CN113346636A - 无线电力发射器、无线电力接收器及其运行方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供无线电力发射器、无线电力接收器及其运行方法。其中，本发明提供的一种运行无线电力发射器的方法，可包括：响应于无线电力接收器试图改变由无线电力发射器提供的电磁参数，从该无线电力接收器接收对第一类型的异物检测(FOD)执行重新校准的请求；响应于接收到该请求，执行第二类型的FOD以产生FOD结果；当该FOD结果指示存在或可能存在异物时，停止或限制无线电力传输，和/或将该FOD结果传送给该无线电力接收器；和当该FOD结果指示不存在或可能不存在异物时，执行该重新校准并继续进行该无线电力传输。实施本发明实施例可透过第二类型的异物检测来减轻异物的影响。

Description

无线电力发射器、无线电力接收器及其运行方法

【技术领域】

本文所述的技术涉及无线电力传输，异物的检测以及不同等级(level)的电力传输之间的转换(transition)。

【背景技术】

无线电力传输系统(Wireless Power Transfer Systems，WPTS)作为一种无需电线或连接器即可提供电力的便捷方式，正日益普及。目前行业中正在发展的WPTS可以分为两大类：磁感应(Magnetic Induction，MI)系统和磁谐振(Magnetic Resonance，MR)系统。两种类型的系统都包括无线电力发射器和无线电力接收器。感应式WPTS通常使用频率变化作为电力流控制机制，在分配的几百千赫兹的频率范围内运行。MR WPTS通常运行在使用输入电压调节来调节输出电力的单个谐振频率上。在某些应用中，MR WPTS运行在6.78MHz的频率上。

【发明内容】

本发明提供无线电力发射器、无线电力接收器及其运行方法。可透过第二类型的异物检测来减轻异物的影响。

本发明提供的一种运行无线电力发射器的方法，包括：响应于无线电力接收器试图改变由无线电力发射器提供的电磁参数，从该无线电力接收器接收对第一类型的异物检测(FOD)执行重新校准的请求；响应于接收到该请求，执行第二类型的FOD以产生FOD结果；当该FOD结果指示存在或可能存在异物时，停止或限制无线电力传输，和/或将该FOD结果传送给该无线电力接收器；和当该FOD结果指示不存在或可能不存在异物时，执行该重新校准并继续进行该无线电力传输。

本发明提供的一种无线电力发射器，包括：电路配置为：响应于无线电力接收器试图改变由无线电力发射器提供的电磁参数，从该无线电力接收器接收对第一类型的异物检测执行重新校准的请求；响应于接收到该请求，执行第二类型的异物检测以产生异物检测结果；当该异物检测结果指示存在或可能存在异物时，停止或限制无线电力传输，和/或将该异物检测结果传送给该无线电力接收器；和当该异物检测结果指示不存在或可能不存在异物时，执行该重新校准并继续进行该无线电力传输。

本发明提供的一种运行无线电力接收器的方法，包括：当尝试改变由无线电力发射器提供的电磁参数时，向该无线电力发射器发送对第一类型的异物检测执行重新校准的请求；从该无线电力发射器接收第二类型的异物检测结果；当该异物检测结果指示存在或可能存在异物时，改变一个或多个无线电力传输参数，限制无线电力传输或停止该无线电力传输；和当该异物检测结果指示不存在异物或可能不存在异物时，继续进行该无线电力传输并执行该第一类型的异物检测的重新校准。

本发明提供的一种无线电力接收器，包括：电路配置为：当尝试改变由无线电力发射器提供的电磁参数时，向该无线电力发射器发送对第一类型的异物检测执行重新校准的请求；从该无线电力发射器接收第二类型的异物检测结果；当该异物检测结果指示存在或可能存在异物时，改变一个或多个无线电力传输参数，限制无线电力传输或停止该无线电力传输；和当该异物检测结果指示不存在异物或可能不存在异物时，继续进行该无线电力传输并执行该第一类型的异物检测的重新校准。

