CN114258622A - 具有外来对象检测的无线功率系统 - Google Patents

Abstract

无线功率系统具有无线功率传输设备和无线功率接收设备。该无线功率传输设备可以是无线充电垫或具有充电表面的其他设备。该无线功率接收设备可以是在搁置在充电表面上时从无线功率传输设备接收所传输的无线功率信号的便携式电子设备。在数字ping操作期间，可从所述无线功率传输设备传输低功率无线功率信号。在所述数字ping期间收集的信息诸如无线功率传输效率信息、耦接系数信息、Q因子信息和线圈电感信息可用于确定是否存在外来对象。所述传输设备中的控制电路可致使所述接收设备响应于确定不存在外来对象而为用户呈现指示无线功率传递操作正在开始的警示。

Description

具有外来对象检测的无线功率系统

本专利申请要求2020年1月10日提交的美国专利申请号16/739,683以及2019年8月14日提交的美国临时专利申请号62/886,614的优先权，这些专利申请据此全文以引用方式并入本文。

技术领域

本公开整体涉及功率系统，并且更具体地，涉及用于给电子设备充电的无线功率系统。

背景技术

在无线充电系统中，无线功率传输设备诸如充电垫以无线方式向无线功率接收设备诸如便携式电子设备传输功率。便携式电子设备具有线圈和整流器电路。该便携式电子设备的线圈接收来自该无线充电垫的交流无线功率信号。整流器电路将接收的信号转换为直流功率。

发明内容

无线功率系统具有无线功率传输设备和无线功率接收设备。该无线功率传输设备可以是无线充电垫或具有充电表面的其他设备。该无线功率接收设备可以是在搁置在充电表面上时从无线功率传输设备接收所传输的无线功率信号的便携式电子设备。

在无线功率接收设备已经放置在充电表面上之后并且在正常无线功率传输开始之前，无线功率传输设备可执行数字ping操作。在数字ping操作期间，可从所述无线功率传输设备传输低电平无线功率信号。供应足够的功率以便为无线功率接收设备中的通信电路供电，但不是为无线功率接收设备完全供电(例如，对无线功率接收设备中的电池进行充电)。

在所述数字ping期间收集的信息诸如无线功率传输效率信息、耦接系数信息、Q因子信息和线圈电感信息可用于确定在充电表面上、在无线功率传输和接收设备附近是否存在外来对象。所述无线功率传输设备中的控制电路可致使所述无线功率接收设备响应于确定不存在外来对象而为用户呈现指示无线功率传递操作正在开始的警示。可在数字ping期间或在数字ping之后立即呈现警示，之后完成无线功率传输设备与无线功率接收设备之间的协商，以便建立要在对无线功率接收设备中的电池进行充电的正常操作期间使用的适当无线功率传输水平。

附图说明

图1为根据实施方案的例示性无线功率系统的示意图。

图2为根据实施方案的操作无线功率系统所涉及的例示性操作的流程图。

具体实施方式

无线功率系统包括无线功率传输设备，诸如无线充电垫。无线功率传输设备将功率无线地传输到一个或多个无线功率接收设备。无线功率接收设备可包括诸如腕表、蜂窝电话、平板电脑、膝上型计算机或其他电子装置等设备。每个无线功率接收设备使用来自无线功率传输设备的功率来为设备供电以及为内部电池充电。

使用一个或多个无线功率传输线圈将无线功率从无线功率传输设备传输到无线功率接收设备。无线功率接收设备具有耦接到整流器电路的一个或多个无线功率接收线圈。整流器电路将从无线功率接收线圈接收的无线功率信号转换成直流功率。

图1中示出了例示性无线功率系统(无线充电系统)。如图1所示，无线功率系统8包括无线功率传输设备(诸如无线功率传输设备12)，并且包括无线功率接收设备(诸如无线功率接收设备24)。无线功率传输设备12包括控制电路16。无线功率接收设备24包括控制电路30。在系统8中的控制电路，诸如控制电路16和控制电路30用于控制系统8的操作。此控制电路可包括与微处理器、功率管理单元、基带处理器、数字信号处理器、微控制器和/或具有处理电路的专用集成电路相关联的处理电路。处理电路在设备12和24中实现期望的控制和通信特征。例如，处理电路可用于选择线圈、确定功率传输水平、处理传感器数据和其他数据以检测外来对象并执行其他任务、处理用户输入、处置在设备12和24之间的协商、发送和接收带内和带外数据、进行测量，以及以其他方式控制系统8的操作。

系统8中的控制电路可被配置为使用硬件(例如，专用硬件或电路)、固件和/或软件在系统8中执行操作。用于在系统8中执行操作的软件代码存储在控制电路8中的非暂态计算机可读存储介质(例如，有形计算机可读存储介质)上。该软件代码可有时被称为软件、数据、程序指令、指令或代码。非暂态计算机可读存储介质可包括非易失性存储器诸如非易失性随机存取存储器(NVRAM)、一个或多个硬盘驱动器(例如，磁盘驱动器或固态驱动器)、一个或多个可移动闪存驱动器、或其他可移动介质等。存储在非暂态计算机可读存储介质上的软件可在控制电路16和/或30的处理电路上执行。处理电路可包括具有处理电路的专用集成电路、一个或多个微处理器、中央处理单元(CPU)、或其他处理电路。

