CN111052542A - 电力传输装置、电力接收装置、无线电力传输系统及其控制方法 - Google Patents

电力传输装置、电力接收装置、无线电力传输系统及其控制方法 Download PDF

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Abstract

通过使用从电力供应装置供应的电力将电力无线地传输到电力接收装置的电力传输装置包括：第一认证单元，其被配置为向电力供应装置执行设备认证；第二认证单元，其被配置为向电力接收装置执行设备认证；以及控制单元，其基于由第一认证单元进行的设备认证结果和由第二认证单元进行的设备认证结果，执行与电力接收装置的有关传输电力的协商。

Description

电力传输装置、电力接收装置、无线电力传输系统及其控制 方法
技术领域
本发明涉及无线电力传输系统。
背景技术
近年来，无线电力传输技术正在被广泛地开发。日本专利公开No.2016-007116公开了一种电力传输装置和电力接收装置，该电力传输装置和电力接收装置符合由无线充电联盟(Wireless Power Consortium)即非接触充电规范的标准组织所定义的规范(WPC规范)。日本专利公开No.2010-104097还公开了一种用于在电力传输装置与电力接收装置之间进行非接触充电的设备认证方法。根据日本专利公开No.2010-104097，电力传输装置经由电力传输线圈将质询数据发送到电力接收装置，并且电力接收装置经由电力接收线圈向电力传输装置发送通过对质询数据进行认证计算而产生的响应数据。电力传输装置通过核对从电力接收装置接收到的响应数据来执行设备认证协议。
在电力传输装置中，已知经由线缆(例如，USB线缆)从外部电源(例如，AC适配器)接收电力用于向电力接收装置的电力无线传输的布置。如果这些外部电力供应装置(诸如AC适配器和线缆)不是有效设备，则可能向电力传输装置和电力接收装置供应过多的电力。因此，也期望对AC适配器和线缆执行设备认证以确认它们的有效性并且通过与由设备认证所认证的有效性相对应的电力来执行无线电力传输。
同样，例如，在由于诸如WPC规范之类的规范的更新而要传输更高电力的情况下，可以采用新的设备认证处理来认证设备的有效性。在这种情况下，期望保持与支持在采用新设备认证之前使用的较早规范的设备的兼容性。此外，期望在已经通过设备认证证实其有效性的装置之间要执行无线电力传输的情况下，通过使用更高的电力来执行无线电力传输，并且期望即使在装置无法由旧版本进行设备认证的情况下，也可以通过使用由旧版本供应的电力来执行无线电力传输。
发明内容
根据本发明的实施例提供了一种电力传输装置、电力接收装置、无线电力传输系统及其控制方法，它们能够有利地使用认证结果或确定设备认证在无线电力传输操作中是否可执行的结果，该无线电力传输操作中可以执行用于认证设备有效性的设备认证。
根据本发明的一个方面，提供了一种电力传输装置，该电力传输装置通过使用从电力供应装置供应的电力将电力无线地传输到电力接收装置，该电力传输装置包括：第一认证部件，该第一认证部件用于向电力供应装置执行设备认证；第二认证部件，该第二认证部件用于向电力接收装置执行设备认证；以及协商部件，该协商部件用于基于由第一认证部件进行的设备认证的结果和由第二认证部件进行的设备认证的结果执行与电力接收装置的有关传输电力的协商。
根据本发明的另一方面，提供了一种电力接收装置，该电力接收装置接收从电力传输装置无线地传输的电力，该电力接收装置包括：认证部件，该认证部件用于向电力传输装置执行设备认证；通知部件，该通知部件用于向电力传输装置通知电力接收装置具有用于对电力传输装置执行设备认证的功能；确定部件，该确定部件用于基于电力传输装置对通知装置的通知的响应，确定电力传输装置是否支持设备认证；执行部件，该执行部件用于如果由确定部件确定电力传输装置支持设备认证的情况下，通过认证部件执行设备认证；以及电力接收部件，该电力接收部件用于接收从电力传输装置传输的电力，以供应与确定装置的确定的结果和执行装置的设备认证的结果之一相对应的电力。
根据本发明的另一方面，提供了一种无线电力传输系统，该无线电力传输系统包括：电力供应装置；电力传输装置，该电力传输装置被配置为通过使用从电力供应装置供应的电力来无线地传输电力；电力接收装置，该电力接收装置被配置为接收从电力传输装置无线地传输的电力；第一认证部件，该第一认证部件用于使电力传输装置向电力供应装置执行设备认证；第二认证部件，该第二认证部件用于使电力传输装置向电力接收装置执行设备认证；协商部件，该协商部件用于基于第一认证部件的设备认证的结果和第二认证部件的设备认证的结果，使电力传输装置和电力接收装置执行有关传输电力的协商。
根据本发明的另一方面，提供了一种控制电力传输装置的方法，该电力传输装置通过使用从电力供应装置供应的电力来向电力接收装置无线地传输电力，该方法包括：向电力供应装置执行设备认证；向电力接收装置执行设备认证；基于在向电力供应装置执行设备认证时获得的结果和在向电力接收装置执行设备认证时获得的结果，执行与电力接收装置的有关传输电力的协商。
根据本发明的另一方面，提供了一种控制电力接收装置的方法，该电力接收装置接收从电力传输装置无线传输的电力，该方法包括：向电力传输装置执行设备认证；向电力传输装置通知电力接收装置具有执行对电力传输装置的设备认证的功能；基于电力传输装置对通知中的通知的响应，确定电力传输装置是否支持设备认证；以及如果在确定中确定电力传输装置支持设备认证，则在执行中执行设备认证。
根据本发明的另一方面，提供一种控制无线电力传输系统的方法，该无线电力传输系统包括电力供应装置、电力传输装置以及电力接收装置，该电力传输装置被配置为通过使用从电力供应装置供应的电力来无线地传输电力，该电力接收装置被配置为接收从电力传输装置无线地传输的电力，该方法包括：使电力传输装置向电力供应装置执行设备认证；使电力传输装置向电力接收装置执行设备认证；以及使电力传输装置和电力接收装置基于使电力传输装置向电力供应装置执行设备认证时获得的结果以及使电力传输装置向电力接收装置执行设备认证时获得的结果，执行有关传输电力的协商。
(参照附图)阅读示例性实施例的以下描述，本发明的进一步特征将变得十分清楚。
附图说明
图1是示出根据实施例的电力传输装置的布置的示例的框图。
图2是示出根据实施例的电力接收装置的布置的示例的框图。
图3是示出根据实施例的非接触充电系统的布置的示例的框图。
图4是包括USB认证和WPT认证的非接触充电系统的操作序列图。
图5是示出由电力传输装置的控制单元进行的GP设置处理的流程图。
图6是示出设备认证结果与GP设置值之间的关系的表。
图7是示出直到由电力传输装置的控制单元进行电力传输为止的状态转变的流程图。
图8A是与电力传输装置和电力接收装置之间的通信有关的序列图。
图8B是与电力传输装置和电力接收装置之间的通信有关的序列图。
图8C是与电力传输装置和电力接收装置之间的通信有关的序列图。
图8D是与电力传输装置和电力接收装置之间的通信有关的序列图。
图8E是与电力传输装置和电力接收装置之间的通信有关的序列图。
图9A是示出直到由电力接收装置的控制单元进行电力传输为止的状态转变的流程图。
图9B是示出直到由电力接收装置的控制单元进行电力传输为止的状态转变的流程图。
图9C是示出直到由电力接收装置的控制单元进行电力传输为止的状态转变的流程图。
图10A是示出配置分组的布置的视图。
图10B是示出电力传输器能力分组的布置的视图。
具体实施方式
下文将参考附图描述本发明的实施例。在下文要描述的实施例中，将描述这样的设备认证，该设备认证除了电力装置的有效性之外还确认将用作电力传输装置的电力供应装置的AC适配器和线缆的有效性。另外，以下的实施例将描述即使在用作电力传输装置的电力供应装置的AC适配器和线缆不支持设备认证的情况下，也能够在确保安全的同时执行无线电力传输的机制。此外，将描述一种控制方法，该方法用于向电源进行设备认证，并且用于通过使用设备认证的多种类型的设备认证协议来经由电力传输线圈和电力接收线圈在电力传输装置和电力接收装置之间进行适当的无线电力传输。
图3是示出作为根据实施例的无线电力传输系统的非接触充电系统的布置的示例的框图。在图3中，电力传输装置(下文中称为TX 100)将从AC适配器301经由USB线缆300供应的电力无线传输至电力接收装置(下文中称为RX 200)。RX 200接收从TX 100无线传输的电力，并对例如电池充电。AC适配器301通过将经由电源插头302提供的商用电源的电力转换为适合于TX 100的电压来向TX 100供应电力。
