CN111201443A - Q因子测量 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的一些实施例，一种确定带有谐振电路的发射电路的Q因子的方法包括：设置系统电压；执行粗扫描以确定粗谐振频率；基于粗扫描执行精细扫描以确定谐振频率；在谐振频率下执行最终测量，以确定平均系统电压和谐振电路的平均峰值电压；根据平均系统电压和平均峰值电压计算Q参数；以及根据Q参数计算Q因子。

Description

Q因子测量
相关申请
本公开要求2017年10月9日提交的标题为“Q-Factor Measurement(Q因子测量)”的美国临时申请No.62/570,034和2018年10月8日提交的美国专利申请No.16/154,665的优先权，这两件申请均通过引用被整体并入本文。
技术领域
本发明的实施例涉及发射器中的Q因子测量。
背景技术
诸如智能电话、平板计算机、可穿戴设备和其他设备之类的移动设备越来越多地使用无线充电系统，所述无线充电系统被用于对电池系统进行充电。在许多此类系统中，可以进行Q因子测量以检测对象并且评估无线电力传输的效率。
如上所述，Q因子可被用于检测对象(外部的或有效的Rx单元)。无线充电联盟(WPC)标准推荐：扫描发射频率，以及测量在由发射储能电路(发射线圈和关联的电容器)形成的LC节点处产生的峰值电压并将其除以电桥DC电压以得到品质因子。
然而，在对操作电路的Q因子的测量中存在若干复杂因素。这些因素包括可变接收器负载的影响、外部对象的可变影响、和其他影响。
因此，需要开发更好的方法来测量发射谐振电路的Q因子。
发明内容
根据本发明的一些实施例，一种确定带有谐振电路的发射电路的Q因子的方法包括：设置系统电压；执行粗扫描以确定粗谐振频率；基于粗扫描执行精细扫描以确定谐振频率；在谐振频率下执行最终测量，以确定平均系统电压和谐振电路的平均峰值电压；根据平均系统电压和平均峰值电压计算Q参数；以及根据Q参数计算Q因子。
在一些实施例中，根据一些实施例的确定Q因子的发射器包括：开关电桥电路；谐振电路，该谐振电路包括被耦接到开关电桥电路的发射线圈(coil)和发射电容器；以及控制器，该控制器被耦接到开关电桥电路以控制谐振电路的操作，并且被耦接到谐振电路以从谐振电路接收峰值电压，其中，该控制器执行用于以下操作的指令：设置系统电压，执行粗扫描以确定粗谐振频率，基于粗扫描执行精细扫描以确定谐振频率，在该谐振频率下执行最终测量以确定平均系统电压和谐振电路的平均峰值电压，并且根据平均系统电压和平均峰值电压计算Q参数，以及根据该Q参数计算Q因子。
下文关于附图进一步讨论这些及其他实施例。
附图说明
图1示出无线电力传输系统。
图2A示出根据一些实施例的用于测量Q因子的系统。
图2B示出相对于发射LC电路中的频率的谐振电容器两端上的电压的扫描。
图3示出根据一些实施例的用于测量Q因子的方法。
图4示出图2A中示出的系统的进一步的具体实现。
图5示出用于提供多个线圈的Q因子确定的系统。
图6示出根据时间进行的扫描。
图7A、图7B和图7C示出在特定条件下若干个不同线圈的Q因子的计算。
具体实施方式
在下面的描述中，阐述了描述本发明的一些实施例的具体细节。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，可以在没有这些具体细节中的一些或全部的情况下实践一些实施例。本文公开的具体实施例意在是说明性的而不是限制性的。本领域技术人员可以实现尽管在此未具体描述但在本公开的范围和精神之内的其他要素。
说明本发明方案和实施例的描述和附图不应被理解为进行限制——由权利要求限定所保护的发明。在不脱离本说明书和权利要求的精神和范围的情况下，可以进行各种改变。在一些实例中，为了不使本发明变得模糊，没有详细地示出或描述已知的结构和技术。
参考一个实施例详细描述的要素及其相关联的方面可以在实际可行的情况下被包括在未具体示出或描述这些要素及其相关联的方面的其他实施例中。例如，如果一个要素是参考一个实施例详细描述的，并且没有参考第二实施例进行描述，然而该要素可以被声明为被包括在第二实施例中。