功率传输设备12可以是独立的功率适配器(例如，包括功率适配器电路的无线充电垫或充电座(puck))，可以是通过缆线耦接到功率适配器或其他装备的无线充电垫或座，可以是便携式设备，可以是已经结合到家具、交通工具或其他系统中的装备，可以是可移除电池盒或可以是其他无线功率传递装备。其中无线功率传输设备12是无线充电垫的例示性配置在本文中有时作为示例进行描述。

功率接收设备24可以是便携式电子设备，诸如腕表、蜂窝电话、膝上型计算机、平板电脑、附件诸如耳塞，或其他电子装备。功率传输设备12可耦接到壁装插座(例如，交流功率源)，可具有用于供应功率的电池，和/或可具有另一个功率源。功率传输设备12可具有交流(AC)-直流(DC)功率转换器，诸如AC-DC功率转换器14，用于将来自壁装插座或其他功率源的AC功率转换成DC功率。DC功率可用于为控制电路16供电。在操作期间，控制电路16中的控制器使用功率传输电路52来向设备24的功率接收电路54传输无线功率。功率传输电路52可具有开关电路(例如，由晶体管形成的逆变器电路61)，该开关电路基于由控制电路16提供的控制信号而接通或关闭，以形成通过一个或多个无线功率传输线圈诸如无线功率传输线圈36的AC电流信号。这些线圈驱动信号使得线圈36传输无线功率。线圈36可被布置成平面线圈阵列(例如，在设备12为无线充电垫的配置中)或可被布置用于形成线圈簇(例如，在设备12为无线充电盘的配置中)。在一些布置方式中，设备12(例如，充电垫、充电座、便携式设备等)可仅具有单个线圈。在其他布置方式中，无线充电设备可具有多个线圈(例如，两个或更多个线圈、5-10个线圈、至少10个线圈、10-30个线圈、少于35个线圈、少于25个线圈或其他合适数量的线圈)。

当AC电流通过一个或多个线圈36时，产生交流电磁(例如，磁)场(无线功率信号44)，这些交流电磁场由一个或多个对应的接收器线圈，诸如在功率接收设备24中的一个或多个线圈48接收。设备24可具有单个线圈48、至少两个线圈48、至少三个线圈48、至少四个线圈48、或其他合适数量的线圈48。当交流电磁场被线圈48接收时，在线圈48中感生出对应的交流电流。整流器电路诸如整流器电路50(其包括整流部件，诸如布置在桥式网络中的同步整流金属氧化物半导体晶体管)将从一个或多个线圈48接收的AC信号(与电磁信号44相关联的接收的交流信号)转换为DC电压信号以用于给设备24供电。

由整流器电路50产生的DC电压(有时称为整流器输出电压Vrect)可用于对电池诸如电池58充电，并且可用于对设备24中的其他部件(诸如输入-输出设备56)供电。输入-输出设备56可包括用于采集用户输入和/或进行环境测量的输入设备，并且可包括用于向用户提供输出的输出设备。例如，输入-输出设备56可包括用于创建视觉输出的显示器、用于将输出呈现为音频信号的扬声器、发光二极管状态指示灯以及用于发射向用户提供状态信息和/或其他信息的光的其他发光部件、用于生成振动和其他触觉输出的触觉设备，和/或其他输出设备。输入-输出设备56还可包括用于采集来自用户的输入和/或用于对系统8的周围环境进行测量的传感器。可包括在输入-输出设备56中的例示性传感器包括三维传感器(例如，三维图像传感器诸如结构光传感器，其发射光束并且使用二维数字图像传感器来从当光束照亮目标时产生的光斑采集用于三维图像的图像数据；双目三维图像传感器，其使用双目成像布置中的两个或更多个相机来采集三维图像；三维激光雷达(光检测和测距)传感器；三维射频传感器；或采集三维图像数据的其他传感器)、相机(例如，具有相应的红外和/或可见数字图像传感器的红外和/或可见光相机，和/或紫外光相机)、注视跟踪传感器(例如，基于图像传感器并且(如果需要)基于发射一个或多个光束的光源的注视跟踪系统，其中在用户的眼睛反射光束之后，使用图像传感器来跟踪该一个或多个光束)、触摸传感器、按钮、电容式接近传感器、基于光的(光学)接近传感器、其他接近传感器、力传感器、传感器诸如基于开关的接触传感器、气体传感器、压力传感器、湿度传感器、磁传感器、音频传感器(麦克风)、环境光传感器、用于对目标对象进行光谱测量和其他测量(例如，通过发射光和测量所反射的光)的光学传感器、用于采集语音命令和其他音频输入的麦克风、距离传感器、被配置为采集关于运动、位置和/或取向的信息的传感器(例如，加速度计、陀螺仪、罗盘和/或包括所有这些传感器或这些传感器中的一者或两者的子集的惯性测量单元)、传感器诸如检测按钮按压输入的按钮、具有检测操纵杆运动的传感器的操纵杆、键盘，和/或其他传感器。设备12可具有一个或多个输入-输出设备70(例如，结合输入-输出设备56描述的输入设备和/或输出设备)或可以省略输入-输出设备70(例如，以降低设备复杂性)。