图1是示出可应用于图3所示的非接触充电系统的电力传输装置(TX 100)的布置的示例的框图。TX 100符合WPC规范，并具有WPC规范v1.2.2中描述的功能。假设根据本实施例的TX 100具有向也符合WPC规范的电力接收装置(RX 200)的充电单元供应足以输出高达最大15W的功率的电力的能力。注意，TX 100和RX 200将被描述为符合WPC规范的装置。然而，本发明不限于此，并且可以使用其他非接触充电规范。
控制单元101控制整个TX 100。控制单元101的示例是中央处理单元(CPU)。电源102符合USB电力输送规范，并且还符合USB认证规范，通过该USB认证规范执行所连接的USB设备之间的设备认证。电源102从AC适配器301经由USB线缆300接收用于TX 100的操作电力，并且供应该电力以至少使控制单元101和电力传输单元103操作。电力传输单元103产生AC电压和AC电流，以经由电力传输线圈105传输到电力接收装置(RX 200)。更具体地，电力传输单元通过具有使用FET的半桥或全桥配置的开关电路将由电源102供应的DC电压转换为AC电压。电力传输单元103包括控制FET的ON/OFF的栅极驱动器。
通信单元104基于WPC规范与RX 200(图2中的通信单元204)执行无线电力传输控制通信。在本实施例中，假设由通信单元104执行的通信是所谓的入站通信，在该入站通信中通过调制由电力传输单元103产生的AC电压或电流，将通信叠加在无线电力上。然而，本发明不限于此，并且通信单元可以执行使用与电力传输单元103的频率不同的频率的出站通信。例如，可以采用NFC、RFID、Wi-Fi(IEEE802.11系列)、BluetoothTM等用于出站通信。显示单元106显示并向用户通知TX 100本身的状态或非接触充电系统的状态，该非接触充电系统包括诸如如图3所示的TX 100、RX 200、USB线缆300、AC适配器301等的设备。在本实施例中，显示单元106被描述为LED。然而，只要显示单元可以向用户通知上述状态，其可以具有另一布置，并且该显示单元可以是扬声器、振动产生电路或显示器。
存储器107存储TX 100和非接触充电系统的整体状态和其每个组件的状态(图3)。第一认证单元108对电源102以及连接到该电源102的USB线缆300和AC适配器301执行设备认证。在本实施例中，第一认证单元108被描述为符合USB认证规范的单元。然而，第一认证单元可能符合支持设备认证的另一规范，可以是高通公司(Qualcomm)的快速充电(QuickCharge)规范，或者可以符合除这些规范之外的其他规范。第二认证单元109通过经由通信单元104的通信来执行TX 100和RX 200之间的设备认证。在本实施例中，将由第二认证单元109执行的设备认证称为无线电力传送认证(WPT认证)。
尽管在图1中将控制单元101、电源102、电力传输单元103、通信单元104、存储器107、第一认证单元108和第二认证单元109描述为单独的组件，但是这些组件中的任意多个组件可以结合在单个芯片中。例如，可以将符合电力输送规范的电源102和符合USB认证规范的第一认证单元108结合在单个芯片中作为与USB相关的芯片。在这种情况下，控制单元101和与USB有关的芯片可以通过例如通用输入/输出(GPIO)或串行通信来连接。
图2是示出根据本实施例的电力接收装置(RX 200)的布置的示例的框图。RX 200符合由WPC定义的规范，并具有WPC规范v1.2.2中描述的功能。
在RX 200中，控制单元201控制整个RX 200。控制单元201的示例是CPU。电力接收单元203将从电力传输线圈105经由电力接收线圈205接收的AC电压和AC电流转换为用于操作控制单元201和充电单元206的DC电压和DC电流。假设根据本实施例的电力接收单元203具有向充电单元206输出高达最大15W的功率的能力。
通信单元204基于WPC规范执行与TX 100的通信单元104的非接触充电控制通信。该控制通信是对经由电力接收线圈205接收的电磁波执行负载调制的所谓的入站通信。然而，本发明不限于此，并且通信单元可以通过使用与电力传输单元103的频率不同的频率来执行出站通信。可以采用NFC、RFID、Wi-Fi(IEEE802.11系列)、BluetoothTM等用于出站通信。
充电单元206通过使用从电力接收单元203供应的DC电压和DC电流对电池207充电。认证单元208通过经由通信单元204的通信在TX 100(第二认证单元109)和RX 200之间执行WPT认证。存储器209存储RX 200和非接触式充电系统(图3)的整体状态和其每个组件的状态。注意，在下文中将TX 100或RX 200符合WPC规范(包括WPT认证)的状态表示为符合WPC规范版本A的状态。此处假设WPC规范版本A为WPC规范v1.2.2后续的规范，并且至少WPT认证功能已经被添加到该WPC规范版本A。
显示单元202显示电力供应状态、充电状态等。在本实施例中，显示单元202将被描述为LED。然而，只要显示单元可以向用户通知上述状态，其可以具有另一布置，并且该显示单元可以是例如扬声器、振动产生电路或显示器。注意，尽管在图2中将电力接收单元203、认证单元208、控制单元201、存储器209、通信单元204和充电单元206描述为单独的组件，但是这些组件中的任意多个组件可以结合在单个芯片中。
在根据本实施例的包括上述布置的非接触充电系统中，TX 100的第一认证单元108通过使用AC适配器301、USB线缆300和第一通信协议(例如，经由USB线缆进行USB认证)执行设备认证。TX100的第二认证单元109通过使用第二通信协议来执行向RX 200的设备认证，该第二通信协议使用与由第一通信协议用于通信的介质不同的介质(例如，电力传输线圈105和电力接收线圈205)。
AC适配器301、USB线缆300和TX 100(电源102)是根据图3所示的实施例的非接触充电系统中的USB设备。USB设备支持USB认证并且成功进行USB认证的状态指示当施加由USB认证预定的电力时，这些设备没有诸如过热等的风险。即，当USB认证成功时，即使从AC适配器301经由USB线缆300向TX 100的电源102供应预定的电力，TX 100的电源102、USB线缆300和AC适配器301也不会过热。
如果TX 100的电源102、USB线缆300和AC适配器301(形成向TX 100的电力传输单元103的电力供应路径)中的一个不支持USB认证，则USB认证当然不会成功。在这种情况下，当施加预定功率时，对于不支持USB认证的设备存在诸如过热等的风险。此处描述的设备不支持USB认证的状态包括该设备符合USB规范的先前版本中的多个版本之一的状态，这些先前版本是在定义当前USB认证规范之前被设置的。在本实施例中，假设符合在定义USB认证规范之前被设置的USB规范的先前版本中的多个版本之一的UBS设备将被称为传统USB设备。
如果TX 100的电源102、USB线缆300和AC适配器301之一中的USB认证失败，则由于这也是USB认证不成功的情况，因此当施加上述预定功率时会存在上述风险。此处，USB认证失败的状态包括有可能USB线缆300和AC适配器301中的一个或两个是可能看上去支持USB认证但实际上不支持USB认证的恶意USB设备的状态。
RX 200和TX 100符合WPC规范版本A并成功进行WPT认证的情况表示，即使RX 200和TX 100交换了预定功率，也没有诸如过热等的风险。另一方面，当RX 200和TX 100中的一个或两个不符合WPC规范版本A时，WPT认证不成功。在这种情况下，如果供应上述预定功率，则不符合WPC规范版本A的每个装置承受诸如过热等的风险。此处，装置不符合WPC规范版本A的状态包括该装置符合在WPC规范版本A之前设置的WPC规范的多个先前版本之一的状态。在本实施例中，假设符合在WPC规范版本A之前设置的WPC规范的多个先前版本之一的TX或RX将被称为传统TX或传统RX。
如果用于TX 100和RX 200的WPT认证失败，则有可能TX或RX可能是恶意TX或RX，其似乎符合WPT认证但实际上不符合WPT认证(因为如果该装置支持WPT认证，则认证始终会成功)。在这种情况下，由于WPT认证不成功，所以当施加上述预定功率时存在诸如过热等的风险。
在本实施例中，确定当USB线缆300和AC适配器301的USB认证成功并且RX 200和TX100的WPT认证成功时，可以安全地供应预定功率。即，即使RX 200的电力接收单元203将预定功率(15W)供应到负载(在本实施例中为充电单元206)，也不会存在诸如过热等的风险。另一方面，当TX 100(电源102)、USB线缆300和AC适配器301之一的USB认证不成功时或者当RX 200或TX 100的WPT认证不成功时，有可能无法安全地供应预定功率。即，如果RX200的电力接收单元203向负载供应15W的预定功率，则将存在诸如过热等的风险。在下文假设当认证失败时，将由电力接收单元203供应的电力限制为低于预定功率(例如15W)的功率(例如5W以下)以避免这些风险。
