CN113691024A - 无线充电方法和无线充电装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种向电力接收设备提供电力的无线充电方法，包含执行无线充电功能和无线通信功能，无线充电功能包含发射探测信号来检测电力接收设备的第一检测操作，无线通信功能包含检测无线通信标签的第二检测操作，其中第一检测操作包含周期性地发射分别包含多个探测信号的第一组和第二组探测信号，发射第一组探测信号的操作和发射第二组探测信号的操作之间不发射其他探测信号，并且该方法在发射第一组探测信号和发射第二组探测信号之间执行第二检测操作。本申请还提供了用于执行无线充电方法的无线充电装置。
Description
技术领域
本申请涉及无线充电领域，具体而言，本申请涉及用于向电力接收设备提供电力的无线充电方法和执行无线充电方法的无线充电装置。
背景技术
无线充电技术经过十多年的发展，技术日趋成熟，应用也越来越广泛，特别是当前车载无线充电也得到越来越多的车厂青睐。然而，在当前越来越多的汽车制造商使用无线通信标签，例如NFC卡(Near Field Communication card)、RFID标签(Radio FrequencyIdentification tag)或者其他电子标签等，作为汽车钥匙的背景下，为了保护诸如汽车钥匙的NFC卡不被车载无线充电设备损坏，往往需要车载无线充电设备同时具备对NFC卡的检测功能。
在当前NFC的应用场景中，具备NFC功能的电力接收设备(如手机)能够对NFC卡进行模拟，这种模拟卡的应用解放了实体NFC卡。因此，在无线充电设备对NFC卡的检测功能中，还应当包含对实体NFC卡和模拟卡的差异化区分。当前已经有相关技术能够正确区分两者，避免因为模拟卡的原因导致无线充电功能的丧失。
另外，虽然现在已经有部分诸如手机的电力接收设备中集成了对NFC卡的检测功能，但是大大提高了电力接收设备的成本，并且如果手机中同时还集成了具有NFC功能的模拟卡，还有可能会影响模拟卡的应用，因此，市面上仍然有大量电力接收设备不具备该功能。而将NFC卡的检测功能集成到无线充电设备中，则不再受限于电力接收设备的类型，能够实现无线通信标签的有效检测和保护。
目前，无线充电设备中用于对电力接收设备的无线充电功能和用于与无线通信标签进行通信的无线通信功能两者是同步并行的。由于无线充电功能和无线通信功能两者在功能外部耦合，相对独立并且没有信息和状态交互，导致了无线通信功能中针对无线通信标签的检测时序和无线充电功能的充电时序没有界定，并且在空间上，用于无线通信功能的通信线圈和用于无线充电功能的充电线圈平行并重叠，因此存在以下缺陷：
(1)当正在进行无线充电时，强电磁干扰会导致对无线通信标签的检测失效，从而无法判断无线充电场中是否存在无线通信标签。
(2)由于无线充电功能和无线通信功能的执行在宏观上没有先后，而放置无线通信标签的时机是随机的，完全和控制逻辑异步，因此存在对无线通信标签的检测的盲区。
(3)若强行中止无线充电功能去检测无线通信标签，显然会导致充电过程断续，严重影响用户体验。
随着无线充电的输出功率从5W提升到15W，以后还要继续提升到40W及以上，因此充电线圈通过电磁场传递的能量给无线通信标签带来的风险将越来越大。
因此，亟需一种能够解决当前无线充电技术中的至少一些问题的改进的无线充电方法和无线充电装置。
发明内容
本申请的目的在于解决在执行无线充电功能时无法对无线通信标签进行有效检测和保护的问题。
根据本申请的一个方面，描述了一种用于向电力接收设备提供电力的无线充电方法，包含：无线充电功能，包含发射探测信号来检测无线充电场中电力接收设备是否存在的第一检测操作；无线通信功能，包含检测所述无线充电场中无线通信标签是否存在的第二检测操作；其中所述第一检测操作包含周期性地发射第一组探测信号和周期性地发射第二组探测信号，其中发射所述第一组探测信号的操作和发射所述第二组探测信号的操作之间没有其他探测信号被发射，所述第一组探测信号和所述第二组探测信号分别包含多个所述探测信号，并且所述无线充电方法还包含在发射所述第一组探测信号和发射所述第二组探测信号之间执行所述第二检测操作。
可选地，根据无线充电方法的一些实施方式，其中所述第一组探测信号中所包含的所述探测信号的数量与所述第二组探测信号中所包含的所述探测信号的数量相同。
可选地，根据无线充电方法的一些实施方式，其中，所述第一组探测信号中所包含的所述探测信号的数量与所述第二组探测信号中所包含的所述探测信号的数量不同。
可选地，根据无线充电方法的一些实施方式，其中所述无线充电方法包含执行以下操作：当所述第二检测操作检测到所述无线通信标签时，中止所述无线充电功能，直至所述无线通信标签被移除。
可选地，根据无线充电方法的一些实施方式，其中所述无线充电功能进一步包含：识别操作，识别所述电力接收设备响应于所述探测信号的反馈信息及无线充电装置的状态信息；注册操作，注册所述电力接收设备；和充电操作，向所述电力接收设备提供电力。
可选地，根据无线充电方法的一些实施方式，其中当所述第一检测操作检测到所述电力接收设备时，所述无线充电方法进一步包含执行以下操作：中止所述无线充电功能并执行所述第二检测操作；当未检测到所述无线通信标签时，重新启动所述无线充电功能，以执行所述识别操作、所述注册操作和所述充电操作；和当检测到所述无线通信标签时，持续中止所述无线充电功能，直至所述无线通信标签被移除。