图1示出用于在发射器102和接收器110之间无线传输电力的系统100。如图1中所示，无线电力发射器102驱动线圈106以产生磁场。电源104向无线电力发射器102提供电力。电源104可以是例如基于电池的电源，或者可以由例如60Hz的120V交流电供电。无线电力发射器102通常以根据无线供电标准之一的频率范围来驱动线圈106。然而，这可以适用于借助于磁线圈来传输电力和/或信息的任何实际可行的频率而与可能存在的任何标准无关。
存在用于无线电力传输的多种标准，包括无线充电结盟(A4WP)标准和无线充电联盟标准——Qi标准。例如，在A4WP标准下，可以以大约6.78MHz的电力传输频率将高达50瓦的功率感应地传输到线圈106附近的多个充电设备。在无线充电联盟(WPC)——Qi规范下，利用谐振感应耦合系统在设备的谐振频率下对单个设备进行充电。在Qi标准中，线圈108被放置在线圈106附近，而在A4WP标准中，线圈108与属于其他充电设备的其他线圈一起被放置在线圈106附近。图1示出在这些标准中的任意标准下操作的通用无线供电系统100。
如图1中进一步示出的，由线圈106产生的磁场在线圈108中感应出电流，这导致在接收器110中接收到电力。接收器110从线圈108接收电力，并向负载112提供电力，所述负载112可以是电池充电器和/或移动设备的其他组件。接收器110通常包括整流，以将接收到的AC电力转换为DC电力以用于负载112。
系统100的Q因子取决于发射器102(带有线圈106)和接收器110(带有线圈108)的LC谐振电路的特性、以及外部对象114的分散效应，所述外部对象可以位于无线电力发射器102和无线电力接收器110之间的相互作用的附近区域。无线电力发射器102与无线电力接收器110之间的电力传输效率取决于Q因子以及在谐振频率下或在谐振频率附近的操作二者。系统100的谐振频率还取决于无线电力发射器102和无线电力接收器110之间的相互作用。
图2示出可以被用于执行根据本发明的一些实施例的发射器200。图2A中所示的发射器200的实现包括全波桥电路214，全波桥电路214由晶体管204、晶体管206、晶体管208和晶体管210形成，所述晶体管204、晶体管206、晶体管208和晶体管210被耦接到被串联耦接的电容器202和发射线圈106。电桥电路214被耦接在系统电压VBRG和地之间。控制器212控制晶体管204、晶体管206、晶体管208和晶体管210的栅极，用于以特定的频率和电流幅度来驱动电流通过电容器202和发射线圈106形成的谐振电路。
控制器212可以例如包括：微控制器或微处理器、足够的存储器(易失性和非易失性)，用于存储和执行指令，所述指令用于根据本发明的实施例操作发射器200；以及，支持电路，用于允许产生用于驱动电桥214的栅极电压VQ1、栅极电压VQ2、栅极电压VQ3和栅极电压VQ4。具体地，控制器212可以包括模数转换器(ADC)，所述模数转换器用于对从由电感器106和电容器202形成的谐振电路中的一个或多个节点接收的信号进行数字化。控制器212还可以包括滤波器、放大器和其他电路，用于处理控制器212的模拟前端(AFE)功能和数字功能。控制器212还控制向无线电力接收器110的无线电力的传输，并且还可以包括用于传输和接收与无线电力接收器110交换的数字数据的调制器和解调器。如图2A中所示，控制器212从由Cp 202和Lp 106形成的谐振电路中的节点接收电压Vp以及电压VBRG。
在一些实现中，可以形成利用晶体管Q1 204和晶体管Q3 208形成的半桥整流器电路，用于驱动LC谐振电路(由电感器Lp 106和电容器Cp 202形成)。在一些实施例中，电桥电路214可以仅包括晶体管Q1 204和晶体管Q3 208，其中线圈Lp直接被耦接到地。在一些实施例中，晶体管Q2 206可以被设置为截止，而晶体管Q4 210可以被设置为导通，以便从全桥整流器形成半桥整流器。控制器212还可以包括二极管和包络检测电路，其可以跟踪谐振电容器电压Vcp的幅度，以便提供Q因子检测。在一些实施例中，电压VBRG可以由也由控制器212控制的降压电路或提供稳定的参考电压的任何DC电压源来提供。
图2B示出典型的发射器电路(例如发射器电路200)的电容器Cp 202两端的电压随频率变化的曲线。如图2B所示，电容器电压(其表示通过电感器Lp 106的电流)在谐振频率f0处达到峰值。峰的宽度通常以点f1和f2进行描绘，其中的电压Vp减小约.707(√2/2)(3dB减少点)。
