CN116830421A - 无线功率系统中的脉宽通信 - Google Patents

无线功率系统中的脉宽通信 Download PDF

Info

Publication number
CN116830421A
CN116830421A CN202180092352.2A CN202180092352A CN116830421A CN 116830421 A CN116830421 A CN 116830421A CN 202180092352 A CN202180092352 A CN 202180092352A CN 116830421 A CN116830421 A CN 116830421A
Authority
CN
China
Prior art keywords
wireless power
pulse width
pulse
receiving device
pulses
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202180092352.2A
Other languages
English (en)
Inventor
V·卡纳卡萨白
R·巴萨克
S·M·纳拉亚纳巴特
S·塔缇康达
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of CN116830421A publication Critical patent/CN116830421A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/80—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving the exchange of data, concerning supply or distribution of electric power, between transmitting devices and receiving devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/60—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power responsive to the presence of foreign objects, e.g. detection of living beings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/90—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving detection or optimisation of position, e.g. alignment
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/38—Synchronous or start-stop systems, e.g. for Baudot code
    • H04L25/40—Transmitting circuits; Receiving circuits
    • H04L25/49—Transmitting circuits; Receiving circuits using code conversion at the transmitter; using predistortion; using insertion of idle bits for obtaining a desired frequency spectrum; using three or more amplitude levels ; Baseband coding techniques specific to data transmission systems
    • H04L25/4902—Pulse width modulation; Pulse position modulation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Near-Field Transmission Systems (AREA)

Abstract

本公开提供用于无线功率传输设备和无线功率接收设备之间的新通信技术的系统、方法和设备。与传统的基于分组的数字通信技术相比，新的通信技术对于反馈参数或其它控制信息的通信可能更有效。新的通信技术可以使用脉宽调制(PWM)信号作为反馈参数或其它控制信息的模拟表示。在一些实现中，本公开中的PWM通信技术可用于从无线功率接收设备到无线功率传输设备的各种控制或反馈信息。此外，在一些实现中，PWM通信技术可以用于从无线功率传输设备到无线功率接收设备的前馈信息。

