CN117837055A - 无线功率模式切换 - Google Patents

Abstract

一种电子设备(其能够同时传输和接收无线功率)可物理地并且感应地耦合到能够移除的附件(其仅接收无线功率)。该电子设备和能够移除的附件可任选地放置在功率传输设备上。响应于该电子设备和能够移除的附件放置在无线功率传输设备上，该电子设备可以从功率传输模式(其中该电子设备将无线功率传输到该能够移除的附件)切换到功率接收模式(其中该电子设备从该无线功率传输设备接收无线功率)。为了确保在该场景中该电子设备检测到该无线功率传输设备并且切换到该功率接收模式，该电子设备可在处于该功率传输模式下时以由睡眠周期分隔的突发来传输无线功率。

Description

无线功率模式切换

本申请要求于2021年10月28日提交的美国专利申请17/513,581号以及于2021年8月23日提交的美国临时专利申请63/236,084号的优先权，这些专利申请据此全文以引用方式并入本文。

技术领域

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

背景技术

在无线充电系统中，无线功率传输设备诸如充电垫向无线功率接收设备诸如便携式电子设备传输无线功率。无线功率接收设备具有线圈和整流器电路。线圈从无线充电垫接收交流无线功率信号。整流器电路将接收的信号转换为直流功率。

发明内容

无线功率系统可以包括一个或多个无线功率传输设备、一个或多个无线功率接收设备以及一个或多个无线功率传输和接收设备。该无线功率传输设备可包括线圈和耦合到线圈的无线功率传输电路。无线功率传输电路可被配置为利用线圈传输无线功率信号。该无线功率接收设备可包括被配置为从无线功率传输设备接收无线功率信号的线圈以及被配置为将无线功率信号转换为直流功率的整流器电路。无线功率传输和接收设备可以包括至少一个线圈，以及无线功率传输电路和无线功率接收电路两者。

一种电子设备(其能够同时传输和接收无线功率)可物理地并且感应地耦合到能够移除的附件(其仅接收无线功率)。能够移除的附件可以具有无线充电线圈，该无线充电线圈被配置为当能够移除的附件耦合到电子设备时从电子设备接收无线功率。电子设备和能够移除的附件可任选地放置在功率传输设备上。

响应于电子设备和(附接的)能够移除的附件放置在无线功率传输设备上，电子设备可以从功率传输模式(其中电子设备将无线功率传输到能够移除的附件)切换到功率接收模式(其中电子设备从无线功率传输设备接收无线功率)。为了确保在该场景中电子设备检测到无线功率传输设备并且切换到功率接收模式，电子设备可在处于功率传输模式下时以由睡眠周期分隔的突发来传输无线功率。当电子设备和(附接的)能够移除的附件位于无线功率传输设备上时，能够移除的附件可虹吸由无线功率传输设备传输到电子设备的无线功率中的一些无线功率。

附图说明

图1是根据一个实施方案的例示性无线功率系统的示意图。

图2是根据一个实施方案的例示性无线功率传输和接收电路的电路图。

图3是根据一个实施方案的可包括在无线功率系统中的例示性能够移除的附件的顶视图。

图4是根据一个实施方案的包括附接到能够移除的附件的电子设备的例示性无线功率系统的横截面侧视图。

图5是根据一个实施方案的包括电子设备的例示性无线功率系统的横截面侧视图，该电子设备附接到能够移除的附件并且感应耦合到功率传输设备。

图6是根据一个实施方案的包括在不存在介入能够移除的附件的情况下感应耦合到无线功率传输设备的电子设备的例示性无线功率系统的横截面侧视图。

图7是示出根据一个实施方案的充电盘和蜂窝电话的例示性操作的时序图。

图8是根据一个实施方案的无线功率系统中的电子设备的例示性操作模式的状态图。

图9是根据一个实施方案的由电子设备响应于被附接到能够移除的附件而执行的例示性操作的流程图。

图10是根据一个实施方案的由电子设备响应于放置在功率传输垫上同时附接到能够移除的附件而执行的例示性操作的流程图。

具体实施方式

无线功率系统可以包括传输无线功率的一个或多个电子设备、接收无线功率的一个或多个电子设备，以及同时传输和接收无线功率的一个或多个电子设备。该无线功率传输设备可以是例如无线充电垫或无线充电盘。无线功率接收设备可以是例如以下设备：诸如腕表、蜂窝电话、平板电脑、膝上型计算机、附件诸如壳体，或其他电子装备。无线功率传输和接收设备可以是电子设备壳体(例如，蜂窝电话的壳体)、蜂窝电话、平板电脑、膝上型计算机，或其他电子装备。无线功率传输设备可以将功率无线传输到无线功率接收设备。无线功率接收设备使用来自无线功率传输设备的功率来为设备供电以及为内部电池充电。

在一个例示性配置中，电子设备(诸如蜂窝电话)可被配置为同时接收和传输无线功率。蜂窝电话能够与被配置为接收无线功率的附件设备一起操作。蜂窝电话可任选地与附件设备适配。当蜂窝电话与附件设备适配时，蜂窝电话可将无线功率传递到附件设备。当蜂窝电话和适配的附件设备放置在诸如充电盘的功率传输设备上时，蜂窝电话可以从功率传输模式切换到功率接收模式并且从充电盘接收无线功率。在此配置中，附件设备可虹吸由充电盘传输的功率中的一些功率。

图1中示出了例示性无线功率系统(无线充电系统)。如图1所示，无线功率系统8可以包括一个或多个无线功率传输设备诸如无线功率传输设备12、一个或多个无线功率接收设备诸如无线功率接收设备24，以及能够同时传输和接收无线功率(同时或在不同的时间)的一个或多个电子设备诸如无线功率传输和接收设备18。应当理解，每种类型的设备中的一者或多者可以在任何给定时间存在于无线功率系统中，其中设备以流体方式添加到系统以及从系统移除。另外，一个或多个设备可在连线状态(其中设备从壁装插座或其他功率源接收功率)和非连线状态(其中设备电池用于给设备供电)之间切换。功率传输和接收设备18的功能可根据系统在给定时间的布置而改变。功率传输和接收设备在一些场景中可以仅传输功率，在一些场景中可以仅接收功率，并且在一些场景中可以同时传输和接收功率。在一些场景中，功率传输设备12可以将功率直接传输到功率接收设备24。在其他场景中，功率传输设备12可以将功率传输至功率传输和接收设备18，然后该功率传输和接收设备将功率传输至功率接收设备24。每个设备的功能以及系统内每个设备之间的感应耦合可以随着设备添加到系统以及从系统移除而更新。

无线功率传输设备12包括控制电路16。无线功率接收设备24包括控制电路30。无线功率传输和接收设备18包括控制电路78。系统8中的控制电路，诸如控制电路16、控制电路30和控制电路78用于控制系统8的操作。此控制电路可包括与微处理器、功率管理单元、基带处理器、数字信号处理器、微控制器和/或具有处理电路的专用集成电路相关联的处理电路。处理电路在设备12、18和24中实现期望的控制和通信特征。例如，处理电路可以用于选择线圈、确定功率传输水平、处理传感器数据和其他数据，以检测外来对象并执行其他任务、处理用户输入、处置设备12、18和24之间的协商、发送和接收带内和带外数据、进行测量，以及以其他方式控制系统8的操作。