可选地，根据无线充电方法的一些实施方式，其中当所述第一检测操作检测到所述电力接收设备时，所述无线充电方法进一步包含执行以下操作：执行所述识别操作，以识别第一信息；中止所述无线充电功能并执行所述第二检测操作；当在所述无线充电场中未检测到所述无线通信标签时，重新启动所述无线充电功能，执行所述识别操作以识别第二信息；当所述第一信息和所述第二信息相同时，执行所述注册操作和所述充电操作；当所述第一信息和所述第二信息不同时，中止所述无线充电功能并执行所述第二检测操作。
可选地，根据无线充电方法的一些实施方式，其中，所述无线充电功能进一步包含：第三检测操作，在向所述电力接收设备提供电力期间检测所述电力接收设备的状态，并根据所述电力接收设备的状态确定所述电力接收设备是否发生改变和/或所述电力接收设备是否被移除。
可选地，根据无线充电方法的一些实施方式，其中，当所述第三检测操作检测到所述电力接收设备发生改变时，所述无线充电方法进一步包含执行以下操作：中止所述无线充电功能；和执行所述第二检测操作。
可选地，根据无线充电方法的一些实施方式，其中当所述第三检测操作检测到所述电力接收设备被移除时，所述无线充电方法进一步包含执行以下操作：重新执行所述第一检测操作。
可选地，根据无线充电方法的一些实施方式，其中所述电力接收设备的状态是以下项中的至少一者：所述电力接收设备在所述无线充电场中的位置；所述电力接收设备的通信状态；所述电力接收设备的时序状态；和所述电力接收设备的充电效率。
根据本申请的另一个方面，描述了一种无线充电装置，包含电力传输单元、无线通信单元和控制单元，所述控制单元用于控制所述电力传输单元执行无线充电功能，并用于控制所述无线通信单元执行无线通信功能；其中，所述无线充电功能包含发射探测信号来检测无线充电场中电力接收设备是否存在的第一检测操作；所述无线通信功能包含检测所述无线充电场中无线通信标签是否存在的第二检测操作；所述第一检测操作包含周期性地发射第一组探测信号和周期性地发射第二组探测信号，其中发射所述第一组探测信号的操作和发射所述第二组探测信号的操作之间没有其他探测信号被发射，所述第一组探测信号和所述第二组探测信号分别包含多个所述探测信号；并且所述控制单元在控制所述电力传输单元发射所述第一组探测信号和发射所述第二组探测信号之间控制所述无线通信单元执行所述第二检测操作。
可选地，根据无线充电装置的一些实施方式，其中，当所述第二检测步骤检测到所述无线通信标签时，所述控制单元用于控制所述电力传输单元中止所述无线充电功能，直到所述无线通信标签被移除。
可选地，根据无线充电装置的一些实施方式，其中所述无线充电功能进一步包含：识别操作，通过所述电力传输单元识别所述电力接收设备响应于所述探测信号的反馈信息及所述无线充电装置的状态信息；注册操作，将所述电力接收设备注册至所述电力传输单元；和充电操作，通过所述电力传输单元向所述电力接收设备提供电力。
可选地，根据无线充电装置的一些实施方式，其中当所述第一检测操作检测到所述电力接收设备时，所述控制单元进一步用于：控制所述电力传输单元中止所述无线充电功能，并控制所述无线通信单元执行所述第二检测操作；当所述第二检测操作未检测到所述无线通信标签时，控制所述电力传输单元重新启动所述无线充电功能，以执行所述识别操作、所述注册操作和所述充电操作；和当所述第二检测操作检测到所述无线通信标签时，控制所述电力传输单元持续中止所述无线充电功能，直到所述无线通信标签被移除。
可选地，根据无线充电装置的一些实施方式，其中当所述第一检测操作检测到所述电力接收设备时，所述控制单元进一步用于：控制所述电力传输单元执行所述识别操作，以识别第一信息；控制所述电力传输单元中止所述无线充电功能，并控制所述无线通信单元执行所述第二检测操作；当所述第二检测操作未检测到所述无线通信标签时，控制所述电力传输单元重新启动所述无线充电功能，执行所述识别操作以识别第二信息；当所述第一信息和所述第二信息相同时，控制所述电力传输单元执行所述注册操作和所述充电操作；当所述第一信息和所述第二信息不同时，控制所述电力传输单元中止所述无线充电功能，并控制所述无线通信单元执行所述第二检测操作。
可选地，根据无线充电装置的一些实施方式，其中，所述无线充电功能进一步包含：第三检测操作，在向所述电力接收设备提供电力期间检测所述电力接收设备的状态，并根据所述电力接收设备的状态确定所述电力接收设备是否发生改变和/或所述电力接收设备是否被移除。
可选地，根据无线充电装置的一些实施方式，其中，当所述第三检测操作检测到所述电力接收设备发生改变时，所述控制单元用于：控制所述电力传输单元中止所述无线充电功能，并控制所述无线通信单元执行所述第二检测操作。
可选地，根据无线充电装置的一些实施方式，其中当所述第三检测操作检测到所述电力接收设备被移除时，所述控制单元用于：控制所述电力传输单元重新执行所述第一检测操作。
可选地，根据无线充电装置的一些实施方式，其中所述电力接收设备的状态是以下项中的至少一者：所述电力接收设备在所述无线充电场中的位置；所述电力接收设备的通信状态；所述电力接收设备的时序状态；和所述电力接收设备的充电效率。