【附图说明】

图1根据一些实施例示出了无线电力传输系统的框图。

图2根据一些实施例示出了无线电力传输方法的示例。

图3示出了电力传输与时间的对照图的示例。

图3A和图3B示出了电力传输与时间的对照图的示例。

图4根据一些实施例示出了从无线电力接收器发送到无线电力发射器的重新校准请求的示例。

图5根据一些实施例示出了指示从无线电力接收器发送到无线电力发射器的各种等级的FOPP的代码的示例以及无线电力发射器(PTX)的后续动作的图。

图6根据一些实施例示出了从无线电力发射器发送到无线电力接收器的重新校准请求的示例。

图7根据一些实施例示出了指示从无线电力发射器发送到无线电力接收器(PRX)的各种等级的FOPP的代码以及无线电力接收器的后续动作的示图。

【具体实施方式】

在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定的组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”及“包括”为一开放式的用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大体上”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。此外，“耦合”一词在此包含任何直接及间接的电性连接手段。因此，若文中描述一第一装置耦合在一第二装置，则代表该第一装置可直接电性连接于该第二装置，或通过其它装置或连接手段间接地电性连接至该第二装置。以下所述为实施本发明的较佳方式，目的在于说明本发明的精神而非用以限定本发明的保护范围，本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。

接下面的描述为本发明预期的最优实施例。这些描述用于阐述本发明的大致原则而不应用于限制本发明。本发明的保护范围应在参考本发明的权利要求的基础上进行认定。

无线电力系统可以提供从第一设备(例如，无线电力发射器)向第二设备(例如，无线电力接收器)提供电力的便捷方式。在许多实施方式中，无线提供的电力可以用于给电子设备中的电池供电和/或充电。

由于在无线电力发射器产生的场中存在异物，无线电力传输可能会降低。诸如金属物体之类的导电物体可能由于导电物体中涡流的诱导而吸收电力。这种物体的存在会大大降低无线电力传输的效率。如果存在金属物体，则效率可能会大大降低(例如，从90％降至40％)。此外，由于吸收的电力，物体的温度可能显著升高，这可能是不希望的。变热(heating)可能是由不经意地位于无线电力发射器产生的场内的异物(例如回形针，硬币等)引起的。已经开发了用于检测异物的存在的异物检测(Foreign object detection，FOD)技术。可能期望在启动无线电力传输之前，电力传输期间或从一个电力等级(powerlevel)转换到另一电力等级之前执行异物检测。如果检测到异物，可能会停止(halt)无线电力传输。

一些无线电力系统可以在两种或更多种无线电力传输模式下运行，这些无线电力传输模式可以对应不同等级的无线电力传输。例如，具有发射器1和接收器11的无线电力系统100(诸如图1所示的无线电力系统)可以在低电力模式下运行。根据一些实施例，在低电力模式下传输的电力量可以是5瓦或更小。在某些情况下，尽管可以使用其他名称，但是这种模式可以称为“基本电力性能”模式。如果支持，无线电力系统100可以在一个或多个高电力模式下运行。例如，高电力模式可以是其中可以发生超过5瓦的电力等级的无线电力传输模式。在某些情况下，高电力模式可能会将电力等级从5瓦转换到15瓦，甚至更高。这样的一个或多个模式可以被称为“扩展电力性能”，也可以使用其他名称。可以理解的是，随着电力传输等级的增加，可能发生更高等级的电力损耗和异物变热。因此，在进入高电力模式之前执行异物检测(FOD)可能是有益的。

异物检测可通过多种方式执行，例如通过测量电力损耗，Q因子或谐振频率。可以在没有异物的情况下执行测量以确定参数的基线值。这样的技术可以被认为是“校准”或“重新校准”。为了在实践中执行异物检测，可以测量相同的参数(例如，电力损耗，Q因子或谐振频率)，并且测量的参数与校准期间(例如，不存在异物的情况下)测量的参数之间的差如果在可接受范围之外，则可以确定存在异物或存在异物的可能性很高。为了使校准有效，可以在与执行校准相同的运行电力设定点处执行FOD测量。因此，当存在改变电力等级的请求时，可以执行FOD重新校准。然而，发明人已经意识到，如果在重新校准期间存在异物，则该异物可以被“校准出”(calibrated out)，这可能导致随后的异物检测无效。

在一些实施例中，在执行FOD重新校准之前，可以使用第二类型的FOD来检查不存在异物。例如，如果将电力损耗方法用作FOD的主要方法(primary method)，则可以执行不同类型的FOD(例如，使用Q因子或谐振频率测量)来验证在重新校准电力损耗FOD技术时不存在FO。

在描述执行无线电力传输的方法之前现在简要描述无线电力传输系统100和异物检测的更多细节。

图1示出了包括无线电力发射器1和无线电力接收器11的无线电力系统100的框图。无线电力发射器1包括驱动电路7，该驱动电路7可以包括逆变器3和匹配网络6。逆变器3可以驱动发射线圈10，并且通过匹配网络6与发射线圈阻抗匹配。