系统8中的控制电路可被配置为使用硬件(例如专用硬件或电路)、固件和/或软件在系统8中执行操作。用于在系统8中执行操作的软件代码存储在控制电路8中的非暂态计算机可读存储介质(例如有形计算机可读存储介质)上。软件代码有时可被称为软件、数据、程序指令、指令或代码。非暂态计算机可读存储介质可包括非易失性存储器诸如非易失性随机存取存储器(NVRAM)、一个或多个硬盘驱动器(例如，磁盘驱动器或固态驱动器)、一个或多个可移动闪存驱动器、或其他可移动介质等。存储在非暂态计算机可读存储介质上的软件可以在控制电路16、30和/或78的处理电路上执行。处理电路可以包括具有处理电路的专用集成电路、一个或多个微处理器、中央处理单元(central processing unit，CPU)或其他处理电路。

功率传输设备12可以是独立的功率适配器(例如，包括功率适配器电路的无线充电垫或充电盘)，可以是通过缆线连接到功率适配器或其他装备的无线充电垫或无线充电盘，可以是便携式设备，可以是已经结合到家具、车辆或其他系统的装备，可以是能够移除的电池壳体或可以是其他无线功率传递装备。其中无线功率传输设备12是无线充电垫或无线充电盘的例示性配置在本文中有时作为示例进行描述。

功率接收设备24可以是便携式电子设备，诸如腕表、蜂窝电话、膝上型计算机、平板电脑、附件诸如耳塞，或其他电子装备。功率传输设备12可连接到壁装插座(例如，交流功率源)，可具有用于供电的电池32，并且/或者可具有另一功率源。功率传输设备12可具有用于将来自壁装插座或其他功率源的AC功率转换成DC功率的交流(AC)-直流(DC)功率转换器，诸如AC-DC功率转换器14。DC功率可用以为控制电路16供电。在操作期间，控制电路16中的控制器使用功率传输电路52来向设备24的功率接收电路54传输无线功率。为简单起见，本文描述了功率传输设备12将无线功率传输到功率接收设备24的示例。然而，应当理解，在无线功率传递操作期间，功率传输和接收设备18可以替代功率传输设备和功率接收设备中的一者或两者。

功率传输电路52可具有开关电路(例如，由晶体管形成的逆变器电路61)，该开关电路基于由控制电路16提供的控制信号而接通或关闭，以形成通过一个或多个无线功率传输线圈诸如无线功率传输线圈36的AC电流信号。这些线圈驱动信号使得线圈36传输无线功率。线圈36可以被布置成平面线圈阵列，或者可以被布置成形成线圈的群集。在一些布置方式中，设备12(例如，充电垫、充电盘等)可仅具有单个线圈。在其他布置方式中，无线充电设备可具有多个线圈(例如，两个或更多个线圈、5-10个线圈、至少10个线圈、10-30个线圈、少于35个线圈、少于25个线圈或其他合适数量的线圈)。

当AC电流通过一个或多个线圈36时，产生交流电磁(例如，磁)场(无线功率信号44)，这些交流电磁场由一个或多个对应的接收器线圈，诸如在功率接收设备24中的一个或多个线圈48接收。换句话讲，线圈36中的一个或多个感应耦合到线圈48中的一个或多个。设备24可具有单个线圈48、至少两个线圈48、至少三个线圈48、至少四个线圈48、或其他合适数量的线圈48。当交流电磁场被线圈48接收时，在线圈48中感生出对应的交流电流。用于传输无线功率的AC信号可具有任何合适的频率(例如，100kHz-400kHz等)。整流器电路诸如整流器电路50(其包括整流部件，诸如布置在桥式网络中的同步整流金属氧化物半导体晶体管)将从一个或多个线圈48接收的AC信号(与电磁信号44相关联的接收的交流信号)转换为DC电压信号以用于给设备24供电。

由整流器电路50产生的DC电压(有时被称为整流器输出电压Vrect)可用于对电池诸如电池58充电，并且可用于对设备24中的其他部件(诸如控制电路30、输入-输出设备56等)供电。例如，设备24可包括输入-输出设备56。输入-输出设备56可包括用于采集用户输入和/或进行环境测量的输入设备，并且可包括用于向用户提供输出的输出设备。例如，输入-输出设备56可包括用于创建视觉输出的显示器(屏幕)、用于将输出呈现为音频信号的扬声器、发光二极管状态指示灯以及用于发射向用户提供状态信息和/或其他信息的光的其他发光部件、用于生成振动和其他触觉输出的触觉设备，和/或其他输出设备。输入-输出设备56还可包括用于采集来自用户的输入和/或用于对系统8的周围环境进行测量的传感器。设备12可以任选地具有一个或多个输入-输出设备70(例如，结合输入-输出设备56所述类型的输入设备和/或输出设备)。设备18可以任选地具有一个或多个输入-输出设备92(例如，结合输入-输出设备56所述类型的输入设备和/或输出设备)。

图1中分别包括电池58和94的功率接收设备24和功率传输和接收设备18的示例仅仅是例示性的。如果需要，电子设备可以包括用于存储电荷的超级电容器而不是电池。例如，功率接收设备24可以包括超级电容器来代替电池58。电池58因此有时可被称为功率存储设备58或超级电容器58。相似地，功率传输和接收设备18可以包括超级电容器来代替电池94。电池94因此有时可被称为功率存储设备94或超级电容器94。

设备12、设备18和/或设备24可以使用带内或带外通信进行无线通信。在一些示例中，频移键控(FSK)和/或幅移键控(ASK)可以用于在设备12、18和24之间传送带内数据。在这些FSK和ASK传输过程中，可以无线地传输功率。在一些示例中，设备12具有无线收发器电路40，该无线收发器电路使用天线来(例如，向设备18或设备24)无线地传输带外信号。无线收发器电路40可以用于使用天线来从设备18或24无线地接收带外信号。设备24可以具有传输带外信号的无线收发器电路46。无线收发器46中的接收器电路可以使用天线来接收带外信号。设备18可以具有传输带外信号的无线收发器电路80。无线收发器80中的接收器电路可以使用天线来接收带外信号。无线收发器电路40、46和80也可以用于使用线圈36、48和90在设备12、24和18之间进行带内传输。

期望功率传输设备12、功率传输和接收设备18以及功率接收设备24能够传达某些信息诸如接收到的功率，以控制无线功率传递。但是，上述技术无需涉及传输个人能够识别的信息即可发挥作用。出于充分的谨慎，需要注意的是在某种程度上，如果该收费技术的任何实施涉及使用个人能够识别的信息，则实施者应遵循通常被认为符合或超过行业或政府要求以维护用户隐私的隐私政策和实践。

控制电路16具有外部对象测量电路41，该外部对象测量电路可用于检测设备12的外壳的充电表面上的外部对象(例如，在充电垫的顶部上，或者如果需要，以检测与充电盘的耦合表面相邻的对象)。充电表面可以由设备12的上部外壳壁的平坦外表面形成或者可以具有其他形状(例如，凹形或凸形等)。在设备12形成充电盘的布置方式中，充电盘可以具有与设备24的形状适配的表面形状。如果需要，充电盘或其他设备12可以具有磁体，该磁体将设备12能够移除地附接到设备24(例如，使得线圈48在无线充电期间与线圈36对准)。

电路41可检测外来对象诸如线圈、回形针和其他金属对象，并且可检测无线功率接收设备24的存在(例如，电路41可检测一个或多个线圈48和/或与线圈48相关联的磁芯材料的存在)。测量电路41还可用于使用电容式传感器进行传感器测量，可用于进行温度测量，并且/或者可以其他方式用于采集指示外来物体或其他外部物体(例如，设备18或24)是否存在于设备12上的信息。

功率传输和接收设备18可以是通过缆线连接到功率适配器(例如，AC至USB功率适配器)或其他装备的无线充电垫或无线充电盘，可以是已经结合到家具、车辆或其他系统的装备，可以是能够移除的电池壳体，可以是便携式电子设备诸如腕表、蜂窝电话、膝上型计算机、平板电脑、附件诸如耳塞，或其他电子装备。功率传输和接收设备18能够同时传输和接收无线功率。因此，功率传输和接收设备18可以包括功率传输部件，类似于功率传输设备12。功率传输和接收设备18还可以包括功率接收部件，类似于功率接收设备24。

