CN114204692A - 双接收器检测装置及用于无线电能传输系统的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于无线电能传输系统的方法，包括：向多个接收器施加多个检测信号；接收来自多个接收器的多个回波信号；将多个回波信号与预定的回波信号分布模式进行比较；确定多个接收器的数量；以及使用可移动发射器对多个接收器依序充电。本申请还提供一种双接收器检测装置。本申请的方法和装置，可自动实现对移动电话的接收器的对准，提高充电效率。

Description

双接收器检测装置及用于无线电能传输系统的方法

技术领域

本发明涉及双接收器检测装置及方法，特别的，涉及一种用于无线电能传输系统的双接收器检测装置及方法。

背景技术

随着技术的进步，无线电能传输已经成为移动终端，例如移动电话、平板电脑、数码相机、MP3播放器和/或其他类似终端的用于提供电能或对电池充电的有效和方便的机制。一个无线电能传输系统典型地包括一原边侧发射器以及一副边侧接收器。所述原边侧发射器与所述侧级侧接收器通过磁耦合进行磁性耦合连接。所述磁耦合可实现为一具有形成在原边侧发射器的原边侧线圈以及一形成于所述副边侧接收器中的副边侧线圈的松耦合变压器。

所述原边侧发射器可包括一功率转换单元，例如包括一功率转换器的原边侧。所述功率转换单元与一电源耦合且能够将电能转换为无线电能信号。所述副边侧接收器可通过所述松耦合变压器接收所述无线电能信号，并将接收到的无线电能信号转换为适合负载的电能。

在无线电能传输系统中，所述发射器可位于充电板内部，所述接收器可位于移动电话内部。在将所述移动电话放在所述充电板上后，如果所述移动电话的接收器线圈与所述充电板的发射器线圈靠近，则能量可从所述充电板转移到所述移动电话。但是，所述移动电话的用户通常可能无法将所述移动电话的接收器线圈与所述充电板的发射器线圈精确对准。这种未对准的情况会降低系统效率。为了在提供最大功能的同时易于使用，可以使用可移动发射器来将所述充电板的发射器线圈与移动电话的接收器线圈精确对准。

随着无线电能充电已在移动电话行业中被广泛采用，配置成对多个移动电话充电的充电板变得越来越重要。有需要提供一种简单可靠的接收器检测装置和方法，以在各种工作条件下提供快速而准确的解决方案。

发明内容

通过本公开的优选实施例提供的用于无线电能传输系统的双接收器检测装置和方法，这些和其他问题通常被解决或避免，并且总体上实现了技术优点。

根据一个实施例，一种用于无线电能传输系统的方法，包括：向多个接收器施加多个检测信号；接收来自多个接收器的多个回波信号；将多个回波信号与预定的回波信号分布模式进行比较；确定多个接收器的数量；以及使用可移动发射器对多个接收器依序充电。

根据另一实施例，一种用于无线电能传输系统的方法，包括：通过可移动发射器上的检测网格接收多个回波信号；将多个回波信号与预定的回波信号分布模式进行比较；确定多个接收器是并行的还是未对准的；以及使用可移动发射器对多个接收器依序充电。

根据又一个实施例，一种双接收器检测装置，包括：可移动发射器、位于可移动发射器上方的检测网格，以及控制器，所述控制器用于将多个检测信号施加至位于所述检测网格上的多个接收器，接收来自多个接收器的多个回波信号，将多个回波信号与预定的回波信号分布模式进行比较，并确定多个接收器的数量。

前述内容已经相当广泛地概述了本公开的特征和技术优点，以便可以更好地理解的本申请随后的详细描述。在下文中将描述形成本申请的权利要求的主题的附加特征和优点。本领域技术人员应该理解，所公开的概念和特定实施例可以容易地用作为通过修改或设计其他结构或过程的基础，来实现本申请的相同目的。本领域技术人员还应该认识到，这样的等同构造不脱离所附权利要求书中阐述的本公开的精神和范围。

附图说明

为了更好地理解本申请的技术方案以及效果，现在结合说明书描述以及以下的附图来作为参考，其中：

图1示出了本申请的各种实施例的无线电力传输系统的框图；

图2示出了本申请的各种实施例的充电板的俯视图；

图3示出了本申请的各种实施例的检测网格的俯视图；

图4示出了本申请的各种实施例的在检测网格上的两个接收器的第一放置方式；

图5示出了本申请的各种实施例的在检测网格上的两个接收器的第二放置方式；

图6示出了本申请的各种实施例的在检测网格上的两个接收器的第三放置方式；

图7示出了本申请的各种实施例的在检测网格上的两个接收器的第四放置方式；

图8示出了本申请的用于搜索各种实施例的接收器的位置的状态机；

图9示出了本申请的用于搜索各种实施例的接收器的位置的另一状态机；

图10-11示出了本申请的各种实施例的用于检测两个接收器的方法的流程图。

图12示出了本申请的各种实施例的控制图1所示的无线电力传输系统的流程图；和

图13示出本申请的各种实施例的控制图1所示的无线电力传输系统的另一流程图。

除非另外指出，不同附图中的相应数字和符号通常指代相应的部分。所述附图的绘制是用于清楚地示出各种实施例的相关方面，并且不一定按比例绘制。

具体实施方式

下面详细讨论本申请优选实施例的制造和使用。然而，应当理解，本公开提供了许多可应用的发明构思，其可以在各种各样的特定上下文中体现。所讨论的特定实施例仅说明制造和使用本申请的特定方式，并且不限制本申请的范围。

