CN115516737A - 受电设备、送电设备、控制方法和程序 - Google Patents
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Abstract
受电设备将从送电设备无线地接收到的电力输出到负载,并且进行用于基于施加到负载的电压的变化来更新送电设备为了检测与受电设备不同的物体所使用的参数的处理。
Description
技术领域
本发明涉及与无线电力传输相关联的受电设备、送电设备、控制方法和程序。
背景技术
近年来,诸如无线充电系统等的无线电力传输系统所用的技术得到了广泛地开发。专利文献1描述了符合由无线电力联盟(WPC)(用于标准化无线充电的组织)开发的标准(以下称为“WPC标准”)的送电设备和受电设备。此外,专利文献1描述了由WPC标准定义的校准处理,该校准处理旨在提高诸如金属片等的导电性物体(异物)的检测准确度。
在校准处理中,在两个不同状态中的各状态下获取受电设备中的受电电力和此时的电力损耗。电力损耗是作为送电设备的送电电力和受电设备中的受电电力之间的差导出的。然后,使用这两个状态下的受电电力和电力损耗的各对作为参数,导出根据在无线送电中从受电设备通知的受电电力所预期的电力损耗,并且将实际电力损耗与预期电力损耗进行比较。在实际电力损耗和预期电力损耗之间的差超过预定值的情况下,可以判断为已存在归因于异物的电力损耗,也就是说,存在异物。
另一方面,通用串行总线电力输送(USB PD)作为用于供给旨在例如以有线方式对电池进行快速充电的电力的标准正在变得普及。根据USB PD,进行控制,使得如果供给到负载的电力增加,则输出到负载的电压相应地增加。这样,即使所供给的电力增加,电流也保持低;因此,抑制了电路中的损耗和发热,并且可以在维持高效率的同时向负载供给电力。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2017-070074
发明内容
发明要解决的问题
在无线电力传输中所使用的受电设备上根据受电电力的变化来改变向负载的输出电压的情况下,在输出电压改变之前和之后,受电设备中的电力损耗的状况改变。因此,如果在使用在输出电压改变之前的状态下获取到的受电电力和电力损耗的对作为异物的检测所用的参数的情况下、在输出电压改变之后的状态下进行异物的检测,则存在异物的检测准确度下降的可能性。
本发明提供如下的技术,该技术即使在受电设备中向负载的输出电压改变的情况下,也抑制了基于电力损耗的异物检测处理的准确度的下降。
用于解决问题的方案
根据本发明的一方面的受电设备具有以下的配置。具体地,所述受电设备包括:受电部件,用于接收从送电设备无线地发送来的电力;输出部件,用于将所述受电部件所接收到的电力输出到负载;以及处理部件,用于进行与在用于检测与所述受电设备不同的物体的检测处理中使用的参数有关的处理,其中,所述处理部件基于施加到所述负载的电压的变化来重新进行与所述检测处理中使用的参数有关的处理。
发明的效果
根据本发明,即使在受电设备中向负载的输出电压改变,也可以抑制基于电力损耗的异物检测处理的准确度的下降。
通过以下结合附图所进行的说明,本发明的其他特征和优点将明显。注意,在整个附图中,相同的附图标记表示相同或相似的组件。
附图说明
包含在说明书中并构成说明书一部分的附图示出了本发明的实施例,并与说明书一起用来解释本发明的原理。
图1是示出根据实施例的无线充电系统的示例性结构的图。
图2是示出根据第一实施例的受电设备的示例性结构的框图。
图3是示出根据第一实施例的送电设备的示例性结构的框图。
图4A是示出根据第一实施例的受电设备的处理的示例性流程的流程图。
图4B是示出根据第一实施例的受电设备的处理的示例性流程的流程图。
图5A是示出根据第一实施例的送电设备的处理的示例性流程的流程图。
图5B是示出根据第一实施例的送电设备的处理的示例性流程的流程图。
图6A是示出在无线充电系统中执行的处理的示例性流程的图。
图6B是示出在无线充电系统中执行的处理的示例性流程的图。
图7是示出I&C阶段(7a)中的通信序列、协商阶段(7b)中的通信序列和校准阶段(7c)中的通信序列的图。
图8是示出根据第一实施例的异物检测处理所用的参数的内容的图。
图9是示出根据第一实施例的异物检测处理中的线性插补的图。
图10是示出GP和向充电单元的输出电压之间的关系(1001)以及GP和向送电单元的输入电压之间的关系(1002)的图。
图11是示出根据第二实施例的受电设备的处理的示例性流程的流程图。
图12是示出根据第二实施例的充电单元中的电力消耗和向充电单元的输出电压之间的关系的图。
具体实施方式
在下文,将参考附图来详细说明实施例。注意,以下实施例并不旨在限制所要求保护的发明的范围。在实施例中描述了多个特征,但不限于需要所有这些特征的发明,并且可以适当地组合多个这些特征。此外,在附图中,将相同的附图标记赋予给相同或类似的配置,并且省略了其冗余说明。
<第一实施例>
(系统结构)
图1示出根据本实施例的无线充电系统(无线电力传输系统)的示例性结构。本系统被配置为包括受电设备101和送电设备102。在下文,受电设备可以被称为RX,并且送电设备可以被称为TX。TX 102是向放置在充电台103上的RX 101无线地送电的电子装置。RX 101是接收从TX 102无线地发送来的电力并对内部电池进行充电的电子装置。使用RX 101放置在充电台103上的示例性情况来提供以下的说明。注意,从TX 102向RX 101的送电期间、RX101存在于TX 102可以进行送电的范围内就足够了,并且RX 101不一定需要放置在充电台103上。
还注意,RX 101和TX 102可以各自具有执行除无线充电以外的应用的功能。RX101的一个示例是借助于可再充电电池进行操作的移动信息装置,诸如膝上型PC(个人计算机)、平板PC和智能电话等。此外,TX 102的一个示例是用于对该移动信息装置进行充电的配件装置。注意,RX 101和TX 102可以是诸如硬盘设备和存储器设备等的存储设备,并且可以是诸如个人计算机(PC)等的信息处理设备。此外,RX 101和TX 102例如可以是诸如摄像设备(例如,照相机或摄像机)和扫描仪等的图像输入设备,或者可以是诸如打印机、复印机或投影仪等的图像输出设备。此外,TX 102可以是移动信息装置。在这种情况下,RX 101可以是另一移动信息装置,或者可以是无线耳机。此外,RX 101可以是汽车。此外,TX 102可以是安装在例如汽车内部的控制台中的充电器。
此外,尽管在本实施例中描述了一个RX 101和一个TX 102,但本发明不限于此。本发明还可应用于例如多个RX 101接收从一个TX 102或分立的TX 102发送来的电力的配置。
本系统基于WPC标准来进行使用无线充电所用的电磁感应方法的无线电力传输。也就是说,RX 101和TX 102在RX 101的受电线圈和TX 102的送电线圈之间进行基于WPC标准的用于无线充电的无线电力传输。注意,应用于本系统的无线电力传输方法(非接触电力传输方法)不限于WPC标准所定义的方法,并且可以是诸如电磁感应方法、磁共振方法、电场共振方法、微波方法和使用激光的方法等的其他方法。此外,尽管在本实施例中假定在无线充电中使用无线电力传输,但可以为了除无线充电以外的目的进行无线电力传输。
根据WPC标准,在RX 101从TX 102接收电力时保证的电力的大小由称为保证电力(以下称为“GP”)的值定义。GP表示即使受电线圈和送电线圈之间的送电效率例如由于RX101和TX 102之间的位置关系的变化而下降、关于向RX 101的负载(例如,充电电路等)的输出也保证的电力值。例如,在GP为5瓦的情况下,即使送电效率由于受电线圈和送电线圈之间的位置关系的变化而下降,TX 102也控制送电,使得可以将5瓦输出到RX 101内部的负载。
根据本实施例的RX 101和TX 102进行基于WPC标准的送电/受电控制所用的通信。WPC标准定义了包括执行电力传输的电力传送阶段和执行电力传输之前的阶段的多个阶段,并且在各阶段中进行送电/受电控制所用的通信。电力传输之前的阶段包括选择阶段、Ping阶段、识别和配置阶段、协商阶段以及校准阶段。注意,识别和配置阶段在下文中被称为I&C阶段。