本发明基于现有软件架构对无线充电功能和无线通信功能的执行时序进行了重新设计，以在正常执行无线充电功能的时间空隙内(空闲时间)检测无线通信标签的存在，确保无线充电场中不存在无线通信标签后才启动大功率传输以对电力接收设备进行充电，在不降低用户体验的前提下，实现了对无线通信标签的有效保护。
附图说明
通过参照附图详细描述其示例实施方式，本发明的上述和其它特征及优点将变得更加明显。
图1示出了根据本申请一个实施方式的无线充电方法的时序图。
图2示出了根据本申请另一实施方式的无线充电方法的时序图。
图3示出了图2的无线充电方法的缺陷。
图4A示出了根据本申请又一实施方式的无线充电方法的时序图。
图4B示出了图4A的无线充电方法的流程图。
图4C示出了图4A的无线充电方法的流程图。
图5A示出了根据本申请又一实施方式的无线充电方法的时序图。
图5B示出了图5A的无线充电方法的流程图。
图6A和图6B示出了根据本申请实施方式的无线充电设备的示意图。
图7示出了图6A和图6B的无线充电设备的结构框图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。
在介绍这里所描述和/或图示的要素/组成部分/等时，用语“一个”、“一”、“该”、“所述”和“至少一个”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等。术语“包含”、“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。此外，权利要求书中的术语“第一”、“第二”等仅作为标记使用，不是对其对象的数字限制。
本申请通篇所使用的术语“无线充电功能”包含用于从检测是否存在电力接收设备到对电力接收设备进行无线充电的一系列操作。例如，无线充电功能可以包含用于检测诸如手机的电力接收设备是否存在于无线充电场中的检测操作，识别电力接收设备被唤醒后发送的反馈信息及无线充电设备的状态逻辑的识别操作，在电力接收设备和无线充电设备之间进行通信握手的注册操作，和以大功率向电力接收设备传输电力的充电操作等。此外，本申请通篇所使用的术语“中止无线充电功能”指的是不再执行无线充电功能中的各种操作，但已经执行的操作除外。例如，当已经执行了无线充电功能中的检测操作后无线充电功能被中止，则不再继续执行检测操作，也不再执行额外的识别操作、注册操作和充电操作等，但已经执行的检测操作不受影响。此外，本申请通篇所使用的术语“重启无线充电功能”指的是按需继续执行无线充电功能中的各种操作，例如，在执行了检测操作后无线充电功能被中止，接着重启无线充电功能后，如果已经执行的检测操作没有检测到电力接收设备，则无线充电功能重启后可继续执行检测操作；如果已经执行的检测操作检测到了电力接收设备，则无线充电功能重启后可继续执行检测操作后原定的操作，例如执行识别、注册或充电等操作；如果已经执行的充电操作检测到了电力接收设备的状态变化，并中止了无线充电功能，则无线充电功能重启后可重新执行检测操作或识别操作等。
本申请通篇所使用的术语“无线通信功能”包含用于从检测是否存在无线通信标签到与无线通信标签进行通信的一系列操作。例如，无线通信功能可以包含用于检测诸如NFC卡的无线通信标签是否存在于无线充电场中的检测操作，以及控制无线通信单元和无线通信标签进行通信的通信操作等。
本申请的核心思路是分解无线充电功能的所有相关操作，在无线充电功能执行各个操作的间隙期间插入对无线通信功能的执行(例如无线通信功能中的检测无线通信标签的操作和与无线通信标签通信的操作)，从而确保没有检测到无线通信标签存在于无线充电场中之后才允许无线充电功能启动大功率能量传输以对电力接收设备进行充电。
图1示出了根据本申请一个实施方式的无线充电方法的时序图。如图1所示，在无线充电设备的待机期间，无线充电设备执行无线充电功能中的检测步骤，即通过周期性的地发送探测信号来检测无线充电场中是否存在诸如手机的电力接收设备。
在本申请的一些实施方式中，用于检测电力接收设备是否存在于无线充电场中的探测信号可以是基于Qi协议的数字Ping探测信号。数字Ping的持续时间通常在65毫秒以上且70毫秒以下，故数字Ping的持续时间能够提供使得电力接收设备被唤醒的能量。当电力接收设备被唤醒后，电力接收设备将向无线充电设备发射作为反馈信息的ASK信号，该反馈信息包含电力接收设备的基本信息。
具体的，如图1中所示出的，本申请提供的无线充电方法中，无线充电设备周期性地在t1、t3、t5等时刻发射数字Ping以检测无线充电场中是否存在电力接收设备，并且在相邻的两次发射数字Ping的操作之间(例如，在t1时刻和t3时刻之间的t2时刻，或在t3时刻和t5时刻之间的t4时刻)执行无线通信标签(例如NFC卡)的检测操作。其中t1时刻和t3时刻执行的发射数字Ping的操作是相邻的两次发射数字Ping的操作，即，在t1时刻和t3时刻之间没有其他数字Ping被发射。如此，由于每次数字Ping被完整发射后才执行无线通信标签的检测操作，因此可以避免无线通信标签的检测操作被发射的数字Ping干扰而导致无效的无线通信标签检测。