本申请将结合在特定的上下文中的优选实施例进行描述，即，一双接收器检测装置及用于无线电能传输系统的方法。然而，本发明还可以应用于无线电能传输系统的各种功率转换设备。在下文中，将参考附图对各种实施例进行详细阐述。

图1示出了本申请的各种实施例中的无线电能传输系统的框图。所述无线电能传输系统100包括级联在输入电源102和负载114之间的功率转换器104以及无线电能传输装置101。所述无线电能传输装置101包括发射器110以及接收器120。如图1所示，所述发射器110包括级联连接的发射器电路107以及发射器线圈L1。所述发射器电路107的输入与所述功率转换器104的输出耦接。所述接收器120包括级联连接的接收器线圈L2以及整流器112。所述整流器112的输出与所述负载114耦接。

当所述接收器120靠近所述发射器110放置时，所述发射器110通过磁场与所述接收器120磁性耦合。所述为所述发射器110的一部分的发射器线圈L1与所述为所述接收器120的一部分的接收器线圈，形成一松耦合变压器115---发射器线圈L1(为所述发射器110的一部分)与接收器线圈L2(为所述接收器120的一部分)形成一松耦合变压器115。由此，电能能够从所述发射器110传输至所述接收器120。

在一些实施例中，所述发射器110可位于一充电板内。所述发射器线圈放置于所述充电板的上表面的下方。所述接收器120可嵌入一移动电话内。当所述移动电话靠近所述充电板放置时，所述发射器线圈与所述接收器线圈之间的磁耦合将会被建立。换句话说，通过所述发射器110与所述接收器120之间发生的电能传输，所述发射器线圈与所述接收器线圈可形成一松耦合变压器。所述发射器线圈L1和所述接收器线圈L2之间的耦合强度可被量化为耦合系数k。在一些实施例中，k的范围为大约0.05至大约0.9。

在一些实施例中，在所述发射器线圈L1和所述接收器线圈L2建立磁性耦合连接后，所述发射器110与所述接收器120可形成一个电能系统，通过所述电能系统，来自输入电源102的电能可被无线传输至所述负载114。

所述输入电源102可为一用于将市电电压转换为直流(direct-current,dc)电压的电源适配器。在另一些实施例中，所述输入电源102可为可再生电源，例如为太阳能电池板。进一步的，所述输入电源102还可以为能量存储装置，例如，可充电电池，燃料电池和/或其他类似的能量存储装置

所述负载114可表示与所述接收器120耦接的移动装置(例如，一移动电话)所消耗的电能，在另一些实施例中，所述负载114可指的是与所述接收器120的输出耦接的一个可充电电池和/或多个串联或并联的可充电电池。

根据一些实施例，所述发射器电路107可包括一全桥功能转换器的多个原边侧开关。所述全桥也可以称为H-桥。在另一些实施例中，所述发射器电路107可包括其他类型的转换器的多个原边侧开关，例如包括半桥转换器、推挽式转换器等的多个原边侧开关。下面将参照图2对发射器电路107的结构进行详细描述。

应当注意的是，以上描述的转换器仅仅是一些例子。本领域技术人员可以了解的是其他合适的功率转换器，例如基于E类拓扑的功率转换器(例如E类放大器)，也可以选择被使用。

所述发射器电路107可进一步包括谐振电容。所述谐振电容以及发射器线圈的磁感可形成一谐振回路。根据设计需求以及不同的应用，所述谐振回路可进一步包括谐振电感。在一些实施例中，所述谐振电感可使用外部电感来实现。在另一些实施例中，所述谐振电感可使用连接线来实现。

所述接收器120包括所述接收器线圈L2，所述接收器线圈L2在所述接收器120靠近所述发射器110放置后，与所述发射器线圈L2磁性耦合。由此，电能可被传输至所述接收器线圈，并进一步通过所述整流器112传输至所述负载114。所述接收器120可包括次级谐振电容。

所述整流器112将从接收器线圈L2接收的交流极性波形转换为单极性波形。在一些实施例中，所述整流器112可为包括四个开关的同步整流器。在另一些实施例中，所述整流器112包括全波二极管桥以及输出电容。

进一步的，所述同步整流器可由任意的可控器件形成，例如可为金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)器件，双极结型晶体管(BJT)器件，超结型晶体管(SJT)器件，绝缘栅双极型晶体管(IGBT)器件，基于氮化镓(GaN)的功率器件等。

所述功率转换器104耦接于所述输入电源102与所述无线功率传输装置101的输入之间。根据设计需要以及不同的应用，所述功率转换器104可包括多种不同的配置。在一些实施例中，所述功率转换器104可为非隔离式功率转换器，例如降压转换器。在一些实施例中，所述功率转换器104可为线性稳压器。在一些实施例中，所述功率转换器104可为隔离式功率转换器，例如为正向转换器。

上述的所述功率转换器的实现方式仅仅是举例，其并不应当用来限制权利要求的范围。本领域技术人员能够了解到其他变型、替代和修改方案。此外，取决于不同的应用和设计需求，所述功率转换器104可以是所述无线电能传输系统100的可选元件。换句话说，所述输入电源102可以直接连接至发射器电路107，而无需所述功率转换器104。