然而，在现有技术中，尚未提出在如上所述的存在诸如USB认证和WPT认证的多个设备认证协议的系统中考虑该多个认证方法的控制方法。
图4是根据本实施例的包括USB认证和WPT认证的序列图。图5是示出根据本实施例的电力传输装置(TX 100)的控制单元101的与保证功率(以下称为GP)设置有关的操作的流程图。GP表示这样的功率值：即使TX 100和RX 200的位置关系发生了切换，并且在电力传输线圈105和电力接收线圈205之间的电力传输效率减少，对于向电力接收单元203的负载的输出功率也保证该功率值。电力接收单元203的负载是电力接收单元203的电力供应对象，至少包括充电单元206。例如，如果GP为5W，则TX 100控制电力传输单元103，使得即使通过电力传输线圈和电力接收线圈之间的位置关系的切换减少了线圈之间的电力传输效率，电力接收单元203也能够输出5W的功率。图4和图5中所示的操作(GP确定操作)稍后将在图6的解释中被描述。
图6是示出根据USB认证和WPT认证的结果在协商中(稍后将描述)使用的每个GP限制值的示例的表。
列600的“USB认证不支持”指示TX 100的电源102、USB线缆300和AC适配器301中的至少一个不支持USB认证(但是认证已经在支持USB认证的每台设备中成功)的状态。列601的“USB认证失败”指示尽管设备支持USB认证但TX 100的电源102、USB线缆300和AC适配器301之一的USB认证失败的状态。列602的“USB认证成功”指示对于TX 100的电源102、USB线缆300和AC适配器301中的每一个的USB认证已经成功的状态。行603指示RX 200不支持WPT认证的状态，行604指示尽管支持WPT认证但RX 200的WPT认证失败的状态，而行605指示WPT认证已经在支持WPT的RX 200中成功的状态。注意，当在表格的字段中写入三种类型的GP电压值“0、2.5、5”时，将预先确定采用这些值之一。
根据图6，在USB认证不支持状态(列600)的情况下，通过将GP限制为5W，不管WPT认证的结果如何，都可以执行避免诸如过热等的风险的电力传输。在列600的WPT认证失败状态(行604)的情况下，GP可以限制为小于WPT认证不支持状态(行603)的情况下的值，诸如0W(无电力传输)或2.5W(低于5W)。这是因为WPT认证失败指示RX可能是支持WPT认证但不能准确支持WPT认证的恶意RX(例如，不满足WPC规范的伪造装置)。尽管从诸如过热等上述风险的观点来看，将GP限制到5W就足够了，但是将GP限制为比不支持WPT认证但准确地符合规范的传统RX的GP低的GP(0W或2.5W)，具有消除伪造设备的优点。
以相同的方式，在USB认证失败状态(列601)的情况下，GP可以被限制为小于USB认证不支持状态(列600)的情况下的值，诸如0W(无电力传输)或2.5W(低于5W)。这是因为USB认证失败指示USB设备可能是支持USB认证但不能准确支持USB认证的恶意USB设备。因此，将GP限制为0W或2.5W，其比不支持USB认证但准确地符合规范的传统USB的GP低，具有消除伪造设备的优点。
另外，USB认证成功状态(列602)的情况指示，即使RX 200向负载供应15W的功率，图3的系统中与USB相关的TX 100的电源102、USB线缆300和AC适配器301不存在上述风险。因此，TX 100基于WPT认证的结果来设置GP。在WPT认证不支持状态(行603)的情况下，基于上述原因将GP设置为5W，而在WPT认证失败状态(行604)的情况下，将GP限制到较低的GP值(0W或2.5W)。在USB认证成功(列602)并且WPT认证也成功(行605)的情况下，确定不存在上述风险，并且TX 100将15W(即TX 100和RX 200中每一个的能力的最大值)设置为GP限制值。以这种方式，当USB认证和WPT认证的设备认证操作中的全部都成功时，在协商阶段执行的协商中确定通过TX 100和RX 200的最大能力的电力传输(稍后将描述)。
＜非接触充电系统中从激活到电力传输的序列＞
将通过使用图4和图5描述在图3中所示的非接触充电系统中从激活到电力传输的序列。如果在认证对象设备中存在至少一个不支持认证操作或认证失败的设备，则TX 100以USB认证和WPT认证进行操作，以限制传输电力。
当USB线缆300和AC适配器301连接到TX 100的电源102时(400)，TX 100的控制单元101执行USB认证(401，步骤S501)。在USB认证中，控制单元101使第一认证单元108进行操作，并确定是否所有认证对象USB设备(在本实施例中为USB线缆300和AC适配器301两者)都支持USB认证。当执行的USB认证操作中的全部都成功时，第一认证单元108对USB设备中的全部执行USB认证，并确定“USB认证成功”。另外，在本实施例中，针对USB设备中的全部进行USB认证都失败的情况，已经将“USB认证不支持”和“USB认证失败”设置为认证结果。如果甚至有一个设备支持USB认证但未通过认证，都确定为“USB认证失败”。当未成功通过认证的设备中的全部都是不支持USB认证的设备时，确定为“不支持USB认证”。
例如，在AC适配器301的USB认证成功但USB线缆300不支持USB认证的情况下，确定为“不支持USB认证”。另外，例如，在AC适配器301的USB认证成功但尽管USB线缆中支持USB认证但USB线缆300的USB认证失败的情况下，确定为“USB认证失败”。附加地，例如，如果AC适配器301和USB线缆300的USB认证都成功，则确定“USB认证成功”。控制单元101将这些USB认证结果保持在存储器107中(步骤S502)。
接下来，控制单元101基于USB PD(USB电力输送规范)的序列，相对于AC适配器301确定从AC适配器301供应的电压和电流的电力规范(402)。由于电源电压由TX 100的内部布置确定，因此在这种情况下电流值被确定。假设在图3的系统中电源102的电压为15V，并且电源102的输出电流最大为3A。此处，为了减小电流值，TX 100的控制单元101执行如图6所示的确定操作。例如，在“USB认证不支持”的情况下，基于图6的列600，通过在WPC规范的协商阶段(稍后描述)中的协商将5W确定为最大GP值。
控制单元101考虑到TX 100内部的损耗来确定电流值。例如，假设电力传输线圈和电力接收线圈的位置已经改变，并且当5W(即线圈之间的效率最低时的GP)被输出到RX 200时，系统效率为50％。在这种情况下，由电源102供应到电力传输单元103和控制单元101的电力为10W(5W×2)。由于电源电压为15V，因此输出电流为0.67A。在本实施例中，在USB设备之一不支持USB认证的情况下，为避免风险将GP限制为5W就足够了。因此，要由电源102通过基于USB PD的序列来与AC适配器301协商而确定的电流值大约为0.67A就足够。基于要确定的电流值，TX 100的控制单元101以AC适配器301确定电力规范。另一方面，在USB认证成功的情况下，将电力规范确定为2.0A(15W×2/15V)，从而可以支持15W的GP值。
TX 100的控制单元101激活电力传输单元103(403)。可以通过从电源102向控制单元101、电力传输单元103和通信单元104中的至少一个输入电力的所谓仅电力(power-only)设置来执行对电力传输单元103的激活。替代地，第一认证单元108可以通过将复位信号(LO：大约0V)(未示出)输入到TX 100的控制单元101、电力传输单元103和通信单元104中的至少一个来复位控制单元101、电力传输单元103和通信单元104中的至少一个。在这种情况下，在确定电力规范并且已经确定GP值之后，第一认证单元108通过将复位信号改变为HI(例如3.3V)来取消复位。
当电力传输单元103被激活时，TX 100开始符合WPC规范的操作。在本实施例中，除了符合WPC规范的每个阶段之外，认证阶段被定义为执行WPT认证的阶段。在认证阶段，TX和RX基于WPT认证执行设备认证操作。如果TX和RX均支持认证阶段，则TX和RX以选择阶段、分组互联网搜索(ping)阶段、识别和配置阶段(I&C阶段)、认证阶段、协商阶段、校准阶段和电力传送阶段(PT阶段)的顺序进行状态转换。
更具体地，首先在选择阶段中，电力传输单元103经由电力传输线圈105发送模拟ping(405)。模拟ping是用于检测存在于电力传输线圈105附近的对象的极低电力信号。TX100在模拟ping发送时检测电力传输线圈的电压值或电流值，如果电压低于预定阈值或电流值超过预定阈值，则确定存在对象，然后将处理转换为ping阶段。