在选择阶段,TX 102以间歇和重复的方式发送模拟Ping,并且检测到物体放置在充电台103上(例如,RX 101或导体片等放置在充电台103上)。模拟Ping是用于检测物体的存在的检测信号。TX 102通过向送电线圈施加电压或电流来发送模拟Ping。在从充电台103上没有放置物体的状态改变为充电台103上放置有物体的状态的情况下,施加到送电线圈的电压和电流改变。TX 102检测发送模拟Ping时的送电线圈的电压值和电流值中的至少一个,并且在电压值降至低于某个阈值或者电流值超过某个阈值的情况下判断为存在物体并转变到Ping阶段。
在Ping阶段,TX 102发送在电力方面比模拟Ping高的数字Ping。数字Ping的大小是足以启动放置在充电台103上的RX 101的控制单元的电力。RX 101向TX 102通知受电电压的大小。也就是说,RX 101向TX 102发送信号强度包(以下称为“SS包”)。TX 102通过接收来自接收到了自身所发送的数字Ping的RX 101的响应来识别出在选择阶段检测到的物体是RX 101。在接收到与受电电压值有关的通知时,TX 102转变到I&C阶段。
在I&C阶段,TX 102识别RX 101,并从RX 101获取装置配置信息(能力信息)。因此,RX 101将ID包和配置包发送到TX 102。ID包包括RX 101的识别信息,并且配置包包括RX101的装置配置信息(能力信息)。接收到了来自RX 101的ID包和配置包的TX 102通过向RX101发送确认(ACK)来进行响应。然后,I&C阶段结束。一旦I&C阶段结束,TX 102就转变到协商阶段。在协商阶段,基于例如由RX 101请求的GP的值和TX 102的送电能力来确定GP的值。一旦协商阶段结束,TX 102就转变到校准阶段。
在校准阶段,RX 101利用受电电力包向TX 102通知受电电力。此时,提供了与至少两个不同的受电电力有关的通知。例如,提供了与在没有连接负载的状态下的受电电力、以及在连接了负载并且接收到接近GP的电力的状态下的受电电力有关的通知。TX 102获取与这两个受电电力相对应的自身送电电力,根据所通知的受电电力和所获取到的送电电力之间的差导出电力损耗,并且将这些电力损耗与受电电力相关联地存储。这样,关于RX 101的至少两个状态,将受电电力和电力损耗的各对存储在TX 102中。在接下来的(后面所述的)电力传送阶段中,TX 102在使用以前述方式存储的受电电力和电力损耗的各对作为参数的情况下执行异物检测处理。
现在给出对在TX 102中在使用两对受电电力和电力损耗作为参数的情况下执行异物检测处理的方法的说明。例如,TX 102经由校准阶段中的通信存储两对受电电力和电力损耗。假定这两对为(受电电力=RP1,电力损耗=PL1)和(受电电力=RP2,电力损耗=PL2)。在电力传送阶段中执行异物检测处理时,TX 102首先从RX 101获取当前受电电力=Preceived。随后,TX 102通过两个点(RP1,PL1)和(RP2,PL2)之间的线性插补来导出此时的电力损耗的预期值PLcal。注意,假定RP1<RP2。例如,可以使用以下的表达式1来导出电力损耗的预期值PLcal。
[表达式1]
PLcal=
(PL2-PL1)/(RP2-RP1)·(Preceived-RP1)+PL1
使用以下的表达式2,可以根据TX 102中的当前送电电力Ptransmitted和从RX 101通知的受电电力=Preceived导出当前电力损耗PL。在当前电力损耗PL超出预期值PLcal预定值或更大的情况下,TX 102判断为作为异物消耗电力的结果而导致电力损耗增加,也就是说,检测到了异物。
[表达式2]
PL=Ptransmitted-Preceived
根据前述方法,在使用预先获取到的电力损耗的值作为参数的情况下,通过线性插补来导出当前电力损耗的预期值。这被表示为电力损耗的校准。注意,代替RX 101的电力损耗,校准的对象可以是RX 101的受电电力,或者可以是TX 102的送电电力。此外,导出电力损耗的预期值的方法(也就是说,进行校准的方法)不限于线性插补,并且例如可以是使用幂级数等的非线性插补。此外,可以使用三对或多于三对的信息(例如,受电电力和送电电力的对)作为参数。使用三对或多于三对的信息作为参数的示例是连接(RP1,PL1)和(RP2,PL2)以及(RP2,PL2)和(RP3,PL3)的折线的线性插补。这里假定(RP3,PL3)是第三对受电电力和电力损耗的信息,并且RP2<RP3。
在电力传送阶段,进行用于开始和继续送电、以及由于检测到异物或满充电状态而停止送电等的控制。在本实施例中,在电力传送阶段进一步执行用于将GP改变为更高值的处理、改变向受电设备的负载的输出电压、以及用于请求异物检测所用的参数的重新获取和添加的处理。后面将说明这种处理的详情。
TX 102和RX 101通过使用与无线电力传输相同的天线(线圈)将信号叠加在送电电力上的通信来进行前述的基于WPC标准的送电/受电控制所用的通信。注意,TX 102和RX101可以使用与无线电力传输所用的天线(线圈)不同的天线(线圈)来进行送电/受电控制所用的通信。使用与用于无线电力传输所用的天线(线圈)不同的天线(线圈)的通信的一个示例是符合蓝牙低功耗标准的通信方法。此外,可以使用诸如IEEE 802.11标准系列的无线LAN(例如,)、ZigBee和NFC(近场通信)等的其他通信方法来进行通信。使用与无线电力传输所用的天线(线圈)不同的天线(线圈)的通信可以以与无线电力传输中所使用的频率不同的频率进行。
(设备结构)
随后,给出对根据本实施例的受电设备101(RX 101)和送电设备102(TX 102)的结构的说明。注意,以下所述的结构仅是示例;所述结构的一部分(或全部,取决于情况)可以用实现其他类似功能的其他结构替换,或者可以省略,并且可以向以下所述的结构添加更多的结构。此外,可以将以下说明中提到的一个硬件块分割成多个块,并且可以将多个块集成为一个块。
图2是示出根据本实施例的RX 101的示例性结构的图。RX 101包括控制单元201、电池202、受电单元203、放置检测单元204、受电线圈205、通信单元206、通知单元207、操作单元208、存储器209和计时器210。RX 101还包括充电单元211、可变电压电路212、电压获取单元213、电压确定单元214、参数重新获取单元215和参数添加请求单元216。
控制单元201通过执行例如存储器209中所存储的控制程序来控制整个RX 101。也就是说,控制单元201控制图2所示的各功能单元。此外,控制单元201进行与RX 101中的受电控制有关的控制。控制单元201还可以进行过用于执行除无线电力传输以外的应用的控制。控制单元201被配置为包括诸如CPU(中央处理单元)和MPU(微处理单元)等的一个或多于一个处理器。注意,控制单元201可以由专用于特定处理的硬件(诸如专用集成电路(ASIC)等)构成。此外,控制单元201可以被配置为包括被编译为执行预定处理的阵列电路,诸如FPGA (现场可编程门阵列)等。控制单元201将在执行各种类型的处理期间要存储的信息存储在存储器209中。此外,控制单元201可以使用计时器210来测量时间段。
电池202向整个RX 101供给控制单元201控制RX 101的各单元以及受电和通信所需的电力。此外,电池202存储经由受电线圈205接收到的电力。
在受电线圈205中,通过从TX 102的送电线圈发射的电磁波生成感应电动势。受电单元203获取在受电线圈205中生成的电力。受电单元203获取在受电线圈205中通过电磁感应生成的交流电力,将该交流电力转换成直流电力或预定频率的交流电力,并将该电力输出到进行用于对电池202充电的处理的充电单元211。也就是说,受电单元203向RX 101中的负载供给电力,充电单元211及电池202是这样的负载的示例。上述的GP是保证从受电单元203向负载输出的保证电力。此外,受电单元203向控制单元201通知当前受电电力。这样,在任何定时,控制单元201都可以获知该定时的受电电力。注意,允许采用除受电单元203以外的实体测量受电电力并向控制单元201通知受电电力的配置。
