CN117013706A - 多模式无线充电发送器控件 - Google Patents

Abstract

公开了多模式无线充电发送器控件，描述了用于改进无线充电设备的系统、方法和设备。系统包括：电力变换器，其被配置成至少部分地基于多个发送参数来生成电力传输信号；发送元件，其被配置成无线地发送电力传输信号；以及控制器，其被配置成至少部分地基于多个工作参数和多个配置参数来确定电力变换器使用的电力传输模式。

Description

多模式无线充电发送器控件

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§119(b)要求于2022年5月6日提交的印度专利申请第202211026361号的优先权，出于所有目的将该印度专利申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开内容总体上涉及无线设备，并且更具体地涉及这样的无线设备的无线充电。

背景技术

无线设备可以被配置成利用各种无线充电部件对电池和其他电力存储设备进行再充电。因此，这样的无线设备可以具有相关联的充电站，并且这样的设备和充电站可以具有其中包括被配置用于充电操作的感应元件的发送器和接收器。此外，无线设备及其相关联的充电站可以支持多种不同的充电模式。然而，常规的无线设备和充电站仍然是有限的，因为它们在有效地实现这样的不同模式以及确定何时应该实现哪个模式的能力方面是有限的。

发明内容

本发明的一方面公开了一种用于无线充电的系统，该系统包括：电力变换器，其被配置成至少部分地基于多个发送参数来生成电力传输信号；发送元件，其被配置成无线地发送所述电力传输信号；以及控制器，其被配置成至少部分地基于多个工作参数和多个配置参数来确定所述电力变换器使用的电力传输模式。

本发明的另一方面公开了一种用于无线充电的设备，所述设备包括：控制器，其包括处理元件以至少部分地基于多个工作参数和多个配置参数来确定电力变换器使用的电力传输模式；以及占空比控制逻辑，其包括处理元件，所述处理元件被配置成基于所确定的电力传输模式来生成用于所述电力变换器的至少一个控制信号。

附图说明

图1示出了根据各种实施方式配置的用于无线充电的系统的示例的图。

图2示出了根据各种实施方式配置的用于无线充电的系统的另一示例的图。

图3示出了根据一些实施方式配置的逻辑设备的示例的图。

图4示出了根据一些实施方式配置的逻辑设备的另一示例的图。

图5示出了根据各种实施方式配置的用于无线充电的方法的示例的图。

图6示出了根据各种实施方式配置的用于无线充电的方法的另一示例的图。

图7示出了根据各种实施方式配置的用于无线充电的基于占空比的控制的方法的示例的图。

图8示出了根据各种实施方式配置的用于无线充电的基于电压的控制的方法的示例的图。

图9示出了根据各种实施方式配置的用于无线充电的基于频率的控制的方法的示例的图。

具体实施方式

在以下描述中，阐述了许多具体细节，以便提供对所提出的构思的透彻理解。可以在没有这些具体细节中的一些或全部的情况下实践所提出的构思。在其他情况下，没有详细描述公知的过程操作，以免不必要地模糊所描述的构思。虽然将结合具体示例描述一些构思，但是将理解，这些示例并不旨在是限制性的。

无线充电系统可以包括各种部件以生成用于在电力传输阶段期间在无线元件之间传输电力的信号。可以使用一种或更多种控制技术来控制这样的信号的不同方面，例如占空比。然而，常规的无线设备和充电站仍然是有限的，因为它们在控制模式之间有效切换的能力是有限的，并且经常需要附加硬件资源(例如多个脉宽调制器)来生成相关联的信号。

本文所公开的实施方式提供使用较少的资源和较少的脉冲宽度调制器来生成用于变换器级的控制信号的能力。例如，本文公开的逻辑设备可以被配置成基于单个脉宽调制器生成多个控制信号。此外，本文公开的实施方式能够动态地(例如，在充电操作期间)在操作模式之间切换并且动态地配置在这样的模式中使用的参数。以这种方式，可以在充电操作期间智能地选择和动态地配置操作模式。如下文将更详细地论述，这样的操作模式可以包括占空比控制、频率控制和电压控制模式，并且可以动态地选择和配置这些模式中的每一个模式以在适当时提供模式之间的有效且无缝的切换。