在ping阶段，TX 100以比模拟ping高的功率发送数字ping。数字ping具有足够的功率以激活存在于电力传输线圈105附近的RX200的控制单元201。RX 200的控制单元201在被经由电力接收线圈205接收到的数字ping激活之后，将接收到的电压的幅度通知TX 100(407)，并且转换到I&C阶段。在接收到所接收的电压值的通知后，TX 100转换到I&C阶段。接下来，RX 200将ID分组和配置分组发送到TX 100(408、409)。
接下来，第二认证单元109在认证阶段中执行WPT认证处理(410，S503)。认证对象是作为无线电力传输系统中的电力接收装置的RX200。控制单元101将该WPT认证结果保持在存储器107中(步骤S504)。控制单元101基于图6以及在步骤S502中保持在存储器107中的USB认证结果以及在步骤S504中保持在存储器107中的WPT认证，确定(404，步骤S505)在协商阶段要使用的GP的最大值。稍后将参考图8E描述认证阶段的细节。
随后，TX 100的控制单元101通过在协商阶段与RX 200的协商来确定GP(411)。此处执行协商以使传输功率等于或小于GP值(404)，即所允许的传输功率，其已经由第一认证单元108(USB认证)和第二认证单元109(WPT认证)基于设备认证结果进行了限制。例如，如果USB认证结果是“USB认证成功”并且WPT认证结果是“WPT认证成功”，则如图6所示，允许将GP设置为达到15W。另一方面，如果USB认证结果为“USB认证不支持”，则GP被限制为5W或以下。在这种情况下，如果在协商阶段从RX 200的控制单元201请求超过5W的GP，则TX 100的控制单元101向该请求发送NAK。否则，如果请求等于或小于限制值的GP，则控制单元101发送确认(ACK)。
如上所述，由于TX 100的控制单元101基于来自USB认证和WPT认证两者的结果来设置GP，因此通过在多个认证操作中的一个认证失败时限制GP的幅度可以避免诸如过热等的风险。仅在认证操作中的全部都成功的情况下，才可以将GP设置为电力传输单元103的能力的最大值。
接下来，TX 100的控制单元101发送(412)原因通知，以将对GP限制的原因通知到RX 200的控制单元201。来自第一认证单元108和第二认证单元109的设备认证结果通过原因通知被发送到作为电力接收装置的RX 200。该原因通知可以是结果(RESULT)分组(图8E的820)，其将在稍后描述。在本实施例中，TX 100的控制单元101将与TX 100的电源102有关的WPT认证结果和USB认证结果存储在结果分组中，并将该结果分组发送到RX 200的控制单元201。例如，控制单元101在结果分组中设置用于存储WPT认证结果的1位，如果WPT认证成功则存储“1”，或者如果WPT认证不成功则存储“0”。控制单元101在结果分组中设置用于存储AC适配器301和USB线缆300的USB认证结果的1位，如果全部USB认证操作都成功则存储“1”，否则存储“0”。以这种方式，控制单元101发送存储有设备认证结果的结果分组。
随后，TX 100的控制单元101和RX 200的控制单元201执行校准阶段的处理(413)，并转换到PT阶段。在PT阶段，RX 200向负载供应电力(414)。RX 200的控制单元201可以基于原因通知在显示单元202上显示(416)电力被限制的消息(412)。以相同的方式，TX 100的控制单元101可以基于设备认证结果(原因通知)在显示单元106上显示(415)电力被限制的消息。例如，它可以基于结果分组的USB认证结果和WPT认证结果显示消息“由于USB认证(因为USB设备)不成功而执行低速充电”。通过该显示，用户可以知道充电将花费比电力不受限制时的更长的时间，并且可以采取诸如将USB线缆或USB适配器更换为USB认证支持产品等之类的措施。该显示还可以参考WPT认证结果，并且显然可以实现相同的效果。另外，在没有电力限制的情况下，可以通过显示LED的不同颜色或发光图案来执行显示。通过使用与在没有电力限制的情况下使用的声音或振动不同的声音或振动来通知用户，可以实现相同的效果。
在本实施例中，在由USB认证确定是否限制传输电力之后，激活WPC电力传输装置。然而，在同时激活USB设备和WPC装置、异步执行USB认证和WPT认证并且开始在WPC装置之间的电力传输之后，已经确定了由USB认证进行的传输电力限制的情况下，可以通过重新协商限制WPC的电力传输来达到相同的效果。然而，根据本实施例，通过在确定是否限制USB认证中的传输电力之后激活WPC电力传输装置，可以期待附加效果。当在协商阶段(411)TX 100要确定GP时，由于已经在USB认证中确定是否限制传输电力，所以不需要产生重新协商的处理。
＜与WPT认证操作的向后兼容性＞
随着WPC规范传输的电力更大，为了避免风险，需要将WPT认证功能添加到旧版WPC规范中。在这种情况下，具有WPT认证功能的TX必须不仅确保与也具有WPT认证功能的RX的向后兼容性，而且确保与传统RX的向后兼容性。类似地，具有WPT认证功能的RX必须确保与传统TX的向后兼容性。然而，尚未提出一种用于添加符合传统WPC规范的同时还考虑向后兼容性的WPT认证功能的技术。
因此，在将新设备认证添加到无线电力传输的标准规范的情况下，以下将描述维持与不符合新设备认证的版本的标准规范的兼容性的模式。
图7是示出根据该实施例的TX 100的控制单元101的操作的流程图。图8A至图8B是用于解释版本A中的TX 100或RX 200的向后兼容性的序列图。虽然根据本实施例的WPT认证将被描述为与USB认证以相同方式使用数字证书的质询响应设备认证，WPT认证不限于此。TX 100用作将质询文本发送到RX 200的发起方，而RX 200用作对质询文本进行加密并将所加密的质询文本发送到TX 100的响应方。图9A至图9C是示出RX 200的控制单元201的操作的流程图。图10A是示出遵循WPC规范的配置分组的位布置的示例的视图。图10B是示出遵循WPC规范的电力传输器p兼容性分组的位布置的示例的视图。注意，贯穿所有附图中，相同的附图标记表示相同的组件。
在解释序列图和流程图之前，将描述基于WPC规范v1.2.2的TX和RX类别。各具有5W的GP的TX和RX归类在基本电力分布(BPP)之下。各具有高于5W但不大于15W的GP的TX和RX归类在扩展电力分布(EPP)。另外，在WPC规范v1.2.2中，已经添加执行TX和RX之间与GP相关的协商的功能。被归类在EPP下的TX和RX都具有协商功能。被归类在BPP下的TX和RX被进一步归类为支持协商功能的装置和不支持协商功能的装置。TX可以通过配置分组(图10A)中的Neg位(组块4，位7)来确定RX是否具有协商功能，在该配置分组中描述了RX的设置信息。如果Neg位为“1”，则RX具有协商功能。如果Neg位为“0”，则RX不具有协商功能。在本实施例中，除非另有指定，否则将假定传统TX和传统RX各具有协商功能，并且在协商阶段执行该协商。
符合WPT认证的WPC规范版本A的TX和RX必须向后兼容符合WPC规范v1.2.2的传统RX和传统TX。即，符合WPC规范版本A的TX需要相对于符合比版本A更早版本的WPC规范的RX无冲突地进行操作。以相同的方式，符合WPC规范版本A的RX需要相对于符合比版本A更早版本的WPC规范的TX无冲突地进行操作。
因此，将参照图7、图8A至图8B以及图9A至图9C描述在本实施例中示出的符合版本A的TX 100和RX 200与WPC规范v1.2.2的向后兼容性。符合WPC规范v1.2.2的传统EPP的TX和RX以选择阶段、ping阶段、I&C阶段、协商阶段、校准阶段和PT阶段的顺序进行状态转换。在传统TX和传统RX中的至少一个是不具有协商功能的BPP设备的情况下，TX和RX以选择阶段、ping阶段、I&C阶段和PT阶段的顺序进行状态转换。
如上所述，如果TX和RX都符合认证阶段，则TX和RX以选择阶段、ping阶段、I&C阶段、认证阶段、协商阶段、校准阶段和PT阶段的顺序进行转换。此处认证阶段要在协商阶段之前执行。原因如下。图6描述了GP的值如何根据WPT认证结果而改变。考虑这样的情况，其中在协商阶段通过TX和RX之间的协商已经确定GP之后，执行向认证阶段的转换。在这种情况下，为了避免由于认证阶段的结果而导致的上述风险，有可能可以再次改变已经确定的GP。这种对GP的再改变是有问题的，因为它使向PT阶段的转换的顺序复杂化，从而花费更多的时间。通过在协商阶段之前执行认证阶段，可以在认证阶段限制GP，并且可以在被限制的GP的前提下在协商阶段确定GP。以这种方式，通过在协商阶段之前的认证阶段限制GP，在向PT阶段的转换中不会发生GP的再改变，并且可以快速地执行向PT阶段的转换。