放置检测单元204基于WPC标准检测到RX 101放置在充电台103上。放置检测单元204例如检测受电单元203经由受电线圈205接收到WPC标准的数字Ping时的受电线圈205的电压值和电流值中的至少一个。例如在电压值降至低于预定电压阈值的情况下或者在电流值超过预定电流阈值的情况下,放置检测单元204判断为RX 101放置在充电台103上。
通信单元206与TX 102进行上述的基于WPC标准的控制通信。通信单元206通过经由对从受电线圈205输入的电磁波进行解调以获取从TX 102发送来的信息,并且经由对所输入的电磁波进行负载调制以将要发送到TX 102的信息叠加在电磁波上,来与TX 102进行通信。也就是说,通信单元206通过在从TX 102的送电线圈发送来的电磁波上进行叠加来进行通信。
通知单元207使用例如任何视觉、听觉或触觉方法向用户通知信息。通知单元207向用户通知例如RX 101的充电状态以及与包括图1所示的TX 102和RX 101的无线电力传输系统的电力传输有关的状态。通知单元207被配置为包括例如液晶显示器、LED、扬声器、振动生成电路和其他通知装置。操作单元208具有用于接受由用户针对RX 101进行的操作的接受功能。操作单元208被配置为包括例如按钮、键盘、诸如麦克风等的声音输入装置、诸如加速度传感器和陀螺仪等的运动检测装置、或者其他输入装置。注意,可以使用诸如触摸屏等的集成了通知单元207和操作单元208的装置。如前面所述,存储器209存储诸如识别信息和装置配置信息等的各种类型的信息、以及控制程序等。注意,存储器209可以存储由与控制单元201不同的功能单元获取到的信息。计时器210例如使用用于测量自启动时间起所经过的时间段的向上计数计时器和用于从所设置的时间向下计数的向下计数计时器等来测量时间。
充电单元211使用从受电单元203供给的电力来对电池202进行充电。此外,在控制单元201的控制下,充电单元211开始或停止电池202的充电,并且进一步基于电池202的充电状态来调整在电池202的充电时使用的电力。当充电单元211所使用的电力改变时,从受电单元203供给的电力(也就是说,RX 101中的受电电力)也相应地改变。如前面所述,充电单元211是RX 101中的负载。注意,充电单元211和电池202可以作为RX 101外部的其他装置而存在。这些装置例如可以是借助于基于USB PD标准供给的电力进行操作的装置。在这种情况下,控制单元201可以经由USB PD标准的通信从充电单元211获取充电单元211所必需的电力的大小的信息。
在控制单元201的控制下,可变电压电路212设置用于从受电单元203向充电单元211(也就是说,负载)供给电力的输出电压。电压获取单元213获取输出到充电单元211的电压。该电压值可以由控制单元201在任何定时读取。电压确定单元214确定要在可变电压电路212上设置的电压。
使用通信单元206,参数重新获取单元215向TX 102进行请求以重新获取异物检测处理所用的参数。异物检测处理所用的参数表示在前面的校准阶段的说明中提到的受电电力和电力损耗的各对。使用通信单元206,参数添加请求单元216针对TX 102进行添加异物检测处理所用的参数的请求。这例如是在TX 102中已保持了两对的情况下添加并存储第三对的请求。注意,电压确定单元214、参数重新获取单元215和参数添加请求单元216可以被配置为完全或部分地借助于与控制单元201的处理器不同的处理器进行操作,并且可以通过在控制单元201上操作的程序来实现。电压确定单元214、参数重新获取单元215和参数添加请求单元216可以通过控制单元201执行例如存储器209中所存储的程序来实现。
图3是示出根据本实施例的TX 102的示例性结构的图。在一个示例中,TX 102包括控制单元301、电源单元302、送电单元303、放置检测单元304、送电线圈305、通信单元306、通知单元307、操作单元308、存储器309、计时器310和可变电压电路311。
控制单元301通过执行例如存储器309中所存储的控制程序来控制整个TX 102。也就是说,控制单元301控制图3所示的各功能单元。此外,控制单元301进行与TX 102中的送电控制有关的控制。控制单元301还可以进行用于执行除无线电力传输以外的应用的控制。控制单元301被配置为包括诸如CPU和MPU等的一个或多于一个处理器。注意,控制单元301可以被配置为包括诸如专用集成电路(ASIC)等的专用于特定处理的硬件、或者诸如FPGA等的被编译为执行预定处理的阵列电路。控制单元301将在执行各种类型的处理期间要存储的信息存储在存储器309中。此外,控制单元301可以使用计时器310来测量时间段。
电源单元302向整个TX 102供给控制单元301控制TX 102以及送电和通信所需的电力。电源单元302例如是商用电源或电池。电池存储从商用电源供给的电力。
送电单元303将从电源单元302输入的直流或交流电力转换成在无线电力传输中使用的频带的交流频率电力,并将该交流频率电力输入到送电线圈305;结果,生成用于使得RX 101受电的电磁波。注意,由送电单元303生成的交流电力的频率例如是约数百kHz(例如,110kHz至205kHz)。基于来自控制单元301的指示,送电单元303将交流频率电力输入到送电线圈305,以使得送电线圈305输出用于向RX 101送电的电磁波。此外,送电单元303通过调整要输入到送电线圈305的电压(送电电压)和电流(送电电流)中的一个或两个来控制要输出的电磁波的强度。增加送电电压或送电电流增强了电磁波的强度,而减少送电电压或送电电流减弱了电磁波的强度。此外,基于来自控制单元301的指示,送电单元303进行关于交流频率电力的输出控制,使得开始或停止来自送电线圈305的送电。另外,送电单元303向控制单元301通知当前送电电力。这样,在任何定时,控制单元301都可以获知该定时的送电电力。注意,允许采用除送电单元303之外的实体测量送电电力并向控制单元301提供通知的配置。
放置检测单元304基于WPC标准来检测物体是否放置在充电台103上。具体地,放置检测单元304检测物体是否放置在充电台103的接口面上。放置检测单元304检测在例如送电单元303经由送电线圈305发送了WPC标准的模拟Ping时的送电线圈305的电压值和电流值中的至少一个。注意,放置检测单元304可以检测阻抗的变化。然后,在电压值降至低于预定电压值的情况下,或者在电流值超过预定电流值的情况下,放置检测单元304可以判断为物体放置在充电台103上。注意,基于是否存在随后由通信单元306发送的对数字Ping的预定响应来判断该物体是受电设备还是其他异物。也就是说,在TX102接收到了预定响应的情况下,判断为该物体是受电设备(RX 101);否则,判断为该物体是与受电设备不同的物体。
通信单元306与RX 101进行上述的基于WPC标准的控制通信。通信单元306通过调制从送电线圈305输出的电磁波并向RX 101发送信息来进行通信。此外,通信单元306通过对从送电线圈305输出并由RX 101调制的电磁波进行解调来获取由RX 101发送的信息。也就是说,通信单元306通过在从送电线圈305发送来的电磁波上进行叠加来进行通信。
通知单元307使用例如任何视觉、听觉或触觉方法向用户通知信息。通知单元307向用户通知例如TX 102的充电状态以及与包括图1所示的TX 102和RX 101的无线电力传输系统的电力传输有关的状态。通知单元307被配置为包括例如液晶显示器、LED、扬声器、振动生成电路和其他通知装置。操作单元308具有用于接受由用户针对TX 102进行的操作的接受功能。操作单元308被配置为例如包括按钮、键盘、诸如麦克风等的声音输入装置、诸如加速度传感器和陀螺仪等的运动检测装置、或者其他输入装置。注意,可以使用诸如触摸屏等的集成了通知单元307和操作单元308的装置。
存储器309存储诸如识别信息和能力信息等的各种类型的信息、以及控制程序等。注意,存储器309可以存储由与控制单元301不同的功能单元获取到的信息。计时器310例如使用用于测量自启动时间起所经过的时间段的向上计数计时器和用于从所设置的时间向下计数的向下计数计时器等来测量时间。