根据一些实施例，无线电力发射器1可以进一步包括稳压电压源2(例如，电压调节器)，用于向逆变器3提供经调节的DC电压。稳压电压源2响应于来自控制器5的控制激励(control stimulus)而产生经调节的DC输出电压。在一些实施例中，驱动电路7可以是D或E类放大器，其将逆变器3的输入处的DC电压转换成AC输出电压以驱动发射线圈10。产生AC输出电压可使能够(enable)通过电磁感应实现无线电力传输。

控制器5还可以控制信号产生器9以利用具有选定的无线电力传输频率的信号来驱动逆变器3。作为示例，逆变器3可以以100-205kHz之间的频率被切换以将电力发送到被设计为根据低电力Qi接收器的Qi规范接收无线电力的无线电力接收器，以及可以以80-300kHz之间的频率被切换以将电力发到中频电力Qi接收器。逆变器3可以在更高的频率被切换，例如，大于1MHz的频率，或位于6.765MHz-6.795MHz的ISM频带内，以向设计为使用MR技术接收无线电力的接收器发射电力。但是，这些频率仅作为示例提供，因为根据任何合适的规范，无线电力可以各种合适的频率传输。控制器5可以是模拟电路或数字电路。控制器5可以是可编程的，并且可以命令信号产生器9基于存储的程序指令来以期望的传输频率产生信号，使得逆变器3以期望的传输频率进行切换。匹配网络6可以包括一个或多个阻抗匹配网络，并且通过向逆变器3呈现适当的阻抗来促进无线电力传输。匹配网络可以包括一个或多个电容性或电感性组件或电容性和电感性组件的任何适当组合。由于发射线圈10可以具有电感性阻抗，因此在一些实施例中，匹配网络6可以包括一个或多个电容性组件，当它们与发射线圈10的一个或多个阻抗结合时，向逆变器3的输出呈现适于驱动发射线圈10的阻抗。例如，匹配网络可以将发射线圈10的输入阻抗旋转到近似于逆变器3的输出阻抗，从而减少来自发射线圈10的电力反射(power reflection)。在一些实施例中，在无线电力传输期间，可以调节匹配网络6和发射线圈10的谐振频率(例如，通过可变电容器和/或切入和切出电容器)，并且可以将它们的谐振频率设置为等于或近似等于逆变器的切换频率3。

发射线圈10和接收线圈12可以通过任何合适类型的导体来实现。该导体可以是导线，包括实心，单芯导线或利兹导线。在某些情况下，线圈可以由图案化的导体形成，例如印刷电路板或集成电路的图案化的导体。

根据安培定律，在发射线圈10中驱动的交流电流会产生振荡磁场。根据法拉第定律，振荡磁场可以在附近的无线电力接收器11的接收器线圈12中感应出交流电流，并在其两端产生电压。在接收器线圈12上感应的AC电压通过匹配网络13提供给产生未调节DC电压的整流器14。整流器14可以是同步整流器，或者可以使用二极管和一个或多个电容器来实现。可以使用DC/DC转换器15来调节未调节的DC电压，该DC/DC转换器15的输出可以被滤波并且作为输出电压Vout被提供给负载。在一些替代实施例中，DC/DC转换器15可以由线性调节器或电池充电器代替，或者完全省去。

根据一些实施方式，无线电力接收器11可以包括存储器17和控制逻辑16。控制逻辑16可以包括专用电路(诸如由逻辑门和缓冲器以及其他电路组件形成的专用电路)，一个或多个现场可编程门数组，微控制器，微处理器或它们的组合。存储器可以包括易失性和非易失性类型的存储器中至少一种。控制逻辑16可以与存储器17通信，并且可以进一步与整流器和DC/DC转换器或线性调节器或电池充电器至少之一通信。

在一些实施例中，无线电力发射器1可以包括用于与无线电力接收器11通信的通信电路(例如，在控制器5之内或连接到控制器5)。该通信可以带内通信或带外通信。类似地，无线电力接收器11可以包括用于与无线电力发射器1进行通信的通信电路(例如，在控制逻辑16内或连接到控制逻辑16)。根据一些实施例，无线电力接收器11可以向无线电力发射器1发送信息，指示在无线电力接收器11处需要的电力，或者请求改变由无线电力发射器1提供的电力等级。作为响应，无线电力发射器1可以相应地增加或减少其电力输出。无线电力发射器1可以通过改变施加到发送线圈10的电压驱动等级，和/或施加到发送线圈10的振荡电压的频率来控制发送的电力量。可以使用任何合适的电力控制技术。

