，可能难以确定使用哪些线圈来有效地将无线功率传输到便携式电子设备。也可能难以检测无线充电表面上是否存在外来物体。

发明内容

一种无线功率传输系统具有无线功率接收设备，该无线功率接收设备位于无线功率传输设备的充电表面上。无线功率接收设备具有无线功率接收线圈，并且无线功率传输设备具有无线功率传输线圈阵列。控制电路可使用无线功率传输设备中的逆变器电路来向线圈阵列中的线圈供应交流信号，从而传输无线功率信号。

耦合到线圈阵列的脉冲响应测量电路可在控制电路使用逆变器电路向每个线圈施加脉冲信号时进行脉冲响应测量。控制电路可以分析利用脉冲响应测量电路获得的测量结果以确定与线圈阵列中的线圈相关联的电感值。

通过使用诸如基于表达式和基于查找表的非线性内插技术的处理技术，控制电路可以确定无线功率接收线圈相对于线圈阵列的线圈的位置。该信息以及与所测量的无线功率传输设备中的线圈的电感相关联的其他信息可以用于采取动作，诸如进行无线功率传输调节、调节信息在无线功率传输设备中的显示器上的显示，以及设置最大传输功率电平。

通过将所测量的电感值与已知在不存在外来物体的情况下与功率接收设备的存在相关联的线圈电感组进行比较，可以检测线圈阵列上的外来物体，诸如与无线功率接收设备中的无线功率接收线圈重叠的外来物体。响应于检测到存在外来物体，可以阻止无线功率传输操作或者可以采取其他合适的动作。

附图说明

图1为根据实施方案的例示性无线充电系统的示意图。

图2为根据一个实施方案的例示性无线充电系统的电路图。

图3为根据一个实施方案的在无线充电系统中对所施加的脉冲信号的例示性脉冲响应的曲线图。

图4为根据一个实施方案的例示性无线功率传输和无线功率接收电路的图。

图5为根据一个实施方案的具有形成无线充电表面的线圈阵列的例示性无线功率传输设备的顶视图。

图6为示出根据一个实施方案的作为无线功率接收设备线圈位置的函数的在无线功率传输设备中的第一无线功率传输线圈和第二无线功率传输线圈中产生的例示性电感的曲线图。

图7为示出根据一个实施方案的来自一组无线功率传输线圈的电感测量结果可以如何用于确定与无线充电表面重叠的无线功率接收线圈的位置的图。

图8为根据一个实施方案的操作无线功率传输系统所涉及的例示性操作的流程图。

图9为根据一个实施方案的例示性无线功率传输设备的顶视图，在该无线功率传输设备上接收设备和与接收设备中的接收线圈重叠的外来物体存在于无线功率传输设备中的线圈阵列中的重叠线圈上。

图10为示出根据实施方案的线圈阵列中的线圈的电感如何在存在无线功率接收设备线圈的情况下在相对于线圈的各个位置处变化并且由于存在与线圈重叠的外来物体而被扰乱的曲线图。

图11为示出根据实施方案的如何可以在不存在外来物体的情况下使用电感测量结果来在无线功率传输设备线圈阵列上定位无线功率接收设备线圈的图。

图12为示出根据实施方案的如何可以使用电感测量结果来确定在无线功率接收设备线圈附近存在外来物体以使得可以停止无线功率传输操作或采取其他适当动作的图。

图13为根据实施方案的与无线接收设备重叠的具有十五个线圈的例示性线圈阵列的图。

图14为示出根据实施方案的线圈阵列中的线圈的测量电感值(例如，从标称线圈电感变化的电感值)如何与预定有效线圈电感值组匹配的表。

图15为根据实施方案的与无线接收设备和外来物体重叠的具有十五个线圈的例示性线圈阵列的图。

图16为示出根据实施方案的图15的线圈阵列中的线圈的测量电感值如何与任何预定的有效测量电感值组都不匹配，从而指示线圈阵列上存在图15的外来物体的表。

图17为根据一个实施方案的操作无线功率传输系统所涉及的例示性操作的流程图。

具体实施方式

无线功率系统具有将功率无线传输到无线功率接收设备的无线功率传输设备。无线功率传输设备是诸如无线充电垫、无线充电盘、无线充电座、无线充电台或其他无线功率传输装备的设备。无线功率传输设备具有用于将无线功率传输到无线功率接收设备中的一个或多个无线功率接收线圈的一个或多个线圈。无线功率接收设备是诸如蜂窝电话、手表、媒体播放器、平板电脑、耳塞对、遥控器、膝上型计算机、其他便携式电子设备或其他无线功率接收装备的设备。

在操作期间，无线功率传输设备向一个或多个无线功率传输线圈供应交流驱动信号。这使得线圈将交流电磁信号(有时称为无线功率信号)传输到无线功率接收设备中的一个或多个对应线圈。无线功率接收设备中的整流器电路将所接收的无线功率信号转换为直流(DC)功率，用于为无线功率接收设备供电。

无线功率接收设备位于无线充电表面上的位置影响无线功率接收设备中的一个或多个线圈与充电表面中的每个线圈之间的电磁耦合(耦合系数k)。每个传输线圈的电感还可受到无线功率接收设备在充电表面上的放置的影响。例如，当无线功率接收线圈和特定无线功率传输线圈中的对应铁氧体或其他磁性材料与功率传输线圈重叠时，该线圈的电感将增加。通过在无线功率传输设备中的无线功率传输线圈的阵列上进行电感测量，可以确定一个或多个无线功率接收线圈相对于每个无线功率传输线圈的位置。还可确定关于无线功率接收设备的尺寸和方向的信息。基于电感测量结果和其他信息，可调节无线功率传输设备中的无线功率传输电路的设置以帮助增强无线功率传输操作。如果需要，可用适当的重量驱动无线功率传输设备中的一个或多个线圈，可建立无线功率传输限制，可在显示器上显示内容，并且可采取其他动作。在一些情况下，不兼容物体诸如硬币或其他外来物体可存在于无线功率接收设备附近。例如，无线功率接收设备线圈可与外来物体重叠。通过将所测量的电感值与预定的有效线圈电感组进行比较，可检测异物的存在，使得可阻止无线功率传输操作或者可采取其他合适的动作。

图1中示出了例示性无线功率系统(无线充电系统)。如图1所示，无线功率系统8包括无线功率传输设备12和一个或多个无线功率接收设备，诸如无线功率接收设备10。设备12可以是独立设备诸如无线充电垫，可内置到家具中，或者可以是其他无线充电装备。设备10是便携式电子设备，诸如腕表、蜂窝电话、平板电脑或其他电子设备。其中设备12是垫或形成无线充电表面的其他装备并且其中设备10是在无线功率传输操作期间搁置在无线充电表面上的便携式电子设备的例示性配置有时在本文中被描述为示例。