图1示出了根据各种实施方式配置的用于无线充电的系统的示例的图。更具体地，诸如无线充电系统100的系统可以被配置成支持用于充电操作的不同操作模式。如下文将更详细讨论的，无线充电系统100的各种部件可以包括控制逻辑，该控制逻辑可以被配置成确定用于无线充电的发送参数并且确定应在什么时间使用哪一操作模式。在一些实施方式中，使用单个脉宽调制器来执行不同操作模式的这样的管理，从而允许在没有附加同步逻辑的情况下实现这样的操作模式控制。

在各种实施方式中，无线充电系统100包括通用串行总线(USB)电力适配器102、无线充电站104以及耦接至USB电力适配器102和无线充电站104两者的USB电力输送(PD)集成电路(IC)控制器106。USB电力适配器102与电力源例如AC干线对接，并基于电力源输出电压“VIN”。在一些实施方式中，USB电力适配器102插入壁装电源插座108。然而，其他AC电力源配置也是可能的。USB电力适配器102可以符合USB-PD规范、USB-C规范、PPS(可编程电源)规范等。通常，由USB电力适配器102输出的电压VIN可以具有相对小的输出电压阶跃，例如每10mV、40mV、100mV等，或更大的阶跃，例如5V、12V和15V。

无线充电站104对无线充电设备110进行无线充电，所述无线充电设备110例如是在无线充电站104的附近充电的蜂窝式电话、智能电话、PDA(个人数字助理)、PDA电话等。无线充电站104可以被集成在充电垫112中并且可以包括无线电力变换器(WPI)114，用于经由磁感应无线地传输电力以对放置在充电垫112上的无线充电设备110中所包括的电池进行充电。例如，WPI 114可以是具有作为DC输入电压的电压“VBRG”的全桥或半桥变换器。

无线充电站104包括放置在与电容器Cp串联的谐振电路中的感应线圈Lp，以在耦接至包括在无线充电设备110中的对应线圈(未示出)时产生具有自然谐振的谐振电路。当无线充电设备110被放置在充电垫112上时，线圈的接近允许产生电磁场。该电磁场允许电力从充电垫112中的线圈Lp传递到无线充电设备110中的线圈。无线充电设备110中的感应线圈使用所传输的电力对设备电池进行充电。在发送侧和接收侧可以使用多于一个的线圈。

同一USB-PD IC控制器106用于控制无线充电站104和USB电力适配器102两者。USB-PD IC控制器106包括第一USB端口116，该第一USB端口116用于通过USB线缆118将USB-PD IC控制器106耦接至USB电力适配器102。USB-PD IC控制器106可以经由USB电力适配器102上的D+和D-数据引脚来控制USB电力适配器102。

USB-PD IC控制器106还包括用于将USB-PD IC控制器106耦接至无线充电站104的第二端口120。USB-PD IC控制器106可以经由提供给无线充电站104的WPI 114的栅极驱动信号122来控制无线充电站104。例如，栅极驱动信号122可以是提供给WPI 114的栅极驱动器的PWM(脉宽调制)信号，用于控制形成WPI 114的全桥或半桥变换器的功率晶体管的栅极。USB-PD IC控制器106可以基于从无线充电站104接收的电压和/或电流信息124来控制无线充电站104。

USB-PD IC控制器106还包括逻辑126，该逻辑126用于控制由USB电力适配器102输出的电压VIN的水平和无线充电站104的输出电力水平。无线充电站104的输入电压“VBRG”对应于由USB电力适配器102输出的电压VIN或从由USB电力适配器102输出的电压VIN得出。如上面所说明的，USB电力适配器输出电压VIN可以具有相对小的电压阶跃，例如每10mV、40mV、100mV等。

如果USB电力适配器102处可用的电压控制程度足以实现无线充电站104的全输出电力范围，则USB电力适配器输出电压VIN可以被直接输入作为无线充电站输入电压VBRG，并且USB-PD IC控制器106可以通过改变VIN的水平和/或无线充电站104的操作频率或占空比来控制无线充电站104的输出电力水平。如果需要更精细的电压水平控制来实现无线充电站104的全输出电力范围，则无线充电系统100还可以包括电压调节器128，例如DC/DC开关调节器，例如降压调节器或其他类型的减压转换器，以用于基于USB电力适配器102输出的电压VIN来调节无线充电站104的输入电压VBRG。在这种情况下，USB-PD IC控制器106还例如经由栅极驱动信号130(例如用于控制电压调节器128的功率晶体管的PWM信号)来控制电压调节器128。