功率传输和接收设备18可以具有交流(AC)到直流(DC)功率转换器诸如AC-DC功率转换器96，以用于将来自壁装插座或其他功率源的AC功率转换成DC功率。DC功率可以用于为控制电路78供电。控制电路78包括无线收发器电路80，该无线收发器电路用于带内通信(使用线圈90)和带外通信(使用天线)。控制电路78还可以任选地包括测量电路82(例如，结合测量电路41所述类型的测量电路)。

设备18中的无线功率电路84可以包括逆变器86和整流器88两者。逆变器电路86(例如，由晶体管形成)可以基于由控制电路78提供的控制信号来接通和断开，以形成通过一个或多个线圈诸如线圈90的AC电流信号。这些线圈驱动信号使得线圈90传输无线功率。线圈90可以被布置成平面线圈阵列，或者可以被布置成形成线圈的群集。在一些布置方式中，设备18可以具有仅单个线圈。在其他布置方式中，设备18可以具有多个线圈(例如，两个或更多个线圈、5-10个线圈、至少10个线圈、10-30个线圈、少于35个线圈、少于25个线圈或其他合适数量的线圈)。

当AC电流经过一个或多个线圈90时，产生交流电磁(例如，磁)场(无线功率信号44)，这些交流电磁场由一个或多个对应的接收器线圈诸如在功率接收设备24中的线圈48接收。换句话讲，线圈90中的一个或多个可以感应耦合到线圈48中的一个或多个。

功率传输和接收设备18还可以接收无线功率(例如，来自功率传输设备12)。线圈90可以从传输线圈36接收交流电磁场，从而在线圈90中产生对应的交流电流。整流器电路诸如整流器电路88，该整流器电路包括整流部件诸如布置在桥式网络中的同步整流金属氧化物半导体晶体管，将从一个或多个线圈90接收到的AC信号(与电磁信号44相关联的接收到的交流信号)转换为DC电压信号以用于给设备18供电。由整流器电路88产生的DC电压可用于给电池诸如电池94充电，并且可用于给设备18中的其他部件供电。

图1中每种类型的设备之间的交变电磁场的描绘仅仅是例示性的(以示出可能的感应耦合的类型)。实际上，交变电磁场将仅在系统内的选择设备之间传送。例如，传输设备12可以向设备24和设备18传输功率(而设备18不单独地向设备18传输功率)。在另一示例中，传输设备12将功率传输到设备18，该传输设备将功率传输到24(而无需从设备12到设备24的直接功率交换)。

在一些应用中，功率传输和接收设备18仅传输无线功率(例如，使用逆变器86和线圈90)。在一些应用中，功率传输和接收设备18仅接收无线功率(例如，使用整流器88和线圈90)。在一些应用中，功率传输和接收设备同时接收和传输无线功率。当同时接收和传输无线功率时，设备18可以任选地执行与逆变器86和整流器88相关联的功率传输和功率接收操作两者(例如，设备18使用整流器来对电池充电并操作该设备，并且独立地使用逆变器来传输所需量的功率)。另选地，设备18可以在不对功率进行整流的情况下中继所接收到的无线功率信号。设备18可以仅包括一个线圈，该一个线圈用于无线功率传输和无线功率接收两者。另选地，设备18可以具有至少一个专用无线功率传输线圈和至少一个专用无线功率接收线圈。设备18可以具有多个线圈，该多个线圈全部用于无线功率传输和无线功率接收两者。设备18中的不同线圈可以任选地在不同操作模式下短接在一起。

图2是系统8的例示性无线充电电路的电路图。示出了功率传输设备12和功率接收设备24的无线充电电路。然而，应当理解，设备18可以具有用于功率传输和功率接收两者的对应部件，并且如果需要，可以用于代替设备12和/或设备24。如图2所示，电路52可以包括逆变器电路诸如一个或多个逆变器61或产生无线功率信号的其他驱动电路，该无线功率信号通过输出电路传输，该输出电路包括一个或多个线圈36和电容器诸如电容器71。在一些实施方案中，设备12可包括多个单独控制的逆变器61，每个逆变器向相应线圈36提供驱动信号。在其他实施方案中，使用切换电路在多个线圈36之间共享逆变器61。

在操作期间，用于一个或多个逆变器61的控制信号由控制电路16在控制输入端74处提供。图2的示例中示出了单个逆变器61和单个线圈36，但如果需要，可使用多个逆变器61和多个线圈36。在多线圈配置中，切换电路(例如，复用器电路)可用于将单个逆变器61耦合到多个线圈36并且/或者每个线圈36可耦合到相应的逆变器61。在无线功率传输操作期间，一个或多个所选择的逆变器61中的晶体管由来自控制电路16的AC控制信号驱动。逆变器之间的相对相位可动态地调节。例如，一对逆变器61可产生同相或异相(例如，180度异相)的输出信号。

使用逆变器61(例如，晶体管或电路52中的其他开关)来施加驱动信号，使得由所选择的线圈36和电容器71形成的输出电路产生交流电磁场(信号44)，该交流电磁场由无线功率接收电路54使用无线功率接收电路接收，该无线功率接收电路由设备24中的一个或多个线圈48和一个或多个电容器72形成。

如果需要，可由控制电路16来调节驱动线圈36之间的相对相位(例如，线圈36中的一个线圈的相位，该线圈相对于线圈36中的被驱动的另一个相邻线圈被驱动)，以有助于增强设备12和设备24之间的无线功率传递。整流器电路50耦合到一个或多个线圈48，并将接收到的功率从AC转换为DC，并在整流器输出端子76上提供对应的直流输出电压Vrect以用于为设备24中的负载电路供电(例如，用于对功率存储设备58充电，用于为显示器和/或其他输入-输出设备56供电，以及/或者用于为其他部件供电)。单个线圈48或多个线圈48可包括在设备24中。

如前所述，使用线圈36和线圈48的带内传输可用于在设备12和设备24之间传送(例如，传输和接收)信息。在一种例示性配置的情况下，使用频移键控(FSK)来将带内数据从设备12传输至设备24，并且使用幅移键控(ASK)来将带内数据从设备24传输至设备12。换句话讲，传输无线功率的设备可以使用FSK来向接收无线功率的设备传输带内数据(无论设备是专用功率传输/接收设备12/24还是功率接收和传输设备18)。接收无线功率的设备可以使用ASK来向传输无线功率的设备传输带内数据(无论设备是专用功率传输/接收设备12/24还是功率接收和传输设备18)。

在这些FSK和ASK发射期间，功率可从设备12无线地输送到设备24。尽管功率传输电路52以功率传输频率将AC信号驱动到线圈36的一个或多个线圈中以产生信号44，但无线收发器电路40可使用FSK调制来调制驱动AC信号的功率传输频率，并且由此调制信号44的频率。在设备24中，线圈48用于接收信号44。功率接收电路54使用线圈48上的所接收信号和整流器50来产生DC功率。同时，无线收发器电路46监测通过一个或多个线圈48的AC信号的频率，并且使用FSK解调来从信号44中提取所传输的带内数据。这种方法允许通过线圈36和48将FSK数据(例如，FSK数据分组)在带内从设备12传输至设备24，同时使用线圈36和48将功率从设备12无线地传送至设备24。