Description

无线功率系统中的脉宽通信
技术领域
本公开一般涉及无线功率。更具体地，本申请涉及无线功率接收设备和无线功率传输设备之间的通信。
背景技术
已经开发无线功率技术，以使得功率能够从无线功率传输设备无线传输到无线功率接收设备。无线功率接收设备的示例可包括移动装置、小型电子装置、计算机、平板、小配件、电器(包括一些类型的无绳搅拌机、水壶、混合器等)，以及一些类型的更大电子装置等等。无线功率传输设备可包括产生电磁场的初级线圈。当次级线圈被放置在初级线圈附近时，电磁场可在无线功率接收设备的次级线圈中感应电压。在这种配置中，电磁场可以将功率无线传递到次级线圈。可以使用初级线圈和次级线圈之间的电感耦合或谐振耦合来传递功率。无线功率传输也可被称为非接触式功率传输或非接触式功率传输。
当执行无线功率传输时，无线功率传输设备当无线功率接收设备从充电区域移除时应该停止功率传输。无线功率传输设备可在功率传输期间检测无线功率接收设备的存在，并基于例如控制误差分组之类的控制信号来改变无线功率信号的操作点。例如，当在预确定时间段(例如，1.8秒)内没有接收到控制误差分组时，无线功率传输设备可以检测到无线功率接收设备已经从充电区域移除。此外，控制误差分组可包括使得无线功率传输设备修改功率、电流、电压或另一参数的量的信息。类似地，无线功率传输设备可将信息传达到与无线功率传输相关的无线功率接收设备。用于无线功率接收设备和无线功率传输设备之间的通信的现有技术可受益于改进。
发明内容
本公开的系统、方法和设备各自都具有若干创新方面，其中没有一个单独负责本文公开的期望属性。
本公开中描述的主题的一个创新方面可实现为一种用于无线功率传输的方法。在一些实现中，所述方法可由无线功率传输设备执行。所述方法可包括经由至少一个初级线圈将无线功率传送到无线功率接收设备。所述方法可包括从无线功率接收设备接收脉宽调制(PWM)信号。PWM信号可以包括一个或多个脉冲。所述方法可以包括基于一个或多个脉冲的脉宽来确定反馈参数。所述方法可包括至少部分地基于反馈参数来管理无线功率从无线功率传输设备到无线功率接收设备的传输。
在一些实现中，所述反馈参数是控制误差值。管理无线功率的传输可包括至少部分基于控制误差值来设置无线功率的传输的操作点。
在一些实现中，所述反馈参数指示负载功率。管理无线功率的传输包括基于负载功率与无线功率的传送量的比较来确定是否检测到外来物体。
在一些实现中，确定所述反馈参数包括基于一个或多个脉冲的脉宽确定脉宽比，以及基于预确定变换将脉宽比转换成反馈参数。
在一些实现中，接收PWM信号包括接收占据相应脉冲时隙的多个脉冲。
在一些实现中，每个脉冲时隙的持续时间是0.5毫秒，使得脉冲时隙等效于2kHz的通信时钟周期。
在一些实现中，PWM信号包括每隔一个脉冲时隙中的脉冲。
在一些实现中，一个或多个脉冲至少包括第一脉冲和第二脉冲。第一脉冲的脉宽可以指示反馈参数的符号。第二脉冲的脉宽可以指示反馈参数的幅度。
在一些实现中，所述方法可以包括在接收PWM信号之前，接收指示PWM信号将跟随起始模拟控制分组的所述起始模拟控制分组。
在一些实现中，所述方法可以包括接收编码为差分双相编码信号的起始模拟控制分组。
在一些实现中，所述方法可以包括接收对应于脉宽的预确定模式的一系列顺序脉冲，并且确定所述一系列顺序脉冲指示PWM信号的结束。
在一些实现中，所述方法可以包括，在PWM信号结束之后，接收编码为差分双相编码信号的结束模拟控制分组或其它分组。
在一些实现中，接收PWM信号包括经由初级线圈接收PWM信号。
在一些实现中，接收PWM信号包括经由与初级线圈分离的无线通信接口接收PWM信号。
在一些实现中，无线通信接口是短程射频接口或近场通信接口。
在一些实现中，接收PWM信号包括检测无线功率传输期间的负载变化。
在一些实现中，接收PWM信号包括基于反馈参数激活用于模拟控制的PWM通信技术。
在一些实现中，所述方法可包括激活PWM通信技术包括将指示无线功率传输设备支持PWM通信技术的第一分组发送到无线功率接收设备。
在一些实现中，所述方法可包括从无线功率接收设备接收指示无线功率接收设备正在激活PWM通信技术的第二分组。
本公开中描述的主题的另一创新方面可实现为一种用于无线功率传输的方法。在一些实现中，所述方法可由无线功率接收设备执行。所述方法可包括经由无线功率接收设备的至少一个次级线圈从无线功率传输设备接收无线功率。所述方法可包括基于无线功率确定反馈参数，所述反馈参数使无线功率传输设备管理无线功率的传输。所述方法可包括将脉宽调制(PWM)信号从无线功率接收设备传达到无线功率传输设备。PWM信号可以包括一个或多个脉冲。每个脉冲可以具有至少部分基于反馈参数的脉宽。
在一些实现中，所述方法可以包括，在传达PWM信号之后，接收无线功率。可基于反馈参数来调整无线功率传输设备的操作点。
在一些实现中，所述反馈参数是基于期望控制点和实际控制点的比较的控制误差值。
在一些实现中，传达PWM信号包括使用无线功率接收设备的通信单元执行无线功率的负载调制。负载调制可以基于每个脉冲的脉宽。
在一些实现中，传达PWM信号包括使用与无线功率接收设备的至少一个次级线圈分离的无线通信接口来执行通信调制。通信调制可以使接收的通信信号或传送的通信信号具有一个或多个脉冲。
在一些实现中，所述方法可包括传送PWM信号包括周期性地确定新的反馈参数和周期性地将新脉冲传达到无线功率传输设备。基于新的反馈参数，每个新脉冲可以具有对应的脉宽。
在一些实现中，传送PWM信号包括基于预确定变换将反馈参数转换成脉宽比，并基于脉宽比确定一个或多个脉冲的脉宽。
在一些实现中，传达PWM信号包括传达多个脉冲，每个脉冲占据相应的脉冲时隙。每个脉冲时隙的持续时间可以是0.5毫秒，使得脉冲时隙等效于2kHz的通信时钟周期。
在一些实现中，PWM信号包括每隔一个脉冲时隙中的脉冲。
在一些实现中，所述方法可以包括，在传达PWM信号之前，传达指示PWM信号将跟随起始模拟控制分组的所述起始模拟控制分组。
在一些实现中，所述方法可以包括将起始模拟控制分组作为差分双相编码信号进行传达。
在一些实现中，所述方法可以包括传达对应于脉宽的预确定模式的一系列顺序脉冲。所述一系列连续脉冲可以指示PWM信号的结束。
在一些实现中，所述方法可以包括，在PWM信号结束之后，传达编码为差分双相编码信号的结束模拟控制分组或其它分组。
在一些实现中，传达PWM信号包括经由次级线圈传达PWM信号。
在一些实现中，传达PWM信号包括经由与次级线圈分离的无线通信接口传达PWM信号。
在一些实现中，无线通信接口是短程射频接口或近场通信接口。
在一些实现中，所述方法可以包括在传达PWM信号之前，基于反馈参数激活用于模拟控制的PWM通信技术。
在一些实现中，激活PWM通信技术包括从无线功率传输设备接收指示无线功率传输设备支持PWM通信技术的第一分组。
在一些实现中，所述方法可包括将指示无线功率接收设备正在激活PWM通信技术的第二分组传达到无线功率传输设备。
本公开中描述的主题的另一创新方面可实现为一种用于无线功率传输的方法。在一些实现中，所述方法可由无线功率传输设备执行。所述方法可包括经由至少一个初级线圈将无线功率传送到无线功率接收设备。所述方法可包括确定要传达到无线功率接收设备的消息值。所述方法可以包括至少部分地基于消息值来确定脉宽调制(PWM)信号的一个或多个脉冲的脉宽。所述方法可包括基于脉宽将频率调制信号从无线功率传输设备传送到无线功率接收设备，其中频率调制信号在脉宽的接通时间(on-time)持续时间期间具有第一频率。在除了脉宽的接通时间持续时间之外的时间期间，频率调制信号可以具有第二频率。
在一些实现中，消息值是确认(ACK)、非确认(NAK)或非定义(ND)响应。
在一些实现中，当消息值是ACK时，脉宽可以具有第一持续时间。当消息值是NAK时，脉宽可以具有第二持续时间。当消息值是ND响应时，脉宽可以具有第三持续时间。
在一些实现中，第一持续时间、第二持续时间和第三持续时间在由标准技术规范定义的不同范围内。
本公开中描述的主题的另一创新方面可实现为一种用于无线功率传输的方法。在一些实现中，所述方法可由无线功率接收设备执行。所述方法可包括经由无线功率接收设备的至少一个次级线圈从无线功率传输设备接收无线功率。所述方法可以包括从无线功率传输设备接收频率调制信号，所述频率调制信号具有根据PWM信号的一个或多个脉冲。所述方法可以包括至少部分基于频率调制信号的第一频率来确定一个或多个脉冲的脉宽。在脉宽的接通时间持续时间期间，频率调制信号可以具有第一频率。在除了脉宽的接通时间持续时间之外的时间期间，频率调制信号可以具有第二频率。所述方法可以包括至少部分基于脉宽来确定消息值。
本公开中描述的主题的另一创新方面可实现为无线功率传输设备。所述无线功率传输设备可以具有功率传输线圈、通信单元和控制单元。功率传输线圈、通信单元和控制单元可以被配置成执行上述方法中的任何一种。
本公开中描述的主题的另一创新方面可实现为无线功率接收设备。所述无线功率接收设备可以具有功率传输线圈、通信单元和控制单元。功率传输线圈、通信单元和控制单元可以被配置成执行上述方法中的任何一种。
本公开中描述的主题的另一个创新方面可以被实现为其中存储有指令的计算机可读介质，当由处理器执行时，所述指令使得处理器执行上述方法中的任何一种。
本公开中描述的主题的另一创新方面可以被实现为具有用于实现上述方法中的任何一种的部件的系统。
本公开中描述的主题的另一创新方面可以被实现为具有一个或多个处理器的设备，所述一个或多个处理器被配置成执行来自上述方法中的任何一种的一个或多个操作。
附图说明
本公开中描述的主题的一个或多个实现的细节在附图和以下描述中阐述。根据描述、附图和权利要求，其它特征、方面和优点将变得显而易见。注意的是，以下附图的相对尺寸可能没有按比例绘制。
图1示出包括示例无线功率传输设备和示例无线功率接收设备的示例无线功率系统的框图。
图2示出示例无线功率传输过程的消息流程图。
图3示出在无线功率传输装置和无线功率接收设备之间执行的功率控制过程的示例。
图4示出概念性地图示示例控制误差分组的框图。
图5示出概念性地图示字节编码的框图。
图6示出概念性地图示示例无线功率接收设备的框图。
图7示出概念性地图示用于传达数字信号的差分双相编码技术的信号图。
图8示出概念性地图示多个控制误差分组的时序图。
图9示出概念性地图示示例脉宽调制(PWM)通信技术的信号图。
图10示出控制误差值和脉宽比之间的示例关系。
图11A示出用于确定表示控制误差值的脉宽的示例计算。
图11B示出基于脉冲确定控制误差值的示例计算。
图12A示出概念性地图示用于多个脉冲的信令的时序图。
图12B示出概念性地图示用于多个脉冲的信令的另一个时序图，其中每隔一个脉冲时隙出现脉冲。
图12C示出概念性地图示用于多个脉冲的信令的另一个时序图，其中反馈参数可以被编码在两个脉冲中。
图13示出概念性地图示用于激活或去激活PWM通信技术的信令的时序图。
图14示出概念性地图示能够经由带外通信信道使用PWM通信技术的示例无线功率接收设备的框图。
图15示出图示在无线功率传输设备中使用PWM通信技术的过程的示例操作的流程图。
图16示出图示在无线功率接收设备中使用PWM通信技术的过程的示例操作的流程图。
图17示出概念性地图示基于PWM通信技术的示例频率变化的信号图。
图18示出图示在无线功率传输设备中使用PWM通信技术的另一过程的示例操作的流程图。
图19示出供在无线功率系统中使用的示例设备的框图。
不同附图中的相似的参考数字和名称指示相似的元件。
具体实施方式
出于描述本公开的创新方面的目的，以下描述针对某些实现。然而，本领域普通技术人员将容易认识到，本文的教导可以以多种不同的方式应用。所描述的实现可在用于传送或接收无线功率的任何部件、设备、系统或方法中实现。