设备12和/或设备24可使用带内或带外通信进行无线通信。设备12可例如具有无线收发器电路40，该无线收发器电路使用天线来向设备24无线地传输带外信号。无线收发器电路40可用于使用天线从设备24无线地接收带外信号。设备24可具有向设备12传输带外信号的无线收发器电路46。无线收发器46中的接收器电路可使用天线来从设备12接收带外信号。设备12和24之间的带内传输可使用线圈36和48来执行。在一种例示性配置的情况下，使用频移键控(FSK)来将带内数据从设备12传送至设备24，并且使用幅移键控(ASK)来将带内数据从设备24传送至设备12。在这些FSK和ASK传输期间，功率可从设备12无线地传送至设备24。

希望功率传输设备12和功率接收设备24能够传达信息诸如接收功率、电荷状态等以控制无线功率传递。但是，上述技术无需涉及传输个人可识别信息即可发挥作用。出于充分的谨慎，需要注意的是在某种程度上，如果该收费技术的任何实施涉及使用个人可识别信息，则实施者应遵循通常被认为符合或超过行业或政府要求以维护用户隐私的隐私政策和实践。具体地，应管理和处理个人可识别信息数据，以使无意或未经授权的访问或使用的风险最小化，并应当向用户明确说明授权使用的性质。

控制电路16具有测量电路41。测量电路41可用于检测设备12的外壳的充电表面上的外部对象(例如，在充电垫的顶部上，或者如果需要，以检测与充电座的耦接表面相邻的对象)。设备12的外壳可具有聚合物壁、其他电介质的壁、金属结构、织物和/或包封设备10的线圈36和其他电路的其他外壳壁结构。充电表面可以是设备12的上部外壳壁的平坦外表面。电路41可检测外来对象诸如线圈、回形针和其他金属物体，并且可检测无线功率接收设备24的存在(例如，电路41可检测一个或多个线圈48的存在)。在对象检测和表征操作期间，外部对象测量电路41可用于对线圈36进行测量以确定在设备12上是否存在任何设备24。

在例示性布置方式中，控制电路16的测量电路41包含信号发生器电路(例如，用于生成在一个或多个探测频率的AC探测信号的振荡器电路，可产生脉冲使得可测量脉冲响应以从响应于脉冲产生的振铃信号的频率采集电感信息、和/或从振铃信号的衰减包络采集Q因子信息的脉冲发生器等)和信号检测电路(例如，滤波器、模拟-数字转换器、脉冲响应测量电路等)。在一些配置中，可进行Q因子测量、电感测量和其他测量(例如，在无线功率传输操作已开始之前、在无线功率传输期间，在功率传输周期之间的暂停期间、和/或在其他合适的时间)。设备12中的开关电路可用于在线圈36上的测量期间、在无线功率传输期间等将期望的线圈切换到使用中。

控制电路30中的测量电路43可包括信号发生器电路、脉冲发生器电路、信号检测电路，以及其他和/或测量电路(例如，结合控制电路16中的电路41描述的类型的电路)。电路41和/或电路43可用于进行电流和电压测量、所传输和所接收的功率的测量以用于功率传输效率估计、线圈Q因子测量、线圈电感测量、耦接系数测量和/或其他测量。基于该信息或其他信息，控制电路30可表征设备12和24的操作。例如，测量电路41可测量线圈36以确定线圈36的电感和Q因子值，并且可测量设备12中的传输功率(例如，通过测量为逆变器61供电的直流电压和逆变器61的直流电流和/或通过以其他方式测量设备12的无线功率传输电路中的电压和电流)，并且可对与无线功率电路和设备12中的其他部件相关联的操作参数进行其他测量。在设备24中，测量电路43可测量线圈48以确定那些线圈的电感和Q因子值，可测量设备24中的接收功率(例如，通过测量整流器50的输出电流和输出电压Vrect和/或通过以其他方式测量设备24的无线功率接收电路中的电压和电流)，并且可对与无线功率电路和设备24中的其他部件相关联的操作参数进行其他测量。

在设备24和12之间进行协商以设置正常功率传输期间(例如，在无线功率斜升至用于电池充电的水平之前的初始无线功率传递设置操作期间)和/或稍后在无线功率传输操作期间，诸如这些的测量可用于配置系统8(例如，无线功率传输和接收电路)以增强无线功率传递设置。诸如这些的测量也可用于帮助确定功率是否由于外来对象(例如，在设备12和24之间或附近的纸夹、硬币或其他金属对象)的存在而丢失。例如，可将所接收的功率量与所传输的功率量进行比较以确定是否存在与外来对象中的感应涡电流相关联的损失。

在正常无线功率传输期间，可使用这种比较传输功率水平和接收功率水平的方法，其有时可称为通过功率计数进行的外来对象检测或功率计数外来对象检测。在正常无线功率传输操作期间检测到外来对象的情况下，可采取合适的动作。例如，可降低正在传输的无线功率量，可停止无线功率传输，可为用户发出警示，和/或可采取其他动作。

也可在正常无线功率传输操作开始之前执行外来对象检测操作。例如，可在设备12和24之间的初步交互期间(例如，当用户最初将设备24放置在设备12附近以进行充电时，诸如当用户最初将设备24放置在设备12的充电表面上时)进行通过电路41和/或43的测量(例如，电流、电压、电感、Q因子和其他操作参数的测量)。在这些初步交互(其有时可称为数字ping操作)期间，设备12向设备24提供相对少量的功率(例如，200mW或其他小量)以唤醒设备24中的控制电路(例如，不为设备24中的其他负载电路(诸如显示器电路、电池充电电路等)供电)。通过为设备24中的控制电路和其相关联的通信电路供电，设备12和24可通过无线链路(例如，带内链路)进行协商以确定供系统8在后续无线功率传递操作期间使用的适当无线功率传递水平(例如，显著更大的功率，诸如5W、10W，或与正常无线功率传输操作相关联的其他相对较大值，其通常比数字ping功率传输功率大至少5倍、至少10倍或至少25倍)。