图2示出了根据各种实施方式配置的用于无线充电的系统的另一示例的图。如上面类似地讨论的，系统(例如无线充电系统200)可以被配置成支持用于充电操作的不同操作模式。如下面将更详细讨论的，无线充电系统200的各种部件可以包括控制逻辑，该控制逻辑可以被配置成确定用于无线充电的发送参数并且确定应在什么时间使用哪一操作模式。

如上面类似地讨论的，系统200可以包括控制器例如控制器202，该控制器202被配置成控制系统200内的各种部件的操作。更具体地，控制器202可以包括诸如变换器控制器204和脉宽调制器208的部件。如上面类似地讨论的，变换器控制器204可以被配置成控制电力变换器的变换器级(例如变换器级212)的操作。如下面将更详细地讨论的，变换器控制器204可以被配置成控制被提供到包括在变换器级212中的晶体管的输入信号，例如输入电流。因此，变换器控制器204可以被配置成控制包括在变换器级212内的一个或更多个晶体管的操作。在一些实施方式中，变换器级212包括被配置为半桥变换器的晶体管。在各种实施方式中，变换器级212包括被配置为全桥变换器的晶体管。如图2所示，变换器级212可以耦接至发送元件例如LC发送元件214，该LC发送元件214被配置成发送用于无线充电的输出信号。

系统200还包括被配置成生成用于驱动电力传输操作的控制信号的脉宽调制器208。因此，由脉宽调制器208生成的控制信号可以具有指定的频率、幅度和占空比。因此，脉宽调制器208可以被配置成生成最终用于驱动其他系统部件(例如变换器级212和LC发送元件214)的控制信号。然而，如下面将更详细讨论的，一个或更多个其他部件(例如逻辑设备210)可以基于脉宽调制器208的输出生成附加信号，并且这样的附加信号也可以用于这些目的。

系统200还包括逻辑设备210，该逻辑设备210被配置成从脉宽调制器208接收信号，并基于所接收到的信号生成一个或更多个输出信号。如下面将参照图3和图4更详细地讨论的，逻辑设备210被配置成基于从单个脉宽调制器接收的单个信号生成多个输出信号。因此，多个输出可以由逻辑设备210生成，并且可以被提供到控制器202的部件(例如，变换器控制器204)以控制变换器级212的部件(例如，一个或更多个晶体管)。

系统200还可以包括被配置成从电力源接收电力的电力适配器206。因此，电力适配器206可以包括被配置成经由线缆(例如USB线缆)接收电力并向控制器202的其他部件提供电力的电力接收器和低压差(LDO)调节器。

图3示出了根据一些实施方式配置的逻辑设备的示例的图。如上面所讨论的，逻辑设备(例如逻辑设备300)可以被配置成在操作的占空比控制操作模式期间生成用于控制发送器的一个或更多个部件(例如变换器级)的输出信号。在一些实施方式中，使用单个脉宽调制器生成两个输出。因此，如下面将更详细讨论的，可以使用单个脉宽调制器针对发送器生成与占空比控制操作模式相关联的多个控制信号。以这种方式，不需要附加脉宽调制器，并且减少了所使用的整体硬件资源。

在各种实施方式中，如上面所讨论的，逻辑设备300从可以包括在控制器中的脉宽调制器接收输入。从脉宽调制器接收的输入信号可以作为时钟(CLK)信号提供给触发器，例如第一触发器302和第二触发器304。如图3所示，提供给第二触发器304的输入可以首先被提供给变换器306。在一些实施方式中，触发器的Q输出在CLK信号从低转变到高时断言为“高”。此外，触发器的反相Q输出可能在输出中引入延迟。以这种方式，触发器的反相输出被延迟，并且该延迟可以被配置成对应于并且类似于接通时间和/或关断时间，并且因此等同于与接通/关断和关断/接通转变相关联的死区时间。