设备24与设备12之间的带内通信可使用ASK调制和解调技术。无线收发器电路46通过使用开关(例如收发器46中耦合线圈48的一个或多个晶体管)将带内数据发射到设备12以调制功率接收电路54(例如线圈48)的阻抗。这继而调制信号44的振幅以及通过一个或多个线圈36的AC信号的振幅。无线收发器电路40监测通过一个或多个线圈36的AC信号的振幅，并且使用ASK解调从由无线收发器电路46传输的这些信号提取传输的带内数据。使用ASK通信允许通过线圈48和36将ASK数据位(例如，ASK数据分组)在带内从设备24传输至设备12，同时使用线圈36和48将功率从设备12无线地传送至设备24。

用于将带内数据从功率传输设备12传送到功率接收设备24的FSK调制和用于将带内数据从功率接收设备24传送到功率传输设备12的ASK调制的示例仅仅是例示性的。一般来讲，可使用任何期望的通信技术将信息从功率传输设备12传送至功率接收设备24以及从功率接收设备24传送至功率传输设备12。一般来讲，可在带内通信期间(使用ASK或FSK)同时地在设备之间传送无线功率。

用于无线功率传输的功率传输频率可以是例如至少80kHz、至少100kHz、介于100kHz和205kHz之间、小于500kHz、小于300kHz、介于100kHz和400kHz之间或其他合适的无线功率频率的预先确定的频率。在一些配置中，功率发射频率可在设备12与24之间的通信中进行协商。在其他配置中，功率发射频率可以是固定的。

已经描述了可以在设备之间同时传送功率，同时使用带内通信来进行设备之间的数据传输。换句话讲，在一些示例中，带内通信可以依赖于功率传输信号的调制(例如，调制功率传输频率或调制功率传输频率下的信号的振幅)。然而，可以使用不依赖于功率传输信号的调制的其他通信技术。例如，信号(有时称为带内信号)可以在不同于功率传输频率的频率下在系统中的线圈之间传送。使用线圈(例如，线圈36、48和90)传送的信号(以与功率传输频率相同的频率或不同的频率)可以被认为是带内信号。

此外，应当指出的是，在设备同意功率传输速率、功率传递速率等之前，可能在设备之间发生带内通信。在初始检测和感应耦合之后，设备可以经历握手过程以确定兼容性、协商功率传递频率、协商功率传递速率等。在该过程期间，带内通信可以涉及功率传输频率下的信号的FSK和/或ASK调制。因此，无线功率在该过程期间传输。这是有利的，因为即使功率接收设备具有很少剩余电池功率或没有剩余电池功率，这也允许设备完成握手过程。即使最终在设备之间的协商不导致无线功率的持续传输(例如，即使设备不进入专用功率传递相位)，无线功率在带内通信期间的这种传输也可在握手过程期间发生。

功率传输和接收设备18中的至少一个线圈可用于传输或接收无线功率(取决于无线充电系统内的条件)。然而，线圈并不同时传输和接收无线功率。因此，设备内的控制电路可用于在任何给定时间控制线圈是用于传输还是接收无线功率。

无线充电系统8中的设备可任选地耦合(例如，物理耦合)到诸如壳体的能够移除的附件。壳体可任选地具有无线充电功能(例如，壳体可以能够接收和/或传输无线功率)。当设备物理耦合到能够移除的附件并且能够移除的附件具有无线充电功能时，设备和能够移除的附件也可以感应耦合。图3是诸如能够移除的壳体的附件的顶视图。

能够移除的附件102(有时被称为能够移除的壳体或能够移除的盖)可具有允许壳体102与另一设备适配的任何合适的形状。附件102和与其耦合的设备可各自用作功率传输设备、功率接收设备或功率传输和接收设备。由附件102保持的设备可以是便携式电子设备，诸如腕表、蜂窝电话、膝上型计算机、平板电脑、附件诸如耳塞，或其他电子装备。

在图3的示例中，附件102包括矩形凹槽，该矩形凹槽具有被周边侧壁102W和/或其他合适的耦合结构(带、夹、套管、角凹坑等)围绕的壁102R，其允许附件102接收并耦合到附加设备。壁102R在耦合到设备时可定位成与设备的背面相邻，并且因此有时可被称为后壁102R。当希望保护附件102中的附加设备时，设备(例如，设备的外壳)可被压配到由附件102的侧壁102W和/或后壁102R形成的凹槽中，使用磁体、夹或带耦合到附件102，或以其他方式耦合到附件102。附件102可由织物、皮革、聚合物、其他材料和/或这些材料的组合形成。如先前所提及的，在一些实施方案中，附件102可包括各自传输和/或接收无线功率的一个或多个线圈。

图4是示出感应耦合到能够移除的壳体102的设备100的横截面侧视图。图4中的设备100和能够移除的壳体102也物理地附接(例如，能够移除的壳体102接收设备100)。设备100可具有外壳164和位于外壳中的无线功率线圈122。外壳164可由塑料、玻璃、陶瓷、纤维复合材料、金属(例如，不锈钢、铝等)、其他合适的材料或这些材料中的任意两种或更多种的组合形成。壳体102可具有与外壳164的形状一致的凹槽。在一个例示性示例中，设备100是功率传输和接收设备(例如，图1中的设备18)。一般来讲，设备100可以是能够移除的电池壳体、便携式电子设备诸如腕表、蜂窝电话、膝上型计算机、平板电脑、附件诸如耳塞，或其他电子装备。本文中，将描述其中设备100为能够同时传输和接收无线功率的便携式电子设备(诸如蜂窝电话)的示例。设备100中的线圈122可在给定时间传输无线功率或接收无线功率。

能够移除的壳体102可包括一个或多个介电层142(例如，散装介电材料)，诸如织物、皮革、聚合物(例如，聚氨酯)、其他材料和/或这些材料的组合的一个或多个层。一个或多个线圈可以嵌入在一个或多个介电材料层中。一般来讲，设备102可以是能够移除的电池壳体、便携式电子设备诸如腕表、蜂窝电话、膝上型计算机、平板电脑、附件诸如耳塞、另一附件设备(例如，壳体)，或其他电子装备。本文中，将描述其中设备102为诸如被配置为接收无线功率(但不传输无线功率)的壳体的附件设备的示例。

如图4所示，能够移除的壳体102可包括第一线圈114。如图所示，线圈114可以与能够移除的壳体102的第一表面106相邻。能够移除的壳体可以被配置为使得当能够移除的壳体102物理耦合到设备100时表面106被定位成与设备100相邻。因此，当能够移除的壳体102物理(并且感应)耦合到设备100时，线圈114可以被定位成与设备100(以及对应的线圈122)相邻。因此，线圈114可用于从设备100接收无线功率。

线圈122可能够传输或接收无线功率信号。当线圈122未感应耦合到附加线圈时，线圈122可处于待机模式。当线圈122待机时(例如，处于待机模式或待机状态)时，线圈不连续地传输或接收无线功率信号。换句话讲，当线圈尚未进入专用功率传递阶段时，发生待机模式。当线圈122处于待机模式时，设备100可以间歇地检查与表面108相邻的另一设备的存在(例如，使用线圈122或设备中的另一传感器)。例如，线圈122可以在待机时间歇地传输低功率查验，以便监测正被添加到系统的另一设备。另选地或除此之外，磁性传感器(例如，霍尔效应传感器)、另一类型的传感器、近场通信(NFC)天线、或另一期望部件可用于检测与设备100的表面108相邻的另一设备。线圈122可以另外准备在待机时发送传输(例如，ASK传输)。如果线圈122从系统中的另一设备接收到数字查验，则该线圈可以立即响应该传输。

当设备100耦合到设备102时，设备100中的磁性传感器或其他传感器可以检测附件设备102的存在。磁性传感器对附件设备的检测可以触发设备100和设备102之间的近场通信。设备100可以使用近场通信来验证存在的附件设备102的类型。在该示例中，设备100识别设备102为功率接收设备(例如，被配置为仅接收无线功率的设备)。因此，设备100可进入其中线圈122传输无线功率信号的功率传递模式。