为了向用户通知无线功率传输操作(例如，与对电池58进行充电相关联的操作)正确地进行(例如，以向用户通知未由于外来对象的存在而终止该过程)，可向用户提供警示。警示(有时可称为钟铃声)可包括在设备24上呈现的音频和/或视觉输出(作为示例)。例如，钟铃声可涉及可听钟铃声音调和视觉用户界面示能表示(例如，电池充电图标)的呈现。通过提供钟铃声，用户放心正常进行充电操作(例如，使得用户轻松地离开系统8并且使设备12和24无人看管，直到充电完成)。

通常相对快速地执行数字ping操作(例如，在200ms或更小、小于500ms、小于1s的时间段内，或其他相对较短的时间段内)。导致正常(高功率)功率传输操作开始的设备12和设备24之间的后续协商可花费显著较长时间(例如，几秒或更多)。如果钟铃声的呈现被显著延迟(例如，持续多于一秒或左右)，则用户可能关心无线功率传递操作未正常进行。另一方面，如果在系统8确定不存在外来对象之前呈现了钟铃声，则存在以下风险：存在的外来对象将仅在稍后被检测(例如，在使用功率计数外来对象检测技术的正常操作期间，此时用户可能已经离开且不在场观察充电操作已经失败)。

为了确保足够早地提供钟铃声，可在数字ping操作期间呈现钟铃声。这为用户提供了提示保证(例如，在一秒或更少内)，即将正常传输无线功率，并且电池设备24将被令人满意地充电(例如，在许多分钟或小时之后)。为了防止不期望的假钟铃声(其随后是无效的，因为仅在正常无线功率传输期间的功率计数操作期间检测到外来对象)，也较早地执行外来对象检测操作。具体地，在数字ping操作期间执行外来对象检测。响应于确定在这些数字ping外来对象检测操作期间不存在外来对象，可向用户呈现钟铃声(例如，通过扬声器、显示器和/或设备24中的其他输出设备)。

在图2中示出了与使用系统8相关联的例示性操作。

在框80的操作期间，在执行数字ping操作之前，系统8可执行低功率ping操作。在这些操作期间，设备24可使用测量电路43来测量线圈36的线圈电感和/或进行其他测量。如果无线功率接收设备24存在于设备24的充电表面上，则设备24的结构(例如，线圈48和相关联的磁芯材料)将改变(例如，增加)与设备24重叠的对应线圈36的测量线圈电感值。因此，在框80的低功率ping操作期间进行的线圈电感测量允许设备12确定是否存在设备24，并且由此确定设备12应在框82处开始执行数字ping操作。如果线圈36的线圈电感不变，则操作可在框80处继续。然而，如果检测到存在无线功率接收设备，则操作可行进到框82。

在框82处的数字ping操作期间，设备12可将少量无线功率(例如，200mW)传输到设备24。此传输功率水平显著低于正常无线功率传输水平(例如，5W或更大的正常水平)，并且因此不用于执行设备24中的电池58的无线充电或为负载部件(诸如显示器和其他输入-输出设备58)供电。然而，所传输的数字ping功率水平足以为设备24中的通信电路(例如，控制电路30中的带内通信电路)供电。

在框82的操作期间，设备12和24收集对与系统8相关联的操作参数的测量，而无线功率以减小的数字ping无线功率水平从设备12传输到设备24。例如，测量电路41可测量线圈36以确定线圈36的电感和Q因子值。控制电路16还可使用测量电路41来测量功率传输效率。例如，控制电路16可测量设备12中的传输功率(例如，通过测量为逆变器61供电的直流电压和逆变器61的直流电流和/或通过以其他方式测量设备12的无线功率传输电路中的电压和电流)并且控制电路30可测量由设备24接收的功率。基于传输功率和接收功率测量值，可估计效率。如果需要，还可进行对与无线功率电路和设备12中的其他部件相关联的操作参数的其他测量。在设备24中，测量电路43可测量线圈48以确定那些线圈的电感和Q因子值。测量电路43还可测量诸如设备24中的接收功率的操作参数(例如，通过测量整流器50的输出电流和输出电压Vrect和/或通过以其他方式测量设备24的无线功率接收电路中的电压和电流)，以及与无线功率电路和设备24中的其他部件相关联的操作参数。在设备24中进行的测量(例如，使用电路43)可从设备24传送到设备12(例如，在数字ping操作期间使用带内通信)。如果需要，可表征与线圈36和线圈48之间的磁耦接相关联的耦接系数。

基于这些测量，可分析系统8的当前操作状态以确定是否存在外来对象。例如，在框84的操作期间(其可在数字ping操作期间或之后不久执行)，系统8(例如，设备12)可基于传输和接收功率水平的测量值和/或其他测量值来确定要开始的正常无线功率传递操作的效率，并且可将这种计划的功率传输效率与预定的外来对象检测标准进行比较。例如，可将效率值与预定效率阈值(例如，效率下界)进行比较。如果效率值超过效率阈值，则设备12可推断不存在外来对象。如果效率值不超过阈值，则设备12可推断存在外来对象。

除了通过将测量的无线功率传输效率水平与效率阈值进行比较来检测外来对象之外或代替这一点，系统8可使用其他外来对象检测标准来确定是否存在外来对象。作为示例，无线功率传输线圈36的Q因子和无线功率接收线圈48的Q因子可分别由电路41和43测量。然后可将Q因子与阈值Q因子(例如，为20-40、30的值或其他合适的阈值量)进行比较。如果传输线圈或接收线圈的测量Q因子不超过Q因子阈值，则设备12可推断存在外来对象。如果Q因子超过阈值，则设备12可推断存在外来对象。

用于在数字ping操作期间检测外来对象的另一种例示性技术涉及测量传输线圈的电感值(使用测量电路41)和接收线圈的电感值(使用测量电路43)。由于存在外来对象(例如，由磁性材料形成的外来对象)，可降低测量电感。因此，设备12可将测量电感值与阈值电感值进行比较。如果传输线圈电感或接收线圈电感不超过预定电感阈值，则设备12可推断存在外来对象。设备12可以其他方式推断不存在外来对象。

用于确定是否存在外来对象的附加技术涉及估计线圈36与线圈48之间的磁耦接系数k。耦接系数k可根据测量值诸如到逆变器61的DC输入电压、整流器50的输出处的Vrect的值和其他系统参数来估计。如果k不超过预定阈值(例如，因为磁耦接由于铝箔或倾向于屏蔽磁场的其他外来对象的存在而受损)，则设备12可推断存在外来对象。如果k超过耦接系数阈值，则设备12可推断不存在外来对象。

除了这些外来对象检测技术(例如，涉及外来对象检测标准的技术，诸如效率阈值、Q因子阈值、电感阈值和耦接系数阈值)之外，系统8(例如，设备12)可将其他测量的系统操作参数与其他阈值进行比较，和/或可使得是否存在外来对象的决定基于对与这些测量值中的两者或更多者相关联的信息(例如，使用一个或多个阈值或其他合适的外来对象检测标准)。基于从在数字ping操作期间进行的测量收集的信息来确定是否存在外来对象的前述示例是例示性的。在一些实施方案中，效率、Q因子、电感和耦接系数的组合被建模为用于确定是否存在外来对象的回归(例如，线性)。

在根据在数字ping期间收集的信息来确定是否存在外来对象之后，操作行进到框86或框88。响应于检测到存在外来对象，系统8(例如，设备12和/或设备24)可放弃向用户呈现钟铃声(框86)。也可采取其他合适的动作。例如，设备12可放弃无线功率传输(例如，通过返回到框82的数字ping操作而不发起与设备24的协商以启动全功率传递)。作为另一个示例，设备12和/或设备24可向用户发出外来对象警示(在设备24的显示器上可视地发出，使用设备24中的扬声器可听地发出等)，该外来对象警示向用户通知存在外来对象，即正常无线功率传输操作未进行等。

如果在框82和84的操作期间，确定不存在外来对象(没有外来对象在设备12和24之间或附近，使得无线功率传输操作可进行)，则设备12和/或设备24可用于向用户提供合适通知。例如，在框88的操作期间，可向用户提供指示充电正常进行的钟铃声。钟铃声可包括视觉信息，诸如电池充电图标(例如，在设备24的显示器上显示的图标，该图标包括电池58的充电状态信息和/或其他充电状态信息诸如指示充电开始的图标)、文本(例如，电池充电状态文本，诸如“50％”，其指示电池58具有50％的充电状态)和/或向用户通知充电正常进行的其他视觉信息(例如，因为在数字ping操作期间未检测到外来对象)。钟铃声还可包括可听输出。例如，可通过设备24中的扬声器向用户呈现音频输出，诸如指示正常进行充电的钟铃声音调。设备24可在接收到呈现从设备12无线接收的钟铃声的指令(例如，经由带内通信)时呈现钟铃声，或设备24可由于以下事实而检测到不存在外来对象：设备12进行无线功率传输协商或隐式地指示未检测到外来对象的其他操作。如果需要，设备12可具有输出设备(例如，扬声器、显示器、发光设备等)，代替或除了致使设备24向用户呈现钟铃声之外，该输出设备用于向用户供应钟铃声信息。

无论设备12使用何种技术来致使设备24生成钟铃声，框88的操作可在数字ping期间执行和/或在数字ping之后立即执行(例如，从设备12在框80的低功率ping操作期间检测到设备24的时间开始的小于500ms、小于1s或小于其他合适短时间段内)。例如，警示可在从用户将设备24放置在设备12的充电表面上的时间开始的小于0.5s、小于1s或小于其他合适短时间段内呈现。因为在将设备24放置在设备12的充电表面上之后不久向用户呈现钟铃声，所以向用户提供了关于充电操作(无线功率传输操作)正常进行还是已经受到外来对象存在的不利影响的近似立即反馈。因此，在不正确地理解系统8的状态的情况下，用户将不会将设备24留在设备12上并且离开系统8(如果仅在稍后执行外来对象检测操作，则可能发生)。相反，用户将被几乎立即(例如，在1s或更少内)通知存在问题。当用户仍在设备12的附近时，通知用户是有帮助的。

在框88处向用户呈现钟铃声之后，处理可行进到框90。在框90的操作期间，系统8可确定用于正常无线功率传输的适当设置。具体地，在框90的操作期间，设备12和设备24可彼此通信，使得关于设备12和24的能力和/或需要的信息被共享。例如，设备12和24可共享设备标识符、功率传输和接收能力、电池充电状态信息、期望的无线功率水平等。在一些实施方案中，可交换认证信息。