在系统8的操作期间，用户将一个或多个设备10放置在设备12的充电表面上。功率传输设备12耦合到交流电压源诸如交流电源50(例如，供应线路功率或其他干线电力的壁式插座)，具有用于供电的电池诸如电池38，并且/或者耦合到另一个电源。功率转换器诸如交流-直流(AC-DC)功率转换器40可以将功率从干线电源或其他交流(AC)电源转换为可用于功率控制电路42和设备12中的其他电路的直流(DC)功率。在操作期间，控制电路42使用无线功率传输电路34和耦合到电路34的一个或多个线圈36来将交流电磁信号48传输到设备10，并从而将无线功率传递到设备10的无线功率接收电路46。

功率传输电路34具有在无线功率传输操作期间向一个或多个线圈36供应AC信号(驱动信号)的切换电路(逆变器电路)。可一次使用一个或多个线圈36以用于无线功率传输。例如，单个线圈36可向与该线圈重叠的单个接收设备供电，两个线圈36(例如，相邻线圈)可向与这两个线圈重叠的单个设备或与这些线圈重叠的一对设备供电，可驱动三个或更多个线圈以向单个重叠的接收设备或多个重叠的接收设备供电，可同时驱动彼此不相邻的两个或更多个线圈或者三个或更多个线圈以在线圈阵列上的不同相应位置处向两个或更多个或者三个或更多个设备供电等。

向线圈36供应驱动信号的逆变器电路可包括单对晶体管或通过多路复用器电路耦合到多个线圈36的其他逆变器电路(例如，以允许这些晶体管在多个线圈之间共享)，可包括一对晶体管或与每个线圈相关联的其他逆变器电路，并且/或者可包括允许将交流驱动信号供应给一个或多个所选线圈36的其他逆变器电路布置。

在功率传输操作期间，基于控制电路42提供的控制信号接通和断开逆变器电路中的晶体管。在多个线圈具有多个相应逆变器电路的配置中，无需接通和断开无源线圈中的晶体管就可接通和断开有源线圈(被选择用于无线功率传输的线圈)中的晶体管。在使用多路复用电路来将逆变器电路耦合到所选线圈的配置中，多路复用电路被适当地配置为将来自逆变器电路的AC信号路由到所选线圈。当AC信号经过已被选择用于供应无线功率的一个或多个线圈36时，产生交流电磁场(无线功率信号48)，该交流电磁场被耦合到接收设备10中的无线功率接收电路46的一个或多个对应线圈14接收。当交流电磁场被线圈14接收时，在线圈14中感应出对应的交流电流和电压。电路46中的整流器电路将从一个或多个线圈14接收的AC信号(所接收的与无线功率信号相关联的交流电流和电压)转换为DC电压信号，用于为设备10供电。DC电压用于为设备10中的部件(诸如，显示器52、触摸传感器部件和其他传感器54(例如，加速度计、力传感器、温度传感器、光传感器、压力传感器、气体传感器、湿度传感器、磁传感器等)、用于与无线功率传输设备12和/或其他装备的控制电路42中的对应无线通信电路58无线通信的无线通信电路56、音频部件和其他部件(例如，输入-输出设备22和/或控制电路20))供电，并且用于对设备10中的内部电池诸如电池18充电。

设备12和10包括控制电路42和20。控制电路42和20包括存储和处理电路，诸如微处理器、功率管理单元、基带处理器、数字信号处理器、微控制器和/或具有处理电路的专用集成电路。控制电路42和20被配置为执行用于在系统8中实现所需的控制和通信特征的指令。例如，控制电路42和/或20可用于确定功率传输水平、处理传感器数据、处理用户输入、处理其他信息(诸如，关于来自传输电路34的无线耦合效率的信息)、处理来自接收电路46的信息、使用感测电路来测量线圈电感和其他参数、处理所测量的电感值、使用来自电路34和/或46的信息(诸如，电路34中的输出电路上的信号测量结果和来自电路34和/或46的其他信息)来确定何时开始和停止无线充电操作、调节充电参数(诸如，充电频率、多线圈阵列中的线圈设置(例如，哪些线圈有源并权重有源线圈)和无线功率传输水平)，以及执行其他控制功能。控制电路42和20可被配置为支持设备12和10之间的无线通信(例如，控制电路20可包括无线通信电路诸如电路56，并且控制电路42可包括无线通信电路诸如电路58)。控制电路42和/或20可被配置为使用硬件(例如，专用硬件或电路)和/或软件(例如，在系统8的硬件上运行的代码)执行这些操作。用于执行这些操作的软件代码存储在非暂态计算机可读存储介质(例如，有形计算机可读存储介质)上。软件代码可有时被称为软件、数据、程序指令、指令或代码。非暂态计算机可读存储介质可包括非易失性存储器(诸如，非易失性随机存取存储器(NVRAM))、一个或多个硬盘驱动器(例如，磁盘驱动器或固态驱动器)、一个或多个可移动闪存驱动器或其他可移动介质、其他计算机可读介质，或者这些计算机可读介质或其他存储装置的组合。存储在非暂态计算机可读存储介质上的软件可在控制电路42和/或20的处理电路上执行。处理电路可包括具有处理电路的专用集成电路、一个或多个微处理器或其他处理电路。

设备12和/或设备10可在系统8的操作期间无线通信。例如，设备10和12可在控制电路20和42中具有无线收发器电路(例如，参见无线通信电路，诸如图1的电路56和58)，其允许在设备10和12之间无线传输信号(例如，使用与线圈36和14分开的天线来发射和接收单向或双向无线信号，使用线圈36和14来发射和接收单向或双向无线信号等)。

图2中示出了用于无线功率传输(无线功率充电)系统8的例示性电路的电路图。如图2所示，无线功率传输电路34包括逆变器(诸如，逆变器70)或产生交流驱动信号(诸如，可变占空比方波或其他驱动信号)的其他驱动电路。这些信号通过输出电路诸如输出电路71驱动，该输出电路包括一个或多个线圈36和一个或多个电容器72，用于产生无线传输到设备10的无线功率信号。

一个或多个线圈36与一个或多个线圈14电磁耦合。图2的示例中示出了单个线圈36和单个对应线圈14。一般来讲，设备12可具有任何合适数量的线圈(1-100个、多于5个、多于10个、少于40个、少于30个、5-25个等)，并且设备10可具有任何合适数量的线圈。由控制电路42控制的切换电路(有时称为多路复用器电路)可以位于每个线圈之前和/或之后(例如，设备12中的每个线圈36之前和/或之后以及/或者输出电路71的其他部件之前和/或之后)以将线圈阵列耦合到逆变器70，并且可以用于将所需的一组一个或多个线圈(例如，设备12中的线圈36和输出电路71)切换到使用或不使用。例如，如果确定设备10位于与设备12中的特定线圈36重叠的位置，则可在无线功率传输操作期间激活与设备10重叠的线圈36，同时断开其他线圈36(例如，在该示例中为不与设备10重叠的线圈)。