＜TX 100和RX 200分别为传统TX和传统RX的情况＞
首先，将描述作为在TX 100和RX 200都是符合传统EPP的装置的情况下WPC规范v1.2.2的序列图的图8A。注意，在下面的解释中，假定TX 100对USB线缆300和AC适配器301的USB认证操作已经成功。在图7和图9A的流程图中仅使用与传统EPP有关的部分。即，图7中的步骤S703至S708的处理未在传统TX中呈现，并且图9A中的步骤S903至S905和S908的处理未在传统PX中呈现。注意，在图8A中仅示出了I&C阶段的序列以及与向后兼容性有关的后续阶段的序列。
在TX 100和RX 200之间已经执行了选择阶段和ping阶段的处理之后，状态转换到I&C阶段(步骤S701)。在I&C阶段，RX 200将识别分组(ID分组)发送到TX 100(800，步骤S901)。除了自身的个人识别信息之外，ID分组还存储识别所支持的WPC规范版本(在该情况下为v1.2.2)的信息元素。接下来，RX 200将配置分组发送到TX 100(801，步骤S901)。WPC规范v1.2.2的配置分组包括最大功率值和Neg位，该最大功率值是RX 200可以供应给负载的最大功率的特定值，该Neg位是指示是否有协商功能的位。此处RX 200在Neg位中设置“1”且指示其具有协商功能。
一旦从RX 200接收到ID分组和配置分组(步骤S702)，TX 100确定RX 200是否具有协商功能(步骤S704)。由于RX 200具有协商功能(步骤S704中为“是”)，因此TX 100将ACK发送到配置分组(步骤S713，802)，并且转换到协商阶段(步骤S709)。注意，在RX 200是不支持协商功能的BPP(Neg位为0)的情况下，TX 100将转换到PT阶段(步骤S712)而不发送ACK。类似地，在TX 100本身是BPP并且不支持协商功能的情况下，TX 100将转换到PT阶段而不发送ACK。在这种情况下，GP被限制为5W。
ACK的接收(步骤S902中为“是”)允许RX 200知道TX 100支持协商功能，并且RX转换到协商阶段(步骤S906)。RX 200然后发送特定的请求分组以请求自身装置所需的功率(例如15W)。在这种情况下，RX 200将指示对将15W用于GP的请求的特定请求(15W)作为特定请求分组的信息元素发送到TX 100(803)。此处在发送配置分组之后，如果RX 200没有在15毫秒内接收到ACK(步骤S902中为“否”)，则WPC规范v1.2.2的RX 200将确定(步骤S909)TX100是不具有协商功能的BPP。随后，RX 200转换到PT阶段(步骤S910)。
一旦接收到特定请求(15W)，TX 100将其自身的传输功率与15W进行比较。如果电力传输是可能的，则TX将表示肯定确认的ACK发送到RX 200。否则，TX将指示拒绝请求的NAK发送到RX。此处TX通过确定可以传输15W的功率来确定(步骤S710)15W的GP，并发送(804)ACK。TX 100转换到校准阶段。一旦从TX 100接收到对特定请求(803)的ACK时，RX 200转换到校准阶段(步骤S907)。在校准阶段，TX 100基于在TX 100中测量的从TX 100到RX 200的传输电力值与在RX 200中测量的接收电力值之间的相关性以执行调整。在校准阶段完成之后，TX 100和RX 200转换到PT阶段并开始无线电力传输(步骤S712和S910)。
如上所述，WPC规范v1.2.2的TX 100基于Neg位确定RX 200是具有协商功能的EPP和BPP还是不具有协商功能的BPP。在前一种情况下，TX转换到协商阶段。在后一种情况下，TX转换到PT阶段。
另外，通过基于是否在从配置分组的发送开始的15毫秒内接收到作为响应的ACK来进行确定，如果接收到ACK，则WPC规范v1.2.2的RX 200转换到协商阶段。否则，RX转换到PT阶段。
通过上述操作，在WPC规范v1.2.2中，确保了具有协商功能的TX 100和RX 200与不具有协商功能的TX 100和RX 200之间的兼容性。
＜TX 100为版本A而RX 200为传统RX的情况＞
参照图8B、图6、图7和图9A，将描述TX 100符合版本A而RX 200为传统RX的情况。注意，在以下解释中，假定由TX 100对USB线缆300和AC适配器301的USB认证操作已经成功。由于下面的整个描述是与WPC规范的向后兼容性有关的描述，因此显然，即使在TX 100不包括第一认证单元的布置中，该描述也适用。
首先，将定义配置分组中的Auth位。图10A显示了根据WPC规范v1.2.2的配置分组的布置。注意，将省略与本发明无关的部分的解释。配置分组包括多个保留区域，例如，组块2中从位4到位6的保留区域1001、组块1中从位0到位7的保留区域1000以及组块4中从位2到位0的保留区域1002。在本实施例中，Auth位被布置在组块2的位6中。然而，Auth位的布置不限于此，并且可以布置在其他保留区域中。注意，在WPC规范v1.2.2中保留区域的每个位均为0。如果RX 200本身支持WPT认证，则RX在Auth位中存储“1”。否则，在Auth位中存储“0”。
TX 100通过配置分组中的Auth位来确定RX 200是否支持WPT认证(步骤S703)。由于RX 200是传统RX，因此Auth位为“0”。TX 100确定RX 200不支持WPT认证(在步骤S703中为“否”)，并且转换到协商阶段。此处如果TX从RX 200接收到对15W的GP的请求，则TX将指示拒绝请求的NAK发送到RX 200(805)。如图6中所描述的，这是因为RX 200不支持WPT认证，并且因此TX 100为避免风险确定不应传输15W的功率。
当其请求由NAK拒绝时，RX 200发送由WPC规范v1.2.2定义的通用请求，以知道可由TX 100设置的GP值。此处在本实施例中，在通用请求中，请求传输器能力分组的消息将被表示为通用请求(能力)。传输器能力分组包括可设置的GP值，并且是由WPC规范v1.2.2定义的分组。
一旦接收到通用请求(能力)时(806)，TX 100基于上述图6确定与WPT认证不支持的状态(行603)和USB认证成功的状态(列602)相对应的5W的GP。TX 100将指示5W的信息存储在电力传输器能力分组的保证功率值中，并将该分组发送到RX 200(807)。
如上所述，通过使用在本实施例中定义的Auth位，符合WPC规范版本A的TX 100可以相对于符合比版本A更早版本的WPC规范的传统RX无冲突地进行操作。
<TX 100和RX 200都符合版本A的情况>
接下来，将参考图6、图7、图8E和图9A描述TX 100和RX 200都符合WPT认证处理的情况。注意，在下面的解释中，假定由TX 100对USB线缆300和AC适配器301的USB认证操作已经成功。在解释之前，将描述符合WPT认证的版本A的TX 100和RX 200的操作。
版本A的RX 200向TX 100发送配置分组，其中在Auth位中存储“1”。基于配置分组的Auth位，版本A的TX 100确定RX 200支持WPT认证(步骤S703中为“是”)，并且向RX 200发送ACK(auth)(步骤S705，802)。ACK(auth)是可以与ACK区分开的确认，其由不同于ACK的位模式配置，并且是指示对配置分组的确认并且TX 100支持WPT认证的分组。
一旦确定RX 200以这种方式支持WPT认证，TX 100发送ACK(auth)并且转换到认证阶段(步骤S706)。另一方面，一旦接收到ACK(auth)(步骤S903中为“是”)，RX 200确定TX100支持WPT认证(步骤S904)，并转换到认证阶段(S905)。
图8E中的处理814至820示出了根据本实施例的WPT认证的示例。首先，TX 100将获取摘要(GET_DIGEST)消息发送到RX 200(814，S707)。获取摘要分组是请求与RX 200保持的数字证书有关的信息的分组。RX 200响应于获取摘要分组而发送摘要(DIGEST)(815)。摘要是与RX 200拥有的数字证书有关的信息。接下来，TX100将请求与数字证书有关的详细信息的获取证书(GET_CERTIFICATE)分组发送到RX 200(816)。RX 200响应于获取证书分组而发送证书(CERTIFICATE)(817)。