图1示出了一个接收器磁耦合至一个发射器。取决于不同的应用，也可以是多个接收器磁耦合至一单个发射器。例如，所述发射器可位于充电板内，所述充电板的顶表面能够容纳多个移动电话(例如，两个移动电话)。每个移动电话都包括接收器，每一接收器具有类似于图1所示的结构。所述充电板被配置为使用可移动发射器依序地为多个移动电话充电。下面将参照图2-9描述所述充电板的结构和工作原理。

图2示出了根据本申请的各种实施例的充电板的俯视图。所述充电板202包括可移动发射器204。在一些实施例中，所述可移动发射器204包括图1中所示的发射器线圈L1。根据不同的应用和设计需要，前述的发射器110的整体或者一部分可以实现于所述可移动发射器204上。所述可移动发射器204能够沿着由第一虚线222指示的第一方向和由第二虚线224指示的第二方向移动。如图2所示，所述第一方向与第二方向正交。

在使用中，可以将第一接收器212和第二接收器214放置在所述充电板202上。在一些实施例中，所述第一接收器212可以被嵌入在第一移动电话中，所述第二接收器214可以被嵌入在第二移动电话中。所述充电板通过可移动发射器204与接收器212、214之间的无线充电为所述第一移动电话和第二移动电话提供电能。

所述充电板202可以进一步包括检测网格和控制器(未示出)。所述检测网格包括多个检测线圈。所述控制器用于使用多个检测线圈施加多个检测信号。在将一个或多个接收器放置在充电板上之后，多个回波信号将从一个或多个接收器反射回来。所述控制器用于接收来自所述一个或多个接收器的多个回波信号。所述控制器将多个回波信号与预定的回波信号分布模式进行比较，所述控制器并基于比较结果，确定放置在所述充电板上的多个接收器的数量。在整个说明书中，充电板202可以可替代地称为双接收器检测装置。

此外，所述控制器在确定放置在充电板上的多个接收器的数量之后，能够基于多个回波信号与预定回波信号分布模式的比较来确定检测到的接收器的位置。控制器还用于在检测到接收器的位置之后，控制所述可移动发射器204的移动，以便有效地对检测到的接收器充电。所述控制器用于使用二维移动装置将所述可移动发射器204朝着某个位置移动。在一些实施例中，所述二维移动装置设置于所述充电板202中，即，所述充电板202可以进一步包括所述二维移动装置。所述二维移动装置包括用于沿第一方向222移动所述可移动发射器204(即，驱动所述可移动发射器204沿第一方向222移动)的第一电机和用于沿第二方向224移动所述可移动发射器204(即，驱动所述可移动发射器204沿第二方向224移动)的第二电机。通过移动所述可移动发射器204，使得所述可移动发射器204的发射器线圈与目标接收器线圈对准。这样，所述可移动发射器能够对检测到的接收器依序充电。

图3示出了本申请的各种实施例的检测网格的俯视图。所述检测网格包括朝向第一方向的多个第一检测线圈301和朝向第二方向的多个第二检测线圈302。如图3所示，所述第一方向与第二方向正交。在一些实施例中，所述多个第一检测线圈301可以实现在多层PCB板中。每个第一检测线圈301可以部分地重叠其相邻的第一检测线圈301。为了简化检测网格的图示，虚线303被用来表示第一检测线圈301。类似地，多个第二检测线圈302可以被实现在相同的多层PCB板中。每个第二检测线圈302可以部分地重叠其相邻的第二检测线圈302。为了简化检测网格的图示，虚线304用于表示第二检测线圈302。

如图3所示，从Y0到Y11以相等的间隔关系排列了十二条水平虚线。每个水平虚线代表一个第一检测线圈301。在整个说明书中，水平虚线可以可替代地称为第一检测线圈301。

如图3所示，每个第一检测线圈301与Y轴的相应位置对齐。在整个说明书中，Y轴的对应位置可以用于标记第一检测线圈。例如，与Y0对准的第一检测线圈可以替代地被称为第一检测线圈Y0。

如图3所示，从X0到X11以相等的间隔关系排列了十二条垂直虚线。每个垂直虚线代表一个第二检测线圈302。在整个说明书中，垂直虚线可以可替代地称为第二检测线圈302。

如图3所示，每个第二检测线圈302与X轴的相应位置对准。在整个说明书中，X轴的相应位置可以用于标记第二检测线圈。例如，与X0对准的第二检测线圈可以替代地被称为第二检测线圈X0。

在使用运行中，可以将多个检测信号施加到第一检测线圈301和第二检测线圈302。在一些实施例中，可以将检测信号顺序地施加到检测线圈。在将接收器放置在检测网格上方之后，可以从接收器的线圈反射多个回波信号。所述检测线圈用于接收回波信号。取决于检测线圈位置的不同，由每个检测线圈接收的回波信号的强度可以相应地变化。

在一些实施例中，所述充电板202可能能够容纳两部移动电话。用户可以自由地将这两个移动电话放置在所述充电板202的上表面上。这两个移动电话可以有多种放置方式。响应于移动电话的特定放置方式，所述回波信号可以形成特定的信号分布模式。所述控制器能够基于回波信号的信号分布模式找到这两个移动电话的位置。图4-7说明了两个移动电话的四种不同的放置方式。

所述移动电话的接收器磁耦合至所述充电板202的发射器。这样，接收器是用于说明本公开的各种实施例的最相关的部分。为了简单起见，也可以将移动电话可替代地称为接收器。

图4示出了本申请的各种实施例的在检测网格上的两个接收器的第一放置方式。如图4所示，第一接收器410和第二接收器420并行且间隔放置。如图4所示，所述第一接收器410沿着Y轴位于检测线圈Y4，Y5和Y6的上方，并且沿着X轴位于检测线圈X1，X2和X3的上方。所述第二接收器420沿着Y轴位于检测线圈Y4，Y5和Y6的上方，并且沿着X轴位于检测线圈X8，X9和X10的上方。