控制电路42和控制电路20包含无线收发器电路(例如，诸如图1的无线通信电路56和58的电路)，用于支持设备12和10之间的无线数据传输。在设备10中，控制电路20(例如，通信电路56)可以使用路径91和线圈14向设备12传输数据。在设备12中，路径诸如路径74可用于将使用线圈36从设备10接收的传入数据信号供应给控制电路42的通信电路58中的解调(接收器)电路。如果需要，路径74可用于利用线圈36将由电路20的电路56中的接收器电路使用线圈14和路径91接收的无线数据传输到设备10。如果需要，其中电路20的电路56和电路42的电路58具有与线圈36和14分开的天线的配置也可用于支持设备12和10之间的单向和/或双向无线通信。

在无线功率传输操作期间，使用来自控制电路42的AC控制信号来控制逆变器70中的晶体管。控制电路42使用控制路径76将控制信号供应给逆变器70中的晶体管的栅极。可以动态地调节这些控制信号的占空比和/或其他属性以及因此由逆变器70施加到线圈36的驱动信号的对应特性和由线圈36产生的对应无线功率信号。使用切换电路，控制电路42选择哪个线圈或哪些线圈提供驱动信号。使用占空比调节和/或其他调节(例如，驱动频率调节等)，控制电路42可以调节施加到每个线圈的驱动信号的强度。单个所选线圈可用于将功率从设备12无线传输到设备10，或者多个线圈36可用于传输功率。一个或多个设备10可接收无线功率，并且这些设备中的每个设备可具有从一个或多个对应无线功率传输线圈接收功率的一个或多个无线功率接收线圈。

无线功率接收设备10具有无线功率接收电路46。电路46包括整流器电路诸如整流器80(例如，由来自控制电路20的信号控制的同步整流器)，该整流器将所接收的来自线圈14的交流信号(例如，由线圈14接收的无线功率信号)转换为直流(DC)功率信号，用于为设备10中的电路诸如负载100供电。负载电路诸如负载100可包括电池18、功率电路(诸如，从整流器电路80接收功率并调节该功率向电池18的流动的电池充电集成电路或一个或多个其他功率管理集成电路)和/或其他输入-输出设备22。一个或多个电容器C2用于将设备10的输入电路90中的线圈14耦合到整流器电路80的输入端子。整流器电路80在耦合到负载100的输出端子处产生对应的输出功率。如果需要，负载100可包括传感器电路(例如，电流和电压传感器)，用于监测功率从整流器80到负载100的流动。

设备12中的每个无线功率传输线圈36的电感L可以受到设备10中的一个或多个重叠线圈14和相关联的磁性材料(例如，铁氧体芯材料等)的存在的影响(例如，由于其而增加)。因此，可以通过在每个线圈36上进行电感测量并处理这些测量结果(例如，使用内插技术等)来确定一个或多个线圈14的一个或多个位置。在线圈阵列上(例如，在线圈14下或线圈阵列上的其他地方)存在金属硬币或其他外来物体的情况下，可通过将所测量的线圈36的电感与预定的有效线圈电感组进行比较来检测外来物体的存在。如果检测到一组所测量的电感与一组先前测量的有效电感之间的匹配，则可以断定仅存在设备10并且不存在外来物体，因此可执行无线功率传输操作。如果不存在检测到匹配，则可以断定可能存在外来物体并且可阻止无线功率传输操作(例如，可不执行无线功率传输操作)或者可采取其他合适的动作(例如，可使用发光部件诸如状态指示器发光二极管、显示器等为用户发出视觉警报，可使用发声部件诸如音频发生器或扬声器发出听觉警报，可使用触觉设备诸如振动器发出触觉警报，并且/或者可采取其他动作)。

在无线功率传输操作期间，逆变器70中的晶体管由来自控制电路42的AC控制信号驱动。控制电路42还可在脉冲响应测量期间使用逆变器70来将方波脉冲或其他脉冲施加到每个线圈36。脉冲响应测量电路102耦合到输出电路71。例如，电路102可使用路径104耦合到输出电路102中的节点N。控制电路42使用脉冲响应测量电路102来在输出电路71上进行测量(例如，对线圈36的电感L进行测量、对品质因子Q进行测量等)。

设备12中的每个线圈36(例如，已被控制电路42使用无线发射器电路34中的多路复用电路选择的线圈，诸如图2的线圈36)具有电感L。输出电路71中的一个或多个电容器诸如电容器72表现出与输出电路71中的电感L串联耦合的电容C1。当从逆变器70提供交流驱动信号时，由线圈36和电容器72形成的输出电路将产生由设备10中的一个或多个线圈14接收的交流电磁场。每个线圈36的电感L受到与外部物体的磁耦合的影响，因此对于设备12中的每个线圈36的电感L进行测量可以揭示关于设备12的充电表面上的一个或多个设备10的信息。

在脉冲响应测量期间，电路42使用脉冲响应测量电路102(有时称为电感测量电路和/或Q因子测量电路)来执行电感L和品质因子Q的测量。利用电路102进行的阻抗测量和其他测量可响应于使用外来物体检测传感器(例如，使用线圈36和/或其他线圈的传感器，使用基于光的感测、基于电容的感测或其他感测技术的传感器等)检测到设备12上的外部物体而启动。利用电路102进行的阻抗测量和其他测量还可基于无线接收的命令等响应于手动输入而启动。在测量期间，控制电路42指示逆变器70向每个线圈36提供一个或多个激励脉冲(脉冲)，使得包括该线圈36的输出电路71中的电容器72的电感L和电容C1形成谐振电路。脉冲可以是例如持续时间为1μs的方波脉冲。如果需要，可施加更长或更短的脉冲和/或其他形状的脉冲。谐振电路以接近线圈36的正常无线充电频率(例如，约120kHz、50-300kHz、约240kHz、100-500kHz、大于75kHz、小于400kHz或其他合适的无线充电频率)的频率谐振或者可以其他频率谐振。

如图3示出了对所施加的一个或多个脉冲的脉冲响应(例如，电路71的节点N处的电压V(N))。图3的脉冲响应信号的频率与1/sqrt(LC1)成比例，因此L可以根据C1的已知值和所测量的脉冲响应信号的频率获得。Q可根据L和所测量的脉冲响应信号的衰减导出。如图3所示，如果信号V(N)衰减缓慢，则Q较高(例如，HQ)，并且如果信号V(N)衰减更快，则Q较低(例如，SQ)。因此，利用电路102进行的图3的脉冲响应信号的V(N)的衰减包络和V(N)的频率测量将允许控制电路42确定Q和L。