如图1所示，如果导电异物20进入由无线电力发射器1的发射线圈10产生的场中，则无线电力传输效率可能降低和/或导电异物20可能经受明显的变热。举例来说，导电异物20的示例包括硬币，回形针和钥匙。

根据一些实施例，被称为“电力损耗平衡”或“损耗平衡”的方法可以用于评估是否存在异物或存在异物的可能性。在电力损耗平衡中，在校准步骤期间测量不存在异物的情形下与无线电力发射器1和无线电力接收器11相关联的电力损耗。评估异物的存在可包括测量电力损耗并确定电力损耗是否在可接受的范围之外。在电力传输期间，可以确定由无线电力发射器发射的电力量，并且可以确定(例如，测量)由无线电力接收器接收的电力量。接收器11接收的电力量可以被传送到无线电力发射器。发射的电力量(基于施加到发射器线圈的电力和发射器损耗)与实际接收的电力(基于传递给负载的电力和接收器损耗)之间的差异至少部分归因于与一个或多个异物相关的电力损耗。

在一些实施方式中，如果与异物相关联的电力损耗超过阈值量，则无线电力传输将被中断(interrupted)，由此可以移除异物20。取决于运行模式，某些标准(例如Qi标准)可能具有多个阈值量。例如，在低电力运行模式下，如果与异物相关的电力损耗超过350毫瓦，则无线电力传输可能会被中断。而在高电力运行模式下，如果与异物相关的电力损耗超过750毫瓦，则无线电力传输可能会被中断。应当理解，在Qi标准或其他标准中可以使用其他阈值量，并且本发明不仅限于这些示例值。

在一些实施方式中，可以使用替代类型的异物检测来执行异物检测。例如，可以通过测量与发射线圈10相关的质量因子Q来执行异物检测。例如，无线电力发射器1可以激发发射线圈10中的谐振，然后允许所存储的能量衰减。观察到的衰减率取决于发射线圈的Q和它所存在的电路的参数，并且还可能受到任何异物20的影响，这些异物会与发射线圈10产生的电磁场相互作用。异物检测技术的另一个示例涉及测量无线电力发射器的谐振频率。超出允许范围的谐振频率可能指示存在异物。异物检测方法的示例在2018年4月19日提交的标题为“检测无线电力传输系统中的异物”的美国专利申请15/957,704中进一步详细描述，该申请的全部内容通过引用合并于此。

图2根据一些实施例示出了无线电力传输方法的示例。在无线电力发射器和无线电力接收器之间的无线电力传输已经开始之后，该方法可以从步骤S1开始。在运行期间，无线电力接收器可决定改变从无线电力发射器请求的电力等级。该决定可以由无线电力接收器的控制逻辑16在负载增加或无线电力接收器相对于无线电力发射器的空间位置增加时做出(例如，发射器和接收器之间的未对准可能导致无线电力接收器请求更多电力)。然而，无线电力接收器可基于多种原因中的任何一个而决定改变从无线电力发射器请求的电力等级，并且本文描述的技术在这方面不受限制。在一些实施例中，无线电力接收器可以请求无线电力发射器从低电力模式转换到高电力模式。备选地，无线电力接收器可以请求无线电力发射器从高电力模式转换到低电力模式。

在步骤S2中，无线电力接收器可以将FOD重新校准请求发送到无线电力发射器。如上所述，系统参数可以在不同的电力等级下变化，使得当希望改变电力等级时可能需要重新校准FOD技术。例如，在电力等级至多为5W时，无线电力发射器可以以半桥结构运行，而当传递更高的电力等级(例如10-30W)时，以全桥结构运行。作为另一示例，在传递5W或更低的负载电力时，无线电力接收器可以运行于5V整流器输出，在传递更高的负载电力(例如10-30W)时可以以更高的电压(例如10-20V)工作。在一些实施例中，响应于无线电力接收器处的电磁参数(例如，从无线电力发射器接收的电压，电流或电力)被请求以阈值量(例如，至少10％或50％)或大于阈值量的量进行改变而发送重新校准请求。当系统配置或运行电力参数(例如输出电压，电流或电力(电磁参数))发生变化时，执行FOD重新校准，以实现更好的损耗平衡，从而更精确地计算与异物有关的损耗。在一些实施例中，用于请求重新校准的阈值量可以是可变的，并且可以取决于电磁参数的大小。例如，如果试图增加已经以高电力等级进行的无线电力传输，则可以将阈值量设置得较低，以便频繁进行重新校准。但是，如果电磁参数的值(例如，运行电力)较低，则可以将阈值量设置得较大，以使重新校准不会那么频繁地进行。另外，在将修改后的电力等级提供给无线电力接收器之前，可以在无线电力发射器和无线电力接收器之间执行认证过程，以验证无线电力接收器能够在所请求的电力等级下运行(例如，验证无线电力接收器可以处理更高的电力等级)。