进一步如图1所示，在t7时刻执行的无线通信标签检测操作中如果检测到NFC卡存在于无线充电场中，此时，可先暂时中止无线充电功能的后续操作，例如，可以不再继续执行发射数字Ping以检测电力接收设备的操作，而是以一定时间间隔重复执行无线通信标签检测操作，如t8时段，直至NFC卡被移除，在此期间，始终中止无线充电功能的继续执行。只有当NFC卡被移除后，例如在t9时刻，无线充电功能才被重新启动，以继续交替的执行发射数字Ping的操作和无线通信标签检测操作，如时刻t9～t11所示。当发射的数字Ping检测到电力接收设备之后，例如在t11时刻发射的数字Ping检测到电力接收设备之后，执行无线充电功能的后续操作，进而在随后的t12时段启动大功率能量传输以对检测到的电力接收设备进行充电。
虽然图1示出了在t11时刻检测到电力接收设备之后，在t12时段执行充电操作。但是，应理解，在t11时刻至t12时段的开始时刻还可执行无线充电功能中的其他操作。例如，如上文所描述的，发射的数字Ping能够唤醒电力接收设备，电力接收设备被唤醒后将向外界发射包含电力接收设备的基本信息的ASK信号(反馈信息)。因此，从t11时刻至t12时段，无线充电功能可进一步执行识别操作，用于识别信息，该信息包含电力接收设备的反馈信息以及无线充电设备的状态逻辑，以及基于所识别的信息(包括该反馈信息和状态逻辑)使电力接收设备和无线充电设备之间建立通信握手的注册操作，并且在将电力接收设备注册至无线充电设备之后才在t12时段启动能量传输以执行充电操作。
然而，随着多通道多线圈无线充电技术的发展，若在每个充电线圈发射的数字Ping的间隙中都加入无线通信标签检测操作，由于无线通信标签检测操作总是需要消耗时间，在没有发现无线通信标签的情况下会导致发射数字Ping检测电力接收设备的周期拉长，使得无线充电设备发现电力接收设备的时间受到影响，直接影响到用户体验。
对此，相较于图1示出的交替执行电力接收设备检测操作和无线通信标签检测操作的方案，本申请另一实施例提供了通过将探测信号进行分组，并且在连续两组探测信号的时间间隔内执行无线通信标签检测操作的方案，如图2所示出的根据另一实施方式的无线充电方法的时序图中，周期性地在t1、t3、t5等时段以一定时间间隔发射成组的数字Ping以检测无线充电场中是否存在电力接收设备，并且在相邻的两次发射成组数字Ping的操作之间(例如，在t1时段和t3时段之间的t2时刻，或在t3时段和t5时段之间的t4时刻)执行无线通信标签(例如NFC卡)的检测操作。例如，在t1时段，无线充电设备执行了多次发射数字Ping的操作，以在t1时段发射包含多个数字Ping的一组数字Ping，在t3时段，无线充电设备同样执行了多次发射数字Ping的操作，以在t3时段发射包含多个数字Ping的另一组数字Ping。其中t1时段和t3时段执行的发射成组的数字Ping的操作是相邻的两次发射操作，即，在t1时段和t3时段之间没有其他数字Ping被发射。如此，同样在数字Ping被完全发射后才执行无线通信标签的检测步骤，可以避免无线通信标签的检测操作被发射的数字Ping干扰而导致无效的无线通信标签检测，并且由于在发射成组的数字Ping的操作之间穿插无线通信标签的检测操作，因此可以缩短无线充电设备发现电力接收设备的时间，避免插入无线通信标签检测后导致的无线充电设备的检测时间间隔过长。
在本实施例中，发射的每组数字Ping中包含的数字Ping的个数可以相同，也可以不相同。例如，在t1时段发射的第一组数字Ping中的数字Ping的数量可以和在t3时段发射的第二组数字Ping中的数字Ping的数量相同，或者在t1时段发射的第一组数字Ping中的数字Ping的数量可以和在t3时段发射的第二组数字Ping中的数字Ping的数量不同。此外，每组数字Ping中的数字Ping的数量可以取决于无线充电设备的充电线圈数量和/或通道数量。例如，如果无线充电设备的每个充电通道的线圈数量是8，则每组数字Ping中可包含8个数字Ping，又例如，如果无线充电设备包含两个充电通道，并且充电线圈总数量是18，则每组数字Ping可包含18/2＝9个数字Ping。然而，多组数字Ping中的数字Ping的数量不一定完全相同，本申请并不以此为限。本申请通过将数字Ping进行分组，其目的在于灵活分配无线充电设备的检测时机，避免因为插入NFC检测导致无线充电检测时间间隔过长引起用户体验下降。
进一步如图2所示，例如在t7时刻执行的无线通信标签检测操作中检测到NFC卡存在于无线充电场中，此时，可先暂时中止无线充电功能的后续操作，例如，可以不再继续执行发射成组数字Ping以检测电力接收设备的操作，而是可以在随后的t8时段重复执行无线通信功能中的与NFC卡进行通信的操作，以检测NFC卡是否存在于无线充电场中。此外，可以在无线通信标签(NFC卡)被移除之前，始终中止无线充电功能的继续执行。只有当NFC卡被移除后，例如在t9时段，无线充电功能才被重新启动，以继续交替执行发射成组数字Ping的操作和无线通信标签的检测操作，如时段(或时刻)t9～t11所示。当发射的成组数字Ping中的某一数字Ping检测到电力接收设备之后，例如在t11时段发射的成组数字Ping中的某一数字Ping检测到电力接收设备之后，在随后的t12时段执行无线充电功能的充电操作，即启动大功率能量传输以对检测到的电力接收设备进行充电。同样应理解，在从t11时刻至t12时段的时间内还可执行无线充电功能中的其他操作，例如上文所描述的识别操作和注册操作等。