先前的测量Q因子的尝试涉及以小步长(通常约100Hz)的步长从低频(典型值约80kHz)到高频(典型值约120kHz)(或类似地从高频到低频)扫描开关频率，以找到Vp的最大电压幅度(在谐振频率fo处)或高3dB功率点(在频率f2处)，从而计算功率因子值。
然而，在短时间内测量发射器内的Q因子以获得良好的精度极具挑战性。为了准确地测量Q因子，电桥输入电压VBRG必须稳定或经过滤波的或FW平均的且是已知的。此外，通常在以非常小的电桥电压(0.5V或更低)下工作的同时完成Q因子确定。小的电桥电压被用于避免激活附近的接收器110。由于在轻负载和低的调节电压下的高的纹波，这在实践中难以创建和维持。如在图2A中所示的电容器Cp 202的两端的电压的幅度取决于由Lp 106和Cp202形成的谐振电路中的等效串联电阻。这些电压很难控制，尤其是当Q因子很高时更是如此。此外，扫描步进频率(其经常被使用)引入了量化测量误差，原因是扫描频率可能没有命中谐振频率。此外，Q因子检测过程可能需要相对较长的时间来完成，其取决于需要多少步扫描才能获得准确的结果。
图3示出可以在控制器212中执行的用于测量如图2A中所示的发射器200的Q因子的算法300。如图3中所示，算法300开始于步骤302。在步骤302中，可以设置电压VBRG。如上所述，电压VBRG可以被设置为低电平以避免激活可能靠近发射器200的无线接收器。如图3中所示，算法300包括完成三次扫描的Q因子测量处理：粗扫描、精细扫描和最终值平均。
如图3中所示，粗扫描开始于步骤304，在步骤304中，设置粗扫描范围和步长，以包括谐振频率。粗扫描使用较大的频率步长在较大的范围(例如，从150kHz降至75kHz)上执行，这可以确保在扫频期间找到指示谐振频率的电压峰值。在步骤306中，控制器202利用在步骤304中设置的粗步长在该频率范围上进行扫描，同时针对VCP收集电压数据。在一些实施例中，为了节省时间，当Vp变为0.7*Vp时，可以停止扫描，其中Vp是最大测量电压。在步骤308中，基于在步骤306中获得的数据来确定粗谐振频率。粗谐振频率与步骤306的粗扫描期间的峰值电压Vp的最大值相对应。
在步骤310中，设置精细扫描频率范围和步长。精细扫描频率范围可以被设置为如下范围：从比粗谐振频率小的一个频率处开始，到比粗谐振频率大的一个频率，其中粗谐振频率是与粗扫描中发现的峰值电压Vp相对应的频率。例如，该频率范围可以被设置为：从与比粗谐振频率小一定百分比的粗谐振频率相对应的频率到比粗谐振频率大该百分比的粗谐振频率的频率。例如，该百分比可以是25％或10％或其他某个百分比。在百分比为25％的情况下，第一频率被设置为比粗谐振频率小25％，并且第二频率被设置为比粗谐振频率大25％。可以设置其他范围，只要该范围可能包括谐振频率f0即可。此外，还设置用于精细扫描频率范围的精细扫描步长。
在步骤312中，使用在步骤310中设置的精细扫描频率范围和步长确定来执行精细扫描，同时监视峰值电压数据Vp。在步骤314中，通过确定导致峰值电压数据Vp的最大值的频率来确定谐振频率。因此，谐振频率是在等于步骤310中设置的频率步长的分辨率内确定的，并且可以通过将在峰值期间测量到的电压数据拟合成描绘典型谐振曲线(例如图2B所示)的曲线来进行改善。
在步骤316中，开始该过程的最终平均处理，将频率设置为步骤314中确定的谐振频率f0。在步骤318中，控制器202以谐振频率f0操作储能电路，并获得峰值电压Vp的平均值和系统电压VBRG的的平均值，其中系统电压VBRG可以由降压稳压器确定。发现了使谐振频率显著偏移的一些对象，并且在一些情况下可能会错过峰值电压。
在步骤320中，可以将ADC比例因子应用于Vp和VBRG的平均值，如下文进一步讨论的。ADC比例因子取决于作为控制器202的一部分的模数转换器(ADC)和将表示峰值电压Vp的电压提供给ADC的处理电路。
可以根据参数(Q参数)Q’＝Vp/VBRG来确定Q因子，该参数是基于在步骤318中确定的平均峰值电压Vp和平均VBRG值的校正后的值计算得出的。在这之后，可以使用该参数的2阶多项式等式或多段(例如，2段-5段)线性曲线拟合等式来确定Q因子。2阶多项式拟合等式或分段线性曲线拟合等式可以通过将曲线拟合数据拟合到在相同条件下利用LCR精密测量仪测量到的期望值来确定。