在图4所示的虚线矩形402中，示出了由第二检测线圈接收的回波信号。由于第一接收器410和第二接收器420彼此分离，所以第二检测线圈接收两组回波信号。第一组回波信号包括三个回波信号，分别为第一回波信号、第二回波信号及第三回波信号。第一回波信号由检测线圈X1产生，第二回波信号由检测线圈X2产生，第三回波信号由检测线圈X3产生。由于第一接收器410的中心与X2对准，所以第二回波信号的幅值在第一组回波信号中最大。第二组回波信号包括三个回波信号，分别为第四回波信号、第五回波信号及第六回波信号。第四回波信号由检测线圈X8产生，第五回波信号由检测线圈X9产生，第六回波信号由检测线圈X10产生。由于第二接收器420的中心与X9对准，因此第五回波信号的幅值在第二组回波信号中最大。

如图4所示，将第一组的最右边的回波信号与第二组的最左边的回波信号之间的距离定义为q。基于q的值，所述控制器能够确定充电板上接收器的数量。具体的，所述控制器将q与N_D进行比较，N_D是用于确定是否有两个接收器在检测网格上的预定阈值，如果q大于N_D，则确定有两个接收器放在充电板202上。

在虚线矩形404中，示出了由第一检测线圈接收的回波信号。由于第一接收器410和第二接收器420相对于Y轴并行。因此第一检测线圈接收到一组回波信号。该组的第一回波信号由检测线圈Y4产生，该组的第二回波信号由检测线圈Y5产生，该组的第三回波信号由检测线圈Y6产生。由于第一接收器410和第二接收器420的中心与Y5对准，因此该组的第二回波信号的幅值在该组中最大。

如图4所示，该组回波信号的数量定义为p。基于p的值，所述控制器能够确定这两个接收器是否并行。具体的，所述控制器将p与M进行比较，M为回波信号的预定数量，用于确定所述两个接收器是否并行。如果p小于或等于M，则确定有两个接收器并行地放置在充电板上。从另一方面来说，如果p大于M，则可确定所述两个接收器不是并行的。

如图4所示，所述两个接收器是并行的，但彼此间隔开。所述虚线矩形402中的回波信号分布模式表示存在两个彼此分隔的接收器。虚线矩形404中的回波信号分布模式仅指示一个接收器(p<M)。由于虚线矩形402中的回波信号分布模式已经识别出两个接收器，因此虚线矩形404中的回波信号分布模式可以解释为两个接收器是并行的。所述控制器能够根据图4所示的回波信号分布模式确定这两个接收器的位置。

图5示出了本申请的各种实施例的在检测网格上的两个接收器的第二放置方式。如图5所示，所述第一接收器410和第二接收器420并行且彼此相邻放置。如图5所示，第一接收器410沿着Y轴位于检测线圈Y4，Y5和Y6的上方，并且沿着X轴位于检测线圈X3，X4和X5上方。所述第二接收器420沿着Y轴位于检测线圈Y4，Y5和Y6上方，并且沿着X轴位于检测线圈X6，X7和X8上方。

在虚线矩形502中，示出了由第二检测线圈接收的回波信号。由于第一接收器410和第二接收器420彼此相邻，所以第二检测线圈接收一组回波信号。该组的第一回波信号由检测线圈X3产生，第二回波信号由检测线圈X4产生，第三回波信号由检测线圈X5产生，第四回波信号由检测线圈X6产生，第五回波信号由检测线圈X7产生，第六回波信号由检测线圈X8产生。由于所述第一接收器410的中心和第二接收器420的中心分别与X4和X7对准，因此第二回波信号和第五回波信号的幅度在该组中最大。如图5所示，该组的回波信号的数量被定义为p。基于p的值，控制器能够确定接收器的数量。具体的，所述控制器将p与N_N进行比较，N_N是一组中的回波信号的阈值数量，所述阈值数量用于确定是否有两个接收器在检测网格上的阈值。如果p大于或等于N_N，并且仅检测到一组回波信号，则确定在检测网格上有两个接收器。

在虚线矩形504中，示出了由第一检测线圈接收的回波信号。由于第一接收器410和第二接收器420相对于Y轴并行，因此，第一检测线圈接收到一组回波信号。该组的第一回波信号由检测线圈Y4产生，该组的第二回波信号由检测线圈Y5产生，该组的第三回波信号由检测线圈Y6产生。由于第一接收器410和第二接收器420的中心与Y5对准，因此该组的第二回波信号的幅值在该组中最大。如图5所示，该组的回波信号的数量被定义为p。基于p的值，控制器能够确定这两个接收器是否并行。具体的，所述控制器将p与M进行比较，如果p小于或等于M，则确定所述两个接收器为并行放置在充电板上。另一方面，如果p大于M，则确定这两个接收器不是并行的。如前所述的，M为用于确定所述两个接收器是否并行的预定数量。

如图5所示，两个接收器是并行的，并且彼此相邻。虚线矩形502中的回波信号分布模式表示存在两个彼此相邻的接收器。虚线矩形504中的回波信号分布模式表示相对于Y轴在同一位置的两个接收器。换句话说，这两个接收器是并行的。所述控制器能够根据图5所示的回波信号确定这两个接收器的位置。