在协商完成之后，设备12可开始正常无线功率传输操作以将无线功率传输到设备24(框92)。在框92的操作期间，功率可以由系统8支持的全功率水平(例如，以10W、5W或其他合适的额定最大功率水平)传输，或者可以稍微较低的水平(例如，仍然显著高于数字ping功率传输水平的2.5W或其他合适的减小量)传输。在完成框90的协商以设置无线功率传输以及发起框92的传输中消耗的时间可以是几秒或潜在显著更大的时间段。因为在框90的无线功率传输设置操作之前在框88处呈现钟铃声以用于在框92处建立正常无线功率传输操作，所以快速向用户通知系统8的当前操作状态(例如，是否存在外来对象，正常全功率充电是否按照预期进行等)。

根据一个实施方案，提供了一种无线功率传输设备，其包括：无线功率传输电路，所述无线功率传输电路被配置为将无线功率信号传输到无线功率接收设备；和控制电路，所述控制电路被配置为在数字ping期间执行外来对象检测操作，以及响应于在所述数字ping期间确定不存在外来对象，致使发出警示。

根据另一个实施方案，所述控制电路被进一步配置为响应于在所述数字ping期间确定不存在外来对象，开始无线功率传输操作。

根据另一个实施方案，所述控制电路被配置为通过向所述无线功率接收设备发送通知所述无线功率接收设备发出所述警示的信息来致使发出所述警示。

根据另一个实施方案，所述控制电路被配置为致使由所述无线功率接收设备发出所述警示。

根据另一个实施方案，所述警示包括关于电池充电状态的视觉信息和指示正在开始无线功率传递操作以对所述无线功率接收设备中的电池进行充电的音频信息，并且所述控制电路被配置为致使由所述无线功率接收设备发出所述警示。

根据另一个实施方案，所述控制电路被配置为通过在所述数字ping期间收集关于从所述无线功率传输电路无线传输到所述无线功率接收设备的功率量的信息来执行所述外来对象检测操作。

根据另一个实施方案，所述控制电路被配置为通过收集关于由所述无线功率接收设备在所述数字ping期间无线接收的功率量的信息来执行所述外来对象检测操作。

根据另一个实施方案，所述控制电路被配置为通过收集关于与从所述无线功率传输电路到所述无线功率接收设备的无线功率传输相关联的操作参数的信息来执行所述外来对象检测操作。

根据另一个实施方案，所述控制电路被配置为通过将所收集的信息与外来对象检测标准进行比较来执行所述外来对象检测操作。

根据另一个实施方案，关于所述操作参数的所述信息包括关于与所述无线功率传输电路中的无线功率传输线圈相关联的Q因子值的信息。

根据另一个实施方案，关于所述操作参数的所述信息包括选自由以下组成的组的信息：Q因子信息、线圈电感信息、无线功率传输效率信息和耦接系数信息。

根据一个实施方案，提供了一种无线功率传输设备，其包括：无线功率传输电路，所述无线功率传输电路被配置为将无线功率信号传输到无线功率接收设备；控制电路，所述控制电路被配置为执行与所述无线功率接收设备的协商以设置对所述无线功率接收设备中的电池进行充电的无线功率传输操作；在执行所述协商之前，收集选自由以下组成的组的信息：关于无线功率传输效率的信息、无线功率线圈Q因子信息、无线功率线圈电感信息和耦接系数信息；在执行所述协商之前，分析所收集的信息以确定是否存在外来对象；以及响应于确定不存在外来对象，致使根据开始对所述电池进行充电的所述无线功率传输操作发出警示。

根据另一个实施方案，所述无线功率传输设备包括充电表面，所述控制电路被配置为在将所述无线功率接收设备放置在所述充电表面上时的一秒内收集所述信息。

根据另一个实施方案，所述控制电路被配置为致使在将所述无线功率传输设备放置在所述充电表面上时的一秒内发出所述警示。

根据另一个实施方案，所述控制电路被配置为通过将所述无线功率线圈Q因子信息与Q因子阈值进行比较来分析所述信息。

根据另一个实施方案，所述控制电路被配置为通过使用关于在执行所述协商之前传输的无线功率量和在执行所述协商之前接收的无线功率量的信息来分析所述信息，以估计与效率阈值比较的功率传递效率。

根据另一个实施方案，所述控制电路被配置为通过分析所述无线功率传输电路与所述无线功率接收设备之间的耦接系数来分析所述信息。

根据另一个实施方案，所述控制电路被配置为通过将无线功率传输线圈电感信息与电感阈值进行比较来分析所述信息。

根据另一个实施方案，所述控制电路被配置为致使在完成所述协商之前发出所述警示。

根据实施方案，提供了一种无线功率传输设备，所述无线功率传输设备被配置为将无线功率传输到所述无线功率传输设备的充电表面上的无线功率接收设备，所述无线功率传输设备包括：控制电路；无线功率传输电路，所述无线功率传输电路被配置为在所述无线功率接收设备已经放置在所述充电表面上之后并且在所述无线功率接收设备与所述控制电路之间完成协商之前向所述无线功率接收设备传输无线功率信号，以建立将对所述无线功率接收设备中的电池进行充电的无线功率传输操作，所述控制电路被配置为：在所述无线功率接收设备与所述控制电路之间完成所述协商之前，使用选自由以下组成的组的信息来确定是否存在外来对象；无线功率传输效率信息、磁耦接系数信息、无线功率传输线圈电感信息、无线功率接收线圈电感信息、无线功率传输线圈Q因子信息、无线功率接收线圈Q因子信息；以及响应于确定不存在外来对象，致使在所述无线功率接收设备的显示器上呈现指示用于对所述电池进行充电的无线功率传输操作正在开始的警示信息。