传统的无线功率系统可包括无线功率传输设备和无线功率接收设备。无线功率传输设备可包括将无线能量(作为无线功率信号)传送到无线功率接收设备中的一个或多个对应的次级线圈的一个或多个初级线圈。初级线圈是指无线功率传输设备中的无线能量源(例如产生电磁场的感应或磁谐振能量)。位于无线功率接收设备中的次级线圈可经由电磁场接收无线能量。无线功率的传输可由例如从无线功率接收设备到无线功率传输设备的控制误差分组(CEP)的信号来控制。无线功率传输设备可周期性地检查是否在预确定时间段内接收到CEP，并可基于CEP控制或停止无线功率的传输。传统的CEP技术对于低功率或更慢的无线给力系统非常有用。然而，随着无线功率系统寻求增加功率水平并减少调整之间的时间，用于CEP的传统技术可能由于延迟或通信低效而不适用。为简洁起见，本公开的一些示例描述将以其它方式在CEP中传达的控制误差值的传达。虽然本公开中的示例涉及从无线功率接收设备传送到无线功率传输设备的控制误差值的控制信号，但是本公开中的通信技术可以用于从无线功率接收设备到无线功率传输设备的其它类型的控制或反馈信息。此外，在一些实现中，通信技术可用于从无线功率传输设备到无线功率接收设备的前馈信息。
本公开提供用于无线功率传输和接收的系统、方法和设备。各种实现通常涉及无线功率传输设备与无线功率接收设备之间的通信。在一些实现中，与使用基于分组的数字通信的传统技术相比，本公开中的通信技术可以用作反馈或前馈参数的更有效的通信。在一些实现中，无线功率接收设备可传达反馈参数以指示无线功率接收设备的持续存在或使得无线功率传输设备调整其用于传输无线功率的操作点。例如，反馈参数可以是控制误差值。不是将控制误差值作为基于分组的数字通信来传达，而是可使用模拟表示来更有效地传达控制误差值。在一些实现中，脉宽调制(PWM)通信技术可以包括可变定大小的脉宽，其用来表示和传达反馈参数。例如，脉宽大小可以指示关于反馈参数的幅度或其它信息。
PWM通信技术可以在预确定的脉冲时隙内改变单个脉冲的脉宽。每个脉冲在脉冲时隙期间可以具有“接通时间”持续时间，其中接通时间持续时间不同于脉冲时隙期间的“关断时间”。脉冲的接通时间可以具有预确定的幅度或预确定的信号频率，以将其与关断时间区分开。脉宽(也称为脉冲持续时间、脉冲长度或脉冲大小)可以指脉冲时隙内脉冲的接通时间持续时间。脉宽比是指脉宽(脉冲的接通时间持续时间)与脉冲时隙的持续时间的比例的数字表示。脉宽比也可以被称为与脉冲时隙内的单个脉冲相关联的占空比(“dutycycle”或“duty ratio”)。PWM信号(也称为脉冲串)可以包括多个脉冲。
根据本公开的示例，脉冲的脉宽(以及因此脉宽比)可以指示反馈参数。例如，脉宽比可以指示反馈参数的幅度或值(例如控制误差值)。在一些实现中，脉宽可以基于不同脉宽和反馈参数的对应值之间的预确定关系。无线功率接收设备可控制PWM调制器或开关以生成具有特定脉宽的脉冲，使得脉冲时隙内的脉宽的脉宽比指示反馈参数。无线功率传输设备可感测脉冲的脉宽，并确定相对于脉冲时隙的脉宽比。无线功率传输设备可基于脉宽比来确定反馈参数。在其中反馈参数是控制误差值的示例中，与单个脉冲相关联的脉宽比可以指示控制误差值。在一些实现中，PWM信号可以包括多个脉冲，并且与每个脉冲相关联的脉宽比可以传达控制误差值。因此，可频繁且快速地传达对控制误差值的改变，从而使得无线功率传输系统能够适应环境或功率需求的改变。
传统的通信技术可以使用幅移键控(ASK)调制或频移键控(FSK)调制来传达数字信息。传统的无线功率传输系统可以对用于ASK或FSK传输的数字信息进行编码。例如，传统的无线功率接收设备可在用于ASK传输的CEP中编码控制误差值。对于单个控制误差值，CEP可以包括至少44位的数字信息。在典型的无线功率系统中，ASK传输可以根据2千赫兹(kHz)的频率来发信号。因此，使用基于ASK调制的传统通信技术，数字信息的每一位可能需要0.5毫秒(ms)来进行传达。为了在传统的通信技术中将具有44位数字信息的CEP作为ASK调制进行传达，无线功率传输系统将要求至少22ms(44位×0.5ms/位)来传达单个控制误差值。相反，本公开的PWM通信技术可以将控制误差值作为在0.5ms的单个脉冲时隙期间出现的可变定大小的脉冲来传达。0.5ms的脉冲时隙可以与2kHz频率对准，所述2kHz频率将原本用于传统的通信技术。使用传统的通信技术，脉冲时隙内脉冲的可变定大小的脉宽可以递送完整的模拟值，而不是单个位的信息。
在一些实现中，PWM通信技术可以被称为模拟控制反馈(或模拟控制)。由于PWM递送控制误差值或其它反馈参数的效率，模拟控制反馈可以近似有线控制线的速度。在一些实现中，无线功率接收设备与无线功率传输设备之间的通信协议可适于支持模拟控制的动态启用或停用。例如，可以使用传统的ASK或FSK调制来发信号通知起始模拟控制分组。起始模拟控制分组可以发信号通知启用PWM通信技术来传达模拟控制信息。此后，可以使用PWM通信技术代替ASK或FSK调制来传达模拟控制信息。PWM信令的预确定模式可指示模拟控制的结束，使得无线功率接收设备和无线功率传输设备都可以返回到用于数字通信的传统ASK或FSK调制。
在一些实现中，可以使用传统无线功率接收设备或传统无线功率传输设备中的现有硬件来实现PWM通信技术。例如，无线功率接收设备的通信单元可以具有能够基于来自控制器的开关控制线实现ASK的调制开关。为了实现PWM通信技术，控制器可以根据脉冲时隙内的期望脉宽来控制一个或多个调制开关。因此，在一些实现中，PWM通信技术可以利用对现有系统的微小改变来实现。
在一些实现中，PWM信号中各种脉冲的脉宽可以指示反馈参数的不同分量或值。例如，一些脉冲(具有多个预定义脉宽中选定的一个)可以指示控制误差值的正或负符号。其它脉冲(具有可变脉宽)可以指示控制误差值的幅度。在一些实现中，一组脉冲时隙内的每个脉冲可以指示反馈参数的不同模拟分量。例如，第一脉冲可以指示粗略值，而第二脉冲可以指示精细值。附加地或备选地，一组连续脉冲内的每个脉冲可以将用于细粒度调整的偏移值指示到所述一组连续脉冲内的一个或多个先前脉冲所传达的值。
本公开中的示例中的许多示例基于由无线功率接收设备使用PWM通信技术向无线功率传输设备传达的控制误差值。控制误差值可用于控制信令，并且无线功率传输设备可基于控制信令设置操作点。然而，对于不同的用例，也可以传达其它类型的反馈参数。例如，另一个示例用途是外来物体检测(FOD)。反馈参数可为负载功率、经整流的电压电平、质量因数、质量测量或与无线功率传输效率相关的某一指标。无线功率传输设备可使用反馈参数来确定功率传输线圈的对准或检测功率传输线圈附近是否有外来物体。无线功率传输设备可将反馈参数与在Ping信号或启动无线功率信号期间传送的无线功率的量进行比较，以确定无线功率传输效率。如果无线功率传输效率低于阈值，则无线功率传输设备可确定检测到外来物体。
可以实现本公开中描述的主题的特定实现，以实现以下潜在优点中的一个或多个以下潜在优点。因此，本公开的PWM通信技术可以以模拟形式递送控制误差值(或其它反馈参数),以便与传统的通信技术相比能够更快地传达控制误差值。控制信息的有效传达实现无线功率传输系统的更好用户体验和更快控制。本公开中的通信技术可以消除或降低与传统通信技术相关联的分组或位编码开销。因此，PWM通信技术可以避免或降低与传统反馈机制相关联的延迟。这些技术还可以提高对无线功率接收设备的负载或定位的改变的响应性。在高功率无线功率系统中，使用有效的通信技术(例如本文中所描述的那些)可防止故障、过热或充电降级，其将原本在传统通信技术情况中发生。
图1示出示例无线功率系统100的框图，其包括示例无线功率传输设备102和示例无线功率接收设备118。无线功率传输设备包括初级线圈104。初级线圈104可以与功率信号生成器106相关联。初级线圈104可以是传送无线功率(也可以称为无线能量)的线圈。初级线圈104可以使用感应或磁谐振场传送无线能量。功率信号生成器106可以包括组件(未示出)，其用来向初级线圈104提供功率,使得初级线圈104产生无线功率信号。例如，功率信号生成器106可以包括一个或多个开关、驱动器、串联电容器、整流器或其它组件。无线功率传输设备102还可包括传输控制器108，其控制功率信号生成器106的组件。例如，传输控制器108可以确定操作点(例如电压或电流)并根据该操作点控制功率信号生成器106。
在一些实现中，功率信号生成器106、传输控制器108和其它组件(未示出)可以统称为功率传送器电路110。功率传送器电路110中的一些或全部可被体现为实现本公开的特征以用于控制和传送无线功率到一个或多个无线功率接收设备的集成电路(IC)。传输控制器108可以实现为微控制器、专用处理器、集成电路、专用集成电路(ASIC)或任何其它合适的电子装置。
功率源112可向无线功率传输设备102中的功率传送器电路110提供功率。功率源112可以将交流(AC)功率转换成直流(DC)功率。例如，功率源112可以包括转换器，所述转换器从外部功率源接收AC功率并将所述AC功率转换成功率信号生成器106使用的DC功率。
第一通信单元142可耦合到功率信号生成器106或初级线圈104的组件，以经由无线功率信号发送或接收通信。第一通信单元142可以包括用于控制一个或多个开关和其它组件的逻辑，这些开关和其它组件使得经由无线功率信号传输和接收无线信号。例如，第一通信单元142可以包括将信息转换成ASK或FSK调制信号的调制器或解调器。在一个示例中，第一通信单元142可将来自传输控制器108的数据转换成FSK调制信号，该FSK调制信号与无线功率信号组合，以用于从无线功率传输设备102到无线功率接收设备118的通信。在另一个示例中，第一通信单元142可以感测来自功率信号生成器106或初级线圈104的负载调制ASK信号，并解调ASK信号以获得第一通信单元142提供给传输控制器108的数据。
在一些实现中，无线功率传输设备102可包括无线通信接口114。无线通信接口114可以连接到第一通信线圈116(其可以是线圈或环形天线)。无线通信接口114可以包括用于控制一个或多个开关和其它部件的逻辑，这些开关和其它部件使得经由第一通信线圈116传输和接收无线通信信号。在一些实现中，无线通信接口114可以支持短程射频通信(例如BluetoothTM)或近场通信(NFC)。NFC是一种技术，通过所述技术在13.56MHz载波频率上进行数据传输。无线通信单元124还可以支持任何合适的通信协议。
传输控制器108可以检测无线功率接收设备118的存在或接近。在一些实现中，可基于响应于由功率信号生成器106和初级线圈104生成的周期性低功率信号的负载改变来检测无线功率接收设备118的存在或接近。在一些实现中，无线功率接收设备118的存在或接近可在无线功率传输设备102中的无线通信接口114的周期性查验过程期间发生。传输控制器108可以从无线功率接收设备118接收信号强度分组。信号强度分组可以指示接收电压的整流值。传输控制器108可使用该电压值来检查传送器线圈和接收器线圈之间的耦合质量，并确定是否继续提供功率。
传输控制器108可控制无线功率传输设备102提供给无线功率接收设备118的无线功率的特性。在检测到无线功率接收设备118之后，传输控制器108可以从无线功率接收设备118接收信息。例如，传输控制器108可以在与无线功率接收设备118握手的过程期间接收信息。该信息可包括关于无线功率接收设备118的信息(例如，功率额定值、制造商和型号等)。传输控制器108可以使用该信息来确定其提供给无线功率接收设备118的用于无线功率的至少一个操作控制参数(例如频率、占空比、电压等)。为了配置无线功率，传输控制器108可以修改功率信号生成器106的频率、占空比、电压或任何其它合适的特性。
无线功率接收设备118可包括次级线圈120、整流器126和接收器控制器128。当次级线圈120与初级线圈104对准时，次级线圈120可基于来自初级线圈104的接收的无线功率信号生成感应电压。电容器可以串联在次级线圈120和整流器126之间。整流器126可以对感应电压进行整流，并将感应电压提供给负载130。在一些实现中，负载130可在无线功率接收设备118外部，且经由来自整流器126的电线耦合。一些实现可以包括整流器126和负载130之间的串联开关(图1中未示出),其能够将负载130从整流器126去耦。