如果要使用2阶多项式等式，则可以通过多项式Q＝A(Q’)2+B(Q’)+C给出利用LCR精密测量仪找到的Q值和通过上述测量过程找到的值Q’之间的关系。A、B和C的值是通过使用LCR精密测量仪结合发射器200进行测试和曲线拟合确定的。具体地，在使用LCR精密测量仪确定Q因子的同时测量Q’的值，然后针对发射器200的每种实现确定上述多项式的系数A、B和C。在一个这样的例子中，A＝85.5、B＝-461和C＝651.6。取决于发射器200的组件，这些系数对于不同的发射器可能有显著的不同。在一些情况下，还可以考虑由于低占空比SWx和其他系统损耗引起的Vp的变化量。
如果要使用多段线性曲线拟合等式，则拟合中使用的线中的每条线有两个变量。例如，在两段线性拟合中，线性曲线拟合对变量A、B和变量C、D进行建模以构建两条曲线，这两条曲线拟合数据并在有效点处相交，所述有效点处可被指定为Q’_BRK和相对应的有效的Q因子值。例如，在某些线圈中，Q’＝2.4且Q因子值＝80。对系数A、B或系数C、D的选择是在应用曲线拟合等式之前，基于曲线拟合等式Q’的初始值落在哪个部分之内确定的。用于线性曲线拟合等式的线圈相关的等式的示例可以给出如下：
如果Q’＞Q’_BRK[coil#]，那么
Q_temp[coil#]＝A[coil#]*(Q’+Q’_Offset[coil#])+B[coil#]，以及
如果Q’≤Q’_BRK[coil#]，那么
Q_temp[coil#]＝C[coil#]*(Q’+Q’_Offset[coil#])+D[coil#)，
其中，A、B、C、D和Q’_BRK是上文讨论的系数，而Q’_Offset表示偏移参数。这些参数可以是针对调谐目的可编程的，并且还可被用于解决由于板与板之间的LC储能器驱动条件差异和其他电阻性系统差异导致的Q’的变化。
另外，由于发射器LC储能器的高品质因子和铜电阻的温度依赖性，在一些实施例中，有必要基于Q-temp计算的结果和当前的线圈温度，针对发射线圈的温度改变，对基于这些拟合(多项式或分段线性)的Q因子结果进行补偿。在一些实现中，控制器212(例如，IDTP9261控制器)允许基于Q-temp的结果来针对Q_temp结果的不同范围进行不同的缩放。这是必需的，因为由于温度引起的铜电阻的变化使Q-result改变大约0.18(Q-points/℃)(对于低Q-temp结果(例如US镍(US Nickel)))。可以使用以下等式计算最终的Q因子结果：
Q因子＝Q_temp[coil#]+Qtempco[Q_temp[coil#]]*(Coil_Temperature-25℃)，
其中，Qtempco表示温度系数。
如上文所讨论的，一旦为特定电路设置了多项式的多项式值或多段线性拟合的线性系数，就可以通过确定Q’并且使用多项式找到Q来找到Q因子。这样的过程通过运行快速扫描(具有低的平均值)来获得近似的谐振频率，从而节省了时间，使用半连续的近似技术使谐振频率更加精确。这样的过程非常精密地检测谐振频率。唯一的错误是频率设置点错误，例如，由于60MHz主时钟和16比特DAC所引起的频率设置点错误。这些过程相当容易且操作简单。
在步骤322中，算法300确定是否已经评估了发射器200中的所有线圈。如果没有，则算法300返回步骤304以确定下一个线圈的Q因子。如果已经评估了所有线圈，则算法300前进至步骤324，在步骤324中，控制器212于是可以例如使用所确定的Q因子来确定外部对象的存在。
图4示出本发明的实施例的应用，其中，控制器212是无线电力发射器芯片，例如IDT P9260 IC。如上文所讨论的，控制器212执行如结合图3所讨论的算法300。在该示例中，可以将由降压调节器402产生的电压VBRG设置为低电压，例如0.3V(+/-10％)。可以在所确定的谐振频率下获取VBRG的大量数据点(例如100个或更多)，以应对由于轻负载和低电压引起的纹波。