然而，图2所示的交替执行发射成组数字Ping的操作和无线通信标签检测操作的方案仍然存在无线通信标签的检测盲区。如图3所示，如果在t10时刻执行的无线通信标签检测操作没有检测到NFC卡，紧接着在t11时段发射成组数字Ping，若在此时将例如手机的电力接收设备和NFC卡同时置于无线充电场中，那么t11时段发射的数字Ping将检测到手机的存在，进而不再执行后续的无线通信标签检测操作而直接启动无线充电功能以向手机提供电力，此时无线充电设备所提供的能量将损坏NFC卡。
图4A示出了根据本申请又一实施方式的无线充电方法的时序图，以避免上文所讨论的检测盲区。图4B示出了图4A的无线充电方法的流程图。
图4A示出的无线充电方法与图2示出的无线充电方法的不同之处在于，当利用发射的数字Ping检测到电力接收设备之后，不是立即启动无线充电功能直接向电力接收设备供电，而是先暂时中止无线充电功能(即，中止向电力接收设备传输能量，以及传输能量之前所需的其他预操作)。在中止了无线充电功能之后，额外地执行无线通信标签检测操作。当所执行的无线通信标签检测操作在无线充电场中检测到无线通信标签时，可以直接终止无线充电功能，转而执行与无线通信标签进行通信的其他操作，额外地或替代地，也可以暂时中止无线充电功能，并向用户发射指示检测到无线通信标签的信息，以便在无线通信标签被移除时重新启动被挂起的无线充电功能。当所执行的无线通信标签检测操作在无线充电场中没有检测到无线通信标签时，才启动无线充电功能的后续操作，以向电力接收设备供电。
结合图4A和图4B描述的无线充电方法。无线充电方法开始于步骤S100，在步骤S100中，执行无线充电设备的初始化操作，以执行无线充电设备的状态初始化、变量初始化、时序初始化等工作。
接着，在步骤S102中，周期性地交替执行电力接收设备检测操作和无线通信标签检测操作。例如，在图4A中的时段(或时刻)t1～t5所示，在步骤S102中，周期性地发射成组的数字Ping以检测无线充电场中是否存在电力接收设备，并且在连续两次发射成组数字Ping的操作之间执行无线通信标签检测操作。如果步骤S102中执行的电力接收设备检测操作和无线通信标签检测操作中均没有检测到电力接收设备和无线通信标签，则持续执行步骤S102。
如果在步骤S102中检测到了无线通信标签，则执行步骤S104以中止无线充电功能，即，不再继续发射数字Ping，并接着可执行步骤S106以与检测到的无线通信标签进行通信。此时，判断无线通信标签是否被移除，如果无线通信标签没有被移除，则持续无线充电功能的中止状态，并继续与无线通信标签通信，以持续监视无线通信标签是否存在于无线充电场中；如果无线通信标签被移除，则重启无线充电功能，并回到步骤S102以继续周期性地交替执行电力接收设备检测操作和无线通信标签检测操作。
例如，在图4A中，当在t7时刻执行的无线通信标签检测操作中检测到NFC卡存在于无线充电场中，此时，暂时中止无线充电功能的后续操作(步骤S104)，例如，可以不再继续执行发射成组数字Ping以检测电力接收设备的操作，并且在随后的t8时段通过与无线通信标签进行通信以重复执行无线通信标签的检测操作，等待无线通信标签(NFC卡)被移除，并且在NFC卡被移除之前，始终中止无线充电功能的继续执行。只有当NFC卡被移除后，例如在t9时段，无线充电功能才被重新启动，以继续交替执行发射成组数字Ping的操作和无线通信标签检测操作(步骤S102)。
如果在步骤S102中检测到了电力接收设备，接着，在步骤S108中暂时中止无线充电功能，并且在步骤S110中再次执行无线通信标签的检测操作。当步骤S110检测到无线通信标签时，则跳转到步骤S106，持续中止无线充电功能，并通过与被检测到的无线通信标签通信以确认无线通信标签是否被移除；当步骤S110没有检测到无线通信标签时，则在S112中重新启动无线充电功能，以执行无线充电功能的后续操作，从而在步骤S114中对被检测到的电力接收设备进行充电。
例如，在图4A中，当在t11时段的成组数字Ping中的某一数字Ping检测到电力接收设备之后，在随后的t12时刻，先暂时中止无线充电功能的执行(步骤S108)，并且再次执行一次无线通信标签检测操作(步骤S110)。只有当在t12时刻执行的无线通信标签检测操作中并未检测到无线通信标签时，才在随后的t13时段重新启动无线充电功能(步骤S112)以执行无线充电功能的后续操作，从而启动能量传输，以对电力接收设备进行充电(步骤S114)。
应注意，在本申请的一些实施方式中，当在步骤S112中重新启动无线充电功能后，无线充电功能可以在能量传输之前识别电力接收设备被唤醒后发送的反馈信息及无线充电设备的状态逻辑，基于该反馈信息和/或状态逻辑在电力接收设备和无线充电设备之间建立通信握手，如图4C中的步骤S113所示。在将电力接收设备注册至无线充电设备之后，在步骤S114中对被检测到的电力接收设备进行充电。
图5A示出了根据本申请又一实施方式的无线充电方法的时序图。图5B示出了图5A的无线充电方法的流程图。
其中图5B中的步骤S200、S202、S204、S206、S208、S210、S212和S214和图4B中的步骤S100、S102、S104、S106、S108、S110、S112和S114相同，故不再赘述。