在控制单元301的控制下,可变电压电路311设置用于从电源单元302向送电单元303供给电力的输入电压。注意,电源单元302和可变电压电路311可以作为TX 102外部的其他装置而存在。这些装置可以是基于USB PD标准来供给电力的电源适配器。在这种情况下,控制单元301可以经由USB PD标准的通信来控制可变电压电路311。
(处理的流程)
随后,给出对由RX 101和TX 102执行的处理的示例性流程的说明。
[受电设备中的处理]
图4A和图4B是示出由RX 101执行的处理的示例的流程图。本处理可以通过例如RX101的控制单元201执行从存储器209读出的程序来实现。本处理还包括电压确定单元214、参数重新获取单元215和参数添加请求单元216中的处理。注意,以下要说明的本处理的过程的至少一部分可以通过硬件来实现。在这种情况下,该硬件可以通过例如使用预定编译器从用于实现各处理步骤的程序自动生成使用诸如FPGA等的门阵列电路的专用电路来实现。此外,本处理可以响应于RX 101的电源接通(ON)、响应于由来自电池202或TX 102的供电引起的RX 101的启动、或者响应于由RX 101的用户输入的用于开始无线充电应用的指示而开始。此外,本处理也可以通过其他触发而开始。
在开始与送电/受电有关的处理之后,RX 101执行被定义为WPC标准的选择阶段和Ping阶段的处理,并且等待自身放置在TX 102上(S401)。然后,RX 101通过例如检测到来自TX 102的数字Ping,检测到自身放置在TX 102的充电台103上。在检测到数字Ping时,RX101将包括受电电压值的SS包发送到TX 102。在检测到自身放置在TX 102的充电台103上时,RX 101使用通信单元206来执行被定义为WPC标准的I&C阶段的处理并将识别信息和装置配置信息(能力信息)发送到TX 102(S402)。
在图7中,7a描述I&C阶段中的通信的流程。在I&C阶段,RX 101向TX 102发送识别包(ID包)(F701)。ID包存储作为RX 101的识别信息的制造商代码和基本装置ID、以及使得能够指定WPC标准的相应版本的作为RX 101的能力信息的信息要素。RX 101还向TX 102发送配置包(F702)。配置包包括以下信息作为RX 101的能力信息。具体地,配置包包括最大电力值(其是指定RX 101可以供给到负载的最大电力的值)和表示是否提供了WPC标准的协商功能的信息。
一旦TX 102接收到这些包,TX 102就发送ACK(F703),并且I&C阶段结束。注意,RX101可以使用除WPC标准的I&C阶段中的通信以外的方法向TX 102通知RX 101的识别信息和装置配置信息(能力信息)。此外,RX 101的识别信息可以是WPC标准的无线电力ID,或者可以是使得能够识别RX 101的个体的任何其他识别信息。可以包括除上述信息以外的信息作为能力信息。
返回到图4A,RX 101通过协商阶段中的通信与TX 102协商并确定GP(S403)。在图7中,7b描述协商阶段的流程的一个示例。GP是基于来自RX 101的特定请求包以及来自TX102的对该特定请求包的响应所确定的。首先,RX 101通过向TX 102发送特定请求包来向TX102通知所请求的GP的值(F711)。RX 101基于自身所必需的电力来确定所请求的GP的值。假定该值预先存储在存储器209中。GP的值的示例是5瓦。
TX 102基于自身的送电能力来判断是否接受来自RX 101的请求,并且在要接受该请求的情况下向RX 101发送ACK(肯定响应),以及在将不接受该请求的情况下向RX 101发送NAK(否定响应)。注意,图7的7b描述TX 102发送ACK(F712)的示例。在TX 102发送了ACK的情况下,GP的值被确定为与RX 101所请求的值相同,并且被存储在RX 101和TX 102这两者的存储器中。另一方面,在TX 102发送了NAK的情况下,GP的值是小的默认值(例如,等于或小于5瓦的值)。在一个示例中,该默认值预先存储在RX 101和TX 102这两者的存储器中。注意,前述的确定GP的方法是一个示例,并且可以使用其他方法来确定GP。
返回到图4A,基于S403中确定的GP,RX 101确定用于从受电单元203向充电单元211供给电力的输出电压(S404)。注意,在S404中存在已存储的输出电压的情况下,不论所确定的GP如何,都使用该所存储的输出电压作为用于从受电单元203向充电单元211供给电力的输出电压。图10的表1001示出基于GP所确定的输出电压的示例。参考表1001,例如,GP为5瓦的情况所用的输出电压可以被确定为5伏,以及GP为15瓦的情况所用的输出电压可以被确定为9伏,等等。这里,表1001中的各值是为了高效地对电池202进行充电而基于RX 101的充电单元211的电气特性预先确定的值。表1001保持在例如存储器209中。注意,在充电单元211是基于USB PD标准进行操作的外部装置的情况下,受电单元203可以经由通信从充电单元211获取输出电压,或者输出电压可以作为由USB PD标准规定的表保持在存储器209中。
返回到图4A,RX 101将S404中确定的输出电压设置在可变电压电路212上,并且进行等待直到实际输出的电压稳定为止(S405)。随后,RX 101通过向TX 102进行请求以异物检测处理所用的参数的获取来请求TX 102实现上述的校准阶段(S406)。注意,在S405中等待直到输出电压稳定为止使得可以在S406中在输出电压稳定的状态下实现校准阶段的处理。结果,所获取到的异物检测处理所用的参数不受输出电压的时间变化的影响,并且可以进行更准确的异物检测。
在图7中,7c描述校准阶段的处理的流程。RX 101经由通信单元206发送受电电力包(F721)。受电电力包包括作为当前受电电力的受电电力值。受电电力包还包括表示模式(Mode)=1(其表示校准阶段的开始)的信息。TX 102存储受电电力包中所包括的受电电力的信息作为异物检测处理所用的参数,然后返回ACK(F722)。此外,TX 102通过检测到模式=1而检测到校准阶段的开始,并且在存在直到此时为止已存储的异物检测处理所用的参数的情况下,丢弃这些参数。后面将说明TX 102中的其他处理的详情。
在校准阶段,RX 101给出两个不同的状态下的受电电力的通知:没有连接负载的状态(也就是说,接近0瓦的状态)、以及正在接收接近GP的电力的状态。也就是说,图7的7c中描述的受电电力包和ACK的通信发生至少两次,并且将两个受电电力的信息存储在TX102中。此外,在GP的值超过5瓦的情况下,RX 101以约5瓦的电压值间隔给出受电电力的通知。例如,在GP的值为15瓦的情况下,在正在接收约0瓦、约5瓦、约10瓦和约15瓦的电力的状态下提供受电电力的通知。注意,RX 101给出受电电力的通知的电压值间隔可以不是5瓦,并且可以不是恒定的。TX 102存储由RX 101通知的所有受电电力作为异物检测处理所用的参数。
返回到图4A,RX 101将作为负载的充电单元211连接到受电单元203,并且开始电力传送阶段中的受电(S407)。在开始受电之后,RX 101获取充电单元211中所需的电力(S408)。该值可以预先保持在存储器209中,或者可以在充电单元211是外部装置的情况下经由通信从该外部装置获取。如果充电单元211中所需的电力落在当前GP的范围内,则RX101判断为不需要改变GP(S409中为“否”),并且继续预定时间段的受电(S419)。预定时间段例如是1秒。之后,如果充电单元211对电池202的充电完成(S420中为“是”),则RX 101断开负载并停止受电。如果充电没有完成(S420中为“否”),则处理返回到S408以继续充电。