图6示出了本申请的各种实施例的在检测网格上的两个接收器的第三放置方式。如图6所示，所述第一接收器410和第二接收器420未并行放置或未以对准的方式放置。另外，这两个接收器彼此间隔的。如图6所示，所述第一接收器410沿着Y轴位于检测线圈Y8，Y9和Y10的上方，并且沿着X轴位于检测线圈X1，X2和X3的上方。所述第二接收器420沿着Y轴位于检测线圈Y1，Y2和Y3的上方，并且沿着X轴位于检测线圈X8，X9和X10的上方。

在虚线矩形602中，示出了由第二检测线圈接收的回波信号。由于第一接收器410和第二接收器420彼此分离/间隔，所以第二检测线圈接收到两组回波信号。第一组回波信号包括三个回波信号，分别为第一回波信号、第二回波信号及第三回波信号。第一回波信号由检测线圈X1产生，第二回波信号由检测线圈X2产生，第三回波信号由检测线圈X3产生。由于第一接收器410的中心与X2对准，所以第二回波信号的幅值在第一组中最大。第二组回波信号包括三个回波信号，分别为第四回波信号、第五回波信号及第六回波信号。第四回波信号由检测线圈X8产生。第五回波信号由检测线圈X9产生，第六回波信号由检测线圈X10产生。由于第二接收器420的中心与X9对准，因此第五回波信号的幅值在第二组中最大。

如图6所示，将第一组的最右边的回波信号与第二组的最左边的回波信号之间的距离定义为q。基于q的值，所述控制器能够确定充电板上接收器的数量。特别地，将q与预定阈值N_D进行比较。如果q大于或等于N_D，则确定有两个接收器放置在所述充电板上。在运行中，所述控制器可以检查X轴的回波信号和Y轴的回波信号。在一些实施例中，所述控制器可以基于X轴的回波信号(例如，虚线矩形602中的回波信号)来确定充电板上的接收器的数量。在确定充电板上的接收器的数量之后，控制器可以基于另一轴的回波信号(例如，虚线矩形604中的回波信号)确定这两个接收器是否并行。如前所述，N_D是用于确定是否有两个接收器在检测网格上的预定阈值。

在虚线矩形604中，示出了由第一检测线圈接收的回波信号。由于第一接收器410和第二接收器420相对于Y轴不是并行的，因此第一检测线圈接收两组回波信号。第一组的第一回波信号由检测线圈Y1产生，第一组的第二回波信号由检测线圈Y2产生，第一组的第三回波信号由检测线圈Y3产生。由于第一接收器410的中心与Y2对准，因此，第一组的第二回波信号的幅值在第一组中最大。第二组的第一回波信号由检测线圈Y8产生，第二组第二回波信号由检测线圈Y9产生，第二组的第三回波信号由检测线圈Y10产生。由于第二接收器420的中心与Y9对准，因此，第二组的第二回波信号的幅值在第二组中最大。

如虚线矩形604所示，将第一组的最右边的回波信号与第二组的最左边的回波信号之间的距离定义为q。所述控制器将q与预定阈值N_D进行比较。如果q大于N_D，则两个接收器不会并行放置。如果q小于N_D，则控制器继续执行以下步骤以确定这两个接收器是否并行。虚线矩形604中的回波信号的数量(第一组和第二组之和)被定义为p。基于p的值，控制器能够确定这两个接收器是否并行。具体的，所述控制器将p与预定阈值M进行比较。如果p小于或等于M，则将确定两个接收器并行放置在充电板上。另一方面，如果p大于M，则确定这两个接收器相对于Y轴不在同一位置，即，确定这两个接收器不是并行的。如前所述的，M为用于确定所述两个接收器是否并行的预定数量。

如图6所示，两个接收器不是并行的，而是彼此分开的。所述虚线矩形602中的回波信号分布模式表示存在两个彼此分离的接收器。所述虚线矩形604中的回波信号分布模式指示这两个接收器不并行。所述控制器能够基于图6所示的回波信号来确定这两个接收器的位置。更具体地说，检测网格被划分为四个区域。左上区域是(0，0)区域，左下区域是(1，0)区域，右上区域是(0，1)区域，右下区域是(1，1)区域。如图6所示，所述第一接收器410被放置在(0，0)区域。所述第二接收器420放置在(1，1)区域。基于图6中所示的回声分布模式，控制器能够使用合适的搜索算法来识别这两个接收器的位置。

图7示出了根据本公开的各种实施例的在检测网格上的两个接收器的第四布置。第一接收器410和第二接收器420不并行放置，此外，这两个接收器彼此相邻。如图7所示，所述第一接收器410沿着Y轴位于检测线圈Y5，Y6和Y7的上方，并且沿着X轴位于检测线圈X3，X4和X5的上方。第二接收器420沿着Y轴位于检测线圈Y3，Y4和Y5的上方，并且沿着X轴位于检测线圈X6，X7和X8的上方。

在虚线矩形702中，示出了由第二检测线圈接收的回波信号。由于第一接收器410和第二接收器420彼此相邻，所以第二检测线圈接收一组回波信号。该组回波信号中的第一回波信号由检测线圈X3产生，第二回波信号由检测线圈X4产生第二回波信号，第三回波信号由检测线圈X5产生，第四回波信号由检测线圈X6产生，第五回波信号由检测线圈X7产生，第六回波信号由检测线圈X8产生。由于第一接收器410和第二接收器420的中心分别与X4和X7对准，因此第二回波信号和第五回波信号的幅值在该组中最大。