接收器控制器128可以连接到整流器126和第二通信单元152。第二通信单元152可耦合到次级线圈120或整流器126的组件，以经由无线功率信号发送或接收通信。第二通信单元152可以包括用于控制一个或多个开关和其它组件的逻辑，这些开关和其它组件使得经由无线功率信号传输和接收通信信号。例如，第二通信单元152可以包括将信息转换成ASK或FSK调制信号的调制器或解调器。在一个示例中，第二通信单元152可以将来自接收器控制器128的数据转换成ASK调制信号，该ASK调制信号用于对无线功率信号进行负载调制，以用于从无线功率接收设备118到无线功率传输设备102的通信。在另一示例中，第二通信单元152可以在次级线圈120或整流器126处感测无线功率信号中的FSK信号，并解调FSK信号以获得第二通信单元152提供给接收器控制器128的数据。
在一些实现中，无线功率接收设备118可包括无线通信接口132。无线通信接口132可以包含调制和解调电路，以经由第二通信线圈134(其可以是线圈或环形天线)进行无线通信。因此，接收器控制器128可以使用NFC通信经由无线通信接口132和无线通信接口114与传输控制器108无线通信。接收器控制器128和传输控制器108使用通信来形成反馈控制回路(例如，比如参考图3描述的功率控制过程300)。接收器控制器128可向传输控制器108提供反馈(经由本文描述的通信路径的任何通信路径),变迁传输控制器108可基于该反馈调整无线功率信号的操作点。
在一些传统的无线功率系统中，初级线圈可以将无线能量传输到次级线圈，直到由无线标准预先确定的额定值。例如，低功率无线功率信号可递送5瓦特(5W)、9W、12W或15W。低功率无线功率系统可输送至多15瓦特的能量，这适用于许多电子装置。正在开发更高功率的无线系统，以支持向要求更多功率的电子装置的无线功率传输。例如，中等无线功率系统和高无线功率系统可以输送大于15W的无线功率。随着无线功率传输系统的功率额定值持续增加，无线功率系统可受益于改进的通信和控制。
图2示出示例无线功率传输过程的消息流程图。参照图2，在待机模式下，无线功率传输设备检测到无线功率接收设备位于充电区域中(S200)。可能存在通过无线功率传输设备检测无线功率接收的各种方法，并且不限于本公开中的特定方法。作为示例，无线功率传输设备可以通过周期性地发射特定频率的模拟Ping，并基于针对此的检测电流、谐振偏移或电容改变，来检测无线功率接收设备位于充电区域中。作为另一示例，无线功率传输设备可以周期性地传送检测信号，并且无线功率接收设备可以传送响应信号(例如，控制误差分组或信号强度分组)。无线功率传输设备可基于在检测信号之后的预确定时间段内接收到响应信号来检测无线功率接收设备位于充电区域中。作为又一示例，无线功率接收设备可向无线功率传输设备传送搜索信号或广告信号。传统上，搜索信号或广告信号可以使用短程射频通信(例如BluetoothTM)来传送。无线功率传输设备可以基于搜索信号或广告信号的接收来检测无线功率接收设备。
在一些实现中，作为无线功率传输的准备步骤，无线功率传输设备可以可选地向无线功率接收设备传送信息请求信号(S210)。信息请求信号可以是用于请求无线功率接收设备的ID和请求功率信息的信号。作为示例，信息请求信号可以以数据分组消息的形式传送。作为另一示例，信息请求信号可以根据无线功率传输设备和无线功率接收设备之间的预定义标准以数字Ping的形式传送。响应于信息请求信号，无线功率接收设备可以可选地将ID和配置信息传输到无线功率传输设备(S220)。例如，配置信息可包括请求的功率量或为无线功率接收设备提供的最大功率量。在一些实现中，信息请求信号以及ID和配置信息可以使用例如NFC或蓝牙的带外通信(与无线功率信号分离)来传送。
基于ID和配置信息，无线功率传输设备配置用于功率传输的参数(称为操作点)，并执行到无线功率接收设备的无线功率传输(S230)。例如，无线功率传输设备可基于ID和配置信息创建功率传输合同(contract)，并可根据功率传输合同控制无线功率传输。由无线功率传输设备执行的从向无线功率接收设备的无线功率传输的开始到结束的过程可以被称为(无线)功率传输阶段。无线功率接收设备可将接收的无线功率提供给例如电池之类的外部负载。
无线功率传输设备可监测功率传输的参数，且可在参数中的任一者超过规定限制时中止无线功率传输。备选地，S230的无线功率传输处理可以通过无线功率接收设备的请求来结束。例如，当电池完全充满时，无线功率接收设备可以向无线功率传输设备传送用于请求终止无线功率传输的信号。
在S230的无线功率传输过程期间，无线功率接收设备周期性地或非周期性地连续传送控制误差分组(CEP)到无线功率传输设备(S240-1、S240-2和S240-3)。这被执行以用于控制从无线功率传输设备传送到无线功率接收设备的功率的量，即，执行功率控制。如同步骤S240-1至S240-3的功率控制过程可以包括根据图3的实施例的功率控制过程。
图2还图示在先前控制误差分组之后的预确定时间段T(例如1.8秒)内没有接收到控制误差分组的情况。预期的(但未接收到的)控制误差分组如S240-4所示。响应于在预确定时间段T内没有接收到控制误差分组，无线功率传输设备可确定无线功率接收设备从充电区域移除，并停止无线功率传输(S250)。在用户从充电区域移除无线功率接收设备的情况下，无线功率传输设备可能要求停止无线功率传输。此外，当无线功率接收设备指示电池完全充满状态时，无线功率传输设备可以停止无线功率传输。
另一个问题可能由于控制误差分组或其它反馈参数中的失真或参数超出范围而出现。例如，当电池正在充电时，在一些情况下，负载波动可能导致充电电流不规则地变化。因为负载调制用于传达数据分组，所以负载波动可能会导致分组失真。当这样的失真频繁发生时，无线功率传输设备可能丢弃不正确的分组，并且在一些情况下，可能终止向无线功率接收设备的功率传输。这可能导致控制中不必要的延迟，其也可能导致无线功率传输的中断或电池充电的延迟。
图3示出在无线功率传输设备102与无线功率接收设备118之间执行的功率控制过程300的示例。参照图3，无线功率接收设备118选择期望的控制点(S300)。在这里，控制点可以包括电流和/或电压、无线功率接收设备的一部分的温度等。无线功率接收设备118基于由功率拾取单元305从无线功率传输设备102的功率转换单元370接收的无线功率传输380来确定实际控制点(S310)。
无线功率接收设备118使用期望控制点和实际控制点来计算控制误差值(S320)。例如，无线功率接收设备通过期望电压(或电流)和实际电压(或电流)之间的(相对)差来计算控制误差值。无线功率接收设备118基于控制误差值生成控制信令，并将其传送到无线功率传输设备(S330)。在传统的通信技术中，控制信令330可以被编码在控制误差分组中。如在本公开中进一步描述的，控制信令330可以作为PWM信号来传达。
如果要求的话，无线功率传输设备102可接收控制信令330并基于控制误差值设置新的操作点(S360)。在这里，例如，操作点可以是施加到初级线圈的AC电压的振幅、频率和占空比中的至少一个。为了确定新的操作点360，无线功率传输设备102可以确定新的主电池电流(S340)。新的主电池电流可以基于实际主电池电流(S375)和控制信令330。无线功率传输设备102可确定朝新的主电池电流控制(S350)，并确定新的操作点(S360)以满足新的主电池电流。
无线功率传输设备102基于新的操作点执行到无线功率接收设备118的无线功率传输380(S370)。在这种情况下，无线功率传输设备可以维持操作点，直到从无线功率接收设备接收到新的控制信令。
参考图3描述的功率控制过程300可以与传统的通信技术或本公开中描述的PWM通信技术一起使用。图4、5、7和8的描述描述可以如何使用传统的通信技术来传达图3的控制信令330。图9-13的描述包括传达控制信令330的PWM通信技术的示例。
图4示出概念性地图示示例控制误差分组的框图400。控制误差值410可以是八位值。在一些实现中，控制误差值410可以是范围在–128和+127(包括端点)之间的二进制补码有符号整数值。超出指示范围的值被保留，并且不包括在CEP中。相反，超出该范围的任何值都可能饱和到该范围的边界(如-128或+127)。在一些实现中，正控制误差值可使得无线功率传输设备增加到其初级线圈的电流，且负控制误差值可使得无线功率传输设备减少到其初级线圈的电流。备选地或附加地，正控制误差值可以指示无线功率传输设备增加其电压。在一些实现中，代替增加无线功率信号的电压或者除了增加无线功率信号的电压之外，可以通过降低无线功率信号的操作频率来增加电压。负控制误差值可指导无线功率传输设备降低电压。在一些实现中，代替降低无线功率信号的电压或者除了降低无线功率信号的电压之外，可以通过增加操作频率来降低电压。
CEP可以包括前导码422、信头424、消息部分426和校验和428。前导码422可以是全1位的模式。信头424可以包括指示分组类型的值。消息部分426可以利用控制误差值410填充，并且可以是8位。类似地，信头424和校验和428的长度都可以是8位。前导码422发信号通知分组的开始，并且长度可以是11到25位。出于本公开的目的，描述11位的最小前导码422。
信头424、消息部分426和校验和428的每个8位部分可以是字节编码的。参考图5进一步描述字节编码。作为字节编码的结果，信头424、消息部分426和校验和428的每个8位部分被编码为11位。因此，将使用传统通信技术发信号通知的CEP 450的总长度是44个调制位(最少11个调制位用于前导码432，11个调制位用于信头434，11个调制位用于消息部分436，以及11个调制位用于校验和438)。根据2kHz的通信频率调制每个调制位，使得每0.5ms传送一个调制位。因此，调制和传输完整CEP的时间是22ms
图5示出概念性图示字节编码的框图500。8个数据位510用起始位512、奇偶校验位514和停止位516编码。因此，字节编码位520包括每字节11位。起始位512是零。数据位的顺序是最低有效位(LSB)优先。对于从无线功率传输设备到无线功率接收设备的通信，奇偶校验是偶数，这意味着如果数据字节包含奇数个1位，则奇偶校验位被设置为1。否则，奇偶校验位被设置为零。对于从无线功率接收设备到无线功率传输设备的通信，奇偶校验位是奇数。这意味着如果数据字节包含偶数个1位，则奇偶校验位被设置为1。否则，奇偶校验位被设置为零。停止位是1。
图6示出概念性地图示示例无线功率接收设备600的框图。无线功率接收设备600可以是参照图1、2和3描述的无线功率接收设备118的示例。无线功率接收设备600包括次级线圈602。次级线圈602可以通过串联电容器626连接到整流器604。整流器604可以通过串联开关(未示出)电耦合到负载608或能量存储装置(未示出，例如电池)。无线功率接收设备600还可以包括通信单元632。在一些实现中，无线功率接收设备600还可以包括连接到通信线圈(未示出)的通信接口(未示出)。通信单元632可以由接收器控制器624控制。
接收器控制器624可接收各种信息并确定控制误差值或其它反馈，以经由通信单元632传达到无线功率传输设备。在图6中，虚线表示控制线或信息线，以区别于表示电路线的实线。控制线或信息线可包括来往于接收器控制器624和无线功率接收设备600的其它组件的电连接。在一些实现中，接收器控制器624可以从连接到负载608的负载控制器或电池管理系统(未示出)接收指示负载设置和功率估计的信息。接收器控制器624还可以从连接到次级线圈602的第一电压传感器618接收第一电压信息。第一电压信息可指示次级线圈602处的峰电压。接收器控制器624还可以从连接到整流器604的第二电压传感器614接收第二电压信息。第二电压信息可以指示负载608可用的电压。接收器控制器624还可以从连接到整流器604的电流传感器612接收关于电流的信息。关于电流的信息可以指示负载608可用的电流量。