接下来，TX 100将包括质询文本的质询(CHALLENGE)消息发送到RX(818)，并且RX200将其中质询文本已经被加密的响应(RESPONSE)发送到TX 100(819)。在确认响应的有效性之后，TX 100将结果(成功)(RESULT(success))发送到RX(820，步骤S708)，并且转换到协商阶段(步骤S709)。结果(成功)分组指示WPT认证已成功的响应(RESPONSE)结果。一旦接收到结果(成功)，RX 200转换到协商阶段(步骤S906)。
在协商阶段，TX 100基于上述图6通过确定与WPT认证成功的状态(行605)和USB认证成功的状态(列602)相对应的15W的GP来执行协商操作。一旦从RX 200接收到对于15W的GP的请求(803)，TX 100本身参考图6来设置用于协商的15W的GP值。因此，TX将确认请求的ACK发送到RX 200(804)。如果作为响应的结果认证失败，则TX 100向RX 200发送指示失败的结果(失败)(RESULT(fail))，而不是结果(成功)。TX然后基于图6在随后的协商阶段确定GP值。替代地，TX 100可以在发送结果(失败)之后停止电力传输单元103。
如上所述，根据本实施例的TX 100不仅可以相对于符合比版本A更早版本的WPC规范的RX进行操作，而且还可以相对于符合版本A的RX无冲突地进行操作。
此处将给出关于从获取摘要(814)到结果(成功)(820)的分组之间的时间间隔的补充说明。例如，在WPC规范v1.2.2的协商阶段，要求从TX 100到RX 200的分组的响应在从RX 200的分组的后沿到TX 100的响应分组的前沿的10毫秒之内。然而，在认证阶段中的发起方(TX 100)需要加密/解密处理以确认与数字证书有关并且由RX 200发送的每个分组(摘要、证书和响应)的有效性。因此，在认证阶段中响应需要时间。因此，在认证阶段，相比于其他阶段的响应时间设置了较长的响应时间。在本实施例中，响应时间被设置为50毫秒。即，在图8E中，响应时间是从摘要到获取证书的时间、从证书到质询的时间，以及从响应到结果(成功)的时间。延长响应时间具有减少TX 100的控制单元101以高速操作的需要以及通过降低控制单元101的功耗并使用较低速度的CPU来实现成本降低的效果。
注意，虽然TX 100通过配置分组的Auth位来确定电力接收装置是否支持WPT认证，但是这可以由ID分组中的版本信息来确定。如果当版本信息指示版本A(或任何后续版本)时TX确定电力接收装置支持WPT认证，或者如果当版本信息指示比版本A早的版本时TX确定电力接收装置不支持WPT认证时，可以实现相同的效果。
＜TX为传统TX而RX为版本A的情况1＞
参照图8C、图6和图9A，将描述TX 100为传统TX而RX 200符合版本A的情况。注意，在下面的解释中，假定TX 100对USB线缆300和AC适配器301的USB认证操作已经成功。首先将描述符合版本A的RX 200的操作。
RX 200通过发送支持WPT认证的配置分组来通知TX 100(800、801)。但是，由于TX100是传统TX，它将忽略Auth位。由于RX200符合协商功能，所以TX 100发送ACK并转换为协商阶段(步骤S704、步骤S713和步骤S709为“是”)。
一旦接收到ACK(802，在步骤S902中为“是”)，则RX 200确定TX 100不支持WPT认证并且是传统TX(步骤S908)。这是因为，由于RX本身支持WPT认证，因此如果TX 100也支持WPT认证，则应该已经接收到ACK(auth)。注意，如果RX 200在从配置分组的发送开始的15毫秒之内没有接收到ACK(步骤S902中为“否”)并且也未接收到ACK(auth)(步骤S903中为“否”)，则处理推进到步骤S909。在这种情况下，RX 200确定TX 100是BPP并且不支持协商功能(步骤S909)，并且转换到PT阶段(步骤S910)。
RX 200在协商阶段执行GP协商，但是RX 200确定不应接收15W的功率，以避免如图6所描述的上述风险。RX 200将与WPT认证不支持状态(行603)和USB认证成功状态(列602)相对应的5W的GP确定为用于协商的GP，并发送特定请求(5W)(809)。RX 200从TX 100接收到ACK(810)，并结束协商阶段。在执行预定处理之后，RX 200转换(步骤S907)到校准阶段并且转换(步骤S910)到PT阶段。
如上所述，符合WPC规范版本A的RX 200可以相对于符合比版本A更早的版本的WPC规范的TX 100无冲突地进行操作。此外，如图8E所述，即使在TX 100支持WPT认证的情况下，RX 200也可以无冲突地进行操作。
＜TX为传统TX而RX为版本A的情况2＞
在上述描述中，在RX 200符合版本A的情况下，基于对来自TX 100的配置分组的响应，确定TX 100是否支持WPT认证以及TX是否符合协商功能。更具体地，已经描述了其中基于在从配置的发送起的15毫秒内是否接收到ACK或ACK(auth)或者基于是否尚未接收到ACK或ACK(auth)来进行上述确定的示例。此处将参考图8D和图9C描述确定TX 100是否符合版本A的另一示例。注意，在下面的解释中，假定由TX 100对USB线缆300和AC适配器301的USB认证操作已经成功。
一旦接收到响应于配置分组的ACK时，RX 200发送认证请求(Auth Req)以请求对WPT认证的执行(步骤S912，810)。认证请求是用于请求TX 100转换到认证阶段的认证请求分组，并且是分组类型在WPC规范v1.2.2中未定义的保留分组。在本实施例中，保留分组中的分组报头(header)将0x40分组定义为认证请求分组。在将ACK返回到配置分组之后，响应于认证请求分组的接收，符合版本A的TX转换到认证阶段，并且开始WPT认证。
另一方面，不符合版本A的TX如下操作。在WPC规范v1.2.2中，规定当TX 100在协商阶段中看到分组类型并确定接收到不支持的分组时，TX将发送未定义响应(ND Resp)分组。但是，规定即使在I&C阶段中接收到不支持的分组，TX 100也不会发送响应。由于TX 100已经将ACK(802)发送到配置分组，所以将其设置到协商阶段。因此，作为传统TX的TX 100响应于认证请求分组而将未定义响应发送到RX 200(811)。一旦接收到未定义响应(步骤S913中为“是”)，RX 200确定TX 100不支持WPT认证(S908)，并且在不执行WPT认证的情况下转换到协商阶段(步骤S906)。
此处如果RX 200没有接收到响应于认证请求的未定义响应(步骤S913为“否”)而是接收到ACK(步骤S914为“是”)，则处理推进到步骤S904。在这种情况下，RX 200确定TX100支持WPT认证(步骤S904)，并且RX转换到认证阶段(步骤S905)。注意，如果RX 200未接收到响应于认证请求的未定义响应或ACK(步骤S914中为“否”)，则RX 200将电力传输停止请求发送至TX 100，并返回到选择阶段(步骤S915)。通过发送例如传输结束分组(ETP)来执行的电力传输停止请求。通过向TX 100发送电力传输停止请求，当由于TX 100的故障或TX100和RX 200之间的通信质量的下降而无法继续WPC序列时，可以实现将系统返回到初始状态的效果。
另外，在RX 200没有接收到未定义响应或ACK的情况下，RX200可以重新发送认证请求。这是因为TX 100可能已经无法正确接收认证请求。另外，在WPC规范v1.2.2中，规定了当TX 100在协商阶段不能正确接收分组时，TX 100将保持在协商阶段。因此，通过重新发送认证请求，如果TX 100正确地接收到分组并且RX接收到ACK或未定义响应，则有可能继续该序列。可以进行设置使得在连续多次(大约3次)发送认证请求之后，如果既没有接收到ACK也没有接收到未定义响应，则发送EPT。
如上所述，在TX 100要对其不支持的分组返回响应(未定义响应)的协商阶段中，RX 200发送分组以确定TX 100是否支持WPT认证。因此，RX 200可以依据对认证请求的响应来确定TX 100是否支持WPT认证，并且可以相对于不支持WPT认证的TX无冲突地进行操作。
认证请求足以作为能够期望来自传统TX 100的响应(未定义响应)的分组。因此，在可以期望响应并且在WPC规范v1.2.2下的分组中，它可能是分组类型尚未被定义的保留分组。例如，通用请求分组和特定请求分组是可以期望响应的分组。更具体地说，它可以是分组请求字段(0x05至0xEF)被保留的特定请求分组。在这种情况下，如果TX 100不支持WPT认证，则TX 100发送未定义响应，并且RX200接收该未定义响应。替代地，它可以是请求字段被保留的通用请求分组。在这种情况下，如果TX 100不支持WPT认证，则TX 100以与未定义响应相同的方式发送电力传输器数据不可用分组，该分组指示其缺乏作为对请求的响应的支持，并且RX 200接收该分组。