如图3所示，触发器302和触发器304中的每一个可以具有Q输出和有延迟的反相Q输出。同样如图3所示，输出与来自其对应触发器的其互补Q输出进行“与”运算。由此产生的输出是具有半个周期的起始延迟的两个宽度相等的脉冲。一个输出被提供给包括在发送器的输入级中的半桥的高侧场效应晶体管(FET)，并且另一输出被提供给半桥的低侧(FET)。以这种方式，在电力变换器的变换器级中，向对角线的FET对提供相同的脉冲以实现全桥占空比控制。

图4示出了根据一些实施方式配置的逻辑设备的另一示例。如上面所讨论的，逻辑设备例如逻辑设备400可以包括触发器例如触发器402和触发器404，这些触发器被配置成在操作的占空比控制操作模式期间生成用于控制发送器的一个或更多个部件(例如变换器级中包括的FET)的输出信号。在一些实施方式中，使用来自单个脉宽调制器的单个输入生成两个输出。因此，如下面将更详细讨论的，可以使用单个脉宽调制器针对发送器生成与占空比控制操作模式相关联的多个控制信号。如下面将更详细讨论的，逻辑设备400可以与控制器通信，如上面参照图1和2所讨论的，并且这样的控制器可以具有降压升压控制器，其中降压电压和升压电压是可配置的，并且可以经由SetBuck(设置降压)信号和SetBoost(设置升压)信号来设置降压电压和升压电压。

更具体地，SetBuck和SetBoost信号可以用于提供超控(override)能力，该超控能力被配置成利用可编程门控制提供附加延迟。在一个示例中，可以经由变换器406来提供这样的附加延迟。在一些实施方式中，引入附加延迟以确保输入级的桥中的两个底部FET保持在接通状态，从而避免浮动电压。如图4所示，变换器406被配置成生成SetBoost信号，并且标记为PWM_OUT1的输出被配置为SetBuck信号。在各种实施方式中，避免浮动电压导致了改善的占空比控制，因为无论占空比如何，变换器级中的电流都较少失真。在各种实施方式中，电流中较少的失真导致发送器的线圈中较少的谐波感应传导损耗。在较低的占空比下，相电压波形的不连续性可能是干扰源。此外，初级线圈绕组中的浮动电压也可能是带内通信的噪声源。因此，减少这些部件中的失真和噪声可以导致改善的占空比控制性能和发送性能。

图5示出了根据各种实施方式配置的用于无线充电的方法的示例的图。如将在下面更详细讨论的，可以执行诸如方法500的方法来提供用于无线充电的多模式控制。更具体地，方法500可以提供对发送参数的控制，例如电压水平控制、频率控制、相位控制和占空比控制。以这种方式，控制逻辑可以根据一个或更多个工作参数来有效地管理无线充电的操作模式及其基础发送参数。

方法500可以执行操作502，在操作502期间，可以启动ping阶段。因此，可以从发送器发送ping信号，以确定接收器是否存在。因此，在操作502期间，发送器可以发送ping信号，并且如果接收器在附近例如当停靠在充电站时，则可以接收来自接收器的响应。

方法500可以执行操作504，在操作504期间，可以开始电力传输阶段。因此，响应于识别出接收器的存在，发送器可以切换到电力传输阶段，在该电力传输阶段中，发送器根据一个或更多个发送参数生成被配置成向接收器的一个或更多个部件传输电力的信号。因此，在操作504期间，发送器可以从ping阶段切换到电力传输阶段。

方法500可以执行操作506，在操作506期间，可以确定传输模式。因此，如下面将更详细讨论的，发送器可以确定控制电力充电信号的各方面的各种发送参数，例如电压水平、频率、相位和占空比。更具体地，发送器可以选择将在电力传输阶段的至少一部分期间使用的特定的电力传输模式。如下面将更详细讨论的，发送器可以被配置成提供对这样的电力传输模式的智能和高效选择以及模式之间的切换，以提高电力传输的实现效率。