接收器控制器624可基于第一电压信息、第二电压信息或关于电流的信息等将控制误差值或其它信息传送到无线功率传输设备。在一些情况下，作为反馈机制的一部分，接收器控制器624可以基于负载设置、负载的功率估计、第一电压信息、第二电压信息和关于电流的信息中的一个或多个来确定控制误差值。在一些实现中，通信单元632被配置成使用负载调制来经由包括次级线圈602的通信信道与无线功率传输设备通信。通信信道可用于传达关于接收器类型、功率容量、次级线圈的数量、次级线圈的标识(例如标识符(ID)标签)、负载电压、充电状态和从次级线圈中的每个次级线圈接收的功率等信息。在一些实现中，可以在从无线功率接收设备600到无线功率传输设备的通信路径上使用ASK调制。本申请中描述的调制类型是为了说明的目的，并且在本公开的范围内可以使用备选的调制类型(例如FSK调制)。如本文所述，通信单元632还可以能够使用脉宽调制来传达模拟值。接收器控制器624可以使用连接到通信单元632中的开关的控制线652和654来控制通信单元632。开关可以被设置或不设置，以产生本文描述的各种调制信号。
图7示出概念性地图示用于传达数字信号的差分双相编码技术700的信号图。基于ASK或FSK的传统通信技术可以使用差分双相编码来调制数字信息。图7中的示例基于传统通信技术中的ASK调制。差分双相编码方案可用于将数据位调制到无线功率信号上。为此，无线功率接收设备可将每个数据位对准内部时钟信号710(例如来自通信时钟)的全周期tCLK 712，使得数据位的开始与时钟信号710的上升沿重合。内部时钟信号710可以具有频率fCLK＝2±4％kHz。无线功率接收设备可使用无线功率信号中的两个转变来编码1位，使得第一转变与时钟信号的上升沿重合，而第二转变与时钟信号的下降沿重合。备选地，第二转变可以在时钟信号的下降沿之前的时段tCLK期间发生。无线功率接收设备可使用与时钟信号的上升沿重合的无线功率信号中的单个转变来编码0位。图7示出1位722和726的示例，位中的每个在其相应的周期tCLK期间具有两次转变。图7还示出0位724和728的示例，0位中每个的在其相应的周期tCLK期间只有一次转变。每个周期tCLK的持续时间可以是0.5ms，并且可以包括或1位或0位的数字信息。图7中的图示基于调幅信号，其中负载调制可用于修改功率信号的振幅。
图8示出概念性地图示多个控制误差分组的时序图800。图8图示经由多个CEP810、820和830传达控制误差值的示例时序。可以使用参考图7描述的差分双相编码技术来传达每个CEP。如参考图5所述，每个CEP 810、820和830可以由44位的数字信息组成。因此，用于传达每个CEP 810、820和830的通信时间是22ms。此外，无线功率接收设备可以包括每个CEP 810、820和830之间的至少29ms的控制延迟。因此，在大约104ms内，无线功率接收设备可以传达三个CEP，每个CEP具有单个控制误差值。使用CEP传达一百(100)个控制误差值所需的时间将大约为4秒。如参考图12和13进一步描述的，与本公开中描述的PWM通信技术相比，这种传统的通信技术非常慢。
图9示出概念性地图示示例脉宽调制(PWM)通信技术900的信号图。图9示出第一装置(例如，无线功率传输设备)可在来自第二装置(例如，无线功率接收设备)的负载调制通信中检测的PWM信号920。在一些实现中，无线功率接收设备可以将控制误差值转换为脉宽比。脉宽比指示脉冲在脉冲时隙内的脉宽(持续时间)的比例。在一些实现中，脉冲时隙与原本将用于单个ASK调制位的持续时间(0.5ms)相同。图9示出PWM信号920，其包括使用负载调制传达的十个连续脉冲。每个脉冲占据脉冲时隙915，该脉冲时隙915与原本将用于2kHz的通信频率的0.5ms的时间周期对准。因此，在一些实现中，PWM通信技术可以使用与参考图7描述的相同的内部时钟信号710(未示出)。然而，PWM信号920可以使用可变脉宽来传达模拟值，而不是使用差分双相编码技术。在图9的示例中，负载调制可以用于根据期望的脉宽来修改功率信号的振幅。例如，第一负载可以在脉宽的接通时间持续时间期间生成第一振幅，并且可以在关断时间持续时间期间生成第二振幅。备选地或附加地，参考图17所述的频率改变可以用于在脉冲时隙915期间区分脉宽的接通时间持续时间和剩余的关断时间。
在图9中所示的示例中，在PWM信号920中存在十个脉冲。每个脉冲可以传达控制误差值。当传达PWM信号920时，无线功率接收设备可将控制误差值转换成脉宽(例如，使用参考图11A描述的计算)。当接收到PWM信号920时，无线功率传输设备可检测脉宽并由此确定控制误差值(使用例如参考图11B描述的计算)。此外，因为每个脉冲表示控制误差值，所以控制误差值的改变可以在随后的脉冲中快速传达。例如，第一脉冲时隙915中的脉冲925具有第一脉冲时隙915的持续时间的百分之70(％)的脉宽比(例如，0.5ms)。因此，脉冲925可以具有0.35毫秒的脉宽(持续时间)(第一脉冲时隙915的0.5毫秒持续时间的70％)。70％的脉宽比可以对应于特定的控制误差值(例如51，如果使用参考图11A和11B描述的计算)。
如时间930所示，控制误差值可能改变。例如，无线功率接收设备可确定新的控制误差值25，而不是控制误差值51。在时间930之后，随后的脉冲945可以具有0.30ms的脉宽(持续时间)。0.30ms的脉宽表示对应脉冲时隙935的持续时间的60％的脉宽比。60％的脉宽比可以对应于新的控制误差值(例如25，如果使用参考图11A和11B描述的计算)。
图10示出控制误差值和脉宽比之间的示例关系1110。-128的控制误差值可以对应于0％(0.0)的脉宽比，而127的控制误差值可以对应于100％(1.0)的脉宽比。50％(0.5)的脉宽比可以对应于0的控制误差值。应显然，图10中所示的示例变换是为了教学目的而提供的，并且其它变换也是可能的。例如，负控制误差值可以在从0.5到1.0的脉宽比的范围内表示，而正控制误差值可以在从0.0到0.5的脉宽比的范围内表示。在任何情况下，可以存在定义的变换，其可以将-128和127之间的控制误差值转换成脉宽比范围。为简单起见，图10中的示例图示示出从0.0到1.0的脉宽比范围。在一些实现中，0.0或1.0的脉宽比可以是保留值，使得脉宽比的范围在最小值(例如3％)和最大值(例如95％)之间。
图11A示出用于确定表示控制误差值的脉宽的示例计算。无线功率接收设备可基于将控制误差值转换成脉宽比的公式来确定脉宽比。无线功率接收设备可通过将脉宽比乘以脉冲时隙的持续时间来确定脉宽(脉冲持续时间)。例如，第一公式1110示出将控制误差值转换成脉宽比的示例计算(1)。
第二公式1120示出将脉宽比转换成脉宽的示例计算(2)。
Pulsewidth(T(ON))＝pulsewidthratio*tSLOT (2)
因此，无线功率接收设备可以控制PWM开关或调制器电路，使得脉冲的脉宽(tON)具有表示控制误差值的期望脉宽比。
图11B示出基于脉冲确定控制误差值的示例计算。无线功率传输设备可检测脉冲，并基于脉冲时隙tSLOT期间脉冲的接通时间持续时间tON来确定脉宽比。无线功率传输设备可以将脉宽比转换为控制误差值。例如，第三公式1130示出基于检测到的脉冲来确定脉宽比的示例计算(3)。
第四公式1140示出将脉宽比转换成控制误差值的示例计算(4)。
control error value＝(pulse widthratio*255)-128 (4)
如参考图10进一步描述的，脉宽比可以通过控制误差值的偏移来计算，使得控制误差值的负值可以用脉冲来表示。(负128的)示例偏移只是一个示例，变迁控制误差值和脉宽比之间的其它变换也是可能的。
图12A示出概念性地图示多个脉冲的信令的时序图1200。每个脉冲1210可以具有传达反馈参数(例如控制误差值)的模拟表示的脉宽比。每个脉冲可以占据相当于通信时钟周期tCLK的脉冲时隙1215。因此，可以在1.5毫秒内传达三个脉冲(每个脉冲对应于控制误差值)。在50毫秒的时间段内可以传达大约100个脉冲。回想一下图8的描述，使用调制为数字信息的CEP的传统通信技术将花费大约4秒来传达一百(100)个CEP。因此，本领域普通技术人员将容易认识到，本公开中描述的PWM通信技术提供更快的通信技术。
图12B示出概念性地图示用于多个脉冲的信令的另一时序图1210，其中每隔一个脉冲时隙出现脉冲。如图12B所示，脉冲可以由中间脉冲时间段分开。因此，脉冲可以在第一脉冲时间段1215期间出现，随后是没有脉冲的中间脉冲时间段1217。中间脉冲时间段可以用于例如为操作点改变或控制误差值的重新计算提供时间。使用图12B中描述的方法，不同的控制误差值可以通过每1ms的脉冲来传达(对于具有脉冲的脉冲时隙1215为0.5ms，而对于中间脉冲时间段1217为0.5ms)。传达一百(100)个控制误差值的大致时间为100毫秒
图12C示出概念性地图示用于多个脉冲的信令的另一个时序图1220，其中反馈参数可编码在两个脉冲中。第一脉冲时隙1225期间的第一脉冲可以具有表示控制误差值的符号(正或负)的脉宽比。例如，25％的脉宽比可以表示负误差值，而75％的脉宽比可以表示正误差值。第二脉冲时隙1227期间的第二脉冲可以具有可变脉宽比，该可变脉宽比表示被编码为0和1之间的脉宽比的控制误差值(无符号)的幅度。尽管该示例使用两个脉冲(并且因此两倍的时间)来传达控制误差值，但是这样的实现可以减少由于高功率下的编码噪声而导致误差的可能性。
虽然图12C示出通过两个脉冲传达的控制误差值，但是其它示例也是可能的。例如，对于其它类型的反馈参数，一系列连续脉冲可以指示反馈参数的不同分量。所述分量可以包括符号和幅度，如先前示例中所述。备选地或附加地，除了其它示例之外，所述分量可以包括不同的变量值、数量级、粗粒度或细粒度调整或指示。所述一系列连续脉冲可以包括两个脉冲或者可以包括其它数量的脉冲。
图13示出概念性地图示用于激活或去激活PWM通信技术的信令的时序图1300。当PWM通信技术被激活时，无线功率传输系统可以被称为使用模拟控制。在一些实现中，无线功率传输系统可动态启用或停用模拟控制。例如，标识和配置信息的通信可以利用数字信息的基于分组的调制。基于分组的调制可以使用差分双相编码技术，其非常适合于作为位的数字信息的通信。在一些实现中，无线功率接收设备和无线功率传输设备可交换指示其是否能够实现本公开中描述的PWM通信技术的能力信息。如果两个设备都支持PWM通信技术，则它们可以使用起始模拟控制分组来启用PWM通信技术1308。例如，在使用数字信息的基于分组的调制的握手和配置过程之后，无线功率接收设备(或无线功率传输设备)可以传达起始模拟控制分组1308，以指示它正在改变到PWM通信技术。起始模拟控制分组1308可以被格式化为分组，类似于参考图4描述的CEP。起始模拟控制分组1308可在分组的信头或消息部分中包括预确定值，其用来指示对PWM通信技术的改变。例如，信头可以包括预定义的值，其用来识别起始模拟控制分组1308的分组类型。此后，如参照图12所述，无线功率接收设备可将控制误差值(或其它信息)作为PWM脉冲1210来传达。
结束模拟控制模式1317可以讲改变发信号通知回到基于分组的通信技术。结束模拟控制模式1317可以包括在预确定时间内具有预确定脉宽或零信号(如图13所示)的连续脉冲的模式。连续脉冲的模式可以在结束模拟控制分组1318或其它分组(未示出)之前。例如，具有相同脉宽比的一系列n个连续脉冲可通知无线功率传输设备开始检测结束模拟控制分组的前导码1318。所述一系列n个连续脉冲可以具有保留的脉宽比，例如最小或最大值(0.03或0.95)或任何其它预确定的保留值。