如图5B所示，当在步骤S202中检测到电力接收设备之后，并在步骤S208中止无线充电功能之前，在步骤S207中利用无线充电设备发射的数字Ping识别电力接收设备被唤醒后发射的第一反馈信息及无线充电设备的第一状态逻辑(将第一反馈信息和第一状态逻辑统称为第一信息)，该第一信息中可包含关于电力接收设备的各种数据。此外，当在步骤S210中没有检测到无线通信标签，并在步骤S212重启无线充电功能之后，于步骤S213中再次发射数字Ping，并基于该数字Ping再次识别电力接收设备响应于数字Ping的第二反馈信息及无线充电设备的第二状态逻辑(将第二反馈信息和第二状态逻辑统称为第二信息)。接着，比较步骤S207识别的第一信息和步骤S213识别的第二信息，只有当第一信息和第二信息一致时，才在步骤S214中对电力接收设备进行充电。否则，如果不一致，可以认为在步骤S210执行的无线通信标签检测操作前后检测到的电力接收设备发生了变化。此时，为了进一步确保无线通信标签不存在于无线充电场中，则回到步骤S207，将最新识别的第二信息替换为第一信息，并再次中止无线充电功能以进行无线通信标签的检测，即重复执行步骤S208至S213。
例如，在图5A中，当在t11时段的成组数字Ping中的某一数字Ping检测到电力接收设备之后，识别第一信息(步骤S207)。在随后的t12时刻，先暂时中止无线充电功能的执行(步骤S208)，并且再次执行一次无线通信标签检测操作(步骤S210)。只有当在t12时刻执行的无线通信标签检测操作中未检测到无线通信标签时，在随后的t13时段重新启动无线充电功能(步骤S212)，并且通过再次发射数字Ping，以识别第二信息(步骤S213)，随后，比较t11时刻识别的第一信号和t13时刻识别的第二信号，只有当第一信号和第二信号一致时，才在t14时刻启动能量传输，以对电力接收设备进行充电(步骤S214)。
图5A和5B的无线充电方法的另一个好处是，如果步骤S213中没有识别到第二信息，则认为原先检测到的电力接收设备被移除，此时，则方法返回到步骤S202以重新交替执行电力接收设备检测操作和无线通信标签检测操作，从而避免了能量传输的误启动。
根据可与本申请的实施方式结合的一些实施方式，在执行无线充电功能的充电操作期间，电力接收设备可与无线充电设备进行通信，使得电力接收设备可实时向无线充电设备发送状态数据，并且无线充电设备可基于接收到的电力接收设备的状态数据判断电力接收设备当前处于何种充电状态。
例如，根据本申请的一些实施方式，电力接收设备发送的充电状态数据可包括电力接收设备在无线充电场中的位置(即，电力接收设备和充电线圈的相对位置)、电力接收设备和无线充电设备之间的通信状态、电力接收设备和无线充电设备之间的时序状态、和电力接收设备的电力需求和充电效率等中的一者或多者，并且充电状态可包括待发现状态、等待充电状态、充电状态、无法充电状态、移除状态等。
基于无线充电功能的用于检测电力接收设备的状态数据的检测操作，可以使得无线充电设备在不同的充电状态中切换或保持当前的充电状态，并且基于当前充电状态确定无线充电功能的后续操作。
例如，当如图5B所示的步骤212重启无线充电功能之后，可以将此时的充电状态定义为待发现状态。此时，如上文所讨论的，无线充电设备可再次获取电力接收设备的反馈信息及无线充电设备的状态逻辑，并且将该反馈信息及状态逻辑和在无线充电功能重启之前获得的在先反馈信息及在先状态逻辑比较，若两者不一致，则充电状态切换为无法充电状态；若两者一致，则切换到待充电状态；若没有接收到反馈信息，则切换到被移除状态。
例如，若当前为待充电状态，无线充电功能可以获取电力接收设备的诸如电力接收设备和无线充电设备之间的通信状态和/或电力接收设备和无线充电设备之间的时序状态的反馈信息，以确定当前电力接收设备能够进行充电。如果能够充电，则切换为充电状态，如果不能充电，则切换为无法充电状态。
例如，若当前为充电状态，无线充电功能可以获取电力接收设备的诸如电力接收设备和无线充电设备之间的通信状态的反馈信息，和/或电力接收设备和无线充电设备之间的时序状态的反馈信息，以确定当前电力接收设备能够进行充电。如果当前电力接收设备能够充电，则保持当前状态，如果当前存在电力接收设备但无法充电，则切换为无法充电状态；如果无法充电并且无法和电力接收设备通信，则切换到被移除状态。
例如，若当前为无法充电状态，无线充电功能可以获取电力接收设备的诸如电力接收设备和无线充电设备之间的通信状态、电力接收设备和无线充电设备之间的时序状态和/或电力接收设备在无线充电场中的位置的反馈信息，以确定充电质量下降的原因。如果是因为无法和电力接收设备通信，则切换到被移除状态；如果电力接收设备还能继续充电，则切换到充电状态；如果是因为电力接收设备发生变化导致无法充电，则可以返回图4B、图4C的步骤S108或者图5B的步骤S208，以在对变化后的电力接收设备充电之前中止无线充电功能，并执行无线通信标签的检测操作，以在重新开始充电之前确保无线通信标签不存在于无线充电场中。
例如，若当前为被移除状态，则可以返回图4B、图4C的步骤S102或者图5B的步骤S202，以重新周期性的交替执行电力接收设备检测操作和无线通信标签检测操作。
上文基于一个充电通道描述了根据电力接收设备的状态实时切换充电状态的方法。可选的，在无线充电设备具有多个充电通道时，可以综合各个充电通道获取的电力接收设备状态，以执行充电状态的切换。
图6A和图6B示出了根据本申请实施方式的无线充电设备10的示意图。图7示出了无线充电设备10的结构框图。