发明人已经意识到，如果在重新校准期间在无线电力发射器产生的电磁场中存在异物，但是不超过所选异物检测方法的阈值量，则异物可能被“校准出”。即，重新校准可能在不存在异物的假设下(实际上存在异物)，不适当地重新校准无线电力发射器。这种不适当的重新校准可能导致异物检测方法无法检测到异物。

图3示出了电力传输与时间的对照图的示例，其示出了前述的问题。随后在点A，B和C进行的FOD重新校准具有逐渐增加的发射电力等级，导致与FO相关的电力损耗被“校准出”，并最终导致FO中的电力消耗过大。

在一些实施例中，可以通过在执行所请求的第一类型的异物检测的重新校准之前在步骤S3中执行第二类型的异物检测来避免这种情况。这可以有助于确保在执行重新校准时不存在异物。第二类型的异物检测可以测量与第一类型的异物检测所测量的参数不同的至少一个参数(例如，电力损耗，Q因子或谐振频率)。例如，如果所请求的重新校准是电力损耗方法的异物检测，则可以在该重新校准之前执行不同(第二)类型的异物检测，例如测量Q因子和/或谐振频率的异物检测。如果第二类型的异物检测测量Q因子和/或谐振频率，则无线电力发射器可以测量系统Q因子和/或自谐振频率，它们是存在无线电力接收器的情况下，无线电力发射器的发射线圈的Q因子和谐振频率。在一些实施例中，第二类型的异物检测可以在重新校准请求发送后的预定时间间隔内执行。

在步骤S4中，基于第二类型的异物检测的结果，可以采取进一步的动作。例如，如果第二类型的异物检测检测到没有异物或很可能不存在异物，则无线电力发射器和无线电力接收器可以继续执行所请求的针对第一类型的异物检测的重新校准。可能会进行修改后的电力的传输。

如果第二类型的异物检测检测到存在异物或可能存在异物，则无线电力发射器可以采取一个或多个其他动作来减轻异物的影响。例如，在一些实施例中，无线电力发射器可以立即停止(stop)无线电力传输。在一些实施例中，无线电力发射器可以不停止无线电力传输，并且可以将第二类型的异物检测的结果报告给无线电力接收器。然后，无线电力接收器可以基于第二类型的异物检测的结果采取行动。例如，在一些实施例中，无线电力接收器可以继续请求原始电力等级，可以向无线电力发射器发送一组新的FOD校准参数，可以降低其输出电力，或者可以指示无线电力发射器停止无线电力传输。

图3A示出了电力传输与时间的对照图的示例。第一类型的FOD(例如，电力损耗平衡)可以在电力传输之前(Before Power Transfer，BPT)执行。当未检测到异物时，电力增加到点“A”。第一类型的FOD可以在电力传输(During Power Transfer，DPT)期间执行，其检测到可接受的电力损耗程度，如虚线所示。然后，无线电力发射器可以从无线电力接收器接收到将电力传输的等级增加到点“B”的请求，这可以是从低电力模式到高电力模式的转换。无线电力发射器可以为第一类型的FOD发送重新校准请求。然后在重新校准之前执行第二类型的FOD。在该示例中，在时间间隔“FOD OPI”(电力中断时执行异物检测)中停止电力传输。在时间间隔FOD OPI期间，执行第二类型的FOD。例如，可以执行包括测量Q因子的FOD。在该示例中，第二类型的FOD在第一个电力中断中未检测到异物，因此进行重新校准，并允许电力传输增加到点“B”。如果在随后的电力中断中通过执行Q因子方法检测到异物，则不允许进行重新校准并不允许电力增加到“C”点，从而可基于第二类型的FOD方法的结果有效地结束电力传输。