图4示出了无线功率传输电路34如何包括切换电路110。来自逆变器电路70的信号在输入112处被施加到切换电路110。切换电路110形成无线功率传输电路34(有时称为逆变器电路)的一部分。由控制电路42施加到控制输入116的控制信号指示切换电路110将信号从输入112路由到设备12中的线圈阵列36中的线圈36中的所选线圈。设备10的无线功率接收电路46包括一个或多个线圈14。在包括多个线圈14的设备10的配置中，线圈14耦合到切换电路120。控制电路20将控制信号施加到控制输入122，该控制输入指示切换电路120经由输出端子124将来自线圈14中的所选线圈的信号路由到整流器80。

利用无线传输设备12的一个例示性配置，无线传输设备12是无线充电垫或具有通过无线充电表面提供无线功率的线圈阵列36的其他无线功率传输装备。图5中示出了这种类型的布置。在图5的示例中，设备12具有位于X-Y平面中的线圈阵列36。设备12的线圈36被形成充电表面60的平面电介质结构诸如塑料构件或其他结构覆盖。设备36中的线圈阵列36的侧向尺寸(X和Y尺寸)可为1-1000cm、5-50cm、大于5cm、大于20cm、小于200cm、小于75cm或其他合适的大小。线圈36可重叠或可被布置成非重叠配置。线圈36可以被放置成具有行和列的矩形阵列，并且/或者可使用六边形贴块图案、具有正方形贴块的图案或其他图案来平铺。

当用户将设备10放置在充电表面60上时，线圈14(或设备10包含多个线圈的配置中的多个线圈14)将与一个或多个线圈36重叠。在图5的示例中，设备10的线圈14与线圈36'重叠(例如，线圈14的中心与线圈36'的中心对齐)。图5的示例中的设备10具有矩形占有面积(从上方观察时的轮廓)并且以纵向轴线130为特征。轴线130相对于图5中的水平轴线X以角度A(例如，0-360°的角度)对齐。知道线圈14的中心的位置和角度A的值(设备10相对于设备12的角度取向)可以用于调节充电系统参数(例如，进行传输线圈选择、调节最大传输功率和/或调节其他系统设置)。

控制电路42使用阻抗测量电路诸如脉冲响应测量电路102和切换电路110来测量充电表面60下的每个线圈36的L。如果给定线圈的所测量的L值与所预期的线圈阵列36中与表面60重叠的每个线圈36的正常(标称)L值匹配(例如，当所测量的L值不受线圈14或设备10的其他部分的存在的影响时)，则控制电路42可以断定不存在外部物体。如果L的给定测量值不同于L的标称值，则控制电路42可以断定存在设备10的壳体的一部分(例如，如果已经测量到L的减小)或者存在线圈14(例如，如果已经测量到L的增加)。可以通过控制电路42分析每个所测量的线圈36的位置和L值，以帮助检测存在哪种类型的设备10(例如，阻抗变化模式可以用于帮助识别手表或其他小型设备、蜂窝电话、平板电脑等)，确定设备12的位置(线圈14的中心和/或设备10的中心)，以及确定设备12的角度取向A。

图6为示出所测量的电感L如何根据线圈14在充电表面60上的位置而变化的曲线图。在图6的示例中，第一线圈36位于位置(X,Y)＝(0,0)处，并且第二线圈36位于位置(X,Y)＝(X1,0)处。曲线150示出了第一线圈的电感如何在线圈14与第一线圈36对齐时最高并且在线圈14位于距第一线圈的距离X增加时减小。曲线152示出了第二线圈的电感如何在线圈14与第二线圈对齐时最高并且在线圈14位于距第二线圈的距离增加(X的值减小)时减小。曲线150和152表示L和接收器线圈位置之间相对于发射器线圈位置的非线性关系。可使用非线性公式(例如，非线性表达式，诸如曲线拟合的n阶多项式，其中n为2-7、大于3、大于2、小于5或其他合适的值)和/或数字查找表条目将这些非线性关系存储在设备12中。在非线性内插操作期间，控制电路42测量第一线圈和第二线圈的电感，并且使用这些电感测量结果来确定线圈14的位置。在图6的示例中，所测量的第一线圈的电感为L1，并且所测量的第二线圈的电感为L2。控制电路42使用内插(例如，基于表达式的非线性内插或基于查找表的非线性内插)根据所测量的L1和L2值来确定线圈位置XD(例如，线圈14相对于第一线圈和第二线圈36的位置)。

在图6的示例中，设备10具有部分地与两个线圈36重叠的线圈14。如果需要，可使用内插技术根据两个以上线圈电感测量结果来确定线圈14(X,Y)在充电表面60上的位置。例如，可以通过测量受到线圈14的存在的影响的三个线圈36的电感变化来确定线圈14的位置，如图7所示。

在图7的配置中，第一无线功率传输线圈36具有中心点CP1，第二无线功率传输线圈36具有中心点CP2，并且第三无线功率传输线圈36具有中心点CP3。无线功率接收线圈14的中心位于中心点RXCP处。由于线圈14和第一线圈36的重叠引起的电感增加量与中心点CP1和中心点RXCP之间的距离R1有关。第二线圈和第三线圈36所经历的电感增加同样相应地与中心点CP2和RXCP之间的距离R2以及中心点CP3和RXCP之间的距离R3有关。通过测量第一线圈、第二线圈和第三线圈的第一电感、第二电感和第三电感(L1、L2和L3)，并且通过使用控制电路42来应用曲线(诸如，图6的例示性电感与距离曲线150)的非线性关系(例如，使用非线性曲线拟合多项式或其他非线性表达式、使用查找表条目等)，控制电路42可以根据图7中所测量的第一线圈、第二线圈和第三线圈36的电感来确定R1、R2和R3的值，因此可以计算线圈14的中心点RXCP的位置(在X，Y中)。以这种方式确定线圈14相对于线圈36的位置允许控制电路42确定设备10相对于设备14和充电表面60中的线圈阵列36的位置。