这里,在S419中继续受电期间,RX 101重复地并且定期地向TX 102通知当前受电电力。TX 102基于由RX 101通知的受电电力来检测异物。在给出当前受电电力的通知时使用受电电力包。如前面所述,在给出异物检测处理所用的参数的通知时也使用受电电力包。由于该原因,RX 101添加如下的信息,该信息用于区分是与异物检测处理所用的参数有关的通知(也就是说,向TX 102请求存储这些参数的通知)还是与用于在TX 102中执行异物检测处理的当前受电电力有关的通知。该信息例如存储在受电电力包的模式值中。在本实施例中,模式=0表示异物检测处理所用的受电电力的通知。在向TX 102请求存储参数的情况下,将除0以外的值设置为模式值。例如,在上述的校准阶段,将1设置为受电电力包的模式值。
在充电单元211中所需的电力的获取(S408)导致需要改变GP的情况下(S409中为“是”),RX 101与TX 102协商并改变GP(S410)。这里,在GP将被改变为预定大小或更高的情况下,RX 101可以经由通信进行关于TX 102的装置认证。通过进行装置认证,可以仅从保证满足WPC标准等的条件的TX 102接收预定大小或更高的电力。装置认证的一个示例是使用电子证书的质询-响应通信。
随后,RX 101基于更新后的GP来确定向充电单元211的输出电压(S411)。基于图10的表1001来确定向充电单元211的输出电压。之后,RX 101将S411中确定的输出电压与当前输出电压进行比较(S412)。在作为比较的结果得到所确定的输出电压和当前输出电压相同的情况下(S412中为“否”),向TX 102进行请求以添加异物检测处理所用的参数(S418)。该请求是通过在使受电电力置于其值接近更新后的GP的状态之后发送受电电力包来进行的。这里假定使用模式=2作为除0以外的模式值。例如,在将GP从5瓦改变为10瓦的情况下,RX101在将受电电力设置为约10瓦之后发送受电电力包(模式=2)。注意,在要减小GP的情况下,不需要发送用于添加的请求。此外,在更新后的GP极高的情况下(在与当前GP的差大于预定值的情况下),可以在按例如约5瓦的间隔的多个受电电力的状态下多次发送受电电力包。
TX 102将S418中通知的受电电力的信息作为异物检测处理所用的参数添加到存储器309中并保持在存储器309中。假定为了与校准阶段的开始和与受电电力有关的通知区分开,用于请求添加异物检测处理所用的参数的受电电力包的模式值是除0和1以外的值。如前面所述,在本实施例中使用模式=2。之后,处理进入S419。S419及其之后的处理如前面所述。
另一方面,在S411中确定的输出电压和当前输出电压彼此不同的情况下(S412中为“是”),使用通信单元206向TX 102进行请求以重新获取异物检测处理所用的参数(S413),并且等待来自TX 102的响应。该重新获取的请求不同于上述的S418中的添加异物检测处理所用的参数的请求。也就是说,重新获取的请求是TX 102用于丢弃存储器309中所保持的异物检测处理所用的参数并存储由RX 101新通知的异物检测处理所用的参数的请求。
该重新获取的请求可以通过发送WPC标准的包来进行,或者可以通过发送可以由TX 102识别的其他包来进行。根据WPC标准,来自TX 102的响应是ACK(确认)、ND(未定义)和NAK(未确认)其中之一。ACK是表示TX 102接受了重新获取的请求的肯定响应。ND是表示包未定义(也就是说,TX 102不具有接受重新获取的请求的功能)的响应。此外,NAK是表示拒绝重新获取的请求的否定响应。在来自TX 102的响应是肯定响应(ACK)的情况下(S414中为ACK),RX 101在断开负载并停止受电(S415)之后返回到S405。在作为返回目的地的S405中,RX 101将S411中确定的输出电压设置在可变电压电路212上。然后,在S406中,RX 101使用所设置的该输出电压来执行校准阶段的处理。S406及其之后的处理如前面所述。注意,在S412中,关于所确定的输出电压与当前输出电压相同还是不同的判断可以用关于所确定的输出电压和当前输出电压之间的差是大于预定阈值还是等于或小于预定阈值的判断来代替。这里,阈值≥0。此外,该阈值可以基于S411中确定的输出电压的大小来确定。例如,该阈值可以具有随着S411中确定的输出电压的增加而增大的值。此外,例如,可以将S411中确定的输出电压的大小的10%设置为阈值。
另一方面,在来自TX 102的响应表示未定义(ND)的情况下(S414中为ND),RX 101将S410中更新后的GP的值存储在存储器209中(S416),然后向TX 102进行请求以停止送电(S417)。之后,处理返回到S401,并且RX 101等待数字Ping。用于停止送电的请求例如是通过RX 101将WPC标准的结束电力传送包发送到TX 102来进行的。注意,代替用于停止送电的请求,可以使用用于将送电电力限制为等于或小于预定值的小值的请求。一旦处理返回到S401,由于放置状态在进行中,因此立即执行S401和S402,并且在S403中,RX 101与TX 102协商使得设置S410中更新后的GP。结果,来自可变电压电路212的输出电压是S411中确定的输出电压(S404),并且在该输出电压稳定(S405)的状态下执行校准阶段的处理(S406)。如前面所述,在校准阶段,丢弃已存储在TX 102中的异物检测处理所用的参数,然后在从0瓦开始的按5瓦的间隔的受电电力的状态下发出受电电力包(模式=1)。TX 102新存储经由这些受电电力包通知的受电电力作为异物检测处理所用的参数。后续处理如前面所述。
如上所述,即使在来自TX 102的对来自RX 101的用于重新获取参数的请求的响应是ND的情况下,RX 101和TX 102也重新获取异物检测处理所用的参数。因此,即使由于TX102不支持用于重新获取异物检测处理所用的参数的请求、因此S414中的响应是ND的情况下,也可以在S411中确定的输出电压的状态下重新获取异物检测处理所用的参数。
在S414中来自TX 102的响应是NAK的情况下(S414中为NAK),RX 101基于在S410中更新后的GP来进行用以添加异物检测处理所用的参数的请求(S418)。在这种情况下,输出电压不改变。这样,在TX 102拒绝了输出电压的变化的情况下,输出电压可以保持不变。
[送电设备102中的处理]
随后,使用图5A和图5B来给出对由TX 102执行的处理的示例性流程的说明。本处理可以通过例如TX 102的控制单元301执行从存储器309读出的程序来实现。注意,以下处理的至少一部分可以通过硬件来实现。在这种情况下,该硬件可以通过例如使用预定编译器从用于实现各处理步骤的程序自动生成使用诸如FPGA等的门阵列电路的专用电路来实现。此外,本处理可以响应于TX 102的电源接通、响应于由TX 102的用户输入的用于开始无线充电应用的指示、或者响应于TX 102通过连接到商用电源接收到电力供给而执行。此外,本处理也可以通过其他触发而开始。
TX 102首先执行被定义为WPC标准的选择阶段和Ping阶段的处理,并且等待放置RX 101(S501)。具体地,TX 102以重复和间歇的方式发送WPC标准的模拟Ping,并且检测是否存在放置在充电台103上的物体。然后,在检测到了物体放置在充电台103上的情况下,TX102发送数字Ping。在已存在对数字Ping的预定响应(信号强度包)的情况下,TX 102判断为所检测到的物体是RX 101并且RX 101放置在充电台103上。
在检测到RX 101的放置时,TX 102执行上述的I&C阶段中的通信,并且使用通信单元306从RX 101获取识别信息和装置配置信息(能力信息)(S502)。然后,TX 102与RX 101执行协商阶段中的通信,并且基于来自RX 101的请求来确定GP(S503)。具体地,如关于受电设备的处理所说明的,这是基于图7的7b中描述的特定请求包和对该特定请求包的响应来进行的。
返回到图5A,TX 102基于S503中确定的GP来确定用于从电源单元302向送电单元303供给电力的输入电压,并且将该输入电压设置在可变电压电路311上(S504)。图10的表1002示出基于GP所确定的向送电单元303的输入电压的示例。参考表1002,例如,TX 102可以确定GP为5瓦的情况所用的输入电压为5伏以及GP为15瓦的情况所用的输入电压为9伏等。表1002的各值是为了高效地送电而基于TX 102的送电单元303的电气特性预先确定的值,并且保持在存储器309中。注意,电源单元302和可变电压电路311可以是基于USB PD标准进行操作的外部装置。在这种情况下,向送电单元303的输入电压可以经由通信从外部装置(电源单元302)获取,或者可以作为由USB PD标准规定的表保持在存储器309中。注意,由TX 102保持的表1002和由RX 101保持的表1001可以是相同的,或者可以是不同的。