在一些实现中，结束模拟控制模式1317随后可以是数字结束模拟控制分组1318。结束模拟控制分组1318可以包括包含前导码、信头、消息和校验和部分的数字分组。结束模拟控制包1318可在分组的信头或消息部分中包括预确定值，其用来指示对传统的基于包的通信技术的改变。例如，信头可以包括预定义的值，其用来识别结束模拟控制分组1318的分组类型。
图14示出概念性地图示能够经由带外通信信道使用基于PWM的控制信令的示例无线功率接收设备1400的框图。无线功率接收设备1400的组件类似于参考图6的无线功率接收设备600描述的相似组件。然而，无线功率接收设备1400还包括通信接口1426和通信线圈1428。通信线圈1428可以是通信天线。在一些实现中，通信接口1426可以支持近场通信(NFC)或BluetoothTM通信，以及其它示例通信协议。接收器控制器624可以被配置成向通信接口1426发送数据，以用于根据由通信接口1426支持的通信协议进行通信。在一些实现中，通信接口1426可以使用如本文所述的基于PWM的通信技术来传达数据。
图15示出图示在无线功率传输设备中使用PWM通信技术的过程的示例操作的流程图。过程1500的操作可由如本文中所描述的无线功率传输设备来实现。例如，过程1500可由参考图1、2和3描述的无线功率传输设备102来执行。在一些实现中，过程1500的操作可由无线功率接收设备(例如参照图1、2和3描述的无线功率接收设备118、参照图6描述的无线功率接收设备600或参照图14描述的无线功率接收设备1400)实现。在一些实现中，过程1500的操作可以由设备(例如参照图19描述的设备1900)来实现。为简洁起见，操作被描述为由设备执行。
在框1510处，设备可经由至少一个初级线圈将无线功率传送到无线功率接收设备。
在框1520处，设备可从无线功率接收设备接收脉宽调制(PWM)信号。PWM信号可以包括一个或多个脉冲。
在框1530处，设备可以基于一个或多个脉冲的脉宽来确定反馈参数。
在框1540处，设备可至少部分地基于反馈参数来管理无线功率从无线功率传输设备到无线功率接收设备的传输。
图16示出图示在无线功率接收设备中使用PWM通信技术的过程的示例操作的流程图。过程1600的操作可由如本文所述的无线功率接收设备来实现。例如，过程1600的操作可由无线功率接收设备(例如参照图1、2和3描述的无线功率接收设备118、参照图6描述的无线功率接收设备600或参照图14描述的无线功率接收设备1400)实现。在一些实现中，过程1600可由参看图1、2和3描述的无线功率传输设备102来执行。在一些实现中，过程1500的操作可以由设备(例如参照图19描述的设备1900)来实现。为简洁起见，操作被描述为由设备执行。
在框1610处，设备可经由无线功率接收设备的至少一个次级线圈从无线功率传输设备接收无线功率。
在框1620处，设备可以基于无线功率来确定反馈参数。反馈参数可用于无线功率传输设备来管理无线功率的传输。
在框1630处，设备可以将脉宽调制(PWM)信号从无线功率接收设备传达到无线功率传输设备。PWM信号可以包括一个或多个脉冲。每个脉冲可以具有至少部分基于反馈参数的脉宽。
图17示出概念性地图示基于PWM通信技术的示例频率变化的信号图1700。已经针对根据PWM信号1710改变电流的负载调制信号描述了本公开中的示例中的若干示例。然而，PWM通信技术也可以与振幅调制信号1720或频率调制信号1730一起使用。为简洁起见，图17示出具有两个脉冲的PWM信号1710。每个脉冲可以具有在脉冲时隙1711期间具有接通时间持续时间1712的脉宽，以区别于剩余的关断时间1714。在第一示例中，PWM信号1710可以用于改变通信信号1720的振幅，使得第一振幅1722指示脉冲的接通时间。在关断时间期间可以使用第二振幅1724。在第二示例中，PWM信号1710可用于改变通信信号1730的频率，使得第一频率1732指示脉冲的接通时间。在关断时间期间可以使用第二频率1734。
图18示出图示在无线功率传输设备中使用基于PWM的控制信令的另一过程的示例操作的流程图。过程1800的操作可由如本文中所描述的无线功率传输设备来实现。例如，过程1800可由参考图1、2和3描述的无线功率传输设备102来执行。在一些实现中，过程1800的操作可由无线功率接收设备(例如参考图1、2和3描述的无线功率接收设备118、参考图6描述的无线功率接收设备600或参考图14描述的无线功率接收设备1400)来实现。在一些实现中，过程1500的操作可以由设备(例如参照图19描述的设备1900)来实现。为简洁起见，操作被描述为由设备执行。
迄今为止，本公开中的示例基于从无线功率接收设备到无线功率传输设备的控制信令的反馈。然而，本公开中的基于PWM的通信技术也可以用于从无线功率传输设备到无线功率接收设备的通信。例如，不同的脉宽可用于指示模拟值、预定义消息、前馈信息或从无线功率传输设备到无线功率接收设备的其它信令。通常从无线功率传输设备传达到无线功率接收设备的信息的示例可包括确认(ACK)消息值、非确认(NAK)消息值或未定义(ND)消息值。这些信号中的每个都可以与预定义的脉宽(PWM值)相关联，所述预定义的脉宽可以被调制在无线功率信号或带外通信信号上。其它类型的消息值可以使用变换函数转换成PWM值。
在框1810处，设备可经由至少一个初级线圈将无线功率传送到无线功率接收设备。
在方框1820处，设备可确定消息值以传达到无线功率接收设备。
在框1830处，设备可以至少部分地基于消息值来确定脉宽调制(PWM)信号的一个或多个脉冲的脉宽。
在框1840处，设备可基于脉宽将频率调制信号从无线功率传输设备传送到无线功率接收设备。在脉宽的接通时间持续时间期间，频率调制信号可以具有第一频率。在除了脉宽的接通时间持续时间之外的时间期间，频率调制信号可以具有第二频率。
图19示出供在无线功率系统中使用的示例设备的框图。在一些实现中，设备1900可为本文中所描述的无线功率传输设备(例如无线功率传输设备102)。在一些实现中，设备1900可为本文描述的无线功率传输设备102、无线功率接收设备118、无线功率接收设备600或无线功率接收设备1400中的任一者的示例。设备1900可以包括处理器1902(可能包括多个处理器、多个核、多个节点或实现多线程等)。设备1900还可以包括存储器1906。存储器1906可以是系统存储器或本文描述的计算机可读介质的可能实现中的任何一种或多种。设备1900还可以包括总线1911(例如PCI、ISA、PCI-Express、AHB、AXI等)。
设备1900可以包括一个或多个控制器1962，其被配置成管理多个初级或次级线圈(例如线圈阵列1964)。在一些实现中，(一个或多个)控制器1962可以分布在处理器1902、存储器1906和总线1911内。(一个或多个)控制器1962可以执行本文描述的操作中的一些或所有操作。例如，(一个或多个)控制器1962可以实现参考图2、3、15、16、17中的任何一个或其任意组合描述的过程。
存储器1906可以包括可由处理器1902执行以实现参照图1-18描述的实现的功能性的计算机指令。这些功能性中的任何一个可以部分地(或全部地)在硬件中或在处理器1902上实现。例如，所述功能性可以用专用集成电路、在处理器1902中实现的逻辑、在外围装置或卡上的协处理器等来实现。此外，实现可以包括图19中未示出的更少或附加的组件。处理器1902、存储器1906和(一个或多个)控制器1962可以耦合到总线1911。尽管被图示为耦合到总线1911，但是存储器1906可以耦合到处理器1902。
图1-19和本文描述的操作是意在帮助理解示例实现的示例，并且不应该用于限制潜在的实现或者限制权利要求的范围。一些实现可以执行额外的操作、更少的操作、并行或以不同顺序的操作，以及一些不同的操作。
本文描述的附图、操作和组件是意在帮助理解示例实现的示例，并且不应被用来限制潜在的实现或限制权利要求的范围。一些实现可以执行额外的操作、更少的操作、并行或以不同顺序的操作，以及一些不同的操作。
如本文所使用的，涉及项目列表中的“至少一个”或“一个或多个”的短语是指那些项目的任何组合，包括单个成员。例如，“a、b或c中的至少一个”意在涵盖以下可能性：仅a、仅b、仅c、a和b的组合、a和c的组合、b和c的组合以及a和b和c的组合
结合本文公开的实现描述的各种说明性组件、逻辑、逻辑块、模块、电路、操作和算法过程可以实现为电子硬件、固件、软件或硬件、固件或软件的组合，包括本说明书中公开的结构及其结构等效物。硬件、固件和软件的可互换性已经在功能性方面进行了一般性描述，并在上述各种说明性组件、块、模块、电路和过程中进行了说明。这样的功能性是在硬件、固件还是软件中实现取决于特定的应用和对整个系统的设计约束。
用于实现结合本文公开的方面描述的各种说明性组件、逻辑、逻辑块、模块和电路的硬件和数据处理设备可以用设计成执行本文描述的功能的通用单芯片或多芯片处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件(PLD)、分立门或晶体管逻辑、分立硬件组件或其任意组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，或者任何常规的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以被实现为计算装置的组合，例如DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器与DSP内核的结合，或者任何其它这样的配置。在一些实现中，特定的过程、操作和方法可以由特定于给定功能的电路系统来执行。
如上所述，在本说明书中描述的主题的一些方面可以实现为软件。例如，本文公开的组件的各种功能，或者本文公开的方法、操作、过程或算法的各种块或步骤可以被实现为一个或多个计算机程序的一个或多个模块。这样的计算机程序可以包括编码在一个或多个有形处理器可读或计算机可读存储介质上的非暂态处理器可执行或计算机可执行指令，其供由包括本文所述装置的组件的数据处理设备执行或控制其操作。作为示例而非限制，这样的存储介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储器、磁盘存储器或其它磁存储装置，或者可以用于存储以指令或数据结构形式的程序代码的任何其它介质。上述的组合也应包括在存储介质的范围内。
对本公开中描述的实现的各种修改对于本领域普通技术人员来说是显而易见的，并且在不脱离本公开的范围的情况下，本文定义的一般原理可以应用于其它实现。因此，权利要求不意在限于本文所示的实现，而是符合与本公开、本文公开的原理和新颖特征一致的最宽范围。
此外，本说明书中在单独实现的上下文中描述的各种特征也可以在单个实现中组合实现。相反，在单个实现的上下文中描述的各种特征也可以在多个实现中单独实现或者在任何合适的子组合中实现。同样地，尽管特征可能在上面被描述为以特定的组合起作用，并且甚至最初被如此要求保护，但是来自所要求保护的组合的一个或多个特征在一些情况下可以从该组合中删除，并且所要求保护的组合可以针对子组合或子组合的变体。
类似地，虽然在附图中以特定的顺序描绘了操作，但是这不应该被理解为要求这样的操作以所示的特定顺序或顺序执行，或者要求所有图示的操作都被执行，以获得期望的结果。此外，附图可以以流程图或流程简图的形式示意性地描绘一个或多个示例过程。然而，未描绘的其它操作可以并入示意性图示的示例过程中。例如，可以在任何所图示操作之前、之后、同时或之间执行一个或多个附加操作。在某些情况下，多任务和并行处理可能是有利的。此外，上述实现中的各种系统组件的分离不应该被理解为在所有实现中都需要这样的分离，并且应该理解，所描述的程序组件和系统通常可以一起集成在单个软件产品中或者打包到多个软件产品中。