还可以进行电感测量以确定设备10的壳体的位置和取向，因此确定角度取向A的值。例如，设备10可具有由金属或倾向于降低所测量的与壳体重叠的传输线圈36的电感的其他材料形成的壳体。在设备10的轮廓为矩形的情况下，表面60下的线圈阵列36可经历对应的矩形电感组减小。可以通过使用控制电路42识别降低的L值或其他改变的L值的矩形图案来测量设备10的轮廓。通过测量矩形减小电感值组的位置(例如，具有已知设备10的形状的减小线圈电感的图案，其可围绕所测量的特定一个或多个线圈诸如图6的三个线圈的电感增加)，可确定位置(X，Y位置)和角度取向(图5的角度A)。控制电路42可以使用关于设备10的位置和角度取向的信息来调节系统参数(例如，设置最大充电功率、选择一个或多个线圈用于传输无线功率等)。可基于电感测量结果、所识别的电感变化模式以及线圈36上的其他测量结果采取的另外动作包括协调设备12的显示器上的信息显示(例如，基于所测量的角度取向A的值控制屏幕上内容的角度取向)、在不同设备10以及在充电表面60上的不同位置和取向之间无缝地移动所显示的信息、促进设备10之间的通信等。

图8为使用充电系统8所涉及的例示性操作的流程图。

在框200的操作期间，控制电路42使用逆变器70将脉冲(方波脉冲或其他脉冲)施加到输出电路71和输出电路71中相关联的无线功率传输线圈36。对无线充电表面60中的无线功率传输线圈的阵列中的每个线圈36执行该过程。切换电路110由控制电路42调节，使得每个线圈36被提供有来自控制电路42的相应脉冲。当将每个脉冲施加到与相应线圈36相关联的输出电路时，控制电路42使用脉冲响应测量电路102来确定诸如线圈电感L、谐振频率、Q因子等参数。例如，控制电路42可以根据电路102响应于施加到输出电路71的脉冲在节点N处测量的信号的谐振频率的测量结果导出电感L。

在测量L以及(如果需要)与充电表面60中的每个输出电路71和线圈36相关联的其他参数之后，控制电路使用诸如非线性内插的技术来处理这些测量结果。具体地讲，在框202的操作期间，控制电路42使用非线性关系诸如图6的非线性曲线来确定线圈14距已经经历相应电感增加的多个线圈36中的每个线圈的距离。图6的非线性L与距离关系可在由控制电路42维护的表达式和/或由控制电路42维护的查找表中体现。

框202的操作还可涉及模式检测操作。例如，如果一组线圈36的电感L沿着矩形路径减小，则控制电路42可以断定无线功率接收设备存在于充电表面60上，该充电表面具有与对应的矩形金属外围壳体构件匹配的矩形轮廓。可确定矩形轮廓的大小和矩形轮廓的角度取向(例如，图5的设备10的角度取向A)。又如，控制电路42可以检测是否存在腕表或其他小型设备。当存在多个设备10时，控制电路42检测每个设备相对于表面60和相对于彼此的线圈位置和角度取向。

在框204的操作期间，控制电路42基于在框200和202的操作期间收集的信息采取动作。例如，如果确定存在具有对应小的最大无线功率能力的小型设备，则控制电路42可以将设备12的最大无线功率传输限制设置在适当低的值。另一方面，如果控制电路42从框202的处理操作识别出设备10是具有较大的最大无线功率能力的较大设备，则控制电路可以将最大无线功率传输限制设置为较高值以帮助减少充电时间。线圈14的中心点RXCP的位置可用于确定在向设备10传输无线功率时应使用哪个线圈36。例如，控制电路42可使用最接近并因此最佳地耦合到线圈14的线圈36来执行无线充电。还可使用其中基于所处理的电感信息来同时激活一组多个线圈36(例如，与线圈14重叠的那些线圈36，诸如与图7中的线圈14重叠的三个线圈36)的配置。如果需要，可基于所测量的电感信息来停用一些线圈36(例如，由于与线圈14重叠而未表现出电感增加的那些线圈36可与逆变器70解耦，从而与设备12一起在无线功率传输操作期间停用)。如这些示例所示，可以基于所测量的电感信息采取动作(例如，可以基于该信息传输无线功率和/或可进行其他无线功率传输调节等)。

如果需要，关于设备10的取向的信息(例如，图5的角度取向A)可用于确定使用哪个线圈36来供电，可用于协调多个相邻设备10中的显示器上的信息显示(例如，使得图标或其他视觉项目以与该视觉项目在充电表面60上的若干不同取向的设备10中的每个设备上移动相同的直立取向显示)，并且/或者可用于执行系统8中的其他操作。

可在存在于线圈阵列上的外来物体诸如硬币中感应出涡电流。这些涡电流有可能不希望地加热外来物体。为了避免不希望的加热，设备12可以自动检测金属硬币或其他外来物体何时存在于线圈阵列上(例如，线圈14下)。例如，设备12可通过将所测量的线圈36的电感与在存在设备10并且不存在任何外来物体的情况下与线圈36相关联的预定有效线圈电感组进行比较来检测外来物体的存在。在表征操作期间，在设备12从每个线圈收集电感测量结果时，计算机控制的定位器或其他定位器可在线圈阵列的表面上移动功率接收设备诸如设备10。这些表征操作可产生一组已知的有效电感值组(例如，已知在不存在任何外来物体的情况下当设备10存在于线圈阵列上时出现的电感值组)。除非设备12检测到有效电感值组，否则设备12可以阻止无线功率传输操作。以这种方式，仅当在不存在外来物体时线圈14与线圈阵列重叠时，设备12才能传输无线功率。

图9为例示性无线功率传输设备的顶视图。在图9的示例中，具有线圈14的接收设备10与线圈阵列中的一些线圈36(例如，线圈C1、C2、C6和C7)重叠。外来物体160也存在于线圈14附近。具体地讲，外来物体160存在于线圈C1上。因为物体160与线圈C1重叠，所以物体160扰乱线圈C1的电感。因此，将不测量有效线圈电感组。在仅有外来物体与线圈阵列重叠(并且不存在设备10)的情况下也将不测量有效线圈电感组，因为仅设备10中的线圈14将适当地改变线圈36的电感以与有效线圈电感组匹配。

图10为示出线圈36的线圈电感(L)如何根据线圈14的位置(在维度X上)而变化的曲线图。曲线162和166示出了线圈C1和C2的电感L如何在不存在外来物体160的情况下根据线圈14的位置分别变化。当线圈14与线圈C1对齐时，线圈C1的电感L将增加，如曲线162的值随X的值减小而增加所示。当线圈14与线圈C2对齐时，线圈C2的电感L将增加，如曲线166的值随X的值增加而增加所示。在中间位置，所测量的线圈C1和C2的电感将具有中间值。

曲线164和168对应于存在外来物体160的情况下线圈C1和C2的相应测量电感值L。由于存在外来物体160，线圈C1和C2的电感L的预期有效值将被扰乱。例如，线圈14的每个位置处的线圈C1的预期电感将从曲线162的预期电感变为曲线164的电感，并且线圈14的每个位置处的线圈C2的预期电感将从曲线166的预期电感变为曲线168的预期电感。