图3B示出了另一个示例，其中第二类型的FOD方法的结果符合将发射电力从点“A”增加到点“B”和点“C”的要求。

重新校准请求的格式的示例在图4和图5中示出。图4根据一些实施例示出了从无线电力接收器发送到无线电力发射器的重新校准请求(例如，在步骤S2中)的示例。B1和B2字节可以与包括估计的接收电力值的先前实施方式不同。B0字节中的模式字段可以被设置为011。如图4所示，B1字节可以包括两个字段：最小异物时隙重复(Min FO Slot Rep)字段和最大异物时隙持续(Max FO Slot-time Sustainable)字段。Min FO Slot Rep字段指示最小FO时隙重复时间，它是后续FO检测时隙之间的最小时间。在一些实施例中，最小FO时隙重复时间可以在0.5s-4s之间(包括端点)。然而，由于FO时隙重复时间可以具有任何合适的值，所以本文描述的技术不限于这里的示例。FO时隙是执行定期的(regular)FOD的时隙。Max FO Slot-time Sustainable字段指示FO时隙的最大长度，在一些实施例中，其可以在10μs-320μs之间(包括端点)。然而，本文描述的技术在这方面不受限制，因为Max FO Slot-time Sustainable字段可以具有任何合适的值。B2字节可以包括FO存在的可能性(FOPresence Probability)字段，其可以指示FO存在的可能性。在一些实施例中，该可能性可以具有介于0(指示FO存在的可能性为零)和1(指示FO存在的可能性为100％)之间的值，该值可以以任何形式来表达，例如，二进制形式。在一些实施例中，FO存在可能性字段的长度可为四位。在一些实施例中，无线电力接收器可使用与无线电力发射器所使用的技术不同的技术来测量FO存在的可能性，例如基于测量无线电力接收器的一个或多个位置中的温度。例如，均匀变热可以指示由于环境因素导致的变热，例如无线电力接收器在阳光下或以其他方式处于高温(elevated temperature)位置。然而，无线电力接收器的不同位置上的温度变化可以指示由于异物引起的局部变热。无线电力接收器不同位置(例如，不同侧)的温度传感器可以测量温度，以及如果存在足够大的差异(例如，移动设备的屏幕侧和移动设备背面的温度之间)，无线电力接收器可以确定FO存在的可能性高。当无线电力发射器被通知FO存在的可能性高时，它可以采取各种措施，例如停止或限制无线电力传输。在一些实施例中，当无线电力接收器通知无线电力发射器有高的FO存在可能性(Foreign objectPresence Probability，FOPP)时，无线电力发射器可以为任一FOD技术调整其FOD阈值量。

图5根据一些实施例示出了指示从无线电力接收器发送到无线电力发射器的各种等级的FOPP的代码的示例以及无线电力发射器(PTX)的后续动作的图。在一些实施例中，偶数代码可以被分配给可选(推荐)的动作，奇数代码可以被分配给强制请求。例如，二进制代码0000或0001可能指示没有察觉到FO，并且可能允许转换到更高的电力等级。无线电力接收器可周期性地向无线电力发射器发送消息(例如，封包)，该消息包括指示无线电力发射器接收的电力量的信息。响应于低FOPP，如由二进制代码0000或0001所指示的，可以将这种消息的重复率设置为最低频率。二进制代码0011或0010可能指示不太可能出现FO，但是指示无线发射器接收的电力量的信息可能具有增大的变化(increased variance)。无线电力发射器可以随时间对这种电力信息求平均以减少噪声的影响。响应于如由0011或0010的二进制代码指示的稍高的(slightly elevated)FOPP，无线电力发射器可以减少平均电力信息的时间段，以便更快地做出响应。通常，无线电力发射器可能仅在超出范围的FOD测量的数量达到一定值(例如3-5次)后才停止无线电力传输。当存在FO的可能性为高时(例如，当二进制代码为0011或0010时)，此数量可减少(例如，减少到2-3次)。二进制代码0100或0101可指示意识到FO存在的可能性较高。无线电力发射器可以查看其当前的FOPP估计。二进制代码0110或0111可能指示没有FO，但是FO存在的不确定性很高。例如，PTX可以响应于从无线电力接收器接收到的高的FOPP值而将其FOPP值设置为较高的值。当PRX指示高的FOPP时，PTX可能会重新考虑FOD阈值量，并使FOD阈值量更容易被超过。二进制代码1000或1001可能指示存在FO，但是FO存在的不确定性很高。PTX可以重新考虑FOD阈值量。二进制代码1010或1011可能指示无线电力接收器在热的环境中以高电力运行，因此需要格外小心。如果在无线电力传输期间测得的Q因子较低，则无线电力发射器可以增加其FOPP估计值。二进制代码1100或1101可能指示无线电力接收器在热的环境中以最高电力运行，因此需要格外小心。如果Q因子为低，则无线电力发射器可以停止无线电力传输。二进制代码1110或1111可能指示存在异物可能性为最高等级。如果Q因子为低，则无线电力发射器可以停止无线电力传输。