图6示出了根据各种实施方式配置的用于无线充电的方法的另一示例。类似于上面所讨论的，可以执行诸如方法600的方法来提供用于无线充电的多模式控制。更具体地，方法600可以提供对各种发送参数的控制。如将在下面更详细讨论的，传输电力阶段可以被配置成提供由发送器和接收器使用的充电模式的智能和动态管理。以这种方式，可以选择和调整充电模式以提高充电操作的整体效率。

方法600可以执行操作602，在操作602期间，可以启动ping阶段。如上面类似地讨论的，可以从发送器发送ping信号，以确定接收器是否存在。因此，在操作602期间，发送器可以发送ping信号，并且如果接收器在附近例如当停靠在充电站时，则可以接收来自接收器的响应。

方法600可以执行操作604，在操作604期间，可以开始电力传输阶段。因此，响应于识别出接收器的存在，发送器可以切换到电力传输阶段，在该电力传输阶段中，发送器生成被配置成根据一个或更多个发送参数向接收器的一个或更多个部件传输电力的信号。因此，在操作604期间，发送器可以从ping阶段切换到电力传输阶段。

方法600可以执行操作606，在操作606期间，可以确定电力传输模式。在各种实施方式中，可以基于接收器和/或发送器的一个或更多个工作参数来确定电力传输模式，所述工作参数例如是负载、频率和耦合因子以及接收器和发送器的其他配置参数。如下面将更详细讨论的，配置参数可以包括诸如占空比参数、电压参数、频率参数和/或模式改变值的参数。在一些实施方式中，这样的工作参数可以基于可以存储在存储器中的指定映射被映射到电力传输模式。这样的指定映射可能已经由诸如制造商的实体预先生成。在一个示例中，指定映射可以是查询表，该查询表被配置成基于一个或更多个工作参数返回电力传输模式。如将在下面更详细讨论的，指定映射还可以存储数据值，以将电力传输模式映射到被配置成实现每个电力传输模式的发送器参数。在一个示例中，这样的映射可能已经由诸如制造商之类的实体使用一个或更多个模拟工具来确定。因此，可以使用工作参数和配置参数来基于指定的映射选择特定的电力传输模式。以这种方式，可以基于接收器和/或发送器的当前工作参数来动态地选择电力传输模式。

在一些实施方式中，工作参数可以包括与电力变换器及其相关发送元件相关联的电流负载。例如，如果发送元件处于空载或轻载下，则电力传输模式可以被设置为占空比控制，并且占空比可以从50％变化到20％。否则，如果存在负载，则电力传输模式可以被设置为电压控制，并且电压可以从5V改变到12V。如果电压达到指定的阈值例如12V，并且存在一个或更多个其他工作参数例如控制误差，则电力传输模式可以改变为频率控制模式，并且因此将向接收器提供更多的电力。当在频率控制模式下时，频率可以从141KHz变化到110KHz。如果接收器被配置成支持高电力协议，则电力传输模式可以被设置为支持更高电压范围(例如12V至20V)的电压控制模式。在该示例中，如果达到20V的电压，则电力传输模式可以改变为频率控制模式。以这种方式，工作参数的变化可以被检测到并用于触发电力传输模式的变化，以确保连续地和动态地选择有效的电力传输模式。

方法600可以执行操作608，在操作608期间，发送器可以至少部分地基于发送参数生成信号。因此，可以基于指定的映射将所确定的电力传输模式映射到各种发送参数，并且发送器可以基于发送参数生成信号。该信号可以由接收器接收，并且用于对与接收器相关联的无线设备的一个或更多个部件进行充电。

将认识到，方法600可以在适当时被重复，以响应于新充电周期或操作的启动。因此，可以响应于接收器和/或发送器的工作参数的变化或一个或更多个其他变化来动态地更新电力传输模式。

图7示出了根据各种实施方式配置的用于无线充电的基于占空比的控制的方法的示例的图。如上面所讨论的，可以选择一种或更多种操作模式。如下面将更详细讨论的，可以执行诸如方法700的方法来确定是否应当使用占空比控制操作模式，以及是否应当更新或设置一个或更多个占空比参数。以这种方式，可以利用和动态地配置占空比控制操作模式。