在图6A、图6B和图7中，无线充电设备10包含电力传输单元110、无线通信单元120和控制单元130，控制单元130分别与电力传输单元110以及无线通信单元120耦接，并且控制单元130可以用于控制电力传输单元110执行上述无线充电功能，并用于控制无线通信单元120执行上述无线通信功能。其中，电力传输单元110包括充电线圈111，并且可经由充电线圈111发射探测信号以检测无线充电场中的电力接收设备20(例如，手机)的存在，并向电力接收设备20的接收线圈21无线地传输电力。无线通信单元120包括通信线圈121，通信线圈121可以与充电场中的无线通信标签30(例如，NFC卡或RFID卡)进行通信，以检测充电场中无线通信标签30的存在。具体的，无线通信标签30中包含通信线圈31，无线通信单元120的通信线圈121可以和无线通信标签30的通信线圈31磁耦合以执行信息传输。充电线圈111和通信线圈121至少部分地重叠在一起，例如，如图6A所示，无线充电设备10具有两个充电线圈111和一个通信线圈121，通信线圈121置于充电线圈111上方并与两个充电线圈111重叠，或者，如图6B所示，无线充电设备10具有两个充电线圈111和两个通信线圈121，两个通信线圈121的每一个分别置于两个充电线圈111中相应的充电线圈111上方，并与相应的充电线圈111重叠。
在一些实施例中，控制单元130可具有处理器和存储有指令或程序的存储器，当处理器执行存储器上的指令或程序时，处理器可控制电力传输单元110和无线通信单元120执行特定的操作。
根据本申请的一些实施方式，控制单元130可以控制电力传输单元110和控制电力传输单元110所具有的充电线圈111执行上文结合图1至图5B所描述的各种无线充电方法中的无线充电功能的各种操作，例如执行诸如手机的电力接收设备20是否存在于无线充电场中的检测操作、识别电力接收设备被唤醒后发送的反馈信息及无线充电设备的状态逻辑中的信息的识别操作、在电力接收设备和无线充电设备之间检测通信握手的注册操作、大功率向电力接收设备传输电力的充电操作、实时获取电力接收设备的状态的检测操作、以及根据电力接收设备的状态切换充电状态的操作等，此处不再赘述。
根据本申请的一些实施方式，控制单元130可以控制无线通信单元120和无线通信单元120所具有的通信线圈121执行上文结合图1至图5B所描述的各种无线充电方法中的无线通信功能的各种操作，例如执行诸如通过控制无线通信单元120和无线通信标签30进行通信以确认无线通信标签是否存在于无线充电场中的检测操作等，此处不再赘述。
综上，本申请分解无线充电功能的所有相关操作，在无线充电功能执行各个操作的间隙期间插入对无线通信标签的检测操作，从而确保没有检测到无线通信标签存在于无线充电场中之后才允许无线充电功能启动大功率能量传输以对电力接收设备进行充电。此外，本申请通过在发射成组的探测信号之间穿插执行无线通信标签检测，缩短无线充电设备发现电力接收设备的时间，提升用户体验。此外，本申请在检测到电力接收设备之后，不立即启动无线充电功能直接向电力接收设备供电，而是先暂时中止无线充电功能并额外地执行无线通信标签检测操作，只有当所执行的无线通信标签检测操作在无线充电场中没有检测到无线通信标签时，才启动无线充电功能以向电力接收设备供电，从而避免了无线通信标签检测的盲区。
尽管上述内容针对本公开内容的实施方式，但是也可在不脱离本公开内容的基本范围的情况下设计出本公开内容的其他和进一步的实施方式，并且本公开内容的范围由随附的权利要求书确定。
Claims (20)
1.一种用于向电力接收设备提供电力的无线充电方法，包含：
无线充电功能，包含发射探测信号来检测无线充电场中电力接收设备是否存在的第一检测操作；
无线通信功能，包含检测所述无线充电场中无线通信标签是否存在的第二检测操作，其中
所述第一检测操作包含周期性地发射第一组探测信号和周期性地发射第二组探测信号，其中发射所述第一组探测信号的操作和发射所述第二组探测信号的操作之间没有其他探测信号被发射，所述第一组探测信号和所述第二组探测信号分别包含多个所述探测信号，并且
所述无线充电方法还包含在发射所述第一组探测信号和发射所述第二组探测信号之间执行所述第二检测操作。
2.根据权利要求1所述的无线充电方法，其中所述第一组探测信号中所包含的所述探测信号的数量与所述第二组探测信号中所包含的所述探测信号的数量相同。
3.根据权利要求1所述的无线充电方法，其中，所述第一组探测信号中所包含的所述探测信号的数量与所述第二组探测信号中所包含的所述探测信号的数量不同。
4.根据权利要求1所述的无线充电方法，其中所述无线充电方法包含执行以下操作：
当所述第二检测操作检测到所述无线通信标签时，中止所述无线充电功能，直至所述无线通信标签被移除。
5.根据权利要求1所述的无线充电方法，其中所述无线充电功能进一步包含：
识别操作，识别所述电力接收设备响应于所述探测信号的反馈信息及无线充电装置的状态信息；
注册操作，注册所述电力接收设备；和
充电操作，向所述电力接收设备提供电力。
6.根据权利要求5所述的无线充电方法，其中当所述第一检测操作检测到所述电力接收设备时，所述无线充电方法进一步包含执行以下操作：
中止所述无线充电功能并执行所述第二检测操作；
当未检测到所述无线通信标签时，重新启动所述无线充电功能，以执行所述识别操作、所述注册操作和所述充电操作；和
当检测到所述无线通信标签时，持续中止所述无线充电功能，直至所述无线通信标签被移除。