在图4中所示的示例中，晶体管204被设置为截止，而晶体管208被导通。晶体管206和晶体管210在频率f下工作，其中晶体管206的栅极和晶体管210的栅极之间具有180°相移。如图4中进一步示出的，由晶体管206和晶体管210形成的半桥可以在特定的占空比下操作。该占空比可以是任何适当的占空比。在一些实施例中，占空比被保持在50％以下，例如5％占空比。如在图3中所示的算法300中所述，确定谐振频率和在该谐振频率处的Vp的测量平均值和VBRG的测量平均值。如上文进一步讨论的，确定品质因子Q。在图4中示出相位、驱动电压和电感器106两端得到的电压。
图5示出用于提供用于将VCOIL与Vp(Vpeak)相关联的比例因子以及用于从多个线圈中选择输入的电路500，这里示出了多个线圈中的线圈1、线圈2和线圈3。这样，电路500包括选择电路530和缩放电路532。在选择电路530和缩放电路532之间，来自线圈之一的电压Vp被读取并且被缩放，以输入到控制器212的ADC 502。
如上所述，选择电路530从被耦接到选择电路530的线圈之一中选择电压Vp。如上文所讨论的，电压Vp可以是谐振电路中的电容器两端的电压或谐振电路中的发射线圈两端的电压，并且如上所述的被用于计算Q’。如图5中所示，控制器212提供控制信号Clamp(钳)以及信号C1、信号C2和信号C3。信号Clamp可以导通晶体管504，同时信号C1、信号C2和信号C3可被用于激活晶体管506、晶体管508和晶体管510。这样，信号C1、信号C2和信号C3可被设置用于选择来自被耦接到电路500的线圈1、线圈2或线圈3中的一个线圈的Vp输入电压。可以通过将信号C1、信号C2和信号C3设置为使晶体管506截止并且使晶体管508和晶体管510导通来选择来自线圈1的电压Vp。类似地，可以通过使晶体管506和晶体管510导通并且使晶体管508截止来选择线圈2的电压Vp，并且可以通过使晶体管506和晶体管508导通并且使晶体管510截止来选择线圈3的电压Vp。
选择电路530通过分压器来提供来自电压Vp的电压Vdiv。当通过信号C1、信号C2和信号C3选择线圈1时，由电阻器R3 512、电阻器R6 518和电阻器R9 524形成的分压器将进入缩放电路532的电压Vdiv确定为Vdiv＝Vp(R9/(R3+R6+R9))。类似地，当线圈2被选择时，由电阻器R4 514、电阻器R7 520和电阻器R9 524形成分压器，其将通过Vdiv＝Vp(R9/(R4+R7+R9))给出的电压Vdiv提供给缩放电路532。当线圈3被选择时，由电阻器R5 516、电阻器R8522和电阻器R9 524形成分压器，其将通过Vdiv＝Vp(R9/(R5+R8+R9))给出的电压Vdiv提供给缩放电路532。尽管可以使用任何电阻器值的集合，但在一个示例中，使用R3＝R4＝R5＝10KΩ，R6＝R7＝R8＝49.9KΩ和R9＝24.95KΩ，于是Vdiv＝0.294Vp。
如图5中所示，电压Vdiv是电压Vp的分压，其被输入到缩放电路532的差分放大器502。差分放大器502配置有电阻器R1 532和电阻器R2 506，以提供通过VCOIL＝Vdiv(1+R1/R2)给出的输出电压VCOIL。尽管可以提供电阻器R1 532和电阻器R2 506的任意组合，但是特定示例可以使用R1＝147K和R2＝47K，以使VCOIL＝4.127Vdiv＝1.213Vp。在Q因子测量期间，作为ADC 502的输入的VCOIL是来自LC电路的节点的Vp的1.213倍。然后，基于VBRG和Vpeak的数据并且执行如关于算法300在上文讨论的预定的算法来计算Q因子。该示例示出可以操纵感兴趣的电压信号以保持与组件和测量系统的有效电压电平的一致性的除法和乘法，并且该示例不旨在以任何方式限制本公开的范围。其他操作可以与实施例一起使用。
图6示出如图3中所示的算法300的实现。具体地，图6示出在实现算法300时的随时间变化的电压Vp和电压VBRG。如图6中所示，在开始步骤302期间，在时间t0至时间t1处，设置VBRG并允许其达到稳定。此外，执行步骤304以设置低频fl和高频fH的范围。在时间t1处，执行步骤306，并且开始粗扫描。在图6所示的特定示例中，fl被设置为75kHz，而fh被设置为160kHz。在一些实施例中，粗扫描利用100步来完成，并且可以在电压Vp从测量到的Vp的峰值减小一定百分比(例如，大约30％)时结束。粗扫描在时间t3处结束。