方法700可以执行操作702，在操作702期间，可以确定一个或更多个操作模式参数。如上面类似地讨论的，ping阶段可能已经开始。在一些实施方式中，ping阶段可以在141KHz和5V PPS输入下操作。随后，可以执行配置和协商阶段，其中可以确定比例积分微分(PID)参数。例如，可以基于一个或更多个指定的参数来确定是否应当使用扩展功率分布(EPP)或基线功率分布(BPP)PID参数。在各种实施方式中，基于给定电力发送器设计的先前执行的模拟或数学建模，针对给定模式(例如BPP或EPP)确定PID参数。这样的模拟可能已经由诸如制造商的实体在设计过程期间执行，并且可以使用诸如的模拟工具或任何其他合适的模拟工具来执行。这些参数作为查找表存储在存储位置中。因此，对于所确定的模式，可以经由通过查找表返回的结果来检索初始PID参数。

随后，一旦检测到设备，就可以开始电力传输阶段以传输电力。在各种实施方式中，在电力传输阶段的启动期间，可以确定一个或更多个操作模式参数，以识别要用于电力传输的初始操作模式。因此，可以获得与LC发送元件相关联的线圈电流值，并且可以基于该电流值计算PID误差。

因此，在操作702期间，如果操作模式参数已被预先存储，则可以对其进行检索，以确定当前操作模式。这样的操作模式参数可以存储在存储器中，并且可以已经在本文公开的方法的先前迭代中被确定。如果没有存储操作模式参数，则可以选择默认值，该默认值可以由诸如制造商的实体来设置。在一些实施方式中，可以选择占空比控制操作模式的默认模式。如下面将更详细讨论的，可以执行一个或更多个附加操作来确定是否应当切换操作模式，以及是否应该选择不同的操作模式。在一个示例中，可以确定是否应当选择占空比控制操作模式的操作模式，以及是否应当修改或更新占空比控制操作模式的一个或更多个参数。

方法700可以执行操作704，在操作704期间，可以确定一个或更多个占空比参数是否等于或大于模式变化高变量。在一些实施方式中，模式变化高(MCH)值可以是被配置成确定何时退出或切换离开占空比控制模式的指定阈值。例如，MCH值可以是50％的阈值占空比值。此外，可以基于占空比调整参数和一个或更多个箝位电压来确定一个或更多个占空比参数。例如，标记为Duty_old的占空比参数可以是当前或现有的占空比参数。在一些实施方式中，可以使用任何合适的数学计算来计算设定点误差校正，以确定可以标记为duty_adjust的占空比调节参数。在各种实施方式中，箝位电压最大/最小占空比可能已经由诸如制造商的实体在仿真和设计过程期间预先确定，以避免控制系统振荡。如果确定一个或更多个占空比参数小于MCH值，则方法700可以前进到操作712，在操作712期间，可以设置新的占空比参数值。在各种实施方式中，可以通过将旧的占空比与占空比调整参数相加来确定新的占空比参数。在另一示例中，新的占空比参数可以被设置为箝位最大值。如果确定一个或更多个占空比参数等于或大于MCH值，则方法700可以进行到操作706。

因此，在操作706期间，可以确定是否存在可编程电源(PPS)适配器。可以基于无线充电设备的已知硬件能力来做出这样的确定。因此，如果确定PPS适配器不存在并且不可用，则方法700可以前进到操作710，在操作710期间，可以将操作模式设置为频率模式，这将在下面更详细地讨论。如果确定PPS适配器存在，则方法700可以前进到操作708。

因此，方法700可以执行操作708，在操作708期间，模式可以改变为PPS模式。在各种实施方式中，PPS模式被配置成使用到变换器桥的可编程电源输入。一旦设置为PPS模式，方法700可以进行到操作712。如上面所讨论的，在操作712期间，可以设置新的占空比参数值。在一个示例中，通过退出占空比控制模式并将新的占空比参数设置为箝位最大占空比值来进入PPS模式。

图8示出了根据各种实施方式配置的用于无线充电的基于电压的控制的方法的示例的图。如上面所讨论的，可以选择一种或更多种操作模式。如下面将更详细讨论的，可以执行诸如方法800的方法来确定是否应当使用电压控制操作模式，以及确定是否应该更新或设置一个或更多个电压参数。以这种方式，可以利用和动态地配置电压控制操作模式。