在一些实施例中，无线电力发射器可以向无线电力接收器发送重新校准的请求。图6根据一些实施例示出了从无线电力发射器发送到无线电力接收器的重新校准请求的示例。字节B0可以包括重新校准的请求。字节B1可以包括FO存在的可能性，其可以具有与以上基于图4所讨论的格式相同的格式。FO存在的可能性可以基于FOD，例如使用本文描述的技术。基于FO存在的可能性，无线电力接收器可以采取各种动作，其中之一可以包括将重新校准的请求发送到无线电力发射器(例如，在步骤S2中)。

图7根据一些实施例示出了指示从无线电力发射器发送到无线电力接收器(PRX)的各种等级的FOPP的代码以及无线电力接收器的后续动作的示图。某些FOPP代码可以用于非重新校准的请求，而其他的FOPP代码可以用作重新校准的请求。在一些实施例中，偶数代码可以被分配给可选(推荐)的动作，并且奇数代码可以被分配给强制请求。二进制代码0000或0001可能指示没有察觉到FO。二进制代码0010或0011可能指示FO的存在可能性很小，但是FO损失估计值具有增加的变化(例如，根据多次测量得出的结果)。作为响应，无线电力接收器可以更频繁地将关于接收到的电力量的信息发送给无线电力发射器。二进制代码0100或0101可能指示存在FO的可能性高，并且可能使无线电力接收器以比较低等级的FOPP的情况下更为频繁的方式发送有关接收到的电力量的信息。二进制代码0110或0111可能指示不存在FO，但存在FO的不确定性很高。无线电力接收器可以降低请求的电力等级并且尽快发送关于接收到的电力量的信息。二进制代码1000或1001可能指示存在FO，但是存在FO的不确定性很高。作为响应，对于1000，无线电力接收器可以请求重新校准。对于1001，可能请求在高电力点重新校准。对于1010，指示可能存在FO，并且请求在低电力点和高电力点都重新校准。对于1011，指示可能存在FO，并且请求至少在三个电力点重新校准。对于1100，指示存在FO的可能性很高，并且请求至少在四个电力点重新校准。对于1101，指示存在FO的可能性很高，建议停止。对于1110，指示FO的存在几乎是肯定的，需要降低电力并执行重新校准。对于1111，指示现在正在停止无线电力传输。

如上所述，可以使用控制器5或控制逻辑16来分别控制无线电力发射器或接收器，该控制器5或控制逻辑16可以由任何适当类型的电路来实现。例如，控制器5或控制逻辑16可以使用硬件或硬件和软件的组合来实现。当使用软件来实现时，可以在任何合适的处理器(例如，微处理器)或处理器集合上执行合适的软件代码。可以以多种方式来实现一个或多个控制器，例如利用专用硬件或利用微代码或软件进行编程以执行上述功能的通用硬件(例如，一个或多个处理器)。

为此，应当理解，本文所述实施例的一种实现方式包括至少一种编码有计算器程序(即，多个可执行指令)的计算器可读存储介质(例如，RAM，ROM，EEPROM，闪存或其他存储技术，或者其他有形的，非暂时性的计算器-可读存储介质编码的计算器可读介质，当该计算器程序在一个或多个处理器上执行时，执行上述一个或多个实施例的功能。另外，应当理解，对计算器程序的引用不限于在主机计算器上运行的应用程序，该计算器程序在被执行时执行以上讨论的功能中的任何功能。术语计算器程序和软件在本文中按照一般意义使用，指代可以对一个或多个处理器进行编程以实现本文讨论的技术的各个方面的任何类型的计算器代码(例如，应用软件，固件，微代码或任何其他形式的计算器指令)。

本发明虽以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明的范围，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (26)