替代地，RX可以在发送认证请求之前交换用于确定TX是否支持WPT认证的分组。例如，RX 200可以发送通用请求分组以请求电力传输器识别分组，该分组包括TX 100的个体识别信息和规范版本。在这种情况下，RX 200在认证请求的发送之前通过通用请求获取TX100的规范版本。如果所获取的版本信息是版本A或后来版本，则RX200可以通过确定TX100支持WPT认证来发送认证请求。否则，RX可以确定TX 100不支持WPT身份验证。
另外，可以通过发送相同的通用请求分组来提出对存储有TX 100的能力信息的电力传输器能力分组的请求，以执行电力传输器识别分组请求。电力传输器能力分组是由作为电力传输装置的TX 100发送的分组，以向电力接收装置通知其电力传输能力，并且指示执行WPT认证的能力的信息可以包括在该分组其中。在这种情况下，在WPC规范v1.2.2中，在电力传输器能力分组(图10B)中被保留的组块1的位7或位6或者组块2的从位7到位2的位之一可以由版本A被定义为Auth位。在Auth位中写入“1(WPT认证支持)”或“0(WPT认证不支持)”。符合版本A的TX 100将在电力传输器能力分组的Auth位中写入“1(WPT认证支持)”。
此外，为了接收对保留分组的响应，当TX 100处于协商阶段时，RX 200将发送保留分组。这允许RX通过确定响应是未定义响应还是ACK来确定TX 100是否为传统TX以及TX是否支持WPT认证。由于即使在I&C阶段发送了相同的分组，TX 100也不会响应WPC规范v1.2.2中的保留分组，因此无法执行上述确定。
＜TX为传统TX并且RX为版本A的情况3＞
已经描述了RX 200基于对ACK(auth)或认证请求的响应来确定TX 100是否支持WPT认证的示例。下文将参考图9B描述另一示例。注意，在以下解释中，假定通过TX 100对USB线缆300和AC适配器301的USB认证操作已经成功。在接收到响应于配置分组的ACK并且切换到协商阶段之后，RX 200确定在认证阶段的预定时间内是否已经接收到从TX 100发送的特定分组。如果在预定时间内接收到特定分组，则RX 200确定TX 100支持WPT认证。否则，RX确定TX 100不支持WPT认证。
在下面的解释之前，将描述支持WPT认证的TX 100的操作。一旦从配置分组确定RX200支持WPT认证之后，TX 100转换到认证阶段。即，TX 100在从ACK的后沿到配置分组的预定时间内将获取摘要分组的开始发送到RX 200。
在TX 100是传统TX的情况下，由于RX 200在预定时间内没有接收到获取摘要分组的开始(步骤S911中为“否”)，因此RX确定TX 100不支持WPT认证(步骤S908)，并转换到协商阶段。以这种方式，RX 200相对于传统TX 100没有冲突地进行操作。如果TX 100支持WPT认证，则RX 200在预定时间内至少接收到获取摘要分组的开始(步骤S911为“是”)。因此，RX200确定TX 100支持WPT认证(步骤S904)，并且转换到认证阶段(步骤S905)。
这里，在本实施例中假定上述预定时间是6毫秒。在WPC规范v1.2.2中，规定RX 200在接收到ACK后的6毫秒内不能发送任何类型的分组的开始。因此，如果TX 100至少在6毫秒内发送获取摘要分组的开始，有可能使RX 200在RX 200发送要在协商阶段发送的分组(例如，特定请求等)之前转换到认证阶段。
如上所述，当TX 100是传统TX并且支持WPT认证时，根据本实施例的RX 200可以无冲突地进行操作。
＜RX是WPT认证的发起者的情况＞
图8E描述了TX 100是发起者的示例。然而，本发明不限于此，并且RX 200可以是发起者。在这种情况下，由于RX 200通过接收到ACK(auth)来确定TX 100支持WPT认证，因此RX转换到认证阶段。RX 200然后将获取摘要分组发送到TX 100。获取摘要分组的发送和后续的认证处理(从814到820)以图8E所示的对应分组箭头的相反方向执行。RX 200一旦发送结果(成功)后转换到协商阶段。以相同的方式，TX 100一旦接收到结果(成功)之后转换到协商阶段。即使以上述方式实现处理，也可以清楚地取得相同的效果。
在TX 100在认证阶段中从RX 200接收到除预定分组之外的分组的情况下，TX可以停止由电力传输单元103进行的电力传输并且转换到选择阶段。预定分组指的是814至820的分组，并且是获取摘要(GET_DIGEST)、摘要(DIGEST)、获取证书(GET_CERTIFICATE)、证书(CERTIFICATE)、质询(CHALLENGE)、响应(RESPONSE)和结果(RESULT)。如果在认证阶段接收到诸如指示接收电压的电压值的信号强度分组、请求要增加/减小电压值的控制错误分组、ID分组、配置分组等分组，TX100停止电力传输并返回选择阶段。以这种方式，当由于认证阶段中的RX 200等的故障而接收到除预定分组之外的分组时，TX 100可以通过停止电力传输来防止系统中的意外操作。
如上所述，在根据本实施例的非接触充电系统中，在作为电源的电力供应装置(AC适配器301)和电力传输装置之间执行使用USB协议的设备认证，并且在电力传输装置和电力接收装置之间执行使用WPT协议的设备认证。随后，基于USB设备认证结果和WPT设备认证结果来控制WPC电力传输装置的传输电力。这种布置可以实现优选的电力传输装置控制，而没有存在于电力供应路径中的设备过热的风险。
另外，在开始从WPC电力传输装置到电力接收装置的电力传输之前，基于USB认证结果来限制WPC电力传输装置的传输电力。因为在WPC电力传输装置进行的电力传输开始之后，由于基于USB认证结果的传输电力的限制而导致的传输电力的重新协商将不会发生，因此该布置可以实现高速控制。
＜其他实施例＞
根据本发明的无线电力传输系统的电力传输方法没有特别限制。可以采用通过TX的谐振器(谐振元件)和RX的谐振器(谐振元件)之间的磁共振耦合来传输电力的磁共振方法。替代地，可以采用使用电磁感应方法、电共振方法、微波方法、激光等的电力传输方法。
TX和RX各自可以是例如图像输入装置或图像输出装置，图像输入装置诸如扫描仪或图像捕获装置(照相机、摄像机等)，图像输出装置诸如打印机、复印机或投影仪。诸如硬盘设备或存储器设备的存储设备可以用作TX或RX，或者诸如个人计算机(PC)或智能电话之类的信息处理装置可以用作TX或RX。
另外，图5、图7和图9A至图9C所示的流程图中的每一个都是在控制单元接通电源时开始的。注意，图5和图7所示的处理操作中的每个操作都由执行存储在TX 100的存储器107中的程序的控制单元101来实现。图9A至图9C所示的流程图中的每一个都由执行存储在RX 200的存储器209中的程序的控制单元201来执行。
注意，在图5、图7和图9A至图9C的流程图中示出的处理中的至少一些可以由硬件实现。如果要通过硬件来实现处理，例如，可以使用预定的编译器从用于实现每个步骤的程序在FPGA上自动生成专用电路。FPGA是现场可编程门阵列的缩写。此外，可以通过以与FPGA相同的方式将门阵列电路形成为硬件来实现处理中的一些。
本发明的实施例还可以通过系统或装置的计算机和由该系统或装置的计算机进行的方法来实现，该计算机读出和执行记录在存储介质(也可以更完整地称为“非临时计算机可读存储介质”)上的计算机可执行指令(例如，一个或多个程序)以执行以上描述的实施例中的一个或多个实施例的功能，和/或包括用于进行以上描述的实施例中的一个或多个实施例的功能的一个或多个电路(例如，专用集成电路(ASIC))，该方法通过例如读出和执行来自该存储介质的计算机可执行指令以执行以上描述的实施例中的一个或多个实施例的功能，和/或控制该一个或多个电路执行以上描述的实施例中的一个或多个的功能。该计算机可以包括一个或多个处理器(例如，中央处理器(CPU)、微处理单元(MPU))并且可以包括独立计算机或独立处理器的网络以读出和执行该计算机可执行指令。该计算机可执行指令可从例如网络或该存储介质被提供到该计算机。该存储介质可以包括例如硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、分布式计算系统的存储装置、光盘(诸如紧致盘(CD)、数字通用盘(DVD)或蓝光光盘(BDTM))、闪存设备、记忆卡等中的一个或多个。
虽然已参照示例性实施例描述了本发明，但应理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。以下的权利要求的范围应被赋予最宽的解释，以便包含所有这样的修改和等同的结构和功能。