方法800可以执行操作802，在操作802期间，可以确定一个或更多个电压参数。如上面类似地讨论的，可能已经确定了初始操作模式。如果初始操作模式是电压模式，则可以确定一个或更多个电压参数。例如，可以基于现有或操作电压来确定标记为VBUS_old的电压参数。在一些实施方式中，设定点误差校正值可以使用任何合适的数学计算被确定，并且可以用于计算被标记为V_adjust的电压参数。

方法800可以执行操作804，在操作804期间，可以确定一个或更多个电压参数是否等于或大于模式变化高值。在一些实施方式中，模式变化高值可以是指定的阈值。例如，模式变化高值可以是21V。如上面类似地讨论的，模式变化高值可以被配置成确定何时退出电压控制模式，以及何时进入频率控制模式。在一些实施方式中，模式变化高值基于线圈电参数和系统能力参数来计算，这些参数可以由诸如制造商的实体在设计和仿真过程期间确定。如果确定一个或更多个电压参数大于或等于模式变化高值，则方法800可以执行操作806，并且操作模式可以改变为频率控制操作模式。

如果确定一个或更多个电压参数小于模式变化高值，则方法800可以执行操作808，在操作808期间，可以确定一个或更多个电压参数是否等于或小于模式变化低值。例如，模式变化低值可以是5V。在各种实施方式中，模式变化低值可以被配置成确定何时退出电压控制模式，以及何时进入占空比控制模式。如上面类似地讨论的，模式变化低值可以基于线圈电参数和系统能力参数来计算，这些参数可由诸如制造商的实体在设计和模拟过程期间确定。因此，如果确定一个或更多个电压参数等于或小于模式变化低值，则方法800可以执行操作810，在操作810中，操作模式可以改变为占空比控制操作模式。如果确定一个或更多个电压参数大于模式改变低值，则方法800可以执行操作812，在操作812期间，可以设置新的电压参数值。在一个示例中，新的电压参数可以是发送到PPS适配器的新PPS电压。在一些实施方式中，可以通过将VBUS_old与V_adjust相加来确定新的PPS电压。在各种实施方式中，PPS电压可以被设置为箝位的最大/最小VBUS值。

图9示出了根据各种实施方式配置的用于无线充电的基于频率的控制的方法的示例的图。如上面所讨论的，可以选择一种或更多种操作模式。如下面将更详细讨论的，可以执行诸如方法900的方法来确定是否应当使用频率控制操作模式，以及是否应当更新或设置一个或更多个频率参数。以这种方式，可以利用和动态地配置频率控制操作模式。

方法900可以执行操作902，在操作902期间，可以确定一个或更多个频率参数。如上面类似地讨论的，可能已经确定了初始操作模式。如果初始操作模式是频率模式，则可以确定一个或更多个频率参数。例如，标记为Freq_old的频率参数可以基于现有或操作频率来确定。在一些实施方式中，设定点误差校正值可以使用任何合适的数学计算来确定，并且可以用于计算被标记为Freq_adjust的频率参数。

方法900可以执行操作904，在操作904期间，可以确定一个或更多个频率参数是否等于或大于模式变化高值。在一些实施方式中，模式变化高值可以是指定的阈值。例如，模式变化高值可以是141KHz。模式变化高值可以被配置成确定何时退出频率控制模式，以及何时进入占空比控制模式。在一些实施方式中，基于电磁发射标准来计算模式变化高值。如果确定一个或更多个频率参数大于或等于模式变化高值，则方法900可以执行操作906，在操作906期间可以确定PPS适配器是否存在。

如上面所讨论的，可以基于无线充电设备的已知硬件能力来确定是否存在PPS适配器。因此，如果确定存在PPS适配器，则方法900可以执行操作908，并且操作模式可以改变为PPS操作模式。如果确定PPS适配器不存在，则操作模式可以改变为占空比控制操作模式。