当线圈122用于将无线功率传输到线圈114时，逆变器电路(例如，图1中的逆变器86)可驱动线圈122以产生磁通量。设备102中的线圈114可耦合到整流器电路(例如，图1中的整流器50)。整流器电路将从线圈114接收到的AC信号转换为DC电压信号，以用于为设备102供电并且/或者为设备102中的超级电容器58充电。

在一些情况下，设备100和附件102可以物理耦合在一起并且可以放置在功率传输设备上。在图5中示出了该种类型的情况。在该场景中，功率传输设备104可向设备100传输无线功率。同时，设备102可虹吸所传输的功率中的一些功率以便也对其超级电容器充电(例如，设备104将无线功率传输到设备100和102两者)。

类似于如结合图1所论述的，图5中的功率传输设备104可为无线充电垫、无线充电盘(例如，专用无线功率传输设备)或另一电子设备(例如，无线功率传输和接收设备诸如充电壳体)。本文描述了功率传输设备104是无线充电盘的示例。无线充电盘104可连接到壁装插座(例如，交流功率源)。使用来自该功率源的功率，无线充电盘104可向一个或多个设备传输无线功率。

在图5中，功率传输设备104中的线圈126可以向设备100中的线圈122传输无线功率信号。逆变器电路可驱动线圈126以产生磁通量。设备100中的线圈122可耦合到整流器电路(例如，图1中的整流器88)。整流器电路将从线圈122接收的AC信号转换为DC电压信号，用于为设备100供电并且/或者为设备100中的电池充电。

当线圈126向设备100中的线圈122传输无线功率信号时，附件102中的线圈114可以虹吸无线功率信号中的一些无线功率信号。换句话讲，初级无线功率传递操作在线圈126与线圈122之间执行。可在不考虑介入附件设备102的存在的情况下执行功率传递操作。换句话讲，功率传输频率可由设备100和104基于关于设备100和104的信息来选择。在初始握手过程期间，设备100和104可以不考虑附件102的存在。

一旦设备100和104进入功率传递阶段，附件102就可以虹吸由功率传输设备104传输的功率中的一些功率。附件设备102可具有小厚度110以在存在附件设备102时最大化从设备104到设备100的功率传递的效率。厚度110(例如，附件的后壁的厚度)可以例如小于10毫米、小于8毫米、小于6毫米、小于4毫米、小于3毫米、小于2毫米、小于1毫米、介于0.1毫米和5毫米之间等。

在一些场景中，设备100可以在不存在介入附件设备102的情况下放置在功率传输设备104上。在图6中示出了该种类型的情况。在该场景中，功率传输设备104可向设备100传输无线功率。值得注意的是，设备104和100的操作在图6中相对于图5可以是不变的。换句话讲，设备104使用与图5中相同的过程将无线功率传输到图6中的设备100，即使附件在一个场景中存在(在图5中)并且在另一场景中不存在(在图6中)。

线圈114、122和126中的每个线圈可由单股导线、具有多个并联连接的线的多股导线、编织线、利兹线、导电油墨或导电迹线(诸如印刷电路板上的多层迹线)或适于形成线圈的其他导电元件缠绕而成。

设备100、102和104还可任选地包括磁性对准结构。如图4至图6所示，设备100包括磁性对准结构124。设备102包括第一磁性对准结构118和第二磁性对准结构116。设备104包括磁性对准结构128。系统中的每个磁性对准结构可与系统中的对应磁性对准结构磁耦合。例如，传输设备104中的对准结构128可以与能够移除的附件102中的对准结构116磁耦合。当设备104中的对准结构128耦合到设备102中的对准结构116时，线圈126可与线圈114对准。因此，磁性对准结构确保线圈114相对于线圈126的正确对准。当设备100放置在发射器104上而不存在附件设备102时，传输设备104中的对准结构128可以与设备100中的对准结构124磁耦合。当设备104中的对准结构128耦合到设备100中的对准结构124时，线圈126可与线圈122对准。因此，磁性对准结构确保线圈122相对于线圈126的正确对准。

能够移除的附件102中的对准结构118可以与设备100中的对准结构124磁耦合。当设备102中的对准结构118耦合到设备100中的对准结构124时，线圈114可与线圈122对准。因此，磁性对准结构确保线圈122和线圈114的正确对准。

包括耦合到磁性对准结构124的第一磁性对准结构116和耦合到磁性对准结构128的第二磁性对准结构118的设备102在图4和图5中的示例仅仅是例示性的。相反，设备102可以包括磁耦合到磁性对准结构128和磁性对准结构124两者的单个磁性对准结构。

磁性对准结构128、116、118和124可以是永磁体(例如，由长期保持其磁性的硬磁材料形成)。磁性对准结构可以横向围绕相应的线圈。对准结构有时可以被描述为环形或圆形。磁性对准结构128可以具有中心开口，线圈126形成在该中心开口中。对准结构128和线圈126可以是同心的。该示例仅为例示性的。如果需要，可以使用其他布置。例如，对准结构128可以形成为在线圈126的相对侧上的两个离散的永磁体。在另一示例中，多个离散的永磁体可以围绕线圈126以圆形(环形)图案(例如，形成圆的虚线)布置。离散的永磁体可具有弧形布置。相对于对准结构128和线圈126描述的上述磁性对准结构和线圈布置可应用于对准结构和线圈的组中的任一组(例如，对准结构116和线圈114、对准结构118和线圈114以及对准结构124和线圈122)。

每个线圈(例如，线圈114、122和126)可任选地具有任何期望设计的对应磁芯。在一种可能的布置中，磁芯可具有罐芯设计(例如，具有接收线圈的环形中空部分的外壳)。在又一种可能的布置中，可以使用条形铁氧体上的绕组。可使用任何期望的磁芯和线圈设计(例如，U形芯、C形芯、E形芯、环形芯等)。每个线圈可具有任何期望数量的绕组。可根据具体的设计来定制设备100、102和104中的线圈和磁芯的精确几何形状。设备100可被设计为特定地与无线功率传输设备104协作。然而，这仅为例示性的。在一些情况下，设备100可不被特定地设计为与功率传输设备104协作。一般来讲，每个设备可具有不同的线圈布置、不同的(或没有)磁性元件(例如，磁芯)、不同的线圈和磁性元件尺寸、不同的线圈和磁性元件形状以及其他不同的特性。

图7是示出当将蜂窝电话放置在充电盘上时设备100(例如，蜂窝电话)和设备104(例如，充电盘)的操作的时间线。在图7的示例中，在t₁之前，蜂窝电话可附接(例如，物理地并且感应地耦合)到诸如附件设备102的附件设备。在该示例中，设备100的线圈122处于功率传输模式下并且将无线功率传输到附件设备102中的线圈114。

当设备100和附接的能够移除的附件102放置在充电盘104上时，期望设备100(和附件设备102)从充电盘104获得无线功率。然而，当设备100正将无线功率传输到附件设备102时，设备100需要一种技术来检测充电盘104的存在。在一些实施方案中，为了允许设备100向附件102传递足够的无线功率同时仍然确保设备100能够检测到对设备104的附接，设备100突发地传输交流无线功率信号。

如图7所示，蜂窝电话100在t₁和t₂之间的传输突发周期中传输无线功率。在t₁和t₂之间，逆变器电路(例如，图1中的逆变器86)可驱动设备100中的线圈122以产生交流无线功率信号(例如，在介于100kHz和400kHz之间的频率下)。蜂窝电话100在t₂处停止传输交流无线功率信号，并且在t₂和t₅之间进入睡眠周期。在t₂和t₃之间，线圈122处于该线圈不传输交流无线功率信号的睡眠周期(有时被称为待机周期)。当处于睡眠周期中时，设备100可监测来自充电盘104的通信/该充电盘的存在(例如，使用线圈122和/或设备100中的附加传感器/部件)。