在时间t3处，执行步骤308，以基于测量到的电压Vp的峰值来确定粗谐振频率f0’。此外，执行步骤310，以基于粗谐振频率f0’来确定用于执行精细扫描的频率范围。在一些实施例中，精细扫描在f0’附近的某个百分比的范围内(例如，f0’-10％f0’至f0’+10％f0’)。扫描可以在正频率方向或负频率方向上进行。因此，精细扫描大致在时间t3处开始，并且精细扫描在时间t4处结束，在此期间执行步骤312以获取关于电压Vp的数据。在时间t4处，执行步骤314，以根据精细扫描数据确定谐振频率f0。
在t4和t5之间的时间段期间，进行最终测量，在此期间频率被设置为f0。在一些情况下，开关电路的占空比可被设置为特定值。通常，占空比应被设置为小于50％(例如5％)的值。在t4和t5之间的时间段期间，取Vp和VBRG的值以获得平均值。取若干个数据点，例如30个或更多个，以得出准确的平均值。
图7A、图7B和图7C示出根据本发明一些实施例的若干个Q因子确定的结果。图7A示出使用MP-A5线圈的系统，图7B示出使用Delphi线圈顶部的结果，图7C示出使用MP-A13线圈底部的结果。在每个图中，使用开路配置(open configuration)、1c硬币、5c硬币、10c硬币、25c硬币和被标记为Ref1和Ref2的两个参考对象来确定Q因子。TPTQ、DB#2和DB#3是指WPC认证的测试仪(tester)，其中，Nok9参考线圈被用于认证。Ref1和Ref2是指被用于分别将线圈Q值减小1/2和1/4的WPC标准金属对象。将金属对象放置在进行测试的线圈正上方的中心。
在运行扫描后，三个变量是已知的：VBRG、VCOIL和谐振频率(在有外部对象的情况下的或没外部对象的情况下的)。为了将这些变量转换为Q因子，首先是Q’＝VCOIL/(1.213*VBRG)(在谐振频率下开关时)，最后是Q＝A(Q’)2+B(Q’)+C，或使用多段线性拟合的结果。图6中的图示出来自各个对象(线圈、从经校准的精密LCR测量仪和P9260 IC芯片获取的WPC Q因子参考对象)的Q。
因此，实施例可以在包括谐振频率在内的可变频率下为LC储能器提供能量的电路中操作，并且可以包括能够确定Tx LC节点处的峰值电压Vp的检测电路和能够基于从该电路测量到的参数来计算Q因子的处理。由发射器200执行的算法300对电路进行频率扫描以准确检测谐振频率，并且提供模型，该模型使用以小于50％的占空比进行切换的方波，将在谐振频率下测量到的Vp和测量到的VBRG与系统的品质因子相关联。该方法可以在现场或实验室中快速调谐系统。
提供以上详细描述是为了说明本发明的具体实施例，而不是旨在限制。在本发明的范围内的许多变化和修改是可能的。本发明在所附权利要求中阐述。

Claims (24)

1.一种确定带有谐振电路的发射电路的Q因子的方法，包括：
设置系统电压；
执行粗扫描以确定粗谐振频率；
基于所述粗扫描执行精细扫描以确定谐振频率；
在所述谐振频率下执行最终测量，以确定平均系统电压和所述谐振电路的平均峰值电压；
根据所述平均系统电压和所述平均峰值电压计算Q参数；以及
根据所述Q参数计算所述Q因子。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，设置所述系统电压包括：调节降压转换器以产生所述系统电压。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述系统电压被设置为足够低的电压，使得在所述发射电路附近的接收器不会被激活。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，执行粗扫描包括：
设置粗频率范围和粗步长；
以所述粗步长在所述频率范围中扫描频率，同时监视所述谐振电路的峰值电压；以及
确定所述粗谐振频率，在所述粗谐振频率处所述峰值电压为最大值。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，执行精细扫描包括：
基于所述粗谐振频率设置精细频率范围；
基于所述精细频率范围设置精细步长；
以所述精细步长在所述精细频率范围中扫描频率，同时监视所述谐振电路的峰值电压；以及