由于存在外来物体160引起的线圈电感的扰乱，即使在线圈14与外来物体重叠时设备12也可以检测是否存在外来物体。可以将已知有效电感值(例如，曲线162和166)存储在设备12中。当设备12准备传输无线功率时，可以测量线圈36的电感并将其与有效线圈电感组进行比较。匹配将指示存在设备10并且不存在外来物体，因此可以继续充电。

例如，考虑其中所测量的线圈C1的电感由图10的电感170给出并且所测量的线圈C1的电感由图10的电感172给出的情况。因为这些电感测量结果落在有效电感曲线162和166上，所以设备12可以断定外来物体160不与线圈14重叠(例如，物体160不位于线圈14和线圈C1之间或者不存在于扰乱所测量的电感值的位置处)。然而，如果外来物体160存在于与线圈C1和线圈14重叠的位置处，则在线圈C1和C2处测量的电感值将与线圈C1和C2的任何有效电感组不匹配。具体地讲，如图10的示例所示，物体160的存在将导致线圈C1的电感显著下降到点176的电感，而线圈C2的电感将略微变化(例如，变为点174的电感，而不是点172的预期值)。在该示例中，线圈C1和C2的所测量电感组(点176和174)与曲线162和166上的任何有效电感组不匹配，因此设备12可以断定存在外来物体160并且可以采取合适的动作(例如，可以阻止功率传输操作)。

图11的顶视图示出了可如何使用非线性内插技术来确定线圈14的中心点156的位置。在图11的示例中，已经使用了四个线圈的测量电感来建立从各个线圈中心点CA、CB、CC和CD到线圈14的中心的估计距离(半径)。每个电感测量结果具有一些测量不确定性，并且当将所测量的线圈电感与有效线圈电感组进行匹配时允许存在一些测量公差，因此图11中的每个半径由可能的距离带(例如，有限厚度的圆环)表示。每个环之间的重叠区域154表示线圈14的中心点可位于的区域。设备12将该区域的中心(点156)作为线圈14的中心。

在存在外来物体的情况下，四个线圈的测量电感组将与四个线圈的任何有效电感组不匹配。例如，外来物体可与右下线圈重叠，导致根据右下线圈的测量电感计算出的半径RD'被扰乱。在这种情况下，根据线圈的测量电感建立的可能半径RA、RB、RC和RD'带将不会如预期那样重叠。这种重叠的缺失指示该测量电感组不对应于任何预定的有效线圈电感组。因为在测量电感组和有效电感组之间不存在匹配，所以设备12可以断定存在外来物体并且12可以阻止无线功率传输操作。

图13为具有十五个线圈C1……C15的例示性线圈阵列的图。在图13的情形中，设备10的线圈14与线圈C2、C3、C7和C8重叠。设备12分别测量线圈C2、C3、C7和C8的线圈电感L2、L3、L7和L8，如图14的表的最后一行所示。例如，线圈C2、C3、C7和C8可以是线圈阵列中具有与标称线圈电感值不同的电感的唯一线圈。在测量电感之后，设备12将该组测量的线圈电感与图14的表的第一行中所示的已知存储的一组有效线圈电感L2、L3、L7和L8进行比较。因为所测量的值和所存储的值匹配(例如，在图11和图12中描绘的测量公差内)，所以设备12可以断定在图13的充电表面60上不存在外来物体。

图15为在与线圈14重叠的位置处存在外来物体160的情形中图13的例示性线圈阵列36的图。如在图13的情形中，设备10的线圈14在图15的构型中与线圈C2、C3、C7和C8重叠。设备12分别测量线圈C2、C3、C7和C8的线圈电感L2、L3、L7和L8，如图16的表的最后一行所示。在测量电感之后，设备12将该组测量的线圈电感与所有已知存储的有效线圈电感组(诸如，图16的表的第一行中所示的线圈电感L2、L3、L7和L8，其与图14的表的第一行中的有效电感组相同)进行比较。因为所测量的值和所存储的值不匹配(例如，不在图11和图12中描绘的测量公差内)，所以设备12可以断定在图15的充电表面60上存在外来物体160。

图17为操作无线功率传输系统8所涉及的例示性操作的流程图。

在框250的操作期间(例如，在工厂或其他校准环境中)，对设备12(或具有相似或相同构造的代表性设备)进行表征。在表征测量期间，在将设备10和线圈14(或代表性设备以及/或者相似或相同构造的线圈)放置在设备12的线圈阵列的表面上的不同位置(例如，覆盖所有线圈阵列或线圈阵列的代表性子区域的紧密间隔位置的网格)处时，对线圈36的电感进行测量。以这种方式，可以测量线圈36的测量电感的所有可能的有效组合，并且可以将这些有效电感组中的每个有效电感组存储在设备12中的存储装置中。

在正常操作(例如，框252的操作)期间，用户将设备10放置在设备12的充电表面60上。外来物体160可存在或不存在于与线圈14或线圈阵列的其他部分重叠的位置处。控制电路42使用外来物体检测传感器(例如，测量电路诸如测量电路104或耦合到线圈36的其他合适的阻抗测量电路、单独的外来物体检测传感器和/或其他物体检测电路)来监测设备12的线圈阵列上是否存在物体。只要不存在检测到物体(例如，线圈36的测量电感和/或其他电气属性保持不变)，监测就可以继续，如线254所示。如果检测到物体(例如，如果电路42检测到一个或多个线圈36的电感增加等)，则处理可继续到框256的操作。

在框256期间，控制电路42使用测量电路102来测量线圈36(例如，所有线圈36或与检测到的物体的位置相邻的线圈子集等)的电感。在所测量的电感内，可以识别具有与线圈36的标称电感值不同的值的一组电感(参见例如图14和图16的表中的测量电感)。这些电感值可能指示设备10的存在并且因此由设备12分析。

在框258的操作期间，将在框256处测量的电感值组(例如，偏离标称线圈电感的电感)与在框250的表征操作期间存储在设备12中的有效电感组进行比较。可以将所存储的有效电感组存储在查找表中，或者可将其以动态计算有效电感组的公式的形式存储，以节省存储空间。

在框258的操作期间比较的该组测量的电感值可仅包括那些与标称线圈电感值不同的测量电感值(例如，似乎与功率接收设备中的重叠线圈相关联的电感)。这可有助于减少将所测量的电感与有效电感组进行比较所涉及的处理量。