返回到图5A,在设置输入电压之后,TX 102通过校准阶段中的处理获取异物检测处理所用的参数(S505)。在从RX 101接收到包括模式=1的受电电力包时,开始校准阶段中的处理。在接收到该包时,在存在直到此时为止已存储的异物检测处理所用的参数的情况下,TX 102丢弃这些参数。TX 102将从RX 101接收到的受电电力包(模式=1)中所包括的受电电力和表示与此时的送电单元303中的送电电力的差的电力损耗彼此相关联地存储到存储器309中。注意,代替电力损耗,可以将送电电力与受电电力相关联地存储,或者可以将电力损耗和送电电力这两者与受电电力相关联地存储。
图8的表800示出存储器309中所存储的异物检测处理所用的参数的内容的一个示例。例如,行801中的信息表示:在从RX 101通知的受电电力为0.1瓦时,电力损耗为0.6瓦。之后,每次从RX 101接收到受电电力包(模式=2)时,TX 102在表800中添加行。注意,如前面所述,在模式=0的情况下,TX 102不添加行。此外,在模式=1的情况下,TX 102清空直到此时为止的表800的内容。
返回到图5A,TX 102开始异物检测处理和送电(S506、S507)。TX 102中的异物检测处理是在进行无线送电期间定期地执行的处理,并且例如以以下方式执行。首先,TX 102定期地从RX 101获取当前受电电力的信息。注意,由于RX 101如前面所述经由包括模式=0的受电电力包定期地发送受电电力的信息(S419),因此TX 102接收到该信息。然后,TX 102使用图8的表800中的异物检测处理所用的参数,通过各个点之间的线性插值来计算与所获取到的受电电力相对应的电力损耗的预期值。例如,在线性插值中可以使用上述的表达式1。TX 102根据所测量到的送电电力和所获取到的受电电力之间的差来计算电力损耗。然后,在所计算出的电力损耗和所计算出的预期值之间的差超过预定阈值的情况下,TX 102判断为存在由诸如金属片等的异物引起的电力损耗,并且判断为送电范围中存在异物。如果判断为送电范围中存在异物,则TX 102的控制单元201限制向RX 101的送电。具体地,控制单元201控制送电单元303以停止送电或降低送电电力。此外,控制单元201可以经由通信单元306向RX 101通知异物的存在。此外,控制单元201可以提供与对送电电力的限制有关的通知。
现在使用异物检测处理所用的参数的内容是图8的表800的行801和行802中所示的内容的示例性情况来给出异物检测处理的更具体说明。图9示出表示线性插补之后的受电电力与电力损耗的预期值之间的关系的曲线图(9a至9c)。图9的曲线图9a中的点A和点B分别是通过在受电电力和电力损耗由轴表示的图中标绘行801和行802所获得的。TX 102通过由在点A和点B之间连接的直线表示的线性插补来导出与当前受电电力相对应的电力损耗的预期值。例如,在当前受电电力(RP)的值为2.5瓦的情况下,将行801(RP1=0.1瓦,PL1=0.6瓦)和802(RP1=4.9瓦,PL2=1.6瓦)的数值应用于上述的表达式1。在这种情况下,电力损耗的预期值PL如下。
PL=(1.6-0.6)/(4.9-0.1)*(2.5-0.1)+0.6=1.1
然后,TX 102根据当前送电电力和当前受电电力(RP=2.5瓦)之间的差计算电力损耗。在所计算出的电力损耗的值与预期值(PL=1.1瓦)之间的差等于或大于阈值的情况下,TX 102判断为存在由异物引起的电力损耗,并且判断为送电范围中存在异物。阈值可以是诸如1瓦等的绝对值,或者可以是诸如预期值的50%等的相对值。与该阈值有关的信息存储在存储器309中。此外,阈值可以根据受电电力和电力损耗的预期值以阶梯式的方式改变。
返回到图5A,TX 102也在送电期间接受来自RX 101的GP协商。在接受了来自RX101的GP协商时,更新GP(S508)。注意,如果不存在GP协商,则跳过S508。此外,如前面所述,存在从RX 101接收到用于重新获取异物检测处理所用的参数的请求的情况。在接收到用于重新获取异物检测处理所用的参数的请求的情况下(S509中为“是”),TX 102返回ACK(S510),并且处理返回到S504。这样,TX 102响应于来自RX 101的重新获取的请求,重新设置可变电压电路311上的输入电压,并且在校准阶段中重新获取物体检测处理所用的参数。
另一方面,在没有接收到用于重新获取异物检测处理所用的参数的请求的情况下(S509中为“否”),处理进入图5B的S511。在已存在来自RX 101的用于添加异物检测处理所用的参数的请求的情况下,TX 102添加异物检测处理所用的参数(S511)。在用于添加异物检测处理所用的参数的处理中,TX 102从RX 101接收值比现有GP值高的受电电力,计算与此时的送电电力的差作为电力损耗,并且将受电电力和所计算出的电力损耗彼此相关联地添加并保持在表800中。例如,在从RX 101接收到9.9瓦的受电电力时的送电电力为13.4瓦的情况下,TX 102获取这两者之间的差(即,3.5瓦)作为电力损耗。TX 102将3.5瓦的受电电力和9.9瓦的电力损耗彼此相关联地保持作为附加的异物检测处理所用的参数。该状态由图8的表800中的行803表示。行803相当于图9的曲线图9b中的点C。结果,在受电电力变得高于现有GP值的情况下,TX 102可以更准确地导出电力损耗的预期值,并且可以更准确地检测异物。注意,如果不存在来自RX 101的用于添加异物检测处理所用的参数的请求,则跳过S511。
返回到图5B,TX 102判断是否从RX 101接收到用于停止送电的请求、或者是否检测到异物(S512)。在既没有接收到用于停止送电的请求也没有检测到异物的情况下(S512中为“否”),处理返回到图5A的S508,并且TX 102通过重复上述处理来继续送电。在接收到用于停止送电的请求的情况下、或者在检测到异物的情况下(S512中为“是”),TX 102停止送电(S513)。之后,TX 102判断是否结束处理(S514),并且在判断为要结束处理的情况下(S514中为“是”),结束本处理。另一方面,在不结束处理的情况下(S514中为“否”),处理返回到S501,并且重复上述处理。例如基于由用户针对操作单元308进行的操作的内容来判断是否结束本处理。
[系统操作]
使用图6A和图6B,现在给出对使用图4A、图4B、图5A和图5B所说明的RX 101和TX102的操作序列的说明。假定在图6A和6B中,时间在从上到下的方向上经过。假定在初始状态下,RX 101没有放置在TX 102上,并且RX 101的负载(充电单元211)没有连接到受电单元203。此外,假定RX 101的充电单元211所必需的电力最初是5瓦,然后在电力传送阶段开始之后增加到10瓦和15瓦。
首先,TX 102发送模拟Ping,并且等待将物体放置在充电台103上(F601、S501)。一旦放置了RX 101(F602),模拟Ping的电压或电流就改变(F603)。基于该改变,TX 102检测到放置了物体(F604)。在检测到物体的放置时,TX 102发送数字Ping(F605)。RX 101通过接收到该数字Ping检测到自身在TX 102上的放置(F606)。此外,TX 102经由对数字Ping的响应检测到放置在充电台103上的物体是RX 101。随后,RX 101将识别信息和装置配置信息(能力信息)经由I&C阶段中的通信发送到TX 102(F607、S402、S502)。