在一些实施例中，所述控制器可以基于X轴的回声信号(例如，虚线矩形702中的回声信号)来确定充电板上的接收器的数量。如图7所示，虚线矩形702中的该组的回波信号的数量被定义为p。基于p的值，所述控制器能够确定接收器的数量。具体的，所述控制器将p与N_N进行比较，如前所述，N_N是用于确定是否两个接收器在检测网格上的阈值数量。如果p大于N，并且仅检测到一组回波信号，则确定在检测网格上有两个接收器。在确定充电板上的接收器数量之后，控制器可以基于另一轴的回波信号(例如，虚线矩形704中的回波信号)确定这两个接收器是否并联。

在虚线矩形704中，示出了由第一检测线圈接收的回波信号。由于第一接收器410和第二接收器420不相对于Y轴并行，且是彼此相邻，所以第一检测线圈接收到一组回波信号。该组回波信号中的第一回波信号由检测线圈Y3产生，第二回波信号由检测线圈Y4产生，第三回波信号由检测线圈Y5产生，第四回波信号由检测线圈Y6产生，第五回波信号由检测线圈Y7产生。由于第一接收器410和第二接收器420的中心分别与Y4和Y6对准，因此第二回波信号和第四回波信号的幅值在该组中最大。

如图7所示，该组回波信号(虚线矩形704中的回波信号)的数量定义为p。基于p的值，控制器能够确定这两个接收器是否并行。具体的，所述控制器将p与M进行比较。如果p小于或等于M，则确定两个接收器为并行放置在充电板上。另一方面，如果p大于M，则确定两个接收器相对于Y轴不在同一位置，即，确定这两个接收器不是并行的。如前所述的，M为用于确定所述两个接收器是否并行的预定数量。

如图7所示，两个接收器不是并行的，另外，这两个接收器彼此相邻。虚线矩形702中的回波信号分布模式表示存在两个彼此相邻的接收器。矩形704中的回波信号分布模式指示这两个接收器不并行。控制器能够基于图7所示的回波信号来确定这两个接收器的位置。更具体地说，检测网格被划分为四个区域。左上区域是(0，0)区域。左下区域是(1，0)区域。右上区域是(0，1)区域。右下区域是(1，1)区域。如图7所示，所述第一接收器410被放置在(0，0)区域。第二接收器420放置在(1，1)区域。基于图7中所示的回声分布模式，控制器能够使用合适的搜索算法来识别这两个接收器的位置。

图8示出了本申请的用于搜索各种实施例的接收器的位置的状态机。所述状态机800包括两个状态，即第一状态802和第二状态804。所述第一状态802对应于两个并行的接收器的第一位置。所述第二状态804对应于两个并行的接收器的第二位置。根据图8所示的状态机，状态机800允许在一个状态(例如状态802)和另一状态(例如状态804)之间进行状态转换。

取决于回波信号分布模式所述，控制器可以确定检测网格上的接收器数量。响应于图4-5中所示的回波信号分布模式，控制器能够确定两个接收器的两个位置(00和01)。在找到第一接收器的位置之后，控制器可以通过状态802与状态804之间的状态转换来找到第二接收器的位置。

图9示出了本申请的用于搜索各种实施例的接收器的位置的另一状态机。所述状态机900包括四个状态，即第一状态902，第二状态904，第三状态906和第四状态908。所述第一状态902对应于检测网格的左上区域中的位置。所述第二状态904对应于检测网格的右上区域中的位置。所述第三状态906对应于检测网格的左下区域中的位置。所述第四状态908对应于检测网格的右下区域中的位置。

如本文所使用的，指定状态机应用于可以处于多种状态之一(例如，状态902、904、906和908)的机器，该机器一次处于一种状态，且具有在接收到触发条件后从一种状态改变为另一种状态的能力(例如，状态转换)。因此，这样的状态机可以由其状态和两个状态之间的转换的触发条件来定义。

根据图9所示的状态机，如图9所示的从旧状态开始指向新状态的箭头指示了导致从一个状态转换到另一状态的事件。状态机900允许在一个状态(例如，状态902)和其他三个状态中的一个(例如，状态904、906和908之一)之间进行状态转换。

根据回波信号分布模式，所述控制器可以确定检测网格上的接收器数量。响应于图6-7中所示的回声信号分布模式，控制器能够确定检测网格的四个位置(00、01、10和11)。首先，基于合适的搜索算法，所述控制器能够找到第一接收器的位置。根据图9所示的状态机900，所述控制器可以通过多个状态转换找到第二接收器的位置。在一些实施例中，控制器可以通过一个状态转变找到第二接收器的位置。在最坏的情况下，控制器可能会通过三个状态转换找到第二个接收器的位置。例如，第一接收器被放置在第一位置(00)，第二接收器被放置在第四位置(11)。在找到第一接收器的位置之后，所述控制器可以直接通过状态902与状态908之间的状态转换来找到第二接收器的位置。可替换地，在找到第一接收器的位置之后，控制器可通过三个状态转换找到第二个接收器的位置。第一状态转换在状态902和状态904之间，第二状态转换在状态904和状态906之间，第三状态转换在状态906和状态908之间。

图10-11示出了本申请的各个实施例的用于检测两个接收器的方法的流程图。图10-11中所示的流程图仅是示例，其不应不适当地限制权利要求的范围。本领域普通技术人员将认识到许多变化，替代和修改。例如，可以添加，移除，替换，重新排列和重复如图10-11所示的各个步骤。