控制电路42使用框258的比较操作的结果来控制到设备10的无线功率的传输。

如果识别出匹配的有效电感组，则设备12可以断定存在设备10和线圈14并且不存在外来物体。可使用非线性内插操作来识别线圈14的中心，并且可执行合适的无线功率传输操作(框260)。最初，例如，设备12可使用默认设置来传输功率，以确保设备10接收足以操作其通信电路的功率。这允许设备10和设备12建立通信链路并允许设备10和12基于线圈14的测量位置为设备12和设备10建立适当的操作设置(框262)。可至少部分地基于所测量的电感值来选择线圈阵列中的线圈或多个线圈36。例如，可以通过使用非线性内插技术或其他线圈位置测量技术(例如，使用所测量的线圈36的电感值的技术)确定线圈14的中心来识别被选择用于无线功率传输的一个或多个线圈36。

响应于确定所测量的电感组与任何有效线圈电感组不匹配，设备12可以停止无线功率传输或采取其他适当的动作(框264)。例如，除了防止设备12向设备10传输无线功率之外或代替防止设备12向设备10传输无线功率，设备12可警告设备12和设备10的用户存在外来物体(例如，使用发光设备、音频警报设备、触觉警报设备或者设备10和/或设备12上的其他设备，使用无线通知，使用在设备10中的显示器上显示的通知，和/或使用其他警报机制)。

根据一个实施方案，提供一种被配置为将无线功率信号传输到无线功率接收设备中的无线功率接收线圈的无线功率传输设备，该无线功率传输设备包括：无线功率传输线圈的阵列；耦合到无线功率传输线圈的阵列的逆变器电路；耦合到无线功率传输线圈的阵列的脉冲响应测量电路；以及控制电路，该控制电路被配置为：存储阵列的有效线圈电感组，每个有效线圈电感组对应于当在不存在外来物体的情况下充电表面上存在无线功率传输设备时发生的阵列中的无线功率传输线圈的电感值；利用脉冲响应测量电路测量无线功率传输线圈中的至少一些的电感值；并且将所测量的电感值与与无线功率传输线圈的阵列相关联的有效线圈电感组进行比较，以确定在不存在外来物体的情况下阵列上是否存在无线功率接收设备。

根据另一个实施方案，该控制电路通过将所测量的电感值与有效线圈电感组进行比较来确定外来物体是否与无线功率接收线圈重叠，并且该控制电路被进一步配置为基于通过将所测量的电感值与有效线圈电感组进行比较来确定任何外来物体是否与无线功率接收线圈重叠，利用逆变器电路和无线功率传输线圈的阵列控制无线功率信号的传输。

根据另一个实施方案，该控制电路被配置为响应于确定没有外来物体与无线功率接收线圈重叠而传输无线功率信号，并且响应于检测到外来物体与无线功率接收线圈重叠而阻止无线功率信号的传输。

根据另一个实施方案，该控制电路被配置为通过利用逆变器电路向无线功率传输线圈施加脉冲并利用脉冲响应测量电路测量对应脉冲响应来测量无线功率传输线圈的电感值。

根据另一个实施方案，该控制电路被进一步配置为通过至少部分地基于所测量的电感值选择无线功率传输线圈的阵列中的给定线圈以传输无线功率信号来控制无线功率信号的传输。

根据一个实施方案，提供一种被配置为将无线功率信号传输到无线功率接收设备的无线功率传输设备，该无线功率传输设备包括：无线功率传输线圈的阵列；耦合到无线功率传输线圈的阵列的逆变器电路；耦合到无线功率传输线圈的阵列的电感测量电路；以及控制电路，该控制电路被配置为利用电感测量电路测量无线功率传输线圈中的至少一些的电感值；以及至少部分地通过将所测量的电感值与在不存在任何外来物体的情况下无线功率传输线圈的阵列上的无线功率接收设备的存在相关联的线圈电感值进行比较来确定无线功率传输线圈的阵列上是否存在外来物体。

根据另一个实施方案，该控制电路被配置为测量无线功率传输线圈中的每个无线功率传输线圈的电感值，并且被配置为在确定任何外来物体是否与无线功率接收设备中的无线功率接收线圈重叠时使用所测量的电感值。

根据另一个实施方案，该控制电路被配置为存储在不存在任何外来物体的情况下与无线功率传输线圈的阵列上的无线功率接收设备的存在相关联的线圈电感值组。

根据另一个实施方案，该电感测量电路包括脉冲响应测量电路，该脉冲响应测量电路耦合到无线功率传输线圈的阵列。

根据另一个实施方案，该控制电路被进一步配置为通过至少部分地基于所测量的电感值选择无线功率传输线圈的阵列中的给定线圈以传输无线功率信号来控制无线功率信号的传输。

根据另一个实施方案，该控制电路被配置为响应于确定存在外来物体而阻止无线功率信号的传输。

根据另一个实施方案，该控制电路被配置为响应于通过将所测量的电感值与线圈电感值进行比较来确定不存在外来物体而传输无线功率信号。

根据一个实施方案，提供一种被配置为将无线功率信号传输到无线功率接收设备的无线功率传输设备，该无线功率传输设备包括：无线功率传输线圈的阵列；耦合到无线功率传输线圈的阵列的无线功率发射器电路；耦合到无线功率传输线圈的阵列的电感测量电路；以及控制电路，该控制电路被配置为利用电感测量电路测量无线功率传输线圈中的至少一些的电感值；以及将所测量的电感值与在不存在外来物体的情况下与无线功率传输线圈的阵列上的无线功率接收设备的存在相关联的无线功率传输线圈的阵列的线圈电感值进行比较。

根据另一个实施方案，该控制电路被配置为响应于确定所测量的电感值与线圈电感值不匹配而阻止无线功率信号的传输。

根据另一个实施方案，该控制电路被配置为响应于确定所测量的电感值与线圈电感值匹配而传输无线功率信号。

根据另一个实施方案，该控制电路被配置为存储用于与所测量的电感值进行比较的线圈电感值组。

根据另一个实施方案，该电感测量电路包括脉冲响应测量电路。

根据另一个实施方案，该控制电路被配置为测量无线功率传输线圈中的每个无线功率传输线圈的电感值，以确定任何外来物体是否与无线功率接收设备中的无线功率接收线圈重叠。

根据另一个实施方案，该控制电路被进一步配置为通过至少部分地基于所测量的电感值选择无线功率传输线圈的阵列中的给定线圈以传输无线功率信号来控制无线功率信号的传输。

根据另一个实施方案，该控制电路被配置为通过仅将不同于标称线圈电感值的那些所测量的电感值与在不存在外来物体的情况下无线功率传输线圈的阵列上的无线功率接收设备的存在相关联的线圈电感值进行比较来确定在不存在外来物体的情况下阵列上是否存在无线功率接收设备。

前述内容为例示性的并且可对所述实施方案作出各种修改。前述实施方案可独立地实施或者可以任意组合进行实施。

Claims (20)