确定所述谐振频率，在所述谐振频率处所述峰值电压为最大值。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述精细频率范围被设置为从比所述粗谐振频率小一定百分比的所述粗谐振频率到比所述粗谐振频率大所述一定百分比的所述粗谐振频率。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述百分比是25％。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述百分比是10％。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，执行最终测量包括：
将频率设置在所述谐振频率处；
设置占空比；
测量在所述频率和所述占空比下的所述平均系统电压VBRG和所述平均峰值电压。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述Q参数计算为所述平均峰值电压与所述平均系统电压的比率。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，根据ADC参数来调节所述平均峰值电压。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，根据拟合所述Q参数的2阶多项式或线性分段等式来计算所述Q因子。
13.一种确定Q因子的发射器，包括：
开关电桥电路；
谐振电路，所述谐振电路包括被耦接到所述开关电桥电路的发射线圈和发射电容器；以及
控制器，所述控制器被耦接到所述开关电桥电路以控制所述谐振电路的操作，并且被耦接到所述谐振电路以从所述谐振电路接收峰值电压，其中，所述控制器执行用于以下操作的指令：
设置系统电压，
执行粗扫描以确定粗谐振频率，
基于所述粗扫描执行精细扫描以确定谐振频率，
在所述谐振频率下执行最终测量，以确定平均系统电压和所述谐振电路的平均峰值电压，
根据所述平均系统电压和所述平均峰值电压计算Q参数，以及
根据所述Q参数计算所述Q因子。
14.根据权利要求13所述的发射器，还包括用于提供所述系统电压的降压转换器，并且其中，所述控制器通过调节所述降压转换器来设置所述系统电压。
15.根据权利要求14所述的发射器，其中，所述系统电压被设置为足够低的电压，使得在发射电路附近的接收器不会被激活。
16.根据权利要求13所述的发射器，其中，所述控制器通过以下操作执行粗扫描：
设置粗频率范围和粗步长；
以所述粗步长在所述频率范围中扫描频率，同时监视所述谐振电路的峰值电压；以及
确定所述粗谐振频率，在所述粗谐振频率处所述峰值电压为最大值。
17.根据权利要求13所述的发射器，其中，所述控制器通过以下操作执行精细扫描：
基于所述粗谐振频率设置精细频率范围；
基于所述精细频率范围设置精细步长；
以所述精细步长在所述精细频率范围中扫描频率，同时监视所述谐振电路的峰值电压；以及
确定所述谐振频率，在所述谐振频率处所述峰值电压为最大值。
18.根据权利要求17所述的发射器，其中，所述精细频率范围被设置为从比所述粗谐振频率小一定百分比的所述粗谐振频率到比所述粗谐振频率大所述一定百分比的所述粗谐振频率。
19.根据权利要求18所述的发射器，其中，所述百分比是25％。
20.根据权利要求18所述的发射器，其中，所述百分比是10％。
21.根据权利要求13所述的发射器，其中，所述控制器通过以下操作执行最终测量：
将频率设置在所述谐振频率处；
设置占空比；
测量在所述频率和所述占空比下的所述平均系统电压VBRG和所述平均峰值电压。
22.根据权利要求13所述的发射器，其中，所述控制器将所述Q参数计算为所述平均峰值电压与所述平均系统电压的比率。
23.根据权利要求22所述的发射器，还包括：
选择电路，所述选择电路提供所述峰值电压的分压，以及
缩放电路，所述缩放电路接收所述分压并且向所述控制器的模数转换器提供线圈电压，
其中，所述平均峰值电压是根据ADC参数调节的。
24.根据权利要求23所述的发射器，其中，所述控制器根据拟合所述Q参数的2阶多项式或线性分段等式来计算所述Q因子。
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