7.根据权利要求5所述的无线充电方法，其中当所述第一检测操作检测到所述电力接收设备时，所述无线充电方法进一步包含执行以下操作：
执行所述识别操作，以识别第一信息；
中止所述无线充电功能并执行所述第二检测操作；
当在所述无线充电场中未检测到所述无线通信标签时，重新启动所述无线充电功能，执行所述识别操作以识别第二信息；
当所述第一信息和所述第二信息相同时，执行所述注册操作和所述充电操作；
当所述第一信息和所述第二信息不同时，中止所述无线充电功能并执行所述第二检测操作。
8.根据权利要求5所述的无线充电方法，其中，所述无线充电功能进一步包含：
第三检测操作，在向所述电力接收设备提供电力期间检测所述电力接收设备的状态，并根据所述电力接收设备的状态确定所述电力接收设备是否发生改变和/或所述电力接收设备是否被移除。
9.根据权利要求8所述的无线充电方法，其中，当所述第三检测操作检测到所述电力接收设备发生改变时，所述无线充电方法进一步包含执行以下操作：
中止所述无线充电功能；和
执行所述第二检测操作。
10.根据权利要求8所述的无线充电方法，其中当所述第三检测操作检测到所述电力接收设备被移除时，所述无线充电方法进一步包含执行以下操作：
重新执行所述第一检测操作。
11.根据权利要求8所述的无线充电方法，其中所述电力接收设备的状态是以下项中的至少一者：
所述电力接收设备在所述无线充电场中的位置；
所述电力接收设备的通信状态；
所述电力接收设备的时序状态；和
所述电力接收设备的充电效率。
12.一种无线充电装置，包含电力传输单元、无线通信单元和控制单元，所述控制单元用于控制所述电力传输单元执行无线充电功能，并用于控制所述无线通信单元执行无线通信功能；其中，
所述无线充电功能包含发射探测信号来检测无线充电场中电力接收设备是否存在的第一检测操作；
所述无线通信功能包含检测所述无线充电场中无线通信标签是否存在的第二检测操作；
所述第一检测操作包含周期性地发射第一组探测信号和周期性地发射第二组探测信号，其中发射所述第一组探测信号的操作和发射所述第二组探测信号的操作之间没有其他探测信号被发射，所述第一组探测信号和所述第二组探测信号分别包含多个所述探测信号；并且
所述控制单元在控制所述电力传输单元发射所述第一组探测信号和发射所述第二组探测信号之间控制所述无线通信单元执行所述第二检测操作。
13.根据权利要求12所述的无线充电装置，其中
当所述第二检测步骤检测到所述无线通信标签时，所述控制单元用于控制所述电力传输单元中止所述无线充电功能，直到所述无线通信标签被移除。
14.根据权利要求12所述的无线充电装置，其中所述无线充电功能进一步包含：
识别操作，通过所述电力传输单元识别所述电力接收设备响应于所述探测信号的反馈信息及所述无线充电装置的状态信息；
注册操作，将所述电力接收设备注册至所述电力传输单元；和
充电操作，通过所述电力传输单元向所述电力接收设备提供电力。
15.根据权利要求14所述的无线充电装置，其中当所述第一检测操作检测到所述电力接收设备时，所述控制单元进一步用于：
控制所述电力传输单元中止所述无线充电功能，并控制所述无线通信单元执行所述第二检测操作；
当所述第二检测操作未检测到所述无线通信标签时，控制所述电力传输单元重新启动所述无线充电功能，以执行所述识别操作、所述注册操作和所述充电操作；和
当所述第二检测操作检测到所述无线通信标签时，控制所述电力传输单元持续中止所述无线充电功能，直到所述无线通信标签被移除。
16.根据权利要求14所述的无线充电装置，其中当所述第一检测操作检测到所述电力接收设备时，所述控制单元进一步用于：
控制所述电力传输单元执行所述识别操作，以识别第一信息；
控制所述电力传输单元中止所述无线充电功能，并控制所述无线通信单元执行所述第二检测操作；
当所述第二检测操作未检测到所述无线通信标签时，控制所述电力传输单元重新启动所述无线充电功能，执行所述识别操作以识别第二信息；
当所述第一信息和所述第二信息相同时，控制所述电力传输单元执行所述注册操作和所述充电操作；
当所述第一信息和所述第二信息不同时，控制所述电力传输单元中止所述无线充电功能，并控制所述无线通信单元执行所述第二检测操作。
17.根据权利要求14所述的无线充电装置，其中，所述无线充电功能进一步包含：
第三检测操作，在向所述电力接收设备提供电力期间检测所述电力接收设备的状态，并根据所述电力接收设备的状态确定所述电力接收设备是否发生改变和/或所述电力接收设备是否被移除。
18.根据权利要求17所述的无线充电装置，其中，当所述第三检测操作检测到所述电力接收设备发生改变时，所述控制单元用于：
控制所述电力传输单元中止所述无线充电功能，并控制所述无线通信单元执行所述第二检测操作。
19.根据权利要求17所述的无线充电装置，其中当所述第三检测操作检测到所述电力接收设备被移除时，所述控制单元用于：
控制所述电力传输单元重新执行所述第一检测操作。
20.根据权利要求17所述的无线充电装置，其中所述电力接收设备的状态是以下项中的至少一者：
所述电力接收设备在所述无线充电场中的位置；
所述电力接收设备的通信状态；
所述电力接收设备的时序状态；和
所述电力接收设备的充电效率。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |