CN115380451A - 发送无线功率的设备、发送无线功率的方法、接收无线功率的设备以及接收无线功率的方法 - Google Patents

发送无线功率的设备、发送无线功率的方法、接收无线功率的设备以及接收无线功率的方法 Download PDF

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CN115380451A CN202180026144.2A CN202180026144A CN115380451A CN 115380451 A CN115380451 A CN 115380451A CN 202180026144 A CN202180026144 A CN 202180026144A CN 115380451 A CN115380451 A CN 115380451A
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Abstract

根据本说明书的一个实施例的用于发送无线功率的方法包括：从用于接收无线功率的设备接收关于用于功率校正的两个或更多个校正点的接收功率值的信息；基于关于接收功率值的信息，构建用于检测异物的功率校正曲线；以及发送请求发起用于更新功率校正曲线的功率校正协议的数据分组。

Description

发送无线功率的设备、发送无线功率的方法、接收无线功率的 设备以及接收无线功率的方法
技术领域
本说明书涉及无线功率发送器、用于从无线功率发送器接收无线功率的无线功率接收器、以及使用无线功率接收器和无线功率发送器的无线功率传输方法和无线功率接收方法。
背景技术
无线功率输送(或传输)技术与可以在电源和电子装置之间进行无线输送(或传输)功率的技术对应。例如，通过简单地将无线设备装载到无线充电板上而使得能够对诸如智能电话或平板PC等的无线设备的电池进行再充电，与使用有线充电连接器的传统有线充电环境相比，无线功率输送技术能提供更杰出的移动性、便利性和安全性。除了对无线设备进行无线充电外，无线功率输送技术作为诸如电动车辆、蓝牙(Bluetooth)耳机、3D眼镜、各种可穿戴设备、家用(或家庭)电器、家具、地下设施、建筑物、医疗设备、机器人、休闲场所等的各种领域中的传统有线功率输送环境下的替代品而备受关注。
无线功率输送(或传输)方法也被称为非接触式功率输送方法、无接触点功率输送方法或无线充电方法。无线功率输送系统可以由通过使用无线功率输送方法来供应电能的无线功率发送器以及接收无线功率发送器供应的电能并将接收到的电能供应到诸如电池单体(battery cell)的接收器的无线功率接收器等构成。
无线功率输送技术包括诸如通过使用磁耦合输送功率的方法、通过使用射频(RF)输送功率的方法、通过使用微波输送功率的方法和通过使用超声(或超声波)输送功率的方法的各种方法。基于磁耦合的方法被分为磁感应方法和磁谐振方法。磁感应方法对应于通过使用因磁场在接收器的线圈中感生出的电流传输功率的方法，该磁场是按照发送线圈和接收线圈之间的电磁耦合由发送器的线圈电池单体产生的。磁谐振方法与磁感应方法的相似之处在于，它使用磁场。然而，磁谐振方法与磁感应方法的不同之处在于，由于因所产生的谐振引起的发送端和接收端二者上的磁场集中，造成能量传输。
发明内容
技术问题
本说明书的一个目的是提供一种无线功率发送器、无线功率发送方法、无线功率接收器、无线功率接收方法和无线充电系统，它们执行用于在功率输送期间检测异物的功率校准。
本说明书的技术问题不限于上述问题，并且本领域的技术人员将通过以下描述清楚地理解未提及的其他问题。
技术方案
根据用于解决上述问题的本说明书的实施例的无线功率发送器将无线功率输送到无线功率接收器，无线功率发送器包括功率转换电路，其被配置成将无线功率输送到无线功率接收器；以及通信/控制电路，其被配置成与无线功率接收器进行通信并控制无线功率，从无线功率接收器接收关于用于功率校准的两个或多个校准点的接收功率值的信息，并且基于关于接收功率值的信息构建用于进行异物检测的功率校准曲线，其中该通信/控制电路被配置成从无线功率接收器接收包括关于由无线功率接收器接收到的接收功率的信息的接收功率(RP)分组，响应于RP分组向无线功率接收器发送请求通信许可的响应图样(ATN)，从无线功率接收器接收请求传输数据分组的数据流响应(DSR)分组，以及响应于DSR发送请求发起用于更新功率校准曲线的功率校准协议的数据分组。
根据用于解决上述问题的本说明书的实施例的无线功率传输方法将无线功率输送到无线功率接收器，该方法包括从无线功率接收器接收关于用于功率校准的两个或多个校准点的接收功率值的信息，基于关于接收功率值的信息构建用于异物检测的功率校准曲线，从无线功率接收器接收包括关于由无线功率接收器接收到的接收功率的信息的接收功率(RP)分组，响应于RP分组向无线功率接收器发送请求通信许可的响应图样(ATN)，从无线功率接收器接收请求数据分组的传输的数据流响应(DSR)分组，以及响应于DSR发送请求发起用于更新功率校准曲线的功率校准协议的数据分组。
根据用于解决上述问题的本说明书的实施例的无线功率接收器从无线功率发送器接收无线功率，并且无线功率接收器包括：功率拾取电路，其被配置成从无线功率发送器接收无线功率；以及通信/控制电路，其被配置成与无线功率发送器通信并控制无线功率，其中该通信/控制电路被配置成向无线功率发送器发送包括用于由无线功率接收器接收到的接收功率的信息的接收功率(RP)分组，从无线功率发送器接收响应于RP分组的请求通信许可的响应图样(ATN)，向无线功率发送器发送请求数据分组的传输的数据流响应(DSR)分组，接收响应于DSR的请求发起用于更新用于异物检测的功率校准曲线的功率校准协议的数据分组，基于数据分组中包括的信息，发送包括关于用于附加校准点的接收功率值的信息的附加RP/2分组，或发送包括关于用于第一校准点的接收功率值的信息的第一RP/1分组。
根据用于解决上述问题的本说明书的实施例的无线功率接收方法从无线功率发送器接收无线功率，该方法包括：向无线功率发送器发送包括关于由无线功率接收器接收到的接收功率的信息的接收功率(RP)分组，从无线功率发送器接收响应于RP分组的请求通信许可的响应图样(ATN)，向无线功率发送器发送请求传输数据分组的数据流响应(DSR)分组，接收响应于DSR的请求发起用于更新用于异物检测的功率校准曲线的功率校准协议的数据分组，基于数据分组中包括的信息，发送包括关于用于附加校准点的接收功率值的信息的附加RP/2分组，或发送包括关于用于第一校准点的接收功率值的信息的第一RP/1分组。
本说明书的其他具体细节包括在详细描述和附图中。
发明效果
在功率传输期间，用于异物检测的功率校准曲线可以根据无线功率发送器的需要进行更新。
根据本说明书的效果不受以上例示的内容的限制，并且本说明书中包括更多的各种效果。
附图说明
图1是根据本公开的示例性实施例的无线功率系统(10)的框图。
图2是根据本公开的另一示例性实施例的无线功率系统(10)的框图。
图3a示出采用无线功率输送系统的各种电子设备的示例性实施例。
图3b示出无线功率输送系统中的WPC NDEF的示例。
图4a是根据本公开的另一示例性实施例的无线功率输送系统的框图。
图4b是图示根据示例的使用BLE通信的无线功率输送系统的框图。
图4c是图示根据另一示例的使用BLE通信的无线功率输送系统的框图。
图5是用于描述无线功率输送过程的状态转变图。
图6示出根据本公开的示例性实施例的功率控制方法。
图7是根据本公开的另一示例性实施例的无线功率发送器的框图。
图8示出根据本公开的另一示例性实施例的无线功率接收器。
图9是用于解释双点功率校准方法的流程图。
图10是示出通过双点功率校准方法的功率校准曲线的示例的图表。
图11是示出根据示例的接收功率分组的消息字段的格式的图。
图12是图示根据另一示例的接收功率分组的消息字段的格式的图。
图13是图示根据实施例的用于构建扩展功率校准曲线的功率校准协议的流程图。
图14是图示根据实施例的功率校准请求分组的消息字段的格式的图。
图15是图示根据另一实施例的功率校准请求分组的消息字段的格式的图。
图16是图示通过扩展功率校准协议构建的扩展功率校准曲线的示例的图。
图17是图示根据实施例的用于构建功率重新校准曲线的功率校准协议(在下文中，称为功率重新校准协议)的流程图。
图18是图示通过功率重新校准协议构建的新功率校准曲线的示例的图。
具体实施例
在本说明书中，“A或B”可以指的是“仅A”、“仅B”或“A和B”。换言之，本说明书中的“A或B”可以解释为“A和/或B”。例如，在本说明书中，“A、B或C”可以指的是“仅A”、“仅B”、“仅C”或“A、B和C”的任意组合。
本说明书中使用的斜杠(/)或逗号可以指的是“和/或”。例如，“A/B”可以指的是“A和/或B”。因此，“A/B”可以指的是“仅A”、“仅B”或“A和B两者”。例如，“A、B、C”可以指的是“A、B、或C”。
在本说明书中，“A和B中的至少一个”可以指的是“仅A”、“仅B”或“A和B两者”。此外，在本说明书中，“A或B中的至少一个”或“A和/或B中的至少一个”的表述可以解释为与“A和B中的至少一个”相同。
此外，在本说明书中，“A、B和C中的至少一个”可以指的是“仅A”、“仅B”、“仅C”或“A、B和C的任意组合”。此外，“A、B或C中的至少一个”或“A、B和/或C中的至少一个”可以指的是“A、B和C中的至少一个”。
此外，在本说明书中使用的括号可以指的是“例如”。具体地，当指示为“控制信息(PDCCH)”时，可以提出“PDCCH”作为“控制信息”的示例。换言之，本说明书中的“控制信息”不限于“PDCCH”，并且可以提出“PDCCH”作为“控制信息”的示例。此外，即使在指示为“控制信息(即，PDCCH)”时，也可以提出“PDCCH”作为“控制信息”的示例。
在本说明书中，可以单独或同时实现在一个附图中单独描述的技术特征。下文中将在本说明书中使用的术语“无线功率”将被用于指的是与电场、磁场和电磁场相关的、在不使用任何物理电磁导体的情况下从无线功率发送器输送(或发送)到无线功率接收器的任意形式的能量。无线功率也可以被称为无线功率信号，并且这可以指的是被初级线圈和次级线圈包围的振荡的磁通量。例如，在本说明书中将描述用于对系统内的包括移动电话、无绳电话、iPod、MP3播放器、头戴式耳机等的装置进行无线充电的功率转换。通常，无线功率输送技术的基本原理包括例如通过使用磁耦合输送功率的方法、通过使用射频(RF)输送功率的方法、通过使用微波输送功率的方法和通过使用超声(或超声波)输送功率的方法中的全部。
图1是根据本公开的示例性实施例的无线功率系统(10)的框图。
参考图1，无线功率系统(10)包括无线功率发送器(100)和无线功率接收器(200)。
无线功率发送器(100)被外部电源(S)供应功率并且产生磁场。无线功率接收器(200)通过使用所产生的磁场来产生电流，由此能够无线地接收功率。
另外，在无线功率系统(10)中，无线功率发送器(100)和无线功率接收器(200)可以收发(发送和/或接收)进行无线功率输送所需的各种信息。这里，可以按照使用用于无线功率输送(或传输)的磁场的带内通信和使用单独通信载波的带外通信中的任一个来执行(或建立)无线功率发送器(100)和无线功率接收器(200)之间的通信。带外通信(out-bandcommunication)也可以称为带外通信(out-of-band communication)。在下文中，将主要描述带外通信。带外通信的示例可以包括NFC、蓝牙、蓝牙低能量(BLE)等。
这里，无线功率发送器(100)可以被设置为固定类型或移动(或便携)类型。固定发送器类型的示例可以包括被嵌入室内天花板或墙壁表面中或者嵌入诸如桌子的家具中的嵌入型、被安装在室外停车场、公交车站、地铁站等中或者被安装在诸如车辆或火车的交通工具中的植入型。移动(或便携)型无线功率发送器(100)可以被实现为诸如具有便携式大小或重量的移动装置或者膝上型计算机的外壳等的另一设备的部分。
另外，无线功率接收器(200)应该被解释为包括通过被无线供应功率进行操作的各种家用电器和设备而非装配有电池和电缆的各种电子装置的综合概念。无线功率接收器(200)的典型示例可以包括便携式终端、蜂窝电话、智能电话、个人数字助理(PDA)、便携式媒体播放器(PDP)、Wibro终端、平板PC、平板手机、膝上型计算机、数码相机、导航终端、电视、电动车辆(EV)等。
图2是根据本公开的另一示例性实施例的无线功率系统(10)的框图。
参考图2，在无线功率系统(10)中，可以存在一个无线功率接收器(200)或多个无线功率接收器。尽管在图1中示出了无线功率发送器(100)和无线功率接收器(200)以一对一的对应关系(或关系)彼此之间进行功率发送和接收，但是如图2中所示，一个无线功率发送器(100)还能够同时将功率输送到多个无线功率接收器(200-1、200-2、...、200-M)。最具体地，在通过使用磁谐振方法执行无线功率输送(或传输)的情况下，一个无线功率发送器(100)可以通过使用同步传送(或输送)方法或时分传送(或输送)方法将功率输送到多个无线功率接收器(200-1、200-2、...、200-M)。
另外，尽管在图1中示出了无线功率发送器(100)直接将功率输送(或发送)到无线功率接收器(200)，但是无线功率系统(10)还可以装配有用于增大无线功率发送器(100)和无线功率接收器(200)之间的无线功率传输距离的诸如中继器或转发器的单独的无线功率收发器。在这种情况下，功率被从无线功率发送器(100)传递到无线功率收发器，然后，无线功率收发器可以将接收到的功率输送到无线功率接收器(200)。
下文中，在本说明书中提到的术语无线功率接收器、功率接收器和接收器将是指无线功率接收器(200)。另外，在本说明书中提到的术语无线功率发送器、功率发送器和发送器将是指无线功率发送器(100)。
图3a示出采用无线功率输送系统的各种电子设备的示例性实施例。
如图3a中所示，按照发送功率量和接收功率量对无线功率输送系统中所包括的电子设备进行分类。参考图3，诸如智能手表、智能眼镜、头戴式显示器(HMD)、智能环等的可穿戴装置以及诸如耳机、远程控制器、智能电话、PDA、平板PC等的移动电子设备(或便携式电子设备)可以采用低功率(约5W或更低或者约20W或更低)无线充电方法。
诸如膝上型计算机、机器人真空吸尘器、TV接收器、音频设备、真空吸尘器、监视器等的小型/中型电子设备可以采用中等功率(约50W或更低或者约200W或更低)无线充电方法。诸如搅拌机、微波炉、电饭锅等的厨房电器和诸如电动轮椅、电动踏板车、电动自行车、电动汽车等的个人运输设备(或其他电子设备或运输工具)可以采用高功率(约2kW或更低或者约22kW或更低)无线充电方法。
上述(或者在图1中示出的)电子设备或运输工具可以各自包括下文中将详细描述的无线功率接收器。因此，可以通过从无线功率发送器无线地接收功率对上述电子设备或运输工具进行充电(或再充电)。
下文中，尽管将基于采用无线功率充电方法的移动设备来描述本公开，但是这仅仅是示例性的。并且，因此，应当理解，根据本公开的无线充电方法可以应用于各种电子设备。
无线功率输送(或传输)的标准包括无线充电联盟(WPC)、空中燃料联盟(AFA)和电源事务联盟(PMA)。
WPC标准限定了基准功率简档(BPP)和扩展功率简档(EPP)。BPP与支持5W的功率输送的无线功率发送器和无线功率接收器相关，并且EPP与支持大于5W且小于30W的功率范围的输送的无线功率发送器和无线功率接收器相关。
各自使用不同功率水平的各种无线功率发送器和无线功率接收器可以被每种标准覆盖，并且可以按不同的功率级别或类别进行分类。
例如，WPC可以将无线功率发送器和无线功率接收器归类(或分类)为PC-1、PC0、PC1和PC2，并且WPC可以针对每种功率级别(PC)提供标准文献(或规范)。PC-1标准涉及提供小于5W的保证功率的无线功率发送器和接收器。PC-1的应用包括诸如智能手表的可穿戴设备。
PC0标准涉及提供5W的保证功率的无线功率发送器和接收器。PC0标准包括具有扩展至30W的保证功率范围的EPP。尽管带内(IB)通信对应于PC0的强制性通信协议，但是用作可选备用信道的带外(OB)通信也可以用于PC0。可以通过在配置分组内设置指示是否支持OB的OB标志来标识无线功率接收器。支持OB的无线功率发送器可以通过发送用于OB切换的位图案作为对配置分组的响应来进入OB切换阶段。对配置分组的响应可以对应于NAK、ND或新限定的8位图案。PC0的应用包括智能手机。
PC1标准涉及提供范围在30W至150W的保证功率的无线功率发送器和接收器。OB对应于针对PC1的强制性通信信道，并且IB用于初始化和与OB的链接建立。无线功率发送器可以通过发送用于OB切换的位图案作为对配置分组的响应来进入OB切换阶段。PC1的应用包括膝上型计算机或功率工具。
PC2标准涉及提供范围在200W至2kW的保证功率的无线功率发送器和接收器，并且其应用包括厨房电器。
如上所述，可以按照相应功率水平来区分PC。并且，关于是否支持相同PC之间的兼容性的信息可以是可选的或强制性的。这里，相同PC之间的兼容性指示能够在相同PC之间进行功率输送/接收。例如，在对应于PC x的无线功率发送器能够对具有相同PC x的无线功率接收器执行充电的情况下，可以理解的是，在相同PC之间保持了兼容性。相似地，也可以支持不同PC之间的兼容性。这里，不同PC之间的兼容性指示也能够在不同PC之间进行功率输送/接收。例如，在对应于PC x的无线功率发送器能够对具有PC y的无线功率接收器执行充电的情况下，可以理解的是，在不同PC之间保持了兼容性。
在用户体验和基础设施建立方面，支持PC之间的兼容性对应于极其重要的问题。然而，这里，在保持PC之间的兼容性时存在以下将描述的各种问题。
在相同PC之间的兼容性的情况下，例如，在使用其中只有在连续地输送功率时才能够进行稳定充电的膝上型充电方法的无线功率接收器的情况下，即使其相应的无线功率发送器具有相同PC，对应的无线功率接收器可能难以从非连续地输送功率的功率工具方法的无线功率发送器稳定地接收功率。另外，在不同PC之间的兼容性的情况下，例如，在具有200W的最小保证功率的无线功率发送器将功率输送到具有5W的最大保证功率的无线功率接收器的情况下，对应的无线功率接收器可能由于过电压而受损。结果，将PS用作表示/指示兼容性的索引/参考标准可能是不合适(或困难的)。
无线功率发送器和接收器可以提供非常方便的用户体验和界面(UX/UI)。也就是说，可以提供智能无线充电服务，并且可以基于包括无线功率发送器的智能手机的UX/UI来实现智能无线充电服务。对于这些应用，智能手机的处理器和无线充电接收器之间的接口允许无线功率发送器和无线功率接收器之间的“即插即用(drop and play)”双向通信。
下文中，将基于表示/指示兼容性的索引/参考标准来重新限定“简档”。更具体地，可以理解，通过保持具有相同“简档”的无线功率发送器和接收器之间的兼容性，能执行稳定的功率输送/接收，并且具有不同“简档”的无线功率发送器和接收器之间不能执行功率输送/接收。可以按照兼容性是否有可能和/或与功率级别无关(或独立于功率级别)的应用来限定“简档”。
例如，简档可以被分为诸如i)移动、ii)电动工具和iii)厨房的3个不同类别。
对于另一示例，可以将简档分为诸如i)移动、ii)电动工具、iii)厨房和iv)可穿戴的4种不同类别。
在“移动”简档的情况下，PC可以被限定为PC0和/或PC1，通信协议/方法可以被限定为IB和OB通信，并且操作频率可以被限定为87至205kHz，而智能手机、膝上型计算机等可以作为示例性应用存在。
在“电动工具”简档的情况下，PC可以被限定为PC1，通信协议/方法可以被限定为IB通信，并且操作频率可以被限定为87至145kHz，而电动工具等可以作为示例性应用存在。
在“厨房”简档的情况下，PC可以被限定为PC2，通信协议/方法可以被限定为基于NFC的通信，并且操作频率可以被限定为小于100kHz，而厨房/家庭电器等可以作为示例性应用存在。
在电动工具和厨房简档的情况下，可以在无线功率发送器和无线功率接收器之间使用NFC通信。无线功率发送器和无线功率接收器可以通过交换WPC NFC数据交换简档格式(NDEF)来相互确认它们是NFC设备。
图3b示出无线功率输送系统中的WPC NDEF的示例。
参考图3b，WPC NDEF可以包括例如应用简档字段(例如，1B)、版本字段(例如，1B)和简档特定数据(例如，1B)。应用简档字段指示对应的设备是否是i)移动的和计算的，ii)电动工具，以及iii)厨房，并且版本字段中的上半字节指示主要版本，并且下半字节指示次要版本。此外，简档特定数据定义用于厨房的内容。
在“可穿戴”简档的情况下，PC可以被限定为PC-1，通信协议/方法可以被限定为IB通信，并且操作频率可以被限定为87至205kHz，而用户所穿戴的可穿戴设备等可以作为示例性应用存在。
保持相同简档之间的兼容性可以是强制性的，而保持不同简档之间的兼容性可以是可选的。
可以将上述简档(移动简档、功率工具简档、厨房简档和可穿戴简档)概括并表示为第一简档至第n简档，并且可以按照WPC标准和示例性实施例添加/替换新简档。
在如上所述限定简档的情况下，无线功率发送器可以可选地仅对对应于与无线功率发送器相同的简档的无线功率接收执行功率输送，由此能够执行更稳定的功率输送。另外，由于可以减少无线功率发送器的负荷(或负担)并且不尝试向不可能兼容的无线功率接收器进行功率输送，因此能降低无线功率接收器受损的风险。
可以通过基于PC0用诸如OB的可选扩展推导来限定“移动”简档的PC1。并且，“功率工具”简档可以被限定为PC1“移动”简档的简单修改版本。另外，到目前为止，尽管出于保持相同简档之间的兼容性的目的而限定了简档，但是在未来，该技术能演进到保持不同简档之间的兼容性的水平。无线功率发送器或无线功率接收器可以通过使用各种方法将其简档通知(或通告)给其对方。
在AFA标准中，无线功率发送器被称为功率发送单元(PTU)，并且无线功率接收器被称为功率接收单元(PRU)。并且，PTU被分为多种级别，如表1中所示，并且PRU被分为多种级别，如表2中所示。
[表1]
PTU P<sub>TX_IN_MAX</sub> 最低类别支持要求 支持的最多设备数目的最小值
级别1 2W 1x类别1 1x类别1
级别2 10W 1x类别3 2x类别2
级别3 16W 1x类别4 2x类别3
级别4 33W 1x类别5 3x类别3
级别5 50W 1x类别6 4x类别3
级别6 70W 1x类别7 5x类别3
[表2]
PRU P<sub>RX_OUT_MAX’</sub> 示例性应用
类别1 TBD 蓝牙耳机
类别2 3.5W 功能电话
类别3 6.5W 智能电话
类别4 13W 平板PC、平板手机
类别5 25W 小型笔记本计算机
类别6 37.5W 通用笔记本计算机
类别7 50W 家用电器
如表1中所示，级别n PTU的最大输出功率能力可以等于或大于对应级别的PTX_IN_MAX。PRU不能抽取比对应类别中指定的功率水平高的功率。
图4a是根据本公开的另一示例性实施例的无线功率输送系统的框图。
参考图4a，无线功率输送系统(10)包括无线地接收功率的移动设备(450)和无线地发送功率的基站(400)。
作为提供感应功率或谐振功率的装置，基站(400)可以包括无线功率发送器(100)和系统单元(405)中的至少一个。无线功率发送器(100)可以发送感应功率或谐振功率，并且可以控制传输。无线功率发送器(100)可以包括功率转换单元(110)以及通信和控制单元(120)，该功率转换单元(110)通过初级线圈(或多个初级线圈)产生磁场来将电能转换成功率信号，该通信和控制单元(120)控制与无线功率接收器(200)之间的通信和功率输送以便以适宜(或合适)水平输送功率。系统单元(405)可以执行输入功率供应、多个无线功率发送器的控制和诸如用户接口控制的基站(400)的其他操作控制。
初级线圈可以通过使用交流功率(或电压或电流)产生电磁场。初级线圈被提供有正从功率转换单元(110)输出的特定频率的交流功率(或电压或电流)。并且，因此，初级线圈可以产生特定频率的磁场。能够以非径向形状或径向形状产生磁场。并且，无线功率接收器(200)接收所产生的磁场，然后产生电流。换句话说，初级线圈无线地发送功率。
在磁感应方法中，初级线圈和次级线圈可以具有随机适宜的形状。例如，初级线圈和次级线圈可以对应于缠绕在诸如铁氧体或非晶态金属的高磁导率构造上的铜线。初级线圈也可以被称为发送线圈、初级芯、初级绕组、初级环形天线等。此外，次级线圈也可以被称为接收线圈、次级芯、次级绕组、次级环形天线、拾取天线等。
在使用磁谐振方法的情况下，初级线圈和次级线圈可以各自以初级谐振天线和次级谐振天线的形式设置。谐振天线可以具有包括线圈和电容器的谐振结构。此时，谐振天线的谐振频率可以由线圈的电感和电容器的电容确定。这里，线圈可以被形成为具有环形状。并且，可以将芯放在环内。芯可以包括诸如铁氧体芯或空气芯的物理芯。
初级谐振天线和次级谐振天线之间的能量传输(或输送)可以通过在磁场中发生的谐振现象来执行。当在谐振天线中出现与谐振频率对应的近场时，并且在对应的谐振天线附近存在另一谐振天线的情况下，谐振现象是指在彼此耦合的两根谐振天线之间发生的高效能量输送。当在初级谐振天线和次级谐振天线之间产生对应于谐振频率的磁场时，初级谐振天线和次级谐振天线彼此谐振。并且，因此，在常规情况下，与用初级天线产生的磁场被辐射到空的空间的情况相比，磁场以更高的效率朝向次级谐振天线集中。并且，因此，能量能够以高效率从初级谐振天线输送到次级谐振天线。可以与磁谐振方法相似地实现磁感应方法。然而，在这种情况下，不需要磁场的频率是谐振频率。但是，在磁感应方法中，要求构造初级线圈和次级线圈的环彼此匹配，并且环之间的距离应非常近。
尽管在图中未示出，但是无线功率发送器(100)还可以包括通信天线。通信天线可以通过使用除了磁场通信以外的通信载波来发送和/或接收通信信号。例如，通信天线可以发送和/或接收与Wi-Fi、蓝牙、蓝牙LE、ZigBee、NFC等对应的通信信号。
通信和控制单元(120)可以向无线功率接收器(200)发送信息和/或从无线功率接收器(200)接收信息。通信和控制单元(120)可以包括IB通信模块和OB通信模块中的至少一个。
IB通信模块可以通过使用电磁波来发送和/或接收信息，该电磁波使用特定频率作为其中心频率。例如，通信和控制单元(120)可以通过经由初级线圈发送关于无线功率输送的工作频率的通信信息或者经由初级线圈接收关于工作频率的通信信息来执行带内(IB)通信。此时，通信和控制单元(120)可以通过使用诸如二进制相移键控(BPSK)、频移键控(FSK)或幅移键控(ASK)等的调制方案或者诸如曼彻斯特编译或非归零级(NZR-L)编译等的编译方案来将信息加载到电磁波中或者可以解释由电磁波承载的信息。通过使用上述IB通信，通信和控制单元(120)能够以数kbps的数据传输速率发送和/或接收信息长达数米的距离。
OB通信模块还可以通过通信天线执行带外通信。例如，通信和控制单元(120)可以被提供为近场通信模块。近场通信模块的示例可以包括诸如Wi-Fi、蓝牙、蓝牙LE、ZigBee、NFC等的通信模块。
通信和控制单元(120)可以控制无线功率发送器(100)的整体操作。通信和控制单元(120)可以执行各种信息的计算和处理，并且还可以控制无线功率发送器(100)的每个配置元件。
通信和控制单元(120)可以在计算机或相似设备中作为硬件、软件或其组合实现。当以硬件的形式实现时，通信和控制单元(120)可以被设置为通过处理电信号来执行控制功能的电子电路。并且，当以软件的形式实现时，通信和控制单元(120)可以被设置为操作通信和控制单元(120)的程序。
通过控制操作点，通信和控制单元(120)可以控制所发送的功率。正受控制的操作点可以对应于频率(或相位)、工作周期、占空比和电压幅度的组合。通信和控制单元(120)可以通过调整频率(或相位)、工作周期、占空比和电压幅度中的任一个来控制所发送的功率。另外，无线功率发送器(100)可以提供一致水平的功率，并且无线功率接收器(200)可以通过控制谐振频率来控制接收功率的水平。
移动设备(450)包括无线功率接收器(200)和负载(455)，无线功率接收器(200)通过次级线圈接收无线功率，负载(455)接收并储存由无线功率接收器(200)接收的功率并且将接收到的功率供应到设备。
无线功率接收器(200)可以包括功率拾取单元(210)以及通信和控制单元(220)。功率拾取单元(210)可以通过次级线圈接收无线功率，并且可以将接收到的无线功率转换成电能。功率拾取单元(210)对通过次级线圈接收到的交流(AC)信号进行整流，并且将整流的信号转换成直流(DC)信号。通信和控制单元(220)可以控制无线功率的发送和接收(功率的输送和接收)。
次级线圈可以接收正从无线功率发送器(100)发送的无线功率。次级线圈可以通过使用在初级线圈中产生的磁场来接收功率。这里，在特定频率对应于谐振频率的情况下，在初级线圈和次级线圈之间可能发生磁谐振，由此使得能够以更大的效率输送功率。
尽管在图4a中未示出，但是通信和控制单元(220)还可以包括通信天线。通信天线可以通过使用除了磁场通信以外的通信载波来发送和/或接收通信信号。例如，通信天线可以发送和/或接收与Wi-Fi、蓝牙、蓝牙LE、ZigBee、NFC等相对应的通信信号。
通信和控制单元(220)可以向无线功率发送器(100)发送信息和/或从无线功率发送器(100)接收信息。通信和控制单元(220)可以包括IB通信模块和OB通信模块中的至少一个。
IB通信模块可以通过使用电磁波来发送和/或接收信息，该电磁波使用特定频率作为其中心频率。例如，通信和控制单元(220)可以通过将信息加载到电磁波中并且通过经由次级线圈发送信息或者通过经由次级线圈接收承载信息的电磁波来执行IB通信。此时，通信和控制单元(220)可以通过使用诸如二进制相移键控(BPSK)、频移键控(FSK)或幅移键控(ASK)等的调制方案或者诸如曼彻斯特编译或非归零级(NZR-L)编译等的编译方案来将信息加载到电磁波中或者可以解释由电磁波承载的信息。通过使用上述IB通信，通信和控制单元(220)能够以数kbps的数据传输速率发送和/或接收信息长达数米的距离。
OB通信模块还可以通过通信天线来执行带外通信。例如，通信和控制单元(220)可以被提供为近场通信模块。
近场通信模块的示例可以包括诸如Wi-Fi、蓝牙、蓝牙LE、ZigBee、NFC等的通信模块。
通信和控制单元(220)可以控制无线功率接收器(200)的整体操作。通信和控制单元(220)可以执行各种信息的计算和处理，并且还可以控制无线功率接收器(200)的每个配置元件。
通信和控制单元(220)可以在计算机或相似设备中作为硬件、软件或其组合实现。当以硬件的形式实现时，通信和控制单元(220)可以被设置为通过处理电信号来执行控制功能的电子电路。并且，当以软件的形式实现时，通信和控制单元(220)可以被设置为操作通信和控制单元(220)的程序。
参考图4a，负载(455)可以对应于电池。电池可以通过使用正从功率拾取单元(210)输出的功率来储存能量。此外，不需要强制性地将电池包括在移动设备中(450)。例如，电池可以被设置为可拆卸的外部构造。作为另一示例，无线功率接收器可以包括可以执行电子设备的各种功能的操作装置而不是电池。
如图中所示，尽管移动设备(450)被例示为被包括在无线功率接收器(200)中并且基站(400)被例示为被包括在无线功率发送器(100)中，但是更广义的含义是，无线功率接收器(200)可以被识别为(或视为)移动设备(450)，并且无线功率发送器(100)可以被识别为(或视为)基站(400)。
当通信/控制电路120和通信/控制电路220包括蓝牙或蓝牙LE作为除了IB通信模块之外的OB通信模块或短距离通信模块时，包括通信/控制电路120的无线功率发送器100和包括通信/控制电路220的无线功率接收器200可以由如图4b中所示的简化框图来表示。
图4b是图示根据示例的使用BLE通信的无线功率输送系统的框图。
参考图4b，无线功率发送器100包括功率转换电路110和通信/控制电路120。通信/控制电路120包括带内通信模块121和BLE通信模块122。
同时，无线功率接收器200包括功率拾取电路210和通信/控制电路220。通信/控制电路220包括带内通信模块221和BLE通信模块222。
在一个方面，BLE通信模块122和222执行根据图4b的架构和操作。例如，BLE通信模块122和222可以被用于在无线功率发送器100和无线功率接收器200之间建立连接并且交换对于无线功率输送所必需的控制信息和分组。
在另一方面中，通信/控制电路120可以被配置成操作用于无线充电的简档。这里，用于无线充电的简档可以是使用BLE传输的GATT。
图4c是图示根据另一示例的使用BLE通信的无线功率输送系统的框图。
参考图4c，通信/控制电路120和220分别仅包括带内通信模块121和221，并且BLE通信模块122和222可以被设置成与通信/控制电路120和220分离。
下文中，线圈或线圈单元包括线圈和至少一个近似于线圈的器件，并且线圈或线圈单元也可以被称为线圈组件、线圈单体或单体(cell)。
图5是用于描述无线功率输送过程的状态转变图。
参考图5，根据本公开的示例性实施例的从无线功率发送器到无线功率接收器的功率输送(或输送)可以被大体上划分为选择阶段(510)、ping阶段(520)、识别和配置阶段(530)、协商阶段(540)、校准阶段(550)、功率输送阶段(560)和重新协商阶段(570)。
如果在发起功率输送时或者在保持功率输送的同时检测到特定错误或特定事件，则选择阶段(510)可以包括移位阶段(或步骤)-附图标记S502、S504、S508、S510和S512。这里，将在以下描述中指定特定错误或特定事件。另外，在选择阶段(510)期间，无线功率发送器可以监测是否在界面表面上存在物体。如果无线功率发送器检测到物体被放置在界面表面上，则处理步骤可以被转位到ping阶段(520)。在选择阶段(510)期间，无线功率发送器可以发送具有对应于极短持续时间的功率信号(或脉冲)的模拟ping，并且可以基于发送线圈或初级线圈中的电流变化来检测在界面表面的有源区域(active area)内是否存在物体。
在选择阶段(510)中感测到(或检测到)物体的情况下，无线功率发送器可以测量无线功率谐振电路(例如，功率输送线圈和/或谐振电容器)的质量因子。根据本公开的示例性实施例，在选择阶段(510)期间，无线功率发送器可以测量质量因子，以便与无线功率接收器一起确定在充电区域中是否存在异物。在设置在无线功率发送器中的线圈中，由于环境的变化，电感和/或串联电阻的分量可以减小，并且由于这种减小，质量因子的值也可以减小。为了通过使用所测得的质量因子值来确定是否存在异物，无线功率发送器可以从无线功率接收器接收参考质量因子值，该参考质量因子值是在充电区域内没有放置异物的状态下预先测得的。无线功率发送器可以通过将所测得的质量因子值与在协商阶段(540)期间接收到的参考质量因子值进行比较来确定是否存在异物。然而，在无线功率接收器例如根据其类型、目的、特性等而具有低参考质量因子值的情况下，无线功率接收器可以具有低参考质量因子值-在存在异物的情况下，由于参考质量因子值和所测得的质量因子值之间的差值小(或不大)，因此可能存在的问题是，不能够容易地确定异物的存在。因此，在这种情况下，应该进一步考虑其他确定因素，或者应该通过使用另一种方法确定是否存在异物。
根据本公开的另一示例性实施例，在选择阶段(510)中感测到(或检测到)物体的情况下，为了与无线功率接收器一起确定在充电区域中是否存在异物，无线功率发送器可以测量特定频率区域(例如，操作频率区域)内的质量因子值。在设置在无线功率发送器中的线圈中，由于环境的变化，电感和/或串联电阻的分量可以减小，并且由于这种减小，无线功率发送器的线圈的谐振频率可以改变(或移位)。更具体地，与在操作频带内测得最大质量因子值的频率对应的质量因子峰值频率可以移动(或移位)。
在ping阶段(520)中，如果无线功率发送器检测到存在物体，则发送器启用(或唤醒)接收器，并且发送数字ping以便识别检测到的物体是否对应于无线功率接收器。在ping阶段(520)期间，如果无线功率发送器无法从接收器接收到针对数字ping的响应信号(例如，信号强度分组)，则处理可以移回到选择阶段(510)。另外，在ping阶段(520)中，如果无线功率发送器从接收器接收到指示功率输送完成的信号(例如，充电完成分组)，则处理可以移回到选择阶段(510)。
如果ping阶段(520)完成，则无线功率发送器可以移位到识别和配置阶段(530)，以便识别接收器并且收集配置和状态信息。
在识别和配置阶段(530)中，如果无线功率发送器接收到不想要的分组(即，意外的分组)，或者如果无线功率发送器在预定时间段内无法接收到分组(即，超时)，或者如果出现分组发送错误(即，发送错误)，或者如果未配置功率输送合约(即，无功率输送合约)，则无线功率发送器可以移位到选择阶段(510)。
无线功率发送器可以基于在识别和配置阶段(530)期间接收到的配置分组的协商字段值来确认(或验证)是否需要其进入协商阶段(540)。基于验证的结果，在需要协商的情况下，无线功率发送器进入协商阶段(540)，然后可以执行预定的FOD检测过程。相反地，在不需要协商的情况下，无线功率发送器可以立即进入功率输送阶段(560)。
在协商阶段(540)中，无线功率发送器可以接收包括参考质量因子值的异物检测(FOD)状态分组。或者，无线功率发送器可以接收包括参考峰值频率值的FOD状态分组。另选地，无线功率发送器可以接收包括参考质量因子值和参考峰值频率值的状态分组。此时，无线功率发送器可以基于参考质量因子值来确定用于FO检测的质量系数阈值。无线功率发送器可以基于参考峰值频率值来确定用于FO检测的峰值频率阈值。
无线功率发送器可以通过使用针对FO检测确定的质量系数阈值和当前测得的质量因子值(即，在ping阶段之前测得的质量因子值)来检测充电区域中是否存在FO，然后，无线功率发送器可以按照FO检测结果来控制所发送的功率。例如，在检测到FO的情况下，可以停止功率输送。然而，本公开将不仅仅限于此。
无线功率发送器可以通过使用针对FO检测确定的峰值频率阈值和当前测得的峰值频率值(即，在ping阶段之前测得的峰值频率值)来检测充电区域中是否存在FO，然后，无线功率发送器可以按照FO检测结果来控制所发送的功率。例如，在检测到FO的情况下，可以停止功率输送。然而，本公开将不仅仅限于此。
在检测到FO的情况下，无线功率发送器可以返回到选择阶段(510)。相反，在未检测到FO的情况下，无线功率发送器可以进入校准阶段(550)，然后可以进入功率输送阶段(560)。更具体地，在未检测到FO的情况下，无线功率发送器可以确定在校准阶段(550)期间由接收端接收到的接收功率的强度，并且可以测量接收端和发送端的功率损耗，以便确定从发送端发送的功率的强度。换句话说，在校准阶段(550)期间，无线功率发送器可以基于发送端的发送功率和接收端的接收功率之间的差值来估计功率损耗。根据本公开的示例性实施例的无线功率发送器可以通过应用所估计的功率损耗来校准用于FOD检测的阈值。
在功率输送阶段(560)中，在无线功率发送器接收到不想要的分组(即，意外分组)的情况下，或者在无线功率发送器在预定时间段期间无法接收到分组(即，超时)的情况下，或者在出现有违反预定功率输送合约(即，功率输送合约违约)的情况下，或者在充电完成的情况下，无线功率发送器可以移位到选择阶段(510)。
另外，在功率输送阶段(560)中，在需要无线功率发送器按照无线功率发送器中的状态变化而重新配置功率输送合约的情况下，无线功率发送器可以移位到重新协商阶段(570)。此时，如果重新协商成功完成，则无线功率发送器可以返回到功率输送阶段(560)。
在此实施例中，识别和配置步骤530也可以被称为配置步骤。
在此实施例中，校准步骤550和功率输送阶段560被划分为单独的步骤，但是校准步骤550可以被集成到功率输送阶段560中。在这种情况下，校准步骤550中的操作可以在功率输送阶段560中被执行。
可以基于无线功率发送器和接收器的状态和特征信息来配置上述功率输送合约。例如，无线功率发送器状态信息可以包括关于最大可发送功率量的信息、关于可以被容纳的接收器的最大数目的信息等。并且，接收器状态信息可以包括关于所需功率的信息等。
图6示出了根据本公开的示例性实施例的功率控制方法。
如图6中所示，在功率输送阶段(560)中，通过交替进行功率输送和/或接收和通信，无线功率发送器(100)和无线功率接收器(200)可以控制正在输送的功率的量(或大小)。无线功率发送器和无线功率接收器在特定的控制点进行操作。控制点指示当执行功率输送时从无线功率接收器的输出端提供的电压和电流的组合。
更具体地，无线功率接收器选择所期望的控制点、所期望的输出电流/电压、移动装置的特定位置处的温度等，并且附加地确定接收器当前正在操作的实际的控制点。无线功率接收器通过使用所期望的控制点和实际的控制点来计算控制误差值，然后，无线功率接收器可以将计算出的控制误差值作为控制误差分组发送到无线功率发送器。
另外，无线功率发送器可以通过使用接收到的控制误差分组来配置/控制新的操作点(幅度、频率和占空比)，从而控制功率输送。因此，可以在功率输送阶段期间以恒定的时间间隔发送/接收控制误差分组，并且根据一示例性实施例，在无线功率接收器尝试减小无线功率发送器的电流的情况下，无线功率接收器可以通过将控制误差值设置成负数来发送控制误差分组。并且，在无线功率接收器旨在增大无线功率发送器的电流的情况下，无线功率接收器通过将控制误差值设置为正数来发送控制误差分组。在感应模式期间，通过如上所述将控制误差分组发送到无线功率发送器，无线功率接收器可以控制功率输送。
在将在下文中详细描述的谐振模式下，可以通过使用与感应模式不同的方法来操作设备。在谐振模式下，一个无线功率发送器应该能够同时为多个无线功率接收器服务。然而，在与感应模式一样进行功率输送控制的情况下，由于正输送的功率由与一个无线功率接收器建立的通信来控制，因此可能难以控制附加无线功率接收器的功率输送。因此，在根据本公开的谐振模式下，想使用以下方法：通过使无线功率发送器公共地输送(或传输)基本功率并且通过使无线功率接收器控制其自身的谐振频率来控制正接收的功率的量。然而，即使在谐振模式的操作期间，以上在图6中描述的方法也将不被完全排除。并且，可以通过使用图6的方法来执行对所发送的功率的附加控制。
图7是根据本公开的另一示例性实施例的无线功率发送器的框图。这可能属于正在磁谐振模式或共享模式下操作的无线功率输送系统。共享模式可以是指在无线功率发送器和无线功率接收器之间执行多对一(或一对多)通信和充电的模式。共享模式可以被实现为磁感应方法或谐振方法。
参考图7，无线功率发送器(700)可以包括覆盖线圈组件的盖(720)、向功率发送器(740)供应功率的功率适配器(730)、发送无线功率的功率发送器(740)以及提供功率输送处理相关信息和其他相关信息的用户接口(750)中的至少一个。最具体地，用户接口(750)可以被可选地包括或者可以被包括作为无线功率发送器(700)的另一用户接口(750)。
功率发送器(740)可以包括线圈组件(760)、阻抗匹配电路(770)、逆变器(780)、通信单元(790)和控制单元(710)中的至少一个。
线圈组件(760)包括产生磁场的至少一个初级线圈。并且，线圈组件(760)也可以被称为线圈单体。
阻抗匹配电路(770)可以提供逆变器与初级线圈之间的阻抗匹配。阻抗匹配电路(770)可以用使初级线圈的电流升高的合适频率产生谐振。在多线圈功率发送器(740)中，阻抗匹配电路可以附加地包括将信号从逆变器路由到初级线圈的子集的复用器。阻抗匹配电路也可以被称为谐振电路。
阻抗匹配电路(770)可以包括电容器、电感器以及切换电容器与电感器之间的连接的开关器件。可以通过检测正通过线圈组件(760)输送(或传输)的无线功率的反射波并且通过基于检测到的反射波切换开关器件，由此调整电容器或电感器的连接状态或者调整电容器的电容或者调整电感器的电感来执行阻抗匹配。在一些情况下，即使省去了阻抗匹配电路(770)，也可以执行阻抗匹配。本说明书还包括无线功率发送器(700)的示例性实施例，其中省去了阻抗匹配电路(770)。
逆变器(780)可以将DC输入转换成AC信号。逆变器(780)可以被作为半桥逆变器或全桥逆变器进行操作，以便产生可调整频率的占空比和脉冲波。另外，逆变器可以包括多个级，以便调整输入电压水平。
通信单元(790)可以与功率接收器执行通信。功率接收器执行负载调制，以便传达与功率发送器相对应的请求和信息。因此，功率发送器(740)可以使用通信单元(790)，以便监测初级线圈的电流和/或电压的幅值和/或相位，以便解调正从功率接收器发送的数据。
另外，功率发送器(740)可以通过使用频移键控(FSK)方法等来将输出功率控制为可以通过通信单元(790)输送的数据。
控制单元(710)可以控制功率发送器(740)的通信和功率输送(或传递)。控制单元(710)可以通过调整上述操作点来控制功率输送。可以通过例如操作频率、工作周期和输入电压中的至少任一个来确定操作点。
通信单元(790)和控制单元(710)可以各自被设置为单独的单元/器件/芯片组，或者可以被共同设置为一个单元/器件/芯片组。
图8示出了根据本公开的另一示例性实施例的无线功率接收器。这可能属于正在磁谐振模式或共享模式下操作的无线功率输送系统。
参考图8，无线功率接收器(800)可以包括提供与功率输送处理相关的信息和其他相关信息的用户接口(820)、接收无线功率的功率接收器(830)、负载电路(840)和支持并覆盖线圈组件的底座(850)中的至少一个。最具体地，用户接口(820)可以被可选地包括或者可以被包括作为无线功率接收器(800)的另一用户接口(820)。
功率接收器(830)可以包括功率转换器(860)、阻抗匹配电路(870)、线圈组件(880)、通信单元(890)和控制单元(810)中的至少一个。
功率转换器(860)可以将从次级线圈接收到的AC功率转换成适于负载电路的电压和电流。根据一示例性实施例，功率转换器(860)可以包括整流器。整流器可以对接收到的无线功率进行整流，并且可以将功率从交流(AC)转换成直流(DC)。整流器可以通过使用二极管或晶体管来将交流转换成直流，然后，整流器可以通过使用电容器和电阻器来平滑转换后的电流。这里，可以将被实现为桥电路的全波整流器、半波整流器、电压倍增器等用作整流器。另外，功率转换器可以适应功率接收器的反射阻抗。
阻抗匹配电路(870)可以提供功率转换器(860)与负载电路(840)的组合和次级线圈之间的阻抗匹配。根据一示例性实施例，阻抗匹配电路可以产生能够增强功率输送的约100kHz的谐振。阻抗匹配电路(870)可以包括电容器、电感器以及切换电容器与电感器的组合的开关器件。可以通过基于正接收的无线功率的电压值、电流值、功率值、频率值等控制配置阻抗匹配电路(870)的电路的开关器件来执行阻抗匹配。在一些情况下，即使省去了阻抗匹配电路(870)，也可以执行阻抗匹配。本说明书还包括无线功率接收器(200)的示例性实施例，其中省去了阻抗匹配电路(870)。
线圈组件(880)包括至少一个次级线圈，并且可选地，线圈组件(880)还可以包括使接收器的金属部分免受磁场影响的元件。
通信单元(890)可以执行负载调制，以便将请求和其他信息传达给功率发送器。
为此，功率接收器(830)可以执行电阻或电容器的切换，以便改变反射阻抗。
控制单元(810)可以控制接收到的功率。为此，控制单元(810)可以确定/计算功率接收器(830)的实际操作点与目标操作点之间的差。此后，通过执行用于调整功率发送器的反射阻抗和/或调整功率发送器的操作点的请求，可以调整/减小实际操作点与目标操作点之间的差。在使该差最小化的情况下，可以执行最佳功率接收。
通信单元(890)和控制单元(810)可以各自被设置为单独的器件/芯片组，或者可以被共同设置为一个器件/芯片组。
在下文中，将描述功率传输步骤中的异物检测和根据异物检测结果的功率校准。
当无线功率发送器使用磁场向无线功率接收器发送无线功率时，如果在其周围存在异物，则磁场的一部分可以被吸收到异物。也就是说，从无线功率发送器发送的无线功率的一部分被供应给异物并且其余部分被供应给无线功率接收器。从功率输送效率的角度来看，发生发送功率的损失和由异物所吸收的功率或能量一样多。因此，由于可以在异物的存在与功率损失(Ploss)之间建立因果关系，所以无线功率发送器可以检测通过异物发生多少功率损失。可以将这样的异物检测方法称为基于功率损失的异物检测方法。
通过异物的功率损失可以被定义为通过从由无线功率发送器发送的功率(Ptransmitted)减去由无线功率接收器(Preceived)实际地接收到的功率所获得的值。从无线功率发送器的观点来看，由于它知道发送功率(Ptransmitted)，所以如果无线功率接收器知道实际接收到的功率(Preceived)，则能够计算出功率损失。为此目的，无线功率接收器可以向无线功率发送器周期性地发送接收功率数据分组(RP)并且向无线功率发送器通知由无线功率接收器(Preceived)接收到的功率。
同时，无线功率发送器和无线功率接收器在其中包括各种电路组件并且配置彼此独立的设备。然而，由于无线功率通过无线功率发送器与无线功率接收器之间的磁耦合被发送，所以无线功率发送器和无线功率接收器构成一个无线功率输送系统。另外，由无线功率发送器发送的功率(发送功率)的量和由无线功率接收器接收到的功率(接收功率)的量由功率输送特性唯一地确定。作为示例，可以将功率输送特性认为是发送功率和接收功率的比率或函数。因此，如果无线功率发送器预先知道功率输送特性，则无线功率发送器可能能够预测由无线功率发送器发送的功率中有多少将由无线功率接收器接收。如果由无线功率接收器报告的实际接收功率小于基于功率输送特性预测的接收功率，则可以认为在功率输送过程中发生了功率损失。基于功率损失的异物检测方法可以确定在以上情况下存在异物。如上所述，还基于功率输送特性来确定用于异物的确定的功率损失，并且因此，需要适当地识别功率输送特性以提高异物检测的可靠性。
功率输送特性依赖于在其中发送无线功率的环境或发送无线功率的设备的唯一特性。无线功率发送器和无线功率接收器可以通常在无线功率输送开始处使用功率校准以确定特定当前给定无线充电环境中的功率输送特性。当通过功率校准来识别或者设置功率输送特性时，异物检测被相应地执行。
图9是用于说明双点功率校准方法的流程图，图10是示出通过双点功率校准方法的功率校准曲线的示例的图表，图11是示出根据示例的接收功率分组的消息字段的格式的图，并且图12是图示根据另一示例的接收功率分组的消息字段的格式的图。
参考图9，在功率输送阶段开始处，功率校准协议继续进行，无线功率接收器1002发送第一接收功率分组(RP/1)和第二接收功率分组(RP/2)，这使得无线功率发送器1001能够构建双点功率校准曲线。
更具体地，无线功率接收器1002向无线功率发送器发送控制误差分组(CE)(S1101)，包括关于第一校准数据点(first calibration data point)的信息的第一接收功率分组(RP/1)被发送到无线功率发送器(S1102)。
控制误差分组包括控制误差值。控制误差值包括关于无线功率接收器1002的目标操作点和实际操作点之间的偏差的信息。例如，如果控制误差值是正的，则这意味着实际操作点低于目标操作点，接收到这个的无线功率发送器1001可以提高要发送的无线功率的功率。相反地，如果控制误差值是负的，则这意味着实际操作点高于目标操作点，接收到这个的无线功率发送器1001可以降低要发送的无线功率的功率。
参考图11或图12，第一接收功率分组RP/1包括模式字段和估计接收功率值字段。通过第一接收功率分组(RP/1)的模式字段的值(例如，1)，无线功率发送器1001能够确认从无线功率接收器1002接收到的接收功率分组(RP)是包括关于第一校准数据点的信息的第一接收功率分组(RP/1)，并且可以通过第一接收功率分组(RP/1)的估计接收功率值字段的值来确认第一校准数据点。
第一校准数据点是功率校准曲线的起点，并且可以是与在协商阶段中建立的功率输送合约的参考功率水平的约10％相对应的功率水平。
无线功率发送器1001基于包括在控制误差分组中的控制误差值来确定无线功率接收器1002是否已达到期望的目标操作点，并且它用ACK或NAK对第一接收功率分组(RP/1)做出响应(S1103)。更具体地，无线功率发送器1001基于控制误差值来确定功率水平是否稳定在第一校准数据点处。例如，当控制误差值小于3时，无线功率发送器1001确定功率水平被稳定并且无线功率接收器1002达到期望的目标操作点，它可以用ACK对第一接收功率分组(RP/1)做出响应。如果控制误差值小于3，则确定了功率水平不稳定并且无线功率接收器1002尚未达到期望的目标操作点，无线功率发送器1001可以用NAK对第一接收功率分组(RP/1)做出响应。
无线功率接收器1002继续发送第一接收功率分组(RP/1)直到它从无线功率发送器1001接收到ACK(S1102)。另外，为了能够使功率水平稳定在第一校准数据点，无线功率接收器1002还向无线功率发送器1001重复地发送控制误差分组(S1101)。
在功率水平稳定在第一校准数据点处并且从无线功率发送器1001接收到针对第一接收功率分组(RP/1)的ACK(S1103)之后，它将控制误差分组发送到无线功率发送器(S1104)，并且无线功率接收器1002向无线功率发送器1001发送包括关于第二校准数据点的信息的第二接收功率分组(RP/2)(S1105)。
第二接收功率分组RP/2还包括模式字段和估计接收功率值字段(参见图11或图12)。通过第二接收功率分组(RP/2)的模式字段的值(例如，0)，无线功率发送器1001能够确认从无线功率接收器1002接收到的接收功率分组(RP)是包括关于第二校准数据点的信息的第二接收功率分组(RP/2)，并且可以通过第二接收功率分组(RP/2)的估计接收功率值字段的值来确认第二校准数据点。
第二校准数据点是用于构建功率校准曲线的点，并且可以是接近于在协商阶段中建立的功率输送合约的参考功率水平的功率水平。
无线功率发送器1001基于包括在控制误差分组中的控制误差值来确定无线功率接收器1002是否已达到期望的目标操作点，并且它用ACK或NAK对第二接收功率分组(RP/2)做出响应(S1106)。更具体地，无线功率发送器1001基于控制误差值来确定功率水平是否稳定在第二校准数据点处。例如，当控制误差值小于3时，无线功率发送器1001确定功率水平被稳定并且无线功率接收器1002达到期望的目标操作点，它可以用ACK对第二接收功率分组(RP/2)做出响应(S1106)。如果控制误差值小于3，则确定了功率水平不稳定并且无线功率接收器1002尚未达到期望的目标操作点，无线功率发送器1001可以用NAK对第二接收功率分组(RP/2)做出响应。
无线功率接收器1002继续发送第二接收功率分组RP/2，直到它从无线功率发送器1001接收到ACK(S1105)。另外，为了能够使功率水平稳定在第二校准数据点处，无线功率接收器1002还向无线功率发送器1001重复地发送控制误差分组(S1104)。
在功率水平稳定在第二校准数据点处并且从无线功率发送器1001接收到针对第二接收功率分组(RP/2)的ACK之后，无线功率接收器1002和无线功率发送器1001进入正常功率传输模式。无线功率发送器1001基于已发送了ACK的第一接收功率分组(RP/1)和第二接收功率分组(RP/2)来构建功率校准曲线(参见图10)，使用这个，可以基于传输功率损失来执行异物检测(S1107)。
更具体地，无线功率发送器1001在功率传输期间从无线功率接收器1002接收接收功率分组(例如，其中模式字段值为0的RP/0)，它通过接收功率分组来确认由无线功率接收器1002接收到的接收功率值，如果通过将发送功率值应用于功率校准曲线计算出的校准功率与通过接收功率分组确认的接收功率值之间的差大于或等于阈值，则能够估计出已通过异物发生了功率损失。
将参考图10描述通过上述双点功率校准方法构建的功率校准曲线。
无线功率发送器1001基于已发送了ACK的第一接收功率分组(RP/1)和第二接收功率分组(RP/2)来构建功率校准曲线(A)。
如果发送功率的估计值是Pt(est)，接收功率的估计值是Pr(est)，实际发送功率值是Pt，并且实际接收功率值是Pr，并且当在功率传输之前通过异物检测(预功率FOD)确认了在无线功率发送器与无线功率接收器之间不存在异物时，能够建立以下[等式1]。
[等式1]
Pt(est)+δPt＝Pt＝Pr＝Pr(est)-δPr
这里，δPt是传输功率的预测误差值，并且可以包括无线功率发送器它本身的功率损失值。δPr是接收功率的预测误差值，并且可以包括无线功率接收器它本身的功率损失值。
基于[等式1]，可以通过以下[等式2]来计算出校准功率值P(cal)。
[等式2]
P(cal)＝δPt+δPr＝Pr(est)-Pt(est)
因此，当将RP/1(第一校准数据点)和RP/2(第二校准数据点)代入等式2时，能够分别如在以下[等式3]中一样表达校准功率值。
[等式3]
P1(cal)＝RP/1-Pt1(est)
P2(cal)＝RP/2-Pt2(est)
也就是说，如果通过预功率FOD确认了不存在异物，则建立等式1至3中的相同关系，可以将基于等式1至3的校准曲线示出为如图10所示的图表(A)。
然而，功率传输特性还可以取决于负载变化或磁耦合度变化。例如，当无线功率接收器使用多个负载步(load step)或负载变量(或者增加负载)，或者磁耦合度由于无线功率发送器和接收器之间的位置变化而改变时，功率输送特性中的至少一些可能改变。当功率传输特性的至少一部分发生改变时，根据先前功率传输特性设置的功率校准的至少一部分变得无效。另外，根据所设置的功率校准中的至少一些的功率损失和异物检测不再有效。因此，需要附加功率校准来与改变的功率传输特性匹配。
因此，需要在功率输送阶段在进行中的同时执行用于更新在上述功率输送阶段开始处配置的初始功率校准曲线的功率校准协议。
另外，当在功率输送阶段中怀疑存在异物时，无线功率发送器1001可以在由无线功率发送器1001所期望的时间处更新用于检测异物的功率校准曲线。
在下文中，将描述由无线功率发送器1001更新功率校准曲线的方法。
(1)扩展功率校准曲线的构建
图13是图示根据实施例的用于构建扩展功率校准曲线的功率校准协议的流程图。
可以在功率输送阶段中执行图13所示的每个步骤。在进入功率输送阶段之前，无线功率发送器1001和无线功率接收器1002可能已通过ping阶段、配置阶段和协商阶段进入了功率输送阶段(Power Transfer Phase)。
在进入功率输送阶段之后，无线功率发送器1001根据在协商阶段中建立的功率输送合约向无线功率接收器1002提供无线功率。
参考图13，无线功率接收器1002进入功率输送阶段，作为关于从无线功率发送器1001接收到的无线功率的信息，向无线功率发送器1001发送接收功率分组(RP/0)(S1201)。在步骤S1201中发送的接收功率分组(RP/0)可以是其中模式字段的值被设置为0的接收功率分组，RP/0包括关于由无线功率接收器1002接收到的无线功率的估计接收功率值的信息(参考图11或图12)。
当无线功率发送器1001确定异物检测是必要的时，无线功率发送器1001可以响应于由无线功率接收器1002发送的RP/0分组向无线功率接收器1002发送ATN响应图样(S1202)。ATN响应图样是8比特响应图样('11001100'b)，当存在要由无线功率发送器1001发送的数据分组等时，它可以用于向无线功率接收器1002请求通信权限。
为了请求向无线功率发送器1001发送数据分组，接收到ATN的无线功率接收器1002向无线功率发送器1001发送数据流响应分组(DSR/轮询)(S1203)。DSR/轮询是由无线功率接收器1002发送的一种数据流响应分组(DSR)，它具有8比特消息字段，可以在相应消息字段中设置0x33的值。
已从无线功率接收器1002接收到DSR/轮询的无线功率发送器1001可以向无线功率接收器1002发送请求启动功率校准协议的数据分组(在下文中，被称为功率校准请求分组)(S1204)。
图14是图示根据实施例的功率校准请求分组的消息字段的格式的图。
参考图14，根据实施例的功率校准请求分组可以包括包含请求字段的字节(B0)和包括模式字段的字节(B1)。
请求字段可以包括无线功率发送器1001请求从无线功率接收器1002发送的消息(数据分组)的报头信息。由于无线功率发送器1001需要从无线功率接收器1002接收接收功率分组(RP)以便执行功率校准，所以请求字段可以包括作为RP的报头值的0x31。
模式字段可以包括无线功率发送器1001请求从无线功率接收器1002发送的接收功率分组(RP)的模式值。例如，当无线功率发送器1001打算接收包括关于第一校准数据点的信息的模式1的接收功率分组(RP/1)时，可以将功率校准请求分组的模式字段的值设置为1，并且当无线功率发送器1001打算接收包括关于第二校准数据点的信息的模式2的接收功率分组(RP/2)时，可以将功率校准请求分组的模式字段的值设置为2。
步骤S1204，由于以无线功率发送器1001想要启动用于构建扩展功率校准曲线的功率校准协议的情况为前提，所以无线功率发送器1001可以向无线功率接收器1002发送其中模式字段的值被设置为2的功率校准请求分组。
图15是图示根据另一实施例的功率校准请求分组的消息字段的格式的图。
参考图15，根据另一实施例的功率校准请求分组可以包括请求字段。
请求字段可以包括关于无线功率发送器1001所期望的功率校准协议的类型的信息。
在初始功率校准协议(参考图9)之后的功率校准协议可以包括通过扩展在初始功率校准协议中构建的功率校准曲线来更新功率校准曲线的扩展功率校准协议(参见图13)以及删除在初始功率校准协议中构建的功率校准曲线并且构建新功率校准曲线以更新功率校准曲线的功率重新校准协议(参考图17)。
可以取决于由无线功率发送器1001所期望的功率校准协议是扩展功率校准协议还是功率重新校准协议而不同地设置图15的功率校准请求分组的请求字段的值。例如，在步骤S1204中，当无线功率发送器1001想要启动功率重新校准协议时(或者如果它想要接收具有1的模式值的接收功率分组(RP/1))，它可以向无线功率接收器1002发送其中请求字段的值被设置为1('01'b)的功率校准请求分组，当无线功率发送器1001想要启动扩展功率校准协议时(或者如果它想要接收具有2的模式值的接收功率分组(RP/2))，它可以向无线功率接收器1002发送其中请求字段的值被设置为2('10'b)的功率校准请求分组。可替选地，在步骤S1204中，当无线功率发送器1001想要启动功率重新校准协议时，则可以向无线功率接收器1002发送其中请求字段的值被设置为2('10'b)的功率校准请求分组。如果无线功率发送器1001想要启动扩展功率校准协议，则可以向无线功率接收器1002发送其中请求字段的值被设置为1('01'b)的功率校准请求分组。请求字段可以由2个比特构成，取决于由无线功率发送器1001所期望的功率校准协议是扩展功率校准协议还是功率重新校准协议，可以将请求字段的值设置为能够用2个比特表达的0至4个值中的任何一个。
步骤S1204，由于以无线功率发送器1001想要启动用于构建扩展功率校准曲线的功率校准协议的情况为前提，所以无线功率发送器1001可以向无线功率接收器1002发送其中请求字段的值被设置为指示扩展功率校准协议的值的功率校准请求分组。
返回参考图15，可以将根据另一实施例的功率校准请求分组用作用于异物检测(FOD)的时隙请求分组。为此目的，除了请求字段之外，功率校准请求分组还包括时隙数量字段(时隙的#)和时隙长度字段。
用于检测异物的时隙意指无线功率发送器1001暂时挂起功率传输以检测异物并且在功率传输期间检测异物的时间。
时隙数量字段可以包括关于无线功率发送器1001检测异物所需要的时隙数量或时隙数量的最小值的信息。时隙长度字段可以包括关于异物检测所需要的时隙的长度(时间)或时隙长度的最小值的信息。
参考图15，时隙数量字段可以由2个比特组成并且时隙长度字段可以由3个比特组成，但是这仅是示例，并且可以改变构成每个字段的比特数。
可以将时隙长度字段的值设置成例如将'000'b意指为不需要时隙，将'001'b意指为100μs，将'010'b意指为110μs，并且将'011'b意指为120μs。这仅是一个示例，并且可以不同地改变时隙长度字段的值与时隙的实际所需长度之间的相关性。
另一方面，当功率校准请求分组被用作用于异物检测的时隙请求分组时，与当无线功率发送器1001是扩展功率校准协议或者期望功率重新校准协议时相比，请求字段可以具有不同的值。例如，当功率校准请求分组被用作用于异物检测的时隙请求分组时，可以将请求字段设置为0。
返回参考图13，已接收到功率校准请求分组的无线功率接收器1002基于功率校准请求分组来发送RP/1或RP/2。
也就是说，当无线功率接收器1002接收到具有图14的消息字段的功率校准请求分组时，可以基于模式字段的值来向无线功率发送器1001发送RP/1或RP/2。例如，当模式字段的值是1时，可以发送具有模式值1的RP/1，并且当模式字段的值是2时，可以发送具有模式值2的附加接收功率分组(RP/2)。
然而，由于参考图13描述的功率校准协议是用于构建扩展功率校准曲线的功率校准协议，所以在无线功率发送器1001在步骤S1204中发送其中模式字段的值被设置为2的功率校准请求分组的前提下，无线功率接收器1002向无线功率发送器1001发送包括作为第三校准数据点的估计接收功率值信息的附加接收功率分组(RP/2)(S1205)。
当无线功率接收器1002接收到具有图15的消息字段的功率校准请求分组时，可以基于请求字段的值来向无线功率发送器1001发送RP/1或RP/2。也就是说，当请求字段的值指示功率重新校准协议时，无线功率接收器1002可以发送RP/1，当请求字段的值指示扩展功率校准协议时，无线功率接收器1002可以发送RP/1。
然而，由于参考图13描述的功率校准协议是用于构建扩展功率校准曲线的功率校准协议，所以在无线功率发送器1001已在步骤S1204中发送了具有指示扩展功率校准协议的请求字段的值的功率校准请求分组的前提下，无线功率接收器1002向无线功率发送器1001发送附加接收功率分组(RP/2)(S1205)。
尽管未示出，但是无线功率接收器1002可以在步骤S1205中发送附加接收功率分组(RP/2)之前发送控制误差分组，无线功率发送器1001基于包括在控制误差分组中的控制误差值来确定无线功率接收器1002是否已达到期望的目标操作点，并且它用ACK或NAK对附加接收功率分组(RP/2)做出响应(S1206)。例如，当控制误差值小于3时，无线功率发送器1001确定功率水平被稳定并且无线功率接收器1002达到期望的目标操作点，它可以用ACK对附加接收功率分组(RP/2)做出响应(S1206)。如果控制误差值小于3，则确定了功率水平不稳定并且无线功率接收器1002尚未达到期望的目标操作点，无线功率发送器1001可以用NAK对附加接收功率分组(RP/2)做出响应。无线功率接收器1002可以继续发送附加接收功率分组(RP/2)和控制误差分组，直到它从无线功率发送器1001接收到ACK。
在针对附加接收功率分组(RP/2)的ACK被发送/接收(S1206)之后，无线功率接收器1002和无线功率发送器1001可以进入正常功率传输模式。
无线功率发送器1001基于已发送了ACK的附加接收功率分组(RP/2)来扩展现有功率校准曲线(参考图16)，它可以使用扩展功率校准曲线基于传输功率的损失来执行异物检测(S1207)。
已检测到异物的无线功率发送器1001可以将异物检测结果发送到无线功率接收器1002(S1208)。可以将异物检测结果表达为ACK或NAK。也就是说，如果作为执行异物检测的结果确定了不存在异物，则无线功率发送器1001向无线功率接收器1002发送ACK，如果确定了存在异物，则无线功率发送器1001可以向无线功率接收器1002发送NAK。
当确定了不存在异物时，无线功率发送器1001和无线功率接收器1002可以持续地维持功率输送阶段。
如果确定了存在异物，则无线功率接收器1002维持现有操作点并且根据现有功率传输合约接收功率，它被切换到接收功率为5W或更小的低功率模式，它通过向无线功率发送器1001发送结束功率输送数据分组(EPT)来停止功率输送阶段，它重置无线功率发送器1001，或者它初始化用于无线功率输送的协议，使得在功率输送之前执行异物检测(预功率输送FOD)。
图16是图示通过扩展功率校准协议构建的扩展功率校准曲线的示例的图。
参考图16，无线功率发送器1001基于包括在分别已发送了ACK的第一接收功率分组(RP/1)、第二接收功率分组(RP/2)和附加接收功率分组(RP/2)中的校准数据点来构建功率校准曲线。
无线功率发送器1001可以在基于三个校准数据点来构建功率校准曲线时构建连接第一校准数据点(Pt1、RP/1)和第二校准数据点(Pt2、RP/2)的第一功率校准曲线(B1)以及连接第二校准数据点(Pt2、RP/2)和第三校准数据点(Pt3、RP/3)的第二功率校准曲线(B2)。
在功率校准曲线之中，基于第一接收功率分组(RP/1)和第二接收功率分组(RP/2)构建的第一功率校准曲线(B1)可以是在功率输送阶段开始处构建的现有功率校准曲线。
在保存用于现有功率校准曲线(B1)的参数的状态下，它基于从在扩展功率校准协议中发送ACK的附加接收功率分组(RP/2)获得的信息来获取关于第三校准数据点(Pt3、RP/3)的信息，并且无线功率发送器1001可以构建从现有功率校准曲线B1延伸到第三校准数据点Pt3和RP/3的第二功率校准曲线B2。
可以将第一功率校准曲线(B1)和第二功率校准曲线(B2)分别定义为具有不同斜率和y截距的线性函数，无线功率发送器1001使用利用从无线功率接收器1002接收到的接收功率分组(例如，RP/0)确认的接收功率值、发送功率、以及包括第一功率校准曲线(B1)和第二功率校准曲线(B2)的功率校准曲线的参数来根据传输功率的损失检测异物(S1207)。
由于无线功率发送器1001能够通过上述扩展功率校准协议在期望的时间点处扩展功率校准曲线，所以随着校准范围增加，能够校准更宽范围的功率值，并且提高校准的可靠性，还提高基于功率损失的异物检测的可靠性。
(2)功率重新校准曲线的构建
图17是图示根据实施例的用于构建功率重新校准曲线的功率校准协议(在下文中，被称为功率重新校准协议)的流程图。
可以在功率输送阶段中执行图17所示的每个步骤。
由于已在上面参考图13描述了步骤S1201、S1202和S1203，所以将省略其进一步描述。
从无线功率接收器1002接收到DSR/轮询的无线功率发送器1001可以向无线功率接收器1002发送功率校准请求分组(S1304)。
由于参考图17描述的功率校准协议是功率重新校准协议，所以当在步骤S1304中发送具有图14的消息字段的功率校准请求分组时，无线功率发送器1001发送其中模式字段的值被设置为1的功率校准请求分组。当在步骤S1304中发送具有图15的消息字段的功率校准请求分组时，无线功率发送器1001发送其中请求字段的值指示功率重新校准协议的功率校准请求分组。
已接收到功率校准请求分组的无线功率接收器1002基于包括在功率校准请求分组中的信息来发送包括作为第一校准数据点(first calibration data point)的估计接收功率值信息的第一接收功率分组(RP/1)(S1305)。第一接收功率分组RP/1是具有1的模式值的接收功率分组。
尽管未示出，但是无线功率接收器1002可以在步骤S1305中在发送第一接收功率分组(RP/1)之前发送控制误差分组，无线功率发送器1001基于包括在控制误差分组中的控制误差值来确定无线功率接收器1002是否已达到期望的目标操作点，并且它用ACK或NAK对第一接收功率分组(RP/1)做出响应(S1306)。无线功率接收器1002可以继续发送第一接收功率分组RP/1和控制误差分组，直到它从无线功率发送器1001接收到ACK。
在针对第一接收功率分组(RP/1)的ACK被发送/接收(S1306)之后，无线功率接收器1002基于包括在功率校准请求分组中的信息来发送包括关于作为第二校准数据点的估计接收功率值的信息的第二接收功率分组(RP/2)(S1307)。第二接收功率分组RP/2是具有2的模式值的接收功率分组。
尽管未示出，但是无线功率接收设备1002可以在步骤S1307中在发送第二接收功率分组(RP/2)之前发送控制误差分组，无线功率发送器1001基于包括在控制误差分组中的控制误差值来确定无线功率接收器1002是否已到达期望的目标操作点，并且它用ACK或NAK对第二接收功率分组(RP/2)做出响应(S1308)。无线功率接收器1002可以继续发送第二接收功率分组(RP/2)和控制误差分组，直到它从无线功率发送器1001接收到ACK。
在针对第二接收功率分组(RP/2)的ACK被发送/接收(S1308)之后，无线功率接收器1002和无线功率发送器1001可以进入正常功率传输模式。
无线功率发送器1001基于已发送了ACK的“第一接收功率分组(RP/1)和第二接收功率分组(RP/2)”来利用新功率校准曲线(C2)(参考图18)更新现有功率校准曲线(C1)，可以使用新功率校准曲线C2来执行基于传输功率损失的异物检测(S1309)。
已检测到异物的无线功率发送器1001可以将异物检测结果发送到无线功率接收器1002(S1310)。可以将异物检测结果表达为ACK或NAK。也就是说，无线功率发送器1001执行异物检测，如果确定了不存在异物，则向无线功率接收器1002发送ACK，并且如果确定了存在异物，则可以向无线功率接收器1002发送NAK。
当确定了不存在异物时，无线功率发送器1001和无线功率接收器1002可以持续地维持功率输送阶段。
如果确定了存在异物，则无线功率接收器1002维持现有操作点并且根据现有功率传输合约接收功率，它切换到接收功率为5W或更小的低功率模式，它通过向无线功率发送器1001发送结束功率输送数据分组(EPT)来停止功率输送阶段，它重置无线功率发送器1001，或者它初始化用于无线功率输送的协议，使得在功率输送之前执行异物检测(预功率输送FOD)。