根据另一个实施方案，所述控制电路被进一步配置为致使在将所述无线功率接收设备放置在所述无线充电表面上的一秒内呈现所述警示信息。

根据一个实施方案，一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储被配置为由无线功率传输设备的一个或多个处理器执行的一个或多个程序，所述一个或多个程序在被执行时致使所述无线功率传输设备向无线功率接收设备提供无线功率充电操作，所述计算机可执行指令包括用于以下操作的指令：在数字ping期间执行外来对象检测操作，以及响应于在所述数字ping期间确定不存在外来对象，致使发出警示。

根据另一个实施方案，一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储被配置为由无线功率传输设备的一个或多个处理器执行的一个或多个程序，所述一个或多个程序在被执行时致使所述无线功率传输设备向无线功率接收设备提供无线功率充电操作，所述计算机可执行指令包括用于以下操作的指令：执行与所述无线功率接收设备的协商以设置对所述无线功率接收设备中的电池进行充电的无线功率传输操作；在执行所述协商之前，收集选自由以下组成的组的信息：关于无线功率传输效率的信息、无线功率线圈Q因子信息、无线功率线圈电感信息和耦接系数信息；在执行所述协商之前，分析所收集的信息以确定是否存在外来对象；以及响应于确定不存在外来对象，致使根据开始对所述电池进行充电的所述无线功率传输操作发出警示。

根据另一个实施方案，一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储被配置为由无线功率传输设备的一个或多个处理器执行的一个或多个程序，所述一个或多个程序在被执行时致使所述无线功率传输设备向无线功率接收设备提供无线功率充电操作，所述计算机可执行指令包括用于以下操作的指令：执行与所述无线功率接收设备的协商以设置对所述无线功率接收设备中的电池进行充电的无线功率传输操作；在执行所述协商之前，收集选自由以下组成的组的信息：关于无线功率传输效率的信息、无线功率传输线圈Q因子信息、无线功率接收线圈Q因子信息、无线功率传输线圈电感信息、无线功率接收线圈电感信息和耦接系数信息；在执行所述协商之前的数字ping期间，分析所收集的信息以确定是否存在外来对象；以及响应于确定不存在外来对象，致使在所述无线功率接收设备的显示器上呈现指示用于对所述电池进行充电的无线功率传输操作正在开始的警示信息。

前述内容仅为示例性的并且可对所述实施方案作出各种修改。前述实施方案可独立实施或可以任意组合实施。

Claims (24)

1.一种无线功率传输设备，包括：

无线功率传输电路，所述无线功率传输电路被配置为将无线功率信号传输到无线功率接收设备；以及

控制电路，所述控制电路被配置为：

在数字ping期间执行外来对象检测操作；以及

响应于在所述数字ping期间确定不存在外来对象，致使发出警示。

2.根据权利要求1所述的无线功率传输设备，其中所述控制电路被进一步配置为：

响应于在所述数字ping期间确定不存在外来对象，开始无线功率传输操作。

3.根据权利要求1所述的无线功率传输设备，其中所述控制电路被配置为通过向所述无线功率接收设备发送通知所述无线功率接收设备发出所述警示的信息来致使发出所述警示。

4.根据权利要求1所述的无线功率传输设备，其中所述控制电路被配置为致使由所述无线功率接收设备发出所述警示。

5.根据权利要求1所述的无线功率传输设备，其中所述警示包括关于电池充电状态的视觉信息和指示正在开始无线功率传递操作以对所述无线功率接收设备中的电池进行充电的音频信息，并且其中所述控制电路被配置为致使由所述无线功率接收设备发出所述警示。

6.根据权利要求1所述的无线功率传输设备，其中所述控制电路被配置为通过在所述数字ping期间收集关于从所述无线功率传输电路无线传输到所述无线功率接收设备的功率量的信息来执行所述外来对象检测操作。

7.根据权利要求6所述的无线功率传输设备，其中所述控制电路被配置为通过收集关于由所述无线功率接收设备在所述数字ping期间无线接收的功率量的信息来执行所述外来对象检测操作。

8.根据权利要求1所述的无线功率传输设备，其中所述控制电路被配置为通过收集关于与从所述无线功率传输电路到所述无线功率接收设备的无线功率传输相关联的操作参数的信息来执行所述外来对象检测操作。

9.根据权利要求8所述的无线功率传输设备，其中所述控制电路被配置为通过将所收集的信息与外来对象检测标准进行比较来执行所述外来对象检测操作。

10.根据权利要求9所述的无线功率传输设备，其中关于所述操作参数的所述信息包括关于与所述无线功率传输电路中的无线功率传输线圈相关联的Q因子值的信息。

11.根据权利要求9所述的无线功率传输设备，其中关于所述操作参数的所述信息包括选自由以下组成的组的信息：Q因子信息、线圈电感信息、无线功率传输效率信息和耦接系数信息。