当附接到附件102(并且不对充电盘104充电)时，蜂窝电话100可以在功率传输突发周期(其中线圈传输AC无线功率信号)和睡眠周期(其中线圈不传输AC无线功率信号)之间连续循环(交替)。在图7中的t₁之前，蜂窝电话100可以在功率传输突发周期和睡眠周期之间重复地切换。如图7所示，在t₅的睡眠周期结束后，在t₅和t₇之间发生另一功率传输突发周期。在t₇处，蜂窝电话切换回睡眠周期。

突发周期的持续时间134可以小于每个循环中的睡眠周期的持续时间136。一般来讲，持续时间134和136可具有任何期望的量值。持续时间134可以小于300毫秒、小于200毫秒、小于100毫秒、小于50毫秒、大于300毫秒、大于200毫秒、大于100毫秒、大于50毫秒等。持续时间136可以小于1000毫秒、小于500毫秒、小于300毫秒、小于200毫秒、小于100毫秒、小于50毫秒、大于1000毫秒、大于500毫秒、大于300毫秒、大于200毫秒、大于100毫秒、大于50毫秒等。

持续时间134相对于循环的总时间的量值(例如，量值134与136的总和)可被称为无线功率传输模式的占空比(例如，在每个循环中传输AC信号的时间的百分比)。占空比可以小于100％、小于80％、小于60％、小于40％、小于20％、小于10％、大于60％、大于40％、大于20％、大于10％、大于5％等。

应当理解，在每个突发周期期间，线圈传输也具有相应占空比的交流无线功率信号。所传输的AC无线功率信号的占空比可小于90％、小于75％、小于50％、小于30％、大于10％、大于30％、大于50％等。

可基于无线功率系统内的条件来调谐持续时间134和136的量值。特别地，如果附件设备具有较高负载(并且因此消耗较多功率)，则持续时间134可以较高，并且如果附件设备具有较低负载(并且因此消耗较少功率)，则持续时间134可以较低。相似地，如果附件设备具有较低负载，则可以增加持续时间136，而如果附件设备具有较高负载，则可以减少持续时间。

在t₈之前，蜂窝电话和适配的附件设备没有附接到充电盘。在此时间期间，充电盘104间歇地传输低功率查验(有时被称为模拟查验)以便监测充电盘上的设备的存在。在每个低功率查验期间，测试脉冲被施加到发射器线圈126。当测试脉冲被施加到发射器线圈126时，可监测线圈126的电压。线圈电压与标称待机值的偏差可指示设备存在于充电盘104上。

如图7所示，充电盘138可在t₁、t₂、t₃、t₄和t₆处发射低功率查验。充电盘在此时间段期间(例如，在t₈之前)未检测到任何放置的对象，并且因此以规则间隔发射低功率查验。每个低功率查验之间的间隔138可以小于5秒、小于1000毫秒、小于500毫秒、小于300毫秒、小于200毫秒、小于100毫秒、小于50毫秒、大于1000毫秒、大于500毫秒、大于300毫秒、大于200毫秒、大于100毫秒、大于50毫秒等。

在t₈处，将(具有适配的附件设备102的)蜂窝电话100放置在充电盘104上，并且期望蜂窝电话100从功率传输模式切换到功率接收模式。在充电盘与蜂窝电话(以及适配的附件设备)之间的附接之后，充电盘104根据规则间隔138在t₉处传输低功率查验。因为蜂窝电话存在于充电盘上，所以充电盘104可在低功率查验期间检测到物体在充电垫上的存在。为了验证物体在充电垫上的存在，充电盘可在t₉和t₁₀之间传输附加低功率查验。在充电盘确信能够接收无线功率的设备已放置在充电盘上之后，充电盘在t₁₀处进入握手阶段。在握手阶段期间，设备协商功率递送的频率和/或速率。在握手阶段(以及相关联的功率递送协商)完成之后，设备使用商定的功率递送参数进入专用功率递送阶段。

在握手阶段期间，可从无线功率传输设备传输低电平无线功率信号(例如，可执行数字查验操作)。在握手阶段期间，向无线功率接收设备中的功率通信电路提供足够的功率。在握手阶段期间提供的无线功率信号(例如，数字查验)可包括比t₁、t₂、t₃等处的模拟查验更长的脉冲。另外，握手阶段中的无线功率信号提供足够的功率来激活功率接收设备100(如果确实存在的话)。通过为设备104中的控制电路和其相关联的通信电路供电，设备100和104可随后通过无线链路(例如，带内链路)进行协商以确定供系统8在后续无线功率传递操作期间使用的适当无线功率传递水平(例如，显著更大的功率，诸如5W、10W，或与正常无线功率传输操作相关联的其他相对较大值，其通常比握手阶段期间使用的功率大至少5倍、至少10倍或至少25倍)。

还是在t₁₀处，在通过为充电盘104充电而发起握手阶段时，蜂窝电话100进入无线功率接收模式。蜂窝电话100停止将无线功率传输到附件设备并且改为从充电盘接收无线功率。

持续时间136和138的量值可被选择以确保蜂窝电话的睡眠周期足够长以保证与低功率查验重叠并且随后从充电盘104发起握手进程。换句话讲，在充电盘附接到蜂窝电话并且检测到设备的存在之后，在附接(在t₈处)之前的最后低功率查验(在t₆处)与在t₁₀处发起握手过程之间存在持续时间140。为了确保当握手阶段开始时蜂窝电话100处于睡眠周期中(并且因此蜂窝电话能够通信以便协商功率传递参数)，持续时间140可以比睡眠周期的持续时间136短。这防止了蜂窝电话没有在t₁₀处检测到握手发起并且不期望地停留在功率传输模式下的场景(即使蜂窝电话在无线充电盘上)。持续时间138也可以短于持续时间136。

尽管图7中未明确示出，但附件设备可贯穿图7的操作始终保持处于无线功率接收模式下。在将蜂窝电话放置在充电盘上之前，附件设备附接到蜂窝电话并且在功率传输突发期间(例如，在t₁和t₂之间以及在t₅和t₇之间)从蜂窝电话接收无线功率。当蜂窝电话处于睡眠周期中时，附件设备不从蜂窝电话接收无线功率，而是使用所存储的功率(例如，来自超级电容器)来操作。在将蜂窝电话(和适配的附件)放置在充电盘上之后，蜂窝电话切换到功率接收模式并且从充电盘接收无线功率。在整个过程中，附件设备保持在接收模式。当充电盘将无线功率递送到蜂窝电话时，附件设备可虹吸无线功率中的一些无线功率并且使用所虹吸的功率来操作并且/或者为附件中的功率存储设备充电。

值得注意的是，为充电盘104充电的操作不受附件设备102的存在的影响。换句话讲，图7中用于充电盘104的时间线是相同的，无论蜂窝电话和适配的(介入)附件附接到充电盘还是仅蜂窝电话(不存在适配的附件)附接到充电盘。

图8是示出系统8中的设备100的例示性操作模式的状态图。设备100能够在接收模式202下操作，其中线圈122接收无线功率(例如，从功率传输设备104中的线圈126、从能够移除的附件中的线圈等)。在接收模式下，设备100中的整流器电路将从线圈122接收的AC信号转换为DC电压信号，用于为设备100供电并且/或者为设备100中的电池充电。

设备100可以在接收模式下操作，同时设备100感应耦合到功率传输设备104。在一些布置中，设备100可在感应耦合到能够传输无线功率的附件设备的同时在接收模式下操作。例如，设备100可感应耦合到包括电池和无线功率线圈的电池壳体。设备100可在感应耦合到电池壳体的同时从电池壳体接收无线功率。