图18是图示通过功率重新校准协议构建的新功率校准曲线的示例的图。
参考图18，无线功率发送器1001丢弃现有功率校准曲线C1，它基于包括在分别已发送了ACK的第一接收功率分组(RP/1)和第二接收功率分组(RP/1)中的校准数据点来构建新功率校准曲线(C2)，使用新功率校准曲线C2的参数来执行根据传输功率损失的异物检测(S1309)。
无线功率发送器1001必要时，例如，当该无线功率接收器在功率传输期间改变操作点(例如，目标整流电压)时，能够在无需重置该无线功率发送器的情况下执行功率重新校准。因此，可以防止用于无线功率接收器的充电时间由于无线功率发送器的重置而增加，由于能够根据操作点的变化来更新功率校准曲线，因此还提高了异物检测的可靠性。
根据上述图9至图18的实施例中的无线功率传输装置对应于图1至图8中公开的无线功率传输装置或无线功率发送器或功率传输单元。因此，此实施例中的无线功率发送器的操作由图1至图8中的无线功率发送器的每个组件中的一个或者两个或更多个的组合实现。例如，由无线功率发送器对功率校准请求分组的传输、对功率校准曲线的构建、对异物检测方法的扩展和/或重组、执行、对根据异物检测结果的ACK/NAK的传输、对其他数据分组和响应图样的传输/接收等可以由通信/控制电路120、710和/或790执行。
另外，根据图9至图18的实施例中的无线功率接收装置对应于图1至图8中公开的无线功率接收装置或无线功率接收器或功率接收单元。因此，此实施例中的无线功率接收器的操作由图1至图8中的无线功率接收器的相应组件中的一个或者两个或更多个的组合实现。例如，由无线功率接收器对功率校准请求分组的接收、基于功率校准分组对接收功率分组的传输、对根据异物检测结果的ACK/NAK的接收、对其他数据分组的接收/传输等可以由通信/控制单元220、810和/或890执行。
在根据本发明的实施例的无线功率发送方法和装置或无线功率接收器和方法中，由于并非所有元件或步骤都是必不可少的，因此无线功率发送装置和方法以及无线功率接收装置和方法可以执行上述元件或步骤中的部分或全部。另外，可以组合地执行无线功率发送装置和方法或者无线功率接收装置和方法的实施例。此外，这些元件和步骤不一定按如上所述的顺序执行，并且还可以在更早描述的操作之间执行后面描述的步骤。
迄今为止的描述仅仅是对本发明的技术构思的示例性描述，并且在不脱离本发明的基本特性的情况下，本领域的技术人员可进行各种修改和改变。因此，上述实施例可以被单独地或组合地实现。
因此，本发明中描述的实施例不旨在限制本发明的范围而是旨在进行描述，并且本发明的技术构思的范围不受这些实施例的限制。理解的是，本发明的范围应该由所附的权利要求来解释，并且所有等同的技术构思都被包括在本发明的范围中。

Claims (20)

1.一种用于将无线功率输送到无线功率接收器的无线功率发送器，包括：
功率转换电路，所述功率转换电路被配置成将无线功率输送到所述无线功率接收器；以及
通信/控制电路，所述通信/控制电路被配置成：
与所述无线功率接收器通信并控制所述无线功率，
从所述无线功率接收器接收关于用于功率校准的两个或更多个校准点的接收功率值的信息，以及
基于关于所述接收功率值的信息，构建用于异物检测的功率校准曲线，
其中，所述通信/控制电路被配置成：
从所述无线功率接收器接收包括关于由所述无线功率接收器接收到的接收功率的信息的接收功率(RP)分组，
响应于所述RP分组，向所述无线功率接收器发送请求通信许可的响应图样(ATN)，
从所述无线功率接收器接收请求传输数据分组的数据流响应(DSR)分组，以及
响应于所述DSR，发送请求发起用于更新所述功率校准曲线的功率校准协议的所述数据分组。
2.根据权利要求1所述的无线功率发送器，其中，所述功率校准协议包括用于扩展和更新所述功率校准曲线的扩展功率校准协议和用于利用新功率校准曲线更新所述功率校准曲线的功率重新校准协议，
其中，所述数据分组包括指示由所述通信/控制电路请求的所述功率校准协议是所述扩展功率校准协议还是所述功率重新校准协议的字段。
3.根据权利要求2所述的无线功率发送器，其中，当所述字段的值请求所述扩展功率校准协议的发起时，所述通信/控制电路被配置成：
从所述无线功率接收器接收响应于所述数据分组的包括关于用于附加校准点的接收功率值的信息的RP/2分组，
基于所述RP/2分组中包括的信息，构建扩展所述功率校准曲线的扩展功率校准曲线。
4.根据权利要求2所述的无线功率发送器，其中，当所述字段的值请求所述功率重新校准协议的发起时，所述通信/控制电路被配置成：
从所述无线功率接收器接收响应于所述数据分组的包括关于用于第一校准点的接收功率值的信息的RP/1分组和包括关于用于第二校准点的接收功率值的信息的RP/2分组，
基于所述RP/1和所述RP/2中包括的信息，构建新功率校准曲线。
5.根据权利要求2所述的无线功率发送器，其中，所述字段由2个比特组成。
6.一种用于将无线功率输送到无线功率接收器的方法，所述方法包括：
从所述无线功率接收器接收关于用于功率校准的两个或更多个校准点的接收功率值的信息，
基于关于所述接收功率值的信息，构建用于异物检测的功率校准曲线，
从所述无线功率接收器接收包括关于由所述无线功率接收器接收到的接收功率的信息的接收功率(RP)分组，
响应于所述RP分组，向所述无线功率接收器发送请求通信许可的响应图样(ATN)，
从所述无线功率接收器接收请求传输数据分组的数据流响应(DSR)分组，以及
响应于所述DSR，发送请求发起用于更新所述功率校准曲线的功率校准协议的所述数据分组。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述功率校准协议包括用于扩展和更新所述功率校准曲线的扩展功率校准协议和用于利用新功率校准曲线更新所述功率校准曲线的功率重新校准协议，
其中，所述数据分组包括指示由所述无线功率发送器请求的所述功率校准协议是所述扩展功率校准协议还是所述功率重新校准协议的字段。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，当所述字段的值请求所述扩展功率校准协议的发起时，所述方法包括：
从所述无线功率接收器接收响应于所述数据分组的包括关于用于附加校准点的接收功率值的信息的RP/2分组，
基于所述RP/2分组中包括的信息，构建扩展所述功率校准曲线的扩展功率校准曲线。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，当所述字段的值请求所述功率重新校准协议的发起时，所述方法包括：
从所述无线功率接收器接收响应于所述数据分组的包括关于用于第一校准点的接收功率值的信息的RP/1分组和包括关于用于第二校准点的接收功率值的信息的RP/2分组，
基于所述RP/1和所述RP/2中包括的信息，构建新功率校准曲线。
10.根据权利要求7所述的方法，其中，所述字段由2个比特组成。
11.一种用于从无线功率发送器接收无线功率的无线功率接收器，包括：
功率拾取电路，所述功率拾取电路被配置成从所述无线功率发送器接收所述无线功率；以及
通信/控制电路，所述通信/控制电路被配置成与所述无线功率发送器通信并控制所述无线功率，
其中，所述通信/控制电路被配置成：
向所述无线功率发送器发送包括关于由所述无线功率接收器接收到的接收功率的信息的接收功率(RP)分组，
从所述无线功率发送器接收响应于所述RP分组的请求通信许可的响应图样(ATN)，
向所述无线功率发送器发送请求传输数据分组的数据流响应(DSR)分组，
接收响应于所述DSR的请求发起用于更新用于异物检测的功率校准曲线的功率校准协议的所述数据分组，
基于包括在所述数据分组中的信息，发送包括关于用于附加校准点的接收功率值的信息的附加RP/2分组，或者发送包括关于用于第一校准点的接收功率值的信息的第一RP/1分组。
12.根据权利要求11所述的无线功率接收器，其中，所述功率校准协议包括用于扩展和更新传统功率校准曲线的扩展功率校准协议和用于利用新功率校准曲线更新所述传统功率校准曲线的功率重新校准协议，
其中，所述数据分组包括指示由所述无线功率发送器请求的所述功率校准协议是所述扩展功率校准协议还是所述功率重新校准协议的字段。
13.根据权利要求12所述的无线功率接收器，其中，当所述字段的值请求所述扩展功率校准协议的发起时，所述通信/控制电路被配置成：
向所述无线功率发送器发送所述附加RP/2分组。
14.根据权利要求12所述的无线功率接收器，其中，当所述字段的值请求所述功率重新校准协议的发起时，所述通信/控制电路被配置成：
向所述无线功率发送器发送包括关于用于第二校准点的接收功率值的信息的所述第一RP/1分组和第二RP/2分组。
15.根据权利要求12所述的无线功率接收器，其中，所述字段由2个比特组成。
16.一种用于从无线功率发送器接收无线功率的方法，所述方法包括：
向所述无线功率发送器发送包括关于由所述无线功率接收器接收到的接收功率的信息的接收功率(RP)分组，
从所述无线功率发送器接收响应于所述RP分组的请求通信许可的响应图样(ATN)，
向所述无线功率发送器发送请求传输数据分组的数据流响应(DSR)分组，
接收响应于所述DSR的请求发起用于更新用于异物检测的功率校准曲线的功率校准协议的所述数据分组，
基于包括在所述数据分组中的信息，发送包括关于用于附加校准点的接收功率值的信息的附加RP/2分组，或者发送包括关于用于第一校准点的接收功率值的信息的第一RP/1分组。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述功率校准协议包括用于扩展和更新传统功率校准曲线的扩展功率校准协议和用于利用新功率校准曲线更新所述传统功率校准曲线的功率重新校准协议，
其中，所述数据分组包括指示由所述无线功率发送器请求的所述功率校准协议是所述扩展功率校准协议还是所述功率重新校准协议的字段。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，当所述字段的值请求所述扩展功率校准协议的发起时，所述方法包括：
向所述无线功率发送器发送所述附加RP/2分组。
19.根据权利要求17所述的方法，其中，当所述字段的值请求所述功率重新校准协议的发起时，所述方法包括：
向所述无线功率发送器发送包括关于用于第二校准点的接收功率值的信息的所述第一RP/1分组和第二RP/2分组。
20.根据权利要求17所述的方法，其中，所述字段由2个比特组成。
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