1.一种运行无线电力发射器的方法，其特征在于，包括：

响应于无线电力接收器试图改变由无线电力发射器提供的电磁参数，从该无线电力接收器接收对第一类型的异物检测执行重新校准的请求；

响应于接收到该请求，执行第二类型的异物检测以产生异物检测结果；

当该异物检测结果指示存在或可能存在异物时，停止或限制无线电力传输，和/或将该异物检测结果传送给该无线电力接收器；和

当该异物检测结果指示不存在或可能不存在异物时，执行该重新校准并继续进行该无线电力传输。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该第一类型的异物检测测量电力损耗。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，该第二类型的异物检测测量Q因子和/或系统自谐振频率。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该无线电力接收器发送该请求，以尝试从该无线电力传输的低电力模式改变为该无线电力传输的高电力模式，或者从该无线电力传输的高电力模式改变为该无线电力传输的低电力模式。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，响应于该无线电力接收器试图将该电磁参数以大于或等于阈值量的量进行改变而发送该请求。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，该电磁参数包括通过该无线电力发射器发射的电磁场提供给该无线电力接收器的电压，电流或电力等级。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，该阈值量可根据通过该无线电力发射器发射的该电磁场提供给该无线电力接收器的该电压，该电流或该电力等级的大小而动态地改变。

8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，该阈值量为至少10％。

9.如权利要求5所述的方法，其特征在于，该阈值量为至少50％。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当该异物检测结果指示不存在异物或可能不存在异物时，该方法还包括将该异物检测结果传送给该无线电力接收器。

11.一种无线电力发射器，其特征在于，包括：

电路配置为：

响应于无线电力接收器试图改变由无线电力发射器提供的电磁参数，从该无线电力接收器接收对第一类型的异物检测执行重新校准的请求；

响应于接收到该请求，执行第二类型的异物检测以产生异物检测结果；

当该异物检测结果指示存在或可能存在异物时，停止或限制无线电力传输，和/或将该异物检测结果传送给该无线电力接收器；和

当该异物检测结果指示不存在或可能不存在异物时，执行该重新校准并继续进行该无线电力传输。

12.如权利要求11所述的无线电力发射器，其特征在于，该第一类型的异物检测测量电力损耗。

13.如权利要求12所述的无线电力发射器，其特征在于，该第二类型的异物检测测量Q因子和/或系统自谐振频率。

14.如权利要求11所述的无线电力发射器，其特征在于，该无线电力接收器发送该请求，以尝试从该无线电力传输的低电力模式改变为该无线电力传输的高电力模式，或者从该无线电力传输的高电力模式改变为该无线电力传输的低电力模式。

15.如权利要求11所述的无线电力发射器，其特征在于，响应于该无线电力接收器试图将该电磁参数以大于或等于阈值量的量进行改变而发送该请求。

16.如权利要求15所述的无线电力发射器，其特征在于，其中该电磁参数包括通过该无线电力发射器发射的电磁场提供给该无线电力接收器的电压，电流或电力等级。

17.如权利要求15所述的无线电力发射器，其特征在于，该阈值量为至少10％。

18.如权利要求15所述的无线电力发射器，其特征在于，该阈值量为至少50％。

19.一种运行无线电力接收器的方法，其特征在于，包括：

当尝试改变由无线电力发射器提供的电磁参数时，向该无线电力发射器发送对第一类型的异物检测执行重新校准的请求；

从该无线电力发射器接收第二类型的异物检测结果；

当该异物检测结果指示存在或可能存在异物时，改变一个或多个无线电力传输参数，限制无线电力传输或停止该无线电力传输；和

当该异物检测结果指示不存在异物或可能不存在异物时，继续进行该无线电力传输并执行该第一类型的异物检测的重新校准。

20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，该第一类型的异物检测测量电力损耗，并且该第二类型的异物检测测量Q因子和/或系统自谐振频率。

21.如权利要求19所述的方法，其特征在于，该请求包括存在异物的可能性的指示。

22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，该无线电力接收器被配置为通过测量温度变化来确定该存在异物的可能性。

23.一种无线电力接收器，其特征在于，包括：

电路配置为：

当尝试改变由无线电力发射器提供的电磁参数时，向该无线电力发射器发送对第一类型的异物检测执行重新校准的请求；

从该无线电力发射器接收第二类型的异物检测结果；

当该异物检测结果指示存在或可能存在异物时，改变一个或多个无线电力传输参数，限制无线电力传输或停止该无线电力传输；和

当该异物检测结果指示不存在异物或可能不存在异物时，继续进行该无线电力传输并执行该第一类型的异物检测的重新校准。

24.如权利要求23所述的无线电力接收器，其特征在于，该第一类型的异物检测测量电力损耗，并且该第二类型的异物检测测量Q因子和/或系统自谐振频率。

25.如权利要求23所述的无线电力接收器，其特征在于，该请求包括存在异物的可能性的指示。

26.如权利要求23所述的无线电力接收器，其特征在于，该无线电力接收器被配置为通过测量温度变化来确定该存在异物的可能性。

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