本申请要求于2017年8月28日提交的日本专利申请No.2017-163671的权益，其通过引用被整体结合于此。

Claims (27)

1.一种电力传输装置，所述电力传输装置通过使用从电力供应装置供应的电力向电力接收装置无线地传输电力，其特征在于，所述电力传输装置包括：
第一认证部件，所述第一认证部件用于向所述电力供应装置执行设备认证；
第二认证部件，所述第二认证部件用于向所述电力接收装置执行设备认证；以及
协商部件，所述协商部件用于基于由所述第一认证部件进行的设备认证的结果和由所述第二认证部件进行的设备认证的结果，执行与所述电力接收装置的有关传输电力的协商。
2.根据权利要求1所述的装置，还包括：
确认部件，所述确认部件用于确认所述电力接收装置支持由所述第二认证部件进行的设备认证。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述第二认证部件响应于来自所述电力接收装置的请求执行设备认证的认证请求，并开始设备认证。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的装置，其中，指示所述第二认证部件的设备认证能力的存在的信息被包括在分组中，所述分组要被发送以向所述电力接收装置通知电力传输能力。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的装置，其中，在由所述第一认证部件进行的设备认证不成功的情况下作为所述协商部件的结果而设置的传输电力比在由所述第一认证部件进行的设备认证成功的情况下作为所述协商部件的结果而设置的传输电力相对较小。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的装置，其中，在由所述第一认证部件进行的设备认证和由所述第二认证部件进行的设备认证成功的情况下，所述协商部件基于所述电力传输装置和所述电力接收装置的最大能力来确定所述传输电力。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的装置，其中，在认证对象设备不支持由所述第一认证部件进行的设备认证或由所述第二认证部件进行的设备认证的情况下，将所述传输电力设置为比在由所述第一认证部件进行的设备认证和由所述第二认证部件进行的设备认证成功的情况下的传输电力相对较小。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的装置，其中，作为由所述第一认证部件进行的设备认证或由所述第二认证部件进行的设备认证的结果，如果虽然在至少一个认证目标设备中支持认证但确定认证失败，则停止向所述电力接收装置的电力传输。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的装置，其中，在由所述第二认证部件进行的设备认证之前，执行由所述第一认证部件进行的设备认证。
10.根据权利要求1至9中的任一项所述的装置，还包括：
通知部件，所述通知部件用于将由所述第一认证部件进行的设备认证的结果和由所述第二认证部件进行的设备认证的结果通知所述电力接收装置。
11.根据权利要求1至10中的任一项所述的装置，还包括：
告知部件，所述告知部件用于将所述协商部件的结果以及由所述第一认证部件进行的设备认证的结果和由所述第二认证部件进行的设备认证的结果中与由所述协商部件进行的传输电力降低有关的一者告知用户。
12.根据权利要求1至11中的任一项所述的装置，其中，所述第二认证部件通过使用用于向所述电力接收装置无线地传输电力的线圈执行通信来执行设备认证。
13.根据权利要求1至12中的任一项所述的装置，其中，所述协商部件基于由所述第一认证部件进行的设备认证的结果和由所述第二认证部件进行的设备认证的结果确定要允许的传输电力，并进行协商以使得向所述电力接收装置的传输电力将不大于所确定的传输电力。
14.根据权利要求1至13中的任一项所述的装置，其中，所述电力供应装置是用于供应电力的适配器和线缆中的一个，并且
所述第一认证部件对所述适配器和所述线缆中的一个执行设备认证。
15.根据权利要求1至14中的任一项所述的装置，其中，要在由所述第一认证部件进行的设备认证中使用的通信协议与要在由所述第二认证部件进行的设备认证中使用的通信协议不同。
16.根据权利要求1至15中的任一项所述的装置，其中，所述第二认证部件基于所述电力接收装置所保持的数字证书对所述电力接收装置执行设备认证。
17.一种电力接收装置，所述电力接收装置接收从电力传输装置无线地传输的电力，其特征在于，所述电力接收装置包括：
认证部件，所述认证部件用于向所述电力传输装置执行设备认证；
通知部件，所述通知部件用于向所述电力传输装置通知所述电力接收装置具有用于对所述电力传输装置执行设备认证的功能；
确定部件，所述确定部件用于基于所述电力传输装置对所述通知部件的通知的响应，确定所述电力传输装置是否支持所述设备认证；
执行部件，所述执行部件用于如果由所述确定部件确定所述电力传输装置支持所述设备认证，则通过所述认证部件执行所述设备认证；以及
电力接收部件，所述电力接收部件用于接收从所述电力传输装置传输的电力，以供应与所述确定部件进行的确定的结果和所述执行部件进行的设备认证的结果之一相对应的电力。
18.根据权利要求17所述的装置，其中，所述通知部件包括指示在预定分组中所述设备认证能力的存在的信息。
19.根据权利要求18所述的装置，其中，当响应于所述预定分组而从所述电力传输装置接收到指示所述设备认证能力的存在的信号时，所述确定部件确定所述电力传输装置支持所述设备认证。
20.根据权利要求18所述的装置，其中，当在接收到对所述预定分组的响应之后的预定时间内开始向所述电力传输装置的设备认证时，所述确定部件确定所述电力传输装置支持所述设备认证。
21.根据权利要求17所述的装置，其中，所述通知部件将设备认证请求分组发送到所述电力传输装置，并且
所述确定部件基于来自所述电力传输装置的对所述设备认证请求分组的响应来确定所述电力传输装置是否支持所述设备认证。
22.一种无线电力传输系统，其特征在于，包括：
电力供应装置；
电力传输装置，所述电力传输装置被配置为通过使用从所述电力供应装置供应的电力来无线地传输电力；
电力接收装置，所述电力接收装置被配置为接收从所述电力传输装置无线地传输的电力；
第一认证部件，所述第一认证部件用于使所述电力传输装置向所述电力供应装置执行设备认证；
第二认证部件，所述第二认证部件用于使所述电力传输装置向所述电力接收装置执行设备认证；以及
协商部件，所述协商部件基于所述第一认证部件的设备认证的结果和所述第二认证部件的设备认证的结果，使所述电力传输装置和所述电力接收装置执行有关传输电力的协商。
23.一种控制电力传输装置的方法，所述电力传输装置通过使用从电力供应装置供应的电力向电力接收装置无线地传输电力，其特征在于，所述方法包括：
向所述电力供应装置执行设备认证；
向所述电力接收装置执行设备认证；
基于在向所述电力供应装置执行设备认证时获得的结果和向所述电力接收装置执行设备认证时获得的结果，执行与所述电力接收装置的有关传输电力的协商。
24.一种控制电力接收装置的方法，所述电力接收装置接收从电力传输装置无线地传输的电力，其特征在于，所述方法包括：
向所述电力传输装置执行设备认证；
向所述电力传输装置通知所述电力接收装置具有用于对所述电力传输装置执行设备认证的功能；
基于来自所述电力传输装置的对所述通知中的通知的响应，确定所述电力传输装置是否支持所述设备认证；以及
如果在所述确定中确定所述电力传输装置支持所述设备认证，则在所述执行中执行设备认证。
25.一种控制无线电力传输系统的方法，其特征在于，所述无线电力传输系统包括：
电力供应装置，
电力传输装置，所述电力传输装置被配置为通过使用从所述电力供应装置供应的电力来无线地传输电力，以及
电力接收装置，所述电力接收装置被配置为接收从所述电力传输装置无线地传输的电力，
所述方法包括：
使所述电力传输装置向所述电力供应装置执行设备认证，
使所述电力传输装置向所述电力接收装置执行设备认证，以及
基于在使所述电力传输装置向所述电力供应装置执行设备认证中获得的结果以及在使所述电力传输装置向所述电力接收装置执行设备认证中获得的结果，使所述电力传输装置和所述电力接收装置执行有关传输电力的协商。
26.一种程序，其特征在于，所述程序用于使计算机用作权利要求1至16中的任一项所限定的电力传输装置的每个部件。
27.一种程序，其特征在于，所述程序用于使计算机用作权利要求17至21中的任一项所限定的电力接收装置的每个部件。
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