Claims (75)

1.一种由无线功率传输设备执行的方法，包括：
经由至少一个初级线圈将无线功率传送到无线功率接收设备；
从所述无线功率接收设备接收脉宽调制(PWM)信号，所述PWM信号包括一个或多个脉冲；
基于所述一个或多个脉冲的脉宽来确定反馈参数；以及
至少部分地基于所述反馈参数来管理所述无线功率从所述无线功率传输设备到所述无线功率接收设备的传输。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述反馈参数是控制误差值，并且其中管理所述无线功率的所述传输包括至少部分基于所述控制误差值来设置用于所述无线功率的所述传输的操作点。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述反馈参数指示负载功率，并且其中管理所述无线功率的所述传输包括基于所述负载功率与所述无线功率的传送量的比较来确定是否检测到外来物体。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述反馈参数包括：
基于所述一个或多个脉冲的所述脉宽确定脉宽比；以及
基于预确定变换将所述脉宽比转换成所述反馈参数。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，接收所述PWM信号包括接收占据相应脉冲时隙的多个脉冲。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，每个脉冲时隙的持续时间是0.5毫秒，使得所述脉冲时隙等效于2kHz的通信时钟周期。
7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述PWM信号包括每隔一个脉冲时隙中的脉冲。
8.根据权利要求5所述的方法，其中，所述一个或多个脉冲至少包括第一脉冲和第二脉冲，其中所述第一脉冲的脉宽指示所述反馈参数的符号，并且其中所述第二脉冲的脉宽指示所述反馈参数的幅度。
9.根据权利要求1所述的方法，还包括：
在接收所述PWM信号之前，接收指示所述PWM信号将跟随起始模拟控制分组的所述起始模拟控制分组。
10.根据权利要求9所述的方法，还包括：
接收编码为差分双相编码信号的所述起始模拟控制分组；以及
接收作为所述一个或多个脉冲的所述PWM信号，所述一个或多个脉冲具有对应于所述反馈参数的一个或多个模拟值的脉宽。
11.根据权利要求10所述的方法，还包括：
接收对应于脉宽的预确定模式的一系列顺序脉冲；以及
确定所述一系列顺序脉冲指示所述PWM信号的结束。
12.根据权利要求11所述的方法，还包括：
在所述PWM信号结束之后，接收编码为差分双相编码信号的结束模拟控制分组或其它分组。
13.根据权利要求1所述的方法，其中，接收所述PWM信号包括经由所述初级线圈接收所述PWM信号。
14.根据权利要求1所述的方法，其中，接收所述PWM信号包括经由与所述初级线圈分离的无线通信接口接收所述PWM信号。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述无线通信接口是短程射频接口或近场通信接口。
16.根据权利要求1所述的方法，其中，接收所述PWM信号包括在所述无线功率的所述传输期间检测负载变化。
17.根据权利要求1所述的方法，其中，接收所述PWM信号包括基于所述反馈参数激活用于模拟控制的PWM通信技术。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，激活所述PWM通信技术包括：
向所述无线功率接收设备发送指示所述无线功率传输设备支持所述PWM通信技术的第一分组。
19.根据权利要求18所述的方法，还包括：
从所述无线功率接收设备接收指示所述无线功率接收设备正在激活所述PWM通信技术的第二分组。
20.一种由无线功率接收设备执行的方法，包括：
经由所述无线功率接收设备的至少一个次级线圈从无线功率传输设备接收无线功率；
基于所述无线功率确定反馈参数，所述反馈参数使所述无线功率传输设备管理所述无线功率的传输；以及
将脉宽调制(PWM)信号从所述无线功率接收设备传达到所述无线功率传输设备，所述PWM信号包括一个或多个脉冲，每个脉冲具有至少部分基于所述反馈参数的脉宽。
21.根据权利要求20所述的方法，还包括：
在传达所述PWM信号之后，接收无线功率，其中基于所述反馈参数来调整所述无线功率传输设备的操作点。
22.根据权利要求20所述的方法，其中，所述反馈参数是基于期望控制点和实际控制点的比较的控制误差值。
23.根据权利要求20所述的方法，其中，传达所述PWM信号包括：
使用所述无线功率接收设备的通信单元执行所述无线功率的负载调制，其中所述负载调制基于每个脉冲的所述脉宽。
24.根据权利要求20所述的方法，其中，传达所述PWM信号包括：
使用与所述无线功率接收设备的所述至少一个次级线圈分离的通信接口来执行通信调制，其中所述通信调制使得接收的通信信号或传送的通信信号具有所述一个或多个脉冲。
25.根据权利要求20所述的方法，其中，传送所述PWM信号包括：
周期性地确定新的反馈参数；以及
周期性地将新脉冲传达到所述无线功率传输设备，每个新脉冲具有基于所述新反馈参数的对应脉宽。
26.根据权利要求20所述的方法，其中，传送所述PWM信号包括：
基于预确定变换将所述反馈参数转换成脉宽比；以及
基于所述脉宽比确定所述一个或多个脉冲的所述脉宽。
27.根据权利要求20所述的方法，其中，传达所述PWM信号包括传达多个脉冲，每个脉冲占据相应的脉冲时隙，其中每个脉冲时隙的持续时间是0.5毫秒，使得所述脉冲时隙等效于2kHz的通信时钟周期。
28.根据权利要求27所述的方法，其中，所述PWM信号包括每隔一个脉冲时隙中的脉冲。
29.根据权利要求20所述的方法，还包括：
在传达所述PWM信号之前，传达指示所述PWM信号将跟随起始模拟控制分组的所述起始模拟控制分组。
30.根据权利要求29所述的方法，还包括：
将所述起始模拟控制分组作为差分双相编码信号进行传达。
31.根据权利要求30所述的方法，还包括：
传达对应于脉宽的预确定模式的一系列顺序脉冲，其中所述一系列顺序脉冲指示所述PWM信号的结束。
32.根据权利要求31所述的方法，还包括：
在所述PWM信号结束之后，传达编码为差分双相编码信号的结束模拟控制分组或其它分组。
33.根据权利要求20所述的方法，其中，传达所述PWM信号包括经由所述次级线圈传达所述PWM信号。
34.根据权利要求20所述的方法，其中，传达所述PWM信号包括经由与所述次级线圈分离的无线通信接口传达所述PWM信号。
35.根据权利要求34所述的方法，其中，所述无线通信接口是短程射频接口或近场通信接口。
36.根据权利要求20所述的方法，还包括：
在传达所述PWM信号之前，基于所述反馈参数激活用于模拟控制的PWM通信技术。
37.根据权利要求36所述的方法，其中，激活所述PWM通信技术包括：
从所述无线功率传输设备接收指示所述无线功率传输设备支持所述PWM通信技术的第一分组。
38.根据权利要求37所述的方法，还包括：
将指示所述无线功率接收设备正在激活所述PWM通信技术的第二分组传达到所述无线功率传输设备。
39.一种无线功率传输设备，包括：
至少一个初级线圈，其被配置成向无线功率接收设备传送无线功率；
通信单元，其被配置成从所述无线功率接收设备接收脉宽调制(PWM)信号，所述PWM信号包括一个或多个脉冲；以及
控制单元，其被配置成：
基于所述一个或多个脉冲的脉宽来确定反馈参数；以及
至少部分地基于所述反馈参数来管理所述无线功率从所述无线功率传输设备到所述无线功率接收设备的传输。
40.根据权利要求39所述的无线功率传输设备，其中，所述反馈参数是控制误差值，并且其中所述控制单元被配置成至少部分基于所述控制误差值来设置用于所述无线功率的所述传输的操作点。
41.根据权利要求39所述的无线功率传输设备，其中，所述反馈参数指示负载功率，并且其中所述控制单元被配置成基于所述负载功率与所述无线功率的传送量的比较来确定是否检测到外来物体。
42.根据权利要求39所述的无线功率传输设备，其中，所述控制单元被配置成：
基于所述一个或多个脉冲的所述脉宽确定脉宽比；以及
基于预确定变换将所述脉宽比转换成所述反馈参数。
43.根据权利要求39所述的无线功率传输设备，其中，所述通信单元被配置成接收占据相应的脉冲时隙的多个脉冲。
44.根据权利要求43所述的无线功率传输设备，其中，每个脉冲时隙的持续时间是0.5毫秒，使得所述脉冲时隙等效于2kHz的通信时钟周期。
45.根据权利要求43所述的无线功率传输设备，其中，所述PWM信号包括每隔一个脉冲时隙中的脉冲。
46.根据权利要求43所述的无线功率传输设备，其中，所述一个或多个脉冲至少包括第一脉冲和第二脉冲，其中所述第一脉冲的脉宽指示所述反馈参数的符号，并且其中所述第二脉冲的脉宽指示所述反馈参数的幅度。
47.根据权利要求39所述的无线功率传输设备，其中，所述通信单元被配置成：
在接收所述PWM信号之前，接收指示所述PWM信号将跟随起始模拟控制分组的所述起始模拟控制分组。
48.根据权利要求47所述的无线功率传输设备，其中，所述通信单元被配置成：
接收编码为差分双相编码信号的所述起始模拟控制分组；以及
接收作为所述一个或多个脉冲的所述PWM信号，所述一个或多个脉冲具有对应于所述反馈参数的一个或多个模拟值的脉宽。
49.根据权利要求48所述的无线功率传输设备，
其中所述通信单元被配置成接收对应于脉宽的预确定模式的一系列顺序脉冲；以及
其中所述控制单元被配置成确定所述一系列顺序脉冲指示所述PWM信号的结束。
50.根据权利要求49所述的无线功率传输设备，其中，所述通信单元被配置成：
在所述PWM信号结束之后，接收编码为差分双相编码信号的结束模拟控制分组或其它分组。
51.根据权利要求39所述的无线功率传输设备，其中，所述通信单元被配置成经由所述初级线圈接收所述PWM信号。
52.根据权利要求39所述的无线功率传输设备，还包括：
无线通信接口，其与所述初级线圈分离并被配置成接收所述PWM信号。
53.根据权利要求52所述的无线功率传输设备，其中，所述无线通信接口是短程射频接口或近场通信接口。
54.一种无线功率接收设备，包括：
至少一个次级线圈，其被配置成从无线功率传输设备接收无线功率；
控制单元，其被配置成基于所述无线功率确定反馈参数，所述反馈参数使所述无线功率传输设备管理所述无线功率的传输；以及
通信单元，其被配置成将脉宽调制(PWM)信号从所述无线功率接收设备传达到所述无线功率传输设备，所述PWM信号包括一个或多个脉冲，每个脉冲具有至少部分基于所述反馈参数的脉宽。
55.根据权利要求54所述的无线功率接收设备，
其中，所述至少一个次级线圈还被配置成在所述通信单元传达所述PWM信号之后接收无线功率，以及
其中，基于所述反馈参数调整所述无线功率传输设备的操作点。
56.根据权利要求54所述的无线功率接收设备，其中，所述反馈参数是基于期望控制点和实际控制点的比较的控制误差值。
57.根据权利要求54所述的无线功率接收设备，其中，所述通信单元被配置成：
基于每个脉冲的所述脉宽执行所述无线功率的负载调制。
58.根据权利要求54所述的无线功率接收设备，还包括：
通信接口，其与所述无线功率接收设备的所述至少一个次级线圈分离，其中，所述通信单元被配置成执行通信调制，所述通信调制使得接收的通信信号或传送的通信信号具有所述一个或多个脉冲。
59.根据权利要求54所述的无线功率接收设备，其中，所述控制单元被配置成：
基于预确定变换将所述反馈参数转换成脉宽比；以及
基于所述脉宽比确定所述一个或多个脉冲的所述脉宽。
60.根据权利要求54所述的无线功率接收设备，其中，传达所述PWM信号包括传达多个脉冲，每个脉冲占据相应脉冲时隙，其中每个脉冲时隙的持续时间是0.5毫秒，使得所述脉冲时隙等效于2kHz的通信时钟周期。
61.根据权利要求60所述的无线功率接收设备，其中，所述PWM信号包括每隔一个脉冲时隙中的脉冲。
62.根据权利要求54所述的无线功率接收设备，其中，所述通信单元被配置成：
在传达所述PWM信号之前，传达指示所述PWM信号将跟随起始模拟控制分组的所述起始模拟控制分组。
63.根据权利要求62所述的无线功率接收设备，其中，所述通信单元被配置成将所述起始模拟控制包作为差分双相编码信号进行传达。
64.根据权利要求63所述的无线功率接收设备，其中，所述通信单元被配置成：
传达对应于脉宽的预确定模式的一系列顺序脉冲，其中所述一系列顺序脉冲指示所述PWM信号的结束。
65.根据权利要求64所述的无线功率接收设备，其中，所述通信单元被配置成：
在所述PWM信号结束之后，传达编码为差分双相编码信号的结束模拟控制分组或其它分组。
66.根据权利要求54所述的无线功率接收设备，其中，所述通信单元被配置成经由所述次级线圈传达所述PWM信号。
67.一种由无线功率传输设备执行的方法，包括：
经由至少一个初级线圈将无线功率传送到无线功率接收设备；
确定要传达到所述无线功率接收设备的消息值；
至少部分地基于所述消息值来确定脉宽调制(PWM)信号的一个或多个脉冲的脉宽；以及
基于所述脉宽将频率调制信号从所述无线功率传输设备传送到所述无线功率接收设备，其中所述频率调制信号在所述脉宽的接通时间持续时间期间具有第一频率，并且其中所述频率调制信号在所述脉宽的接通时间持续时间以外的时间期间具有第二频率。
68.根据权利要求67所述的方法，其中，所述消息值是确认(ACK)、非确认(NAK)或非定义(ND)响应。
69.权利要求68的方法，
其中当所述消息值是所述ACK时，所述脉宽具有第一持续时间
其中当所述消息值是所述NAK时，所述脉宽具有第二持续时间，以及
其中当所述消息值是所述ND响应时，所述脉宽具有第三持续时间。
70.根据权利要求69所述的方法，其中，所述第一持续时间、所述第二持续时间和所述第三持续时间在由标准技术规范定义的不同范围内。
71.一种由无线功率接收设备执行的方法，包括：
经由所述无线功率接收设备的至少一个次级线圈从无线功率传输设备接收无线功率；
从所述无线功率传输设备接收频率调制信号，所述频率调制信号具有根据脉宽调制(PWM)信号的一个或多个脉冲；
至少部分地基于所述频率调制信号的第一频率来确定一个或多个脉冲的脉宽，其中所述频率调制信号在所述脉宽的接通时间持续时间期间具有第一频率，并且其中所述频率调制信号在所述脉宽的接通时间持续时间之外的时间期间具有第二频率；以及
至少部分地基于所述脉宽来确定消息值。
72.根据权利要求71所述的方法，其中，所述消息值是确认(ACK)、非确认(NAK)或非定义(ND)响应。
73.根据权利要求71的方法，
其中当所述消息值是所述ACK时，所述脉宽具有第一持续时间
其中当所述消息值是所述NAK时，所述脉宽具有第二持续时间，以及
其中当所述消息值是所述ND响应时，所述脉宽具有第三持续时间。
74.一种无线功率传输设备，包括：
至少一个初级线圈，其被配置成向无线功率接收设备传送无线功率；
控制单元，其被配置成：
确定要传达到所述无线功率接收设备的消息值，
至少部分地基于所述消息值来确定脉宽调制(PWM)信号的一个或多个脉冲的脉宽；以及
通信单元，其被配置成基于所述脉宽将频率调制信号从所述无线功率传输设备传达到所述无线功率接收设备，其中所述频率调制信号在所述脉宽的接通时间持续时间期间具有第一频率，并且其中所述频率调制信号在除了所述脉宽的接通时间持续时间期间之外的时间期间具有第二频率。
75.一种无线功率接收设备，包括：
至少一个次级线圈，其被配置成从无线功率传输设备接收无线功率；
通信单元，其被配置成从所述无线功率传输设备接收频率调制信号，所述频率调制信号具有根据脉宽调制(PWM)信号的一个或多个脉冲；以及
控制单元，其被配置成：
至少部分地基于所述频率调制信号的第一频率来确定一个或多个脉冲的脉宽，其中所述频率调制信号在所述脉宽的接通时间持续时间期间具有第一频率，并且其中所述频率调制信号在所述脉宽的持续时间以外的时间期间具有第二频率，以及
至少部分地基于所述脉宽来确定消息值。
CN202180092352.2A 2020-12-08 2021-12-08 无线功率系统中的脉宽通信 Pending CN116830421A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IN202011053481 2020-12-08
IN202011053481 2020-12-08
PCT/US2021/062377 WO2022125644A1 (en) 2020-12-08 2021-12-08 Pulse width communication in a wireless power system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116830421A true CN116830421A (zh) 2023-09-29