返回操作904，如果确定一个或更多个频率参数小于模式变化高值，则方法900可以执行操作912，在操作912期间，可以确定一个或更多个频率参数是否等于或小于模式变化低值。例如，模式变化低值可以是110KHz。在各种实施方式中，模式变化低值可以被配置成确定何时退出频率控制模式，以及何时进入电压控制模式。如上面类似地讨论的，模式变化低值可以基于线圈电参数和系统增益参数来计算，这些参数可以由诸如制造商的实体在设计和仿真过程期间确定，以避免接收器和发送器上的过电压。如果确定一个或更多个频率参数等于或小于模式变化低值，则方法900可以执行操作914，在操作914期间，可以从PDO适配器请求新的电力输送对象(PDO)电压。

方法900可以执行操作916，在操作916期间，可以选择高频率和低占空比，并且可以将操作模式改变为占空比控制操作模式。在各种实施方式中，可以基于频率控制模式的模式变化高值来确定高频率，并且可以基于占空比控制模式的模式变化低值来确定低占空比。

返回操作912，如果确定一个或更多个频率参数大于模式变化低值，则方法900可以执行操作918，在操作918期间可以设置新的频率参数值。在一些实施方式中，新的频率参数可以由对Freq_old和Freq_adjust进行取整相加(addint(Freq_old,Freq_adjust))来确定。在各种实施方式中，新的频率参数可以被设置为一个或更多个箝位的最大/最小频率值。

尽管已经出于理解清楚的目的对前述构思进行了一些详细的描述，但是将明显的是，在所附权利要求书的范围内可以实践某些改变和修改。应当注意的是，存在许多实现处理、系统和设备的可替选的方法。因此，当前的示例被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (20)

1.一种用于无线充电的系统，所述系统包括：

电力变换器，其被配置成至少部分地基于多个发送参数来生成电力传输信号；

发送元件，其被配置成无线地发送所述电力传输信号；以及

控制器，其被配置成至少部分地基于多个工作参数和多个配置参数来确定所述电力变换器使用的电力传输模式。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，确定电力传输模式还包括确定所述多个发送参数。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述多个发送参数表示电压水平、频率、相位和占空比中的至少一个。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，至少部分地基于指定的映射来确定所述电力传输模式。

5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述指定的映射是被配置成基于一个或更多个工作参数来返回电力传输模式的查找表。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器被配置成控制包括在所述电力变换器中的变换器级。

7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述电力变换器是单级变换器。

8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器还被配置成：

响应于识别到所述多个工作参数的一个或更多个变化来改变所述电力传输模式。

9.根据权利要求8所述的系统，其中，工作参数的所述一个或更多个变化包括与所述发送元件相关联的负载的变化。

10.一种用于无线充电的方法，所述方法包括：

使用处理设备，至少部分地基于多个工作参数和多个配置参数来确定电力变换器使用的电力传输模式；

使用电力变换器，至少部分地基于多个发送参数生成电力传输信号；以及

使用发送元件来发送所述电力传输信号。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述确定电力传输模式还包括：

确定所述多个发送参数。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述多个发送参数表示电压水平、频率、相位和占空比中的至少一个。

13.根据权利要求10所述的方法，其中，至少部分地基于指定的映射来确定所述电力传输模式。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述指定的映射是被配置成基于一个或更多个工作参数来返回电力传输模式的查找表。

15.根据权利要求10所述的方法，还包括：

响应于识别到工作参数的一个或更多个变化来改变所述电力传输模式。

16.一种用于无线充电的设备，所述设备包括：

控制器，其包括处理元件以至少部分地基于多个工作参数和多个配置参数来确定电力变换器使用的电力传输模式；以及

占空比控制逻辑，其包括处理元件，所述处理元件被配置成基于所确定的电力传输模式来生成用于所述电力变换器的至少一个控制信号。

17.根据权利要求16所述的设备，其中，确定电力传输模式还包括确定表示电压水平、频率、相位和占空比中的至少一个的多个发送参数。

18.根据权利要求16所述的设备，其中，至少部分地基于指定的映射来确定所述电力传输模式，并且其中，所述指定的映射是被配置成基于一个或更多个工作参数来返回电力传输模式的查找表。

19.根据权利要求16所述的设备，其中，所述控制器包括脉宽调制器。

20.根据权利要求16所述的设备，其中，所述控制器还被配置成：

响应于识别到工作参数的一个或更多个变化来改变所述电力传输模式。