图10示出了本申请的各个实施例的方法1000的第一部分。图11示出了本申请的各种实施例的方法1000的第二部分。

再次参考图2，将两个接收器放置在检测网格上。这两个接收器可以分别嵌入在两个移动电话中，检测网格位于充电板中。充电板还包括可移动发射器。所述可移动发射器通过包括两个电机的二维移动装置来移动。在检测到这两个接收器之后，可移动发射器首先移动至所述第一个接收器的下方。在第一接收器完全充电之后，可移动发射器从第一接收器移动到第二接收器，可移动发射器继而用于为第二个接收器提供无线充电。

所述方法1000从步骤1002开始，然后进行到步骤1004，步骤1004包括：进行重置操作并施加检测信号。具体的，在步骤1004中，控制器重置多个控制逻辑单元，例如寄存器。例如，在控制器进一步运行之前，将先前测量并保存在寄存器中的各种运行参数复位。同样在步骤1004中，控制器用于施加多个检测信号。如此，在充电板上放置有接收器时，将有多个回波信号被接收器反射回来。

在步骤1006，确定是否有任何被检测到的接收器。具体的，控制器确定是否有任何接收器放置在检测网格上。在步骤1006，如果控制器不能检测到任何接收器，则方法1000再次进行到步骤1006。同样在步骤1006，如果检测到至少一个接收器，则方法1000进入步骤1008。在步骤1008，确定是否检测到两个接收器，如果检测到两个接收器，则方法1000进入步骤1010。否则，即仅检测到一个接收器时，方法1000进行到步骤1020。在步骤1020，控制器用于将发射器线圈移动到这一个检测到的接收器下方并对其充电。在对这一个检测到的接收器完全充电之后，该方法进行到步骤1022。

在步骤1010，确定两个检测到的接收器的位置。具体的，基于回声信号分布模式(例如，图4-7中所示的回声信号分布)，控制器确定两个检测到的接收器的位置。在确定两个检测到的接收器的位置之后，方法1000进行到步骤1012。

在步骤1012，控制器用于找到第一接收器的位置，将可移动发射器的发射器线圈移动到第一接收器下方，并对第一接收器进行充电。

在步骤1014，控制器确定第一接收器是否充满电。如果第一接收器未充满电，则方法1000再次重复步骤1014。同样在步骤1014，如果第一接收器充满电，则方法1000进行到步骤1016。

在步骤1016，控制器用于找到第二接收器的位置，将可移动发射器的发射器线圈移动到第二接收器下方并对第二接收器充电。

在步骤1018，控制器确定第二接收器是否充满电。如果第二接收器未充满电，则方法1000再次进行到步骤1018。同样在步骤1018，如果第二接收器充满电，则方法1000进行到步骤1022。

在步骤1022，将电机复位并结束充电。即，在步骤1022中，电机被复位，并且两个接收器都已充满电。

图12示出了本申请的各种实施例的控制图1所示的无线电力传输系统的流程图。图12所示的流程图仅是示例，其不应不适当地限制权利要求的范围。本领域普通技术人员将认识到许多变化，替代和修改。例如，可以添加，删除，替换，重新排列和重复图12中所示的各个步骤。

在步骤1202，向多个接收器施加多个检测信号。即，多个检测信号被施加至多个接收器。

在步骤1204，控制器接收来自多个接收器的多个回波信号。

在步骤1206，控制器将多个回波信号与预定的回波信号分布模式进行比较。

在步骤1208，控制器确定多个接收器的数量。

在步骤1210，控制器使用可移动发射器对多个接收器依序充电。

图13示出了根据本公开的各种实施例的控制图1所示的无线电力传输系统的另一流程图。图13所示的流程图仅是示例，不应不适当地限制权利要求的范围。本领域普通技术人员将认识到许多变化，替代和修改。例如，可以添加，移除，替换，重新排列和重复图13所示的各个步骤。

在步骤1302，控制器通过可移动发射器上的检测网格接收多个回波信号。

在步骤1304中，控制器将多个回波信号与预定的回波信号分布模式进行比较。

在步骤1306，控制器确定多个接收器是并行的还是未对准的。

在步骤1308，控制器使用可移动发射器对多个接收器依序充电。

其中，前述的各个方法可由前述的充电板的控制器执行。所述各个方法与前述的充电板的控制器执行的功能对应，所述各个方法还包括的步骤或者更具体的步骤，可参考前述充电板的控制器所执行功能的相关描述。尽管已经详细描述了本公开的实施例及其优点，但是应当理解，在不脱离由所附权利要求限定的本公开的精神和范围的情况下，可以在这里进行各种改变，替换和变更。

此外，本申请的范围不旨在限于说明书中描述的过程、机器、制造、物质组成、手段、方法和步骤的特定实施例。本领域的普通技术人员将从本公开的公开内容中容易地理解的是，目前存在或以后将要开发的，执行基本相同功能的过程、机器、制造、物质组成、手段、方法或步骤，可以使用与本申请相关的实施例所描述的实施例或与本文描述的相应实施例基本相同的结果。因此，所附权利要求旨在将这样的过程，机器，制造，物质组成，手段，方法或步骤包括在它们的范围内。

Claims (20)

1.一种用于无线电能传输系统的方法，包括：

向多个接收器施加多个检测信号；

接收来自多个接收器的多个回波信号；

将多个回波信号与预定的回波信号分布模式进行比较；

确定多个接收器的数量；以及

使用可移动发射器对多个接收器依序充电。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

使用检测网格来检测多个接收器，所述检测网格包括朝向第一方向的多个第一检测线圈和朝向第二方向的多个第二检测线圈；

确定需要充电的第一接收器的位置；以及

使用二维移动装置将可移动发射器向所述需要充电的第一接收器的位置移动。

3.根据权利要求2所述的方法，其中：

所述二维移动装置包括：第一电机，用于沿第一方向移动所述可移动发射器；以及第二电机，用于沿与第一方向正交的第二方向移动所述可移动发射器。

4.根据权利要求1所述的方法，还包括：

在确定多个接收器的数量之后，基于多个回波信号与预定回波信号分配模式的比较，确定第一接收器是否与第二接收器并行。

5.根据权利要求4所述的方法，还包括：

在确定所述第一接收器与第二接收器并行之后，确定所述第一接收器和第二接收器的两个位置；

通过将所述可移动发射器移向两个位置的第一位置来对所述第一接收器充电；以及

在对所述第一接收器完全充电之后，通过将所述可移动发射器移向两个位置的第二位置来对第二接收器充电。

6.根据权利要求1所述的方法，还包括：

在确定多个接收器的数量之后，基于多个回波信号与预定回波信号分布模式的比较，确定第一接收器和第二接收器是否以未对准的方式放置。

7.根据权利要求6所述的方法，还包括：

在确定所述第一接收器和第二接收器未对准后，确定所述第一接收器和第二接收器的四个可能位置；

查找所述第一接收器的第一位置；

通过将所述可移动发射器移向所述第一接收器的第一位置来对所述第一接收器充电；

在对所述第一接收器完全充电之后，找到所述第二接收器的第二位置；和

通过将所述可移动发射器移向所述第二接收器的第二位置来对所述第二接收器充电。

8.一种用于无线电能传输系统的方法，包括：

通过可移动发射器上的检测网格接收多个回波信号；

将多个回波信号与预定的回波信号分布模式进行比较；

确定多个接收器是并行的还是未对准的；以及

使用可移动发射器对多个接收器依序充电。

9.根据权利要求8所述的方法，还包括：

使用所述可移动发射器上方的检测网格来确定是否有接收器放置在可移动发射器附近，所述检测网格包括多个朝向第一方向的第一检测线圈和多个朝向第二方向的第二检测线圈。

10.根据权利要求8所述的方法，还包括：

使用在所述可移动发射器上方的检测网格来确定有一个接收器还是将两个接收器放置在所述可移动发射器的附近，所述检测网格包括朝向第一方向的多个第一检测线圈和朝向第二方向的多个第二检测线圈。

11.根据权利要求10所述的方法，还包括：

在确定有两个接收器放置在所述可移动发射器附近之后，搜索两个接收器中的第一接收器的位置；

通过将所述可移动发射器移向第一接收器的位置来对第一接收器充电；

在对第一接收器完全充电之后，搜索所述两个接收器中的第二接收器的位置；以及

通过将所述可移动发射器移向所述第二接收器的位置来对所述第二接收器充电。

12.根据权利要求10所述的方法，还包括：

在确定一个接收器放置在所述可移动发射器附近时，通过将所述可移动发射器移向这一个接收器的位置来对这一个接收器充电。

13.根据权利要求10所述的方法，还包括：

在确定有两个接收器放置在所述可移动发射器附近之后，确定所述两个接收器是否并行。

14.如权利要求13所述的方法，还包括：

在确定所述两个接收器是并行的之后，找到所述两个接收器的两个位置；以及

根据具有两个状态的状态机对所述两个接收器依序充电，其中，对所述两个接收器依序充电的步骤是在一个状态转换内完成的。

15.根据权利要求13所述的方法，还包括：

在确定两个接收器未对准后，找到两个接收器的四个可能位置；以及

根据具有四个状态的状态机对两个接收器进行依序充电，其中，对两个接收器进行依序充电的步骤是在一个状态转换到三个状态转换的范围内完成的。

16.一种双接收器检测装置，包括：

可移动发射器；

位于可移动发射器上方的检测网格；以及

控制器，用于将多个检测信号施加至位于所述检测网格上的多个接收器，接收来自多个接收器的多个回波信号，将多个回波信号与预定的回波信号分布模式进行比较，并确定多个接收器的数量。

17.根据权利要求16所述的装置，还包括二维移动装置，其中：

在所述检测网格上找到两个接收器后，所述控制器控制所述二维移动装置将可移动发射器移动到第一接收器下方的第一位置，可移动发射器此时用于对第一接收器充电；以及

在对第一接收器充满电之后，所述控制器控制所述二维移动设备将所述可移动发射器从第一位置移动到位于第二接收器下方的第二位置，所述可移动发射器此时用于为对第二接收器充电。

18.根据权利要求17所述的装置，其中，所述二维移动装置包括：

第一电机，用于驱动可移动发射器沿第一方向移动；和

第二电机，用于驱动可移动发射器沿第二方向移动，其中，第一方向与第二方向正交。

19.根据权利要求17所述的装置，其中：

所述第一接收器位于在第一移动电话内；

所述第二接收器位于第二移动电话内；以及

所述可移动发射器、检测网格和控制器位于充电板内部。

20.根据权利要求19所述的装置，其中：

所述充电板，第一移动电话和第二移动电话构成无线电能传输系统。

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