1.一种无线功率传输设备，所述无线功率传输设备被配置为将无线功率信号传输到无线功率接收设备中的无线功率接收线圈，所述无线功率传输设备包括：

无线功率传输线圈的阵列；

逆变器电路，所述逆变器电路耦合到所述无线功率传输线圈的阵列；

脉冲响应测量电路，所述脉冲响应测量电路耦合到所述无线功率传输线圈的阵列；和

控制电路，所述控制电路被配置为：

存储所述阵列的有效线圈电感组，其中每个有效线圈电感组对应于当在不存在外来物体的情况下充电表面上存在所述无线功率接收设备时发生的所述阵列中的所述无线功率传输线圈的电感值；

利用所述脉冲响应测量电路测量所述无线功率传输线圈中的至少一些的电感值；以及

将所测量的电感值与和所述无线功率传输线圈的阵列相关联的所述有效线圈电感组进行比较，以确定在不存在外来物体的情况下所述阵列上是否存在所述无线功率接收设备。

2.根据权利要求1所述的无线功率传输设备，其中所述控制电路通过将所测量的电感值与所述有效线圈电感组进行比较来确定外来物体是否与所述无线功率接收线圈重叠，并且其中所述控制电路被进一步配置为：

基于通过将所测量的电感值与所述有效线圈电感组进行比较来确定任何外来物体是否与所述无线功率接收线圈重叠，利用所述逆变器电路和所述无线功率传输线圈的阵列控制所述无线功率信号的传输。

3.根据权利要求2所述的无线功率传输设备，其中所述控制电路被配置为：

响应于确定没有外来物体与所述无线功率接收线圈重叠而传输所述无线功率信号；以及

响应于检测到外来物体与所述无线功率接收线圈重叠而阻止所述无线功率信号的传输。

4.根据权利要求3所述的无线功率传输设备，其中所述控制电路被配置为通过利用所述逆变器电路向所述无线功率传输线圈施加脉冲并利用所述脉冲响应测量电路测量对应脉冲响应来测量所述无线功率传输线圈的电感值。

5.根据权利要求4所述的无线功率传输设备，其中所述控制电路被进一步配置为通过至少部分地基于所测量的电感值选择所述无线功率传输线圈的阵列中的给定线圈以传输所述无线功率信号来控制所述无线功率信号的所述传输。

6.一种无线功率传输设备，所述无线功率传输设备被配置为将无线功率信号传输到无线功率接收设备，所述无线功率传输设备包括：

无线功率传输线圈的阵列；

逆变器电路，所述逆变器电路耦合到所述无线功率传输线圈的阵列；

电感测量电路，所述电感测量电路耦合到所述无线功率传输线圈的阵列；和

控制电路，所述控制电路被配置为：

利用所述电感测量电路测量所述无线功率传输线圈中的至少一些的电感值；以及

至少部分地通过将所测量的电感值与在不存在任何外来物体的情况下所述无线功率传输线圈的阵列上的所述无线功率接收设备的存在相关联的线圈电感值进行比较来确定所述无线功率传输线圈的阵列上是否存在外来物体。

7.根据权利要求6所述的无线功率传输设备，其中所述控制电路被配置为测量所述无线功率传输线圈中的每个无线功率传输线圈的电感值，并且被配置为在确定任何外来物体是否与所述无线功率接收设备中的无线功率接收线圈重叠时使用所测量的电感值。

8.根据权利要求7所述的无线功率传输设备，其中所述控制电路被配置为：

存储在不存在任何外来物体的情况下与所述无线功率传输线圈的阵列上的所述无线功率接收设备的存在相关联的线圈电感值组。

9.根据权利要求6所述的无线功率传输设备，其中所述电感测量电路包括脉冲响应测量电路，所述脉冲响应测量电路耦合到所述无线功率传输线圈的阵列。

10.根据权利要求6所述的无线功率传输设备，其中所述控制电路被进一步配置为通过至少部分地基于所测量的电感值选择所述无线功率传输线圈的阵列中的给定线圈以传输所述无线功率信号来控制所述无线功率信号的所述传输。

11.根据权利要求6所述的无线功率传输设备，其中所述控制电路被配置为响应于确定存在外来物体而阻止所述无线功率信号的传输。

12.根据权利要求6所述的无线功率传输设备，其中所述控制电路被配置为响应于通过将所测量的电感值与所述线圈电感值进行比较来确定不存在外来物体而传输所述无线功率信号。

13.一种无线功率传输设备，所述无线功率传输设备被配置为将无线功率信号传输到无线功率接收设备，所述无线功率传输设备包括：

无线功率传输线圈的阵列；

无线功率发射器电路，所述无线功率发射器电路耦合到所述无线功率传输线圈的阵列；

电感测量电路，所述电感测量电路耦合到所述无线功率传输线圈的阵列；和

控制电路，所述控制电路被配置为：

利用所述电感测量电路测量所述无线功率传输线圈中的至少一些的电感值；以及

将所测量的电感值与在不存在任何外来物体的情况下与所述无线功率传输线圈的阵列上的所述无线功率接收设备的存在相关联的所述无线功率传输线圈的阵列的线圈电感值进行比较。

14.根据权利要求13所述的无线功率传输设备，其中所述控制电路被配置为响应于确定所测量的电感值与所述线圈电感值不匹配而阻止所述无线功率信号的传输。

15.根据权利要求14所述的无线功率传输设备，其中所述控制电路被配置为响应于确定所测量的电感值与所述线圈电感值匹配而传输所述无线功率信号。

16.根据权利要求15所述的无线功率传输设备，其中所述控制电路被配置为存储用于与所测量的电感值进行比较的所述线圈电感值组。

17.根据权利要求16所述的无线功率传输设备，其中所述电感测量电路包括脉冲响应测量电路。

18.根据权利要求15所述的无线功率传输设备，其中所述控制电路被配置为测量所述无线功率传输线圈中的每个无线功率传输线圈的电感值，以确定任何外来物体是否与所述无线功率接收设备中的无线功率接收线圈重叠。

19.根据权利要求15所述的无线功率传输设备，其中所述控制电路被进一步配置为通过至少部分地基于所测量的电感值选择所述无线功率传输线圈的阵列中的给定线圈以传输所述无线功率信号来控制所述无线功率信号的所述传输。

20.根据权利要求15所述的无线功率传输设备，其中所述控制电路被配置为通过仅将不同于标称线圈电感值的那些所测量的电感值与在不存在外来物体的情况下所述无线功率传输线圈的阵列上的所述无线功率接收设备的存在相关联的所述线圈电感值进行比较来确定在不存在外来物体的情况下所述阵列上是否存在所述无线功率接收设备。

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