设备100还能够在其中线圈122传输无线功率的传输模式204下操作。设备100可向附件设备诸如附件设备102传输无线功率。在传输模式下，耦合到线圈122的逆变器电路86(例如，由晶体管形成)可以基于由控制电路78提供的控制信号来接通和断开，以形成通过线圈122的AC电流信号。这些线圈驱动信号使得线圈122向设备102中的线圈114传输无线功率。

在传输模式下，设备100可以由其中不传输无线功率的睡眠周期分隔的突发来传输无线功率。在无线功率传输突发期间，耦合到线圈122的逆变器电路86(例如，由晶体管形成)可以基于由控制电路78提供的控制信号来接通和断开，以形成通过线圈122的AC电流信号。在突发之间的睡眠周期期间，设备100不传输AC无线功率信号并且监测来自功率传输设备(诸如充电盘104)的数字查验。

设备100可在传输模式下操作，同时设备100感应耦合到能够移除的附件102(其为专用功率接收设备)。在一些情况下，设备100可耦合到作为无线功率传输和接收设备的附件(诸如电池组)。设备100还可在传输模式下操作(并且将无线功率传输到电池组)，同时设备100通过电力缆线和电压转换器(诸如，AC到USB适配器)拴系到主电源。

设备100可以响应于蜂窝电话(和适配的附件设备)从功率传输设备移除而从接收模式切换到传输模式。

如果能够移除的附件102的电荷状态非常低并且设备100的电荷状态非常高，则设备100可以在传输模式204下操作。设备100和102可以交换电荷状态信息，并且如果适当的话，将设备100切换到传输模式(并且将设备102切换到其接收模式)。又如，当设备感应耦合到能够移除的附件102时，用户可以手动切换设备100的模式。

图9是由无线功率系统中的蜂窝电话执行的例示性操作的流程图。如图9所示，在步骤302处，蜂窝电话(例如，设备100)可以检测附加设备的存在。为了检测附加设备，蜂窝电话可以使用对电磁敏感的传感器，诸如霍尔效应传感器(测量磁场的量值的传感器)。该示例仅为例示性的。加速度计(例如，检测蜂窝电话何时碰撞到附加设备)或无线功率线圈自身(例如，也用于传输或接收无线功率的线圈122)可用于检测附加设备的存在。一般来讲，来自设备100中的输入-输出部件的任何子组(例如，一个或多个部件)的输入可用于检测附加设备的存在。

一旦检测到附加设备，蜂窝电话100就可任选地在步骤304期间发起NFC扫描。NFC通信可以用于识别附加设备的设备类型(例如，仅接收无线功率的能够移除的附件、传输或接收无线功率的能够移除的附件等)并且/或者从附加设备获得其他信息。

响应于确定附加设备为仅接收无线功率的附件设备102，蜂窝电话100可在步骤306中进入功率传输模式。在功率传输模式下，线圈122将无线功率突发地传输到附件设备。同样在步骤306处，可在蜂窝电话100与附件设备102之间发起带外通信(例如，使用与线圈114和122分开形成的天线的蓝牙通信)。蜂窝电话100可在蜂窝电话附接到附件设备时继续将无线功率传输到附件设备。

图10是当蜂窝电话从功率传输模式切换到功率接收模式时由无线功率系统中的蜂窝电话执行的例示性操作的流程图。在步骤402开始时，蜂窝电话100物理地附接并感应耦合到附件设备102(例如，如在图9中的步骤306结束时所描述的)。蜂窝电话100处于功率传输模式(例如，图8中的模式204)下，其中无线功率被突发地传输到附件设备。在步骤402期间，蜂窝电话附接到无线功率传输设备(诸如充电盘104)。

接下来，在步骤404处，蜂窝电话从无线功率传输设备接收数字查验。当蜂窝电话处于功率传输突发之间的睡眠周期中时，蜂窝电话可以接收数字查验(如结合图7所示和讨论的)。因此，蜂窝电话能够检测数字查验并且进入与功率传输设备的握手过程。响应于检测到数字查验，蜂窝电话在步骤406处从功率传输模式切换到功率接收模式。在功率接收模式下，蜂窝电话结束与功率传输设备的握手过程，并且开始功率传输阶段，其中蜂窝电话从功率传输设备接收无线功率。

当蜂窝电话和附件设备存在于充电盘上时，蜂窝电话可从充电盘接收无线功率。附件设备还可从充电盘接收无线功率(例如，通过虹吸从充电盘传输的功率)。在某一后续的时间点处，蜂窝电话可检测到整流器电压的下降，从而指示蜂窝电话(和适配的附件设备)已从充电盘移除。响应于确定蜂窝电话(和适配的附件设备)已从充电盘移除，蜂窝电话可恢复到功率传输模式并且将无线功率突发地传输到附件设备。

在另一场景中，蜂窝电话可能变得充满电并且此后停止从功率传输设备104接收无线功率(即使蜂窝电话仍然存在于功率传输设备上)。然而，在一些场景中，蜂窝电话可在附件设备102之前被完全充电或者附件设备102可能比蜂窝电话更快地失去电荷。这可能导致附件设备102具有不期望的低电荷(因为其由于蜂窝电话100不需要来自充电盘104的功率而不接收任何无线功率)。为了防止此类型的场景并且确保附件设备102具有足够的电荷，蜂窝电话100(其知道其适配到附件设备102)可在来自充电盘104的低功率查验之间协商短持续时间。

即使蜂窝电话100被完全充电并且不需要来自充电盘104的专用功率传输，充电盘104也可以间歇地向蜂窝电话传输低功率查验以确定蜂窝电话100是否需要恢复功率传输操作。如果这些查验之间的持续时间短，则查验可以提供足够的功率来为附件设备102充电(这从低功率查验虹吸功率中的一些功率)。来自充电盘104的低功率查验模拟蜂窝电话100在为附件102充电时使用的传输突发。

根据一个实施方案，提供了一种能够在具有附加电子设备和功率传输设备的无线充电系统中操作的电子设备，该电子设备包括无线功率电路，该无线功率电路包括线圈和控制电路，该控制电路被配置为：检测对该附加电子设备的第一附接；根据检测到该第一附接，进入包括交替的第一周期和第二周期的功率传输模式，该线圈在该第一周期中向该附加电子设备传输交流无线功率信号，并且该线圈在该第二周期中不向该附加电子设备传输交流无线功率信号；在该第二周期中的一个第二周期期间，检测对该功率传输设备的第二附接；以及根据检测到该第二附接，从该功率传输模式切换到其中该线圈从该功率传输设备接收无线功率信号的功率接收模式。