随后,在RX 101和TX 102之间确定GP(F608、S403、S503)。这里,由于RX 101请求最初所需的5瓦,因此GP为5瓦。由于GP为5瓦,因此RX 101参考表1001将输出电压设置为5伏(F609、S404、S405)。类似地,TX 102参考表1002将输入电压设置为5伏(F610、S504)。随后,通过校准阶段中的处理获取与GP=0瓦至5瓦相对应的异物检测处理所用的参数,并将这些参数保持在TX 102中(F611、S406、S505)。此时,TX 102中所保持的异物检测处理所用的参数是相当于图9的曲线图9a的内容。随后,RX 101开始受电(F612、S407),并且TX 102开始异物检测处理和送电(F613、S506、S507)。
之后,以GP=5瓦继续送电/受电和异物检测处理并持续一段时间(F614、S408→S409中为“否”→S419→S420中为“否”→S408的循环、以及S508→S509中为“否”→S511→S512中为“否”→S508的循环)。在充电单元211需要10瓦时(F615、S408、S409中为“是”),在RX 101和TX 102之间将GP更新为10瓦(F616、S410、S508)。一旦GP被更新为10瓦,RX 101参考表1001确定将继续5伏的输出电压(F617、S411)。由于将继续当前输出电压,因此RX 101在5至10瓦的范围内请求异物检测处理所用的参数的添加(F618、S412中为“否”、S418)。结果,将图9的曲线图9b中的点C添加到TX 102中所保持的异物检测处理所用的参数。注意,由于在F611中已执行了针对点A和点B的校准处理,因此维持其结果。
之后,以GP=10瓦继续送电/受电和异物检测处理并持续一段时间(F619、S408→S409中为“否”→S419→S420中为“否”→S408的循环、以及S508→S509中为“否”→S511→S512中为“否”→S508的循环)。在充电单元211需要15瓦时(F620、S408、S409中为“是”),在RX 101和TX 102之间将GP更新为15瓦(F621、S410、S508)。一旦GP更新为15瓦,RX 101参考表1001确定输出电压将被改变为9伏(F622、S411)。由于要改变输出电压,因此RX 101向TX102进行请求以重新获取异物检测处理所用的参数(F623、S412中为“是”)。如果响应于该请求而返回ACK(F624、S414中为“是”、S509中为“是”、S510),则RX 101断开负载并停止受电(F625、S415)。
随后,RX 101将所确定的输出电压=9伏设置在可变电压电路212上,并且进行等待直到该输出电压稳定为止(F626、S405)。另一方面,在发送ACK之后,TX 102基于GP=15瓦参考表1002将向送电单元303的输入电压改变为9伏(F627、S504)。之后,以GP=0至15瓦执行校准阶段中的处理(F628、S406、S505)。在校准阶段开始时,TX 102清空直到此时为止保持的异物检测处理所用的参数。然后,在向RX 101的负载的输出电压改变为9伏的状态下,TX 102重新获取与0瓦、5瓦、10瓦和15瓦相对应的各个点的信息作为异物检测处理所用的参数。此外,此时,RX 101的可变电压电路212和TX 102的可变电压电路311各自处于其上设置了作为基于GP的电压的9伏的状态。也就是说,当在F611和F618中更新了异物检测处理所用的参数时,RX 101的可变电压电路212和TX 102的可变电压电路311处于这两者在电气上不同的状态。因此,作为F628中的校准处理的结果,获取到与图9的曲线图9b的点A、B和C不同的曲线图9c的点A'、B'、C'和D'。
之后,RX 101连接负载并开始受电(F629,S407);从那时起,以GP=15瓦继续送电/受电和异物检测处理(F630)。
在上述操作中,RX 101基于作为负载的充电单元211所必需的电力来将GP从5瓦改变为10瓦和15瓦。在GP将从5瓦增加到10瓦时,RX 101在保持5伏的输出电压不变的同时,请求添加异物检测处理所用的参数(F618)。此外,在GP将从10瓦增加到15瓦时,RX 101将输出电压改变为9伏,然后请求重新获取异物检测处理所用的参数(F623)。也就是说,RX 101基于负载所必需的电力来选择适当的输出电压,并且在改变输出电压时,进行控制,使得在改变后的输出电压的状态下重新获取异物检测所用的参数。这样,即使在RX 101的电气状态由于输出电压的变化而改变的情况下,也可以使用根据该变化的状态而更新的参数来更准确地检测异物。此外,当在输出电压保持不变的同时增加GP时,RX 101在GP的增加的范围内进行附加校准处理。结果,在受电电力和电力损耗非线性地改变的情况下,可以更准确地检测异物。
注意,RX 101可以将S411中确定的输出电压的信息添加到用于重新获取异物检测处理所用的参数的请求中,并且TX 102可以将输出电压的该信息与图8的表800相关联地存储在存储器309中。也就是说,TX 102针对重新获取的请求中所包括的输出电压将表800分别保持在存储器309中。然后,在从RX 101接收到重新获取的请求时,在存在与该请求中所包括的输出电压一致的表800的情况下,TX 102可以使用存储器309中的与输出电压相对应的表800的信息作为参数。这减少了与过去获取到的输出电压相对应的异物检测处理所用的参数的重复重新获取,并且使得能够高效地设置异物检测处理所用的参数。结果,用于对电池202进行充电的处理的效率提高。
此外,RX 101可以将表示重新获取的原因的信息添加到用于重新获取异物检测处理所用的参数的请求中。这样,TX 102可以经由通知单元307向用户通知重新获取的原因。此外,经由该通知,用户可以获知由于输出电压的变化而导致送电临时暂停。
注意,施加到负载的电压可以基于受电设备所接收到的电力的变化来确定,或者可以基于保证输出到负载的电力(GP)的变化来确定。
<第二实施例>
在第一实施例中,RX 101基于GP来确定输出电压(图4B、S411)。在第二实施例中,代替GP,RX 101基于作为负载的充电单元211中的当前电力消耗来确定输出电压。图11示出第二实施例中的由RX 101进行的处理。注意,图11所示的处理是通过替换第一实施例的处理(图4B所示的处理)的一部分获得的。也就是说,与第一实施例的不同之处在于,图4B的S411被替换为S1101,并且在S409中为“否”的情况(不需要改变GP的情况)下,处理进入S1101。此外,在第二实施例的RX 101中,电压获取单元213还可以获取供给到充电单元211且由充电单元211消耗的电力的大小。
在图11中,RX 101通过与第一实施例的处理类似的处理开始电力传送阶段(S401至S408)。随后,RX 101基于充电单元211所必需的电力来确定GP(S408、S409、S410)。之后,不论GP是否改变,都获取充电单元211中的当前电力消耗,并且基于其值来确定向充电单元211的输出电压(S1101)。这里,RX 101参考图12的表1201来确定输出电压。表1201描述充电单元211中的电力消耗以及利用该电力消耗来提高效率的向充电单元211的输出电压。此外,假定表1201预先保持在存储器209中。根据第二实施例的配置,可以基于充电单元211中的当前电力消耗来确定输出电压。因此,例如,即使在充电单元211和电池202是外部装置并且在S408中不能频繁地从充电单元211获取所需电力的信息的情况下,也可以迅速地确定适当的输出电压。
在S1101中确定的输出电压不同于当前输出电压的情况下(S412中为“是”),处理进入S413。S413及其之后的处理与第一实施例的处理类似。注意,在由于在S414中判断为接收到ACK响应因此执行S405的情况下,将S1101中确定的输出电压设置在可变电压电路212上。此外,在由于在S414中判断为接收到ND响应因此执行S416的情况下,使用S1101中确定的输出电压作为S404中设置的输出电压。另一方面,在判断为S1101中确定的输出电压与当前输出电压相同的情况下,处理进入S418。在S410中GP改变的情况下,与第一实施例类似,RX 101向TX 102进行请求以添加异物检测处理所用的参数。另一方面,在GP没有改变的情况下,跳过S418的处理。S419及其之后的处理与第一实施例的处理类似。