12.一种无线功率传输设备，包括：

无线功率传输电路，所述无线功率传输电路被配置为将无线功率信号传输到无线功率接收设备；

控制电路，所述控制电路被配置为：

执行与所述无线功率接收设备的协商以设置对所述无线功率接收设备中的电池进行充电的无线功率传输操作；

在执行所述协商之前，收集选自由以下组成的组的信息：关于无线功率传输效率的信息、无线功率线圈Q因子信息、无线功率线圈电感信息和耦接系数信息；

在执行所述协商之前，分析所收集的信息以确定是否存在外来对象；以及

响应于确定不存在外来对象，致使根据开始对所述电池进行充电的所述无线功率传输操作发出警示。

13.根据权利要求12所述的无线功率传输设备，还包括充电表面，其中所述控制电路被配置为在将所述无线功率接收设备放置在所述充电表面上时的一秒内收集所述信息。

14.根据权利要求13所述的无线功率传输设备，其中所述控制电路被配置为致使在将所述无线功率传输设备放置在所述充电表面上时的一秒内发出所述警示。

15.根据权利要求12所述的无线功率传输设备，其中所述控制电路被配置为通过将所述无线功率线圈Q因子信息与Q因子阈值进行比较来分析所述信息。

16.根据权利要求12所述的无线功率传输设备，其中所述控制电路被配置为通过使用关于在执行所述协商之前传输的无线功率量和在执行所述协商之前接收的无线功率量的信息来分析所述信息，以估计与效率阈值比较的功率传递效率。

17.根据权利要求12所述的无线功率传输设备，其中所述控制电路被配置为通过分析所述无线功率传输电路与所述无线功率接收设备之间的耦接系数来分析所述信息。

18.根据权利要求12所述的无线功率传输设备，其中所述控制电路被配置为通过将无线功率传输线圈电感信息与电感阈值进行比较来分析所述信息。

19.根据权利要求18所述的无线功率传输设备，其中所述控制电路被配置为致使在完成所述协商之前发出所述警示。

20.一种无线功率传输设备，所述无线功率传输设备被配置为将无线功率传输到所述无线功率传输设备的充电表面上的无线功率接收设备，所述无线功率传输设备包括：

控制电路；

无线功率传输电路，所述无线功率传输电路被配置为在所述无线功率接收设备已经放置在所述充电表面上之后并且在所述无线功率接收设备与所述控制电路之间完成协商之前向所述无线功率接收设备传输无线功率信号，以建立将对所述无线功率接收设备中的电池进行充电的无线功率传输操作，其中所述控制电路被配置为：

在所述无线功率接收设备与所述控制电路之间完成所述协商之前，使用选自由以下组成的组的信息来确定是否存在外来对象：无线功率传输效率信息、磁耦接系数信息；无线功率传输线圈电感信息、无线功率接收线圈电感信息、无线功率传输线圈Q因子信息、无线功率接收线圈Q因子信息；以及

响应于确定不存在外来对象，致使在所述无线功率接收设备的显示器上呈现指示用于对所述电池进行充电的无线功率传输操作正在开始的警示信息。

21.根据权利要求20所述的无线功率传输设备，其中所述控制电路被进一步配置为：

致使在将所述无线功率接收设备放置在所述无线充电表面上的一秒内呈现所述警示信息。

22.一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储被配置为由无线功率传输设备的一个或多个处理器执行的一个或多个程序，所述一个或多个程序在被执行时致使所述无线功率传输设备向无线功率接收设备提供无线功率充电操作，所述计算机可执行指令包括用于以下操作的指令：

在数字ping期间执行外来对象检测操作，以及

响应于在所述数字ping期间确定不存在外来对象，致使发出警示。

23.一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储被配置为由无线功率传输设备的一个或多个处理器执行的一个或多个程序，所述一个或多个程序在被执行时致使所述无线功率传输设备向无线功率接收设备提供无线功率充电操作，所述计算机可执行指令包括用于以下操作的指令：

执行与所述无线功率接收设备的协商以设置对所述无线功率接收设备中的电池进行充电的无线功率传输操作；

在执行所述协商之前，收集选自由以下组成的组的信息：关于无线功率传输效率的信息、无线功率线圈Q因子信息、无线功率线圈电感信息和耦接系数信息；

在执行所述协商之前，分析所收集的信息以确定是否存在外来对象；以及

响应于确定不存在外来对象，致使根据开始对所述电池进行充电的所述无线功率传输操作发出警示。

24.一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储被配置为由无线功率传输设备的一个或多个处理器执行的一个或多个程序，所述一个或多个程序在被执行时致使所述无线功率传输设备向无线功率接收设备提供无线功率充电操作，所述计算机可执行指令包括用于以下操作的指令：

执行与所述无线功率接收设备的协商以设置对所述无线功率接收设备中的电池进行充电的无线功率传输操作；

在执行所述协商之前，收集选自由以下组成的组的信息：关于无线功率传输效率的信息、无线功率传输线圈Q因子信息、无线功率接收线圈Q因子信息、无线功率传输线圈电感信息、无线功率接收线圈电感信息和耦接系数信息；

在执行所述协商之前的数字ping期间，分析所收集的信息以确定是否存在外来对象；以及

响应于确定不存在外来对象，致使在所述无线功率接收设备的显示器上呈现指示用于对所述电池进行充电的无线功率传输操作正在开始的警示信息。

Images