根据另一实施方案，检测第二附接包括从功率传输设备接收数字查验。

根据另一实施方案，第一周期中的每个第一周期具有第一持续时间，并且第二周期中的每个第二周期具有大于第一持续时间的第二持续时间。

根据另一实施方案，控制电路被进一步配置为响应于从功率传输设备的充电表面移除而从功率接收模式切换到功率传输模式。

根据另一实施方案，附加电子设备具有附加线圈，当电子设备具有第一附接和第二附接时，该附加线圈插置在功率传输设备与线圈之间。

根据另一实施方案，附加线圈被配置为当电子设备具有第一附接和第二附接时从功率传输设备虹吸无线功率信号中的一些无线功率信号。

根据另一实施方案，电子设备包括对电磁敏感的传感器，检测第一附接包括使用传感器检测附加电子设备的存在。

根据另一实施方案，电子设备包括第一磁性对准结构，该第一磁性对准结构被配置为当电子设备具有第一附接时磁耦合到附加电子设备中的第二磁性对准结构。

根据另一实施方案，第一磁性对准结构和线圈是同心的。

根据另一实施方案，第一磁性对准结构被配置为当电子设备具有第二附接时磁耦合到功率传输设备中的第三磁性对准结构。

根据另一实施方案，附加电子设备具有形成平坦表面的至少一个介电层，并且该平坦表面被配置为在附加电子设备附接到电子设备时邻接电子设备的背面。

根据另一实施方案，附加电子设备是具有限定被配置为接收电子设备的凹槽的后壁和周边侧壁的壳体。

根据另一实施方案，第二周期中的每个第二周期具有大于50毫秒的持续时间。

根据另一实施方案，由线圈传输的交流无线功率信号具有介于100kHz和400kHz之间的频率。

根据一个实施方案，一种存储一个或多个程序的非暂态计算机可读存储介质，该一个或多个程序被配置为由能够在具有附加电子设备和功率传输设备的无线充电系统中操作的电子设备中的一个或多个处理器执行，该电子设备包括具有线圈的无线功率电路，该一个或多个程序包括用于以下操作的指令：检测对该附加电子设备的第一附接；根据检测到该第一附接，进入包括交替的第一周期和第二周期的功率传输模式，该线圈在该第一周期中向该附加电子设备传输交流无线功率信号，并且该线圈在该第二周期中不向该附加电子设备传输交流无线功率信号；在该第二周期中的一个第二周期期间，检测对该功率传输设备的第二附接；以及根据检测到该第二附接，从该功率传输模式切换到其中该线圈从该功率传输设备接收无线功率信号的功率接收模式。

根据另一实施方案，检测第二附接包括从功率传输设备接收数字查验。

根据另一实施方案，该一个或多个程序还包括用于响应于从功率传输设备的充电表面移除而从功率接收模式切换到功率传输模式的指令。

根据一个实施方案，提供了一种操作具有附加电子设备和功率传输设备的无线充电系统中的电子设备的方法，该电子设备包括具有线圈的无线功率电路，该方法包括：检测对该附加电子设备的第一附接；根据检测到该第一附接，进入包括交替的第一周期和第二周期的功率传输模式，该线圈在该第一周期中向该附加电子设备传输交流无线功率信号，并且该线圈在该第二周期中不向该附加电子设备传输交流无线功率信号；在该第二周期中的一个第二周期期间，检测对该功率传输设备的第二附接；以及根据检测到该第二附接，从该功率传输模式切换到其中该线圈从该功率传输设备接收无线功率信号的功率接收模式。

根据另一实施方案，检测第二附接包括从功率传输设备接收数字查验。

根据另一实施方案，该方法包括响应于从功率传输设备的充电表面移除而从功率接收模式切换到功率传输模式。

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

Claims (20)

1.一种电子设备，所述电子设备能够在具有附加电子设备和功率传输设备的无线充电系统中操作，所述电子设备包括：

无线功率电路，所述无线功率电路包括线圈；和

控制电路，所述控制电路被配置为：

检测对所述附加电子设备的第一附接；

根据检测到所述第一附接，进入功率传输模式，所述功率传输模式包括交替的第一周期和第二周期，其中所述线圈在所述第一周期中向所述附加电子设备传输交流无线功率信号，并且其中所述线圈在所述第二周期中不向所述附加电子设备传输交流无线功率信号；

在所述第二周期中的一个第二周期期间，检测对所述功率传输设备的第二附接；以及

根据检测到所述第二附接，从所述功率传输模式切换到其中所述线圈从所述功率传输设备接收无线功率信号的功率接收模式。

2.根据权利要求1所述的电子设备，其中检测所述第二附接包括从所述功率传输设备接收数字查验。

3.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述第一周期中的每个第一周期具有第一持续时间，并且其中所述第二周期中的每个第二周期具有大于所述第一持续时间的第二持续时间。

4.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述控制电路被进一步配置为：

响应于从所述功率传输设备的充电表面移除而从所述功率接收模式切换到所述功率传输模式。

5.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述附加电子设备具有附加线圈，当所述电子设备具有所述第一附接和所述第二附接时，所述附加线圈插置在所述功率传输设备与所述线圈之间。

6.根据权利要求5所述的电子设备，其中所述附加线圈被配置为当所述电子设备具有所述第一附接和所述第二附接时从所述功率传输设备虹吸所述无线功率信号中的一些无线功率信号。

7.根据权利要求1所述的电子设备，还包括：

对电磁敏感的传感器，其中检测所述第一附接包括使用所述传感器检测所述附加电子设备的存在。

8.根据权利要求1所述的电子设备，还包括：

第一磁性对准结构，所述第一磁性对准结构被配置为当所述电子设备具有所述第一附接时磁耦合到所述附加电子设备中的第二磁性对准结构。

9.根据权利要求8所述的电子设备，其中所述第一磁性对准结构和所述线圈是同心的。

10.根据权利要求8所述的电子设备，其中所述第一磁性对准结构被配置为当所述电子设备具有所述第二附接时磁耦合到所述功率传输设备中的第三磁性对准结构。

11.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述附加电子设备具有形成平坦表面的至少一个介电层，并且其中所述平坦表面被配置为在所述附加电子设备附接到所述电子设备时邻接所述电子设备的背面。

12.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述附加电子设备是具有限定被配置为接收所述电子设备的凹槽的后壁和周边侧壁的壳体。

13.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述第二周期中的每个第二周期具有大于50毫秒的持续时间。

14.根据权利要求13所述的电子设备，其中由所述线圈传输的所述交流无线功率信号具有介于100kHz和400kHz之间的频率。

15.一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储被配置为由能够在具有附加电子设备和功率传输设备的无线充电系统中操作的电子设备中的一个或多个处理器执行的一个或多个程序，其中所述电子设备包括具有线圈的无线功率电路，所述一个或多个程序包括用于以下操作的指令：

检测对所述附加电子设备的第一附接；

根据检测到所述第一附接，进入功率传输模式，所述功率传输模式包括交替的第一周期和第二周期，其中所述线圈在所述第一周期中向所述附加电子设备传输交流无线功率信号，并且其中所述线圈在所述第二周期中不向所述附加电子设备传输交流无线功率信号；

在所述第二周期中的一个第二周期期间，检测对所述功率传输设备的第二附接；以及

根据检测到所述第二附接，从所述功率传输模式切换到其中所述线圈从所述功率传输设备接收无线功率信号的功率接收模式。

16.根据权利要求15所述的非暂态计算机可读存储介质，其中检测所述第二附接包括从所述功率传输设备接收数字查验。

17.根据权利要求15所述的非暂态计算机可读存储介质，其中所述一个或多个程序还包括用于以下操作的指令：

响应于从所述功率传输设备的充电表面移除而从所述功率接收模式切换到所述功率传输模式。

18.一种操作具有附加电子设备和功率传输设备的无线充电系统中的电子设备的方法，其中所述电子设备包括具有线圈的无线功率电路，所述方法包括：

检测对所述附加电子设备的第一附接；

根据检测到所述第一附接，进入功率传输模式，所述功率传输模式包括交替的第一周期和第二周期，其中所述线圈在所述第一周期中向所述附加电子设备传输交流无线功率信号，并且其中所述线圈在所述第二周期中不向所述附加电子设备传输交流无线功率信号；

在所述第二周期中的一个第二周期期间，检测对所述功率传输设备的第二附接；以及

根据检测到所述第二附接，从所述功率传输模式切换到其中所述线圈从所述功率传输设备接收无线功率信号的功率接收模式。

19.根据权利要求18所述的方法，其中检测所述第二附接包括从所述功率传输设备接收数字查验。

20.根据权利要求18所述的方法，还包括：

响应于从所述功率传输设备的充电表面移除而从所述功率接收模式切换到所述功率传输模式。