注意,代替表1201,RX 101可以基于图12所示的表1202来确定向充电单元211的输出电压。根据表1202,在输出电压增加的情况和输出电压减少的情况之间,电力消耗的阈值不同。这样,在充电单元211中的电力消耗的特性使得电力消耗在短时间段内在高和低之间波动的情况下,可以减少输出电压的变化以及随之而来的异物检测处理所用的参数的重新获取的处理的频繁发生。此外,作为用于解决类似问题的另一方法,RX 101可以使用计时器210在输出电压改变之后保持输出电压在预定时间内不变。
<其他实施例>
本发明可以通过以下处理来实现:将用于实现上述实施例的一个或多于一个功能的程序经由网络或存储介质供给至系统或设备,并且使该系统或设备的计算机中的一个或多于一个处理器读出并执行该程序。本发明还可以通过用于实现一个或多于一个功能的电路(例如,ASIC)来实现。
注意,图4A、图4B、图5A、图5B和图11的流程图中所示的处理的至少一部分可以由硬件实现。在该处理的至少一部分由硬件实现的情况下,例如,使用预定编译器来从用于实现各处理的程序在FPGA上自动生成专用电路,这就足够了。此外,与FPGA类似,该处理的至少一部分也可以通过形成门阵列电路而被实现为硬件。
本发明不限于上述实施例,并且可以在本发明的精神和范围内进行各种改变和修改。因此,为了向公众告知本发明的范围,添加了所附的权利要求书。
本申请要求2020年5月8日提交的日本专利申请2020-082819的优先权,其通过引用而被包含于此。
Claims (24)
1.一种受电设备,其特征在于,包括:
受电部件,用于接收从送电设备无线地发送来的电力;
输出部件,用于将所述受电部件所接收到的电力输出到负载;以及
处理部件,用于进行与在用于检测与所述受电设备不同的物体的检测处理中所使用的参数有关的处理,
其中,所述处理部件基于施加到所述负载的电压的变化来重新进行与在所述检测处理中所使用的参数有关的处理。
2.根据权利要求1所述的受电设备,其特征在于,
所述处理部件所进行的与参数有关的处理包括用于向所述送电设备进行请求以重新获取在计算所述检测处理中所使用的参数时使用的受电电力值的处理。
3.根据权利要求1或2所述的受电设备,其特征在于,
所述处理部件所进行的与参数有关的处理包括用于向所述送电设备发送包括在计算所述检测处理中所使用的参数时使用的受电电力值的信息的处理。
4.根据权利要求3所述的受电设备,其特征在于,
在计算所述参数时使用的受电电力值是在从所述输出部件向所述负载的电力的输出停止后满足了与预定电压有关的条件之后发送的。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的受电设备,其特征在于,还包括:
确定部件,用于基于所述受电部件所接收到的电力的变化来确定施加到所述负载的电压。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的受电设备,其特征在于,还包括:
确定部件,用于基于保证要输出到所述负载的电力的变化来确定施加到所述负载的电压。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的受电设备,其特征在于,还包括:
确定部件,用于基于所述受电设备中的电力消耗来确定施加到所述负载的电压。
8.根据权利要求7所述的受电设备,其特征在于,还包括:
获取部件,用于获取在所述输出部件正在向所述负载输出电力期间的所述负载中的电力消耗。
9.根据权利要求5至8中任一项所述的受电设备,其特征在于,
在与输出到所述负载的电力相对应的电压和所述确定部件所确定的电压之间的差大于阈值的情况下,所述处理部件请求所述参数的重新设置,以及
所述受电设备的特征在于还包括重新设置部件,所述重新设置部件用于根据来自所述送电设备的对所述重新设置的请求的响应,控制与用于使得所述送电设备重新设置所述参数的受电电力有关的通知。
10.根据权利要求9所述的受电设备,其特征在于,
在从所述送电设备接收到表示所述重新设置已被接受的响应的情况下,所述重新设置部件:
停止向所述负载的电力的输出,以及
向所述送电设备通知经由从向所述负载的电力的输出停止的状态向着以所述确定部件所确定的电压进行向所述负载的电力供给的状态的转变期间的无线送电的受电电力。
11.根据权利要求9或10所述的受电设备,其特征在于,
在从所述送电设备接收到表示不存在所述重新设置的功能的响应的情况下,所述重新设置部件:
使得所述送电设备停止无线送电,以及
在以所述确定部件所确定的电压向所述负载输出电力的设置下,使得所述送电设备开始无线送电。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的受电设备,其特征在于,
在从所述送电设备接收到表示所述重新设置被拒绝的响应的情况下,所述重新设置部件向所述送电设备通知用于添加所述送电设备在所述检测处理中要使用的新参数的受电电力。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的受电设备,其特征在于,
在与输出到所述负载的电力相对应的电压和所述确定部件所确定的电压之间的差等于或小于所述阈值的情况下,所述处理部件向所述送电设备通知新的受电电力,以使得所述送电设备添加要在所述检测处理中使用的新参数。
14.根据权利要求13所述的受电设备,其特征在于,
所述新的受电电力是与所述送电设备已保持的参数中所包括的受电电力不同的受电电力。
15.根据权利要求5至14中任一项所述的受电设备,其特征在于,
向所述送电设备通知的受电电力是在所述确定部件所确定的电压被设置为所述输出部件的输出电压后、所述输出部件的输出电压稳定之后获取到的受电电力。
16.根据权利要求9至14中任一项所述的受电设备,其特征在于,
所述阈值是基于所确定的电压的大小而确定的。
17.根据权利要求5至16中任一项所述的受电设备,其特征在于,
所述处理部件向所述送电设备通知所述确定部件所确定的电压。
18.根据权利要求5至17中任一项所述的受电设备,其特征在于,还包括:
设置部件,用于在更新了所述参数之后,将所述确定部件所确定的电压设置为所述输出部件的输出电压。
19.一种送电设备,其特征在于,包括:
送电部件,用于向受电设备无线地送电;
保持部件,用于保持经由与所述受电设备的通信所设置的并且在用于检测与所述受电设备不同的物体的检测处理中所使用的参数;以及
重新设置部件,用于在利用所述送电部件的无线送电以及所述检测处理开始之后、从所述受电设备接收到用于更新所述检测处理中所使用的参数的请求的情况下,重新设置所述保持部件所保持的参数。
20.根据权利要求19所述的送电设备,其特征在于,还包括:
添加部件,用于在利用所述送电部件的无线送电以及所述检测处理开始之后、从所述受电设备接收到用于添加所述检测处理中所使用的参数的请求的情况下,基于从所述受电设备接收到的受电电力来向所述保持部件所保持的参数添加新参数。
21.一种受电设备的控制方法,其特征在于,所述控制方法包括:
受电步骤,用于接收从送电设备无线地发送来的电力;
输出步骤,用于将所述受电步骤中所接收到的电力输出到负载;
处理步骤,用于进行与在用于检测与所述受电设备不同的物体的处理中所使用的参数有关的处理;以及
重新处理步骤,用于基于施加到所述负载的电压的变化来重新进行与在用于检测与所述受电设备不同的物体的处理中所使用的参数有关的处理。
22.一种送电设备的控制方法,其特征在于,所述控制方法包括:
送电步骤,用于向受电设备无线地送电;
保持步骤,用于将经由与所述受电设备的通信所设置的并且在用于检测与所述受电设备不同的物体的检测处理中所使用的参数保持在保持部件中;以及
重新设置步骤,用于在所述送电步骤中的无线送电以及所述检测处理开始之后、从所述受电设备接收到用于更新所述检测处理中所使用的参数的请求的情况下,重新设置所述保持部件所保持的参数。
23.一种程序,用于使得计算机用作根据权利要求1至18中任一项所述的受电设备的各部件。
24.一种程序,用于使得计算机用作根据权利要求19或20所述的送电设备的各部件。
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