Family

ID=79185541

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202180092352.2A Pending CN116830421A (zh) 2020-12-08 2021-12-08 无线功率系统中的脉宽通信

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20240030754A1 (zh)
EP (1) EP4260433A1 (zh)
JP (1) JP2023553065A (zh)
KR (1) KR20230118135A (zh)
CN (1) CN116830421A (zh)
WO (1) WO2022125644A1 (zh)

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101788603B1 (ko) * 2013-12-01 2017-10-20 엘지전자 주식회사 무선 전력 전송방법, 무선 전력 전송장치 및 무선 충전 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022125644A1 (en) 2022-06-16
KR20230118135A (ko) 2023-08-10
JP2023553065A (ja) 2023-12-20
US20240030754A1 (en) 2024-01-25
EP4260433A1 (en) 2023-10-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10985615B2 (en) Wireless power control method and device for wireless charging
CN108112279B (zh) 具有同步功率测量的感应无线功率传输
KR102013688B1 (ko) 무선 전력 공급 시스템에서 통신을 위한 시스템 및 방법
CN112005462B (zh) 无线功率传输系统
RU2658864C2 (ru) Беспроводная передача индуктивной мощности
US20190020200A1 (en) Wireless power transmitter and receiver
US10601249B2 (en) Wireless power transmitter and receiver
MX2015001258A (es) Transferencia de energia inductiva inalambrica.
KR20150023897A (ko) 무선 유도 전력 전송
JP6533014B2 (ja) ワイヤレス誘導電力伝送
CN107534324B (zh) 利用时隙化通信的感应无线电力传输的方法和装置
US11070088B2 (en) Wireless power transfer
US20230299622A1 (en) Wireless power transfer
US20240213816A1 (en) Wireless power transfer
KR102312096B1 (ko) 무선 전력 전송방법, 무선 전력 전송장치 및 무선 충전 시스템
JP2023517568A (ja) ワイヤレス電力伝送
CN116830421A (zh) 无线功率系统中的脉宽通信
EP4092873A1 (en) Contactless power transfer system and method for controlling the same
CN114041256A (zh) 功率传输装置及其方法
RU2792026C2 (ru) Беспроводная передача энергии
JP6609445B2 (ja) ワイヤレス送電装置、その制御回路および制御方法、充電器
JP2024522158A (ja) ワイヤレス電力伝送
WO2024163384A1 (en) Power control for overvoltage protection in a wireless power system
JP2016127633A (ja) 無線エネルギー受信装置、無線エネルギー伝送システム及び無線エネルギー伝送方法
CN118402159A (zh) 无线功率传输

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination