CN117999726A - 发送器线圈电力异物检测 - Google Patents

Abstract

公开了用于无线充电的系统、方法和设备。一种无线充电装置具有：谐振电路，其包括位于所述充电装置的充电面中的一个或更多个电力发送线圈；驱动器电路，其被配置成向所述谐振电路提供充电电流；以及控制器。所述控制器被配置成使用从所述谐振电路捕获的电流及电压的采样来确定平均发送功率，并且当所述平均发送功率超过由接收装置提供的接收功率的测量结果及与所述无线充电装置相关联的寄生损耗时，确定异物位于所述充电面上或附近。在一个示例中，通过测量在谐振电路中流动的电流来获得电流的各个采样，并且通过测量一个或更多个电力发送线圈两端的电压来获得电压的各个采样。

Description

发送器线圈电力异物检测

优先权要求

本申请要求2022年8月12日在美国专利局提交的专利申请No.17/887,395和2021年8月16日在美国专利局提交的临时专利申请No.63/233,716的优先权和权益，并且这些申请的全部内容通过引用结合于此，就好像其整体并且针对所有适用的目的在下面完全阐述一样。

技术领域

本发明总体上涉及电池(包括移动计算装置中的电池)的无线充电，并且更具体地涉及对放置在充电装置附近的装置的检测。

背景技术

无线充电系统已经被部署成使得某些类型的装置能够在不使用物理充电连接的情况下对内部电池充电。可以利用无线充电的装置包括移动处理和/或通信装置。诸如由无线电力联盟定义的Qi标准之类的标准使得由第一供应商制造的装置能够使用由第二供应商制造的充电器来进行无线充电。针对相对简单的装置配置，对无线充电的标准进行了优化，并且倾向于提供基本的充电能力。

需要无线充电能力的改进以支持移动装置的不断增加的复杂性和变化的形状因数。例如，需要一种更快更低功率的检测技术和改进的热管理技术，所述检测技术使得充电装置能够在充电装置的表面上检测和定位可充电装置。

附图说明

图1例示根据本文公开的某些方面的可提供于由无线充电装置提供的充电面上的充电单元的示例。

图2例示根据本文公开的某些方面的在由无线充电装置提供的充电面的区段的单层上提供的充电单元的布置的示例。

图3例示根据本文公开的某些方面的当充电单元的多个层覆盖在由无线充电装置提供的充电面的区段内时的充电单元布置的示例。

图4例示了由采用了根据本文公开的某些方面配置的多层充电单元的充电装置的充电面提供的电力传递区域的布置。

图5例示了根据本文公开的某些方面可提供于充电器基站中的无线电力发送器。

图6例示了当存在干扰异物时在无线电力传递中涉及的装置的配置。

图7提供例示在无线电力传递期间无线电力发送器和无线电力接收器的一部分的截面图的示例。

图8例示了根据本发明的某些方面被配置成对谐振电路中的电压和电流进行采样的无线充电装置的第一示例。

图9根据本发明的某些方面配置的采样方案的示例。

图10例示了根据本发明的某些方面根据所采样的电压和电流值进行信号重构的示例。

图11例示了根据本发明的某些方面被配置成对谐振电路中的电压和电流进行采样的无线充电装置的第二示例。

图12例示了使用根据本发明的某些方面配置的单个采样装置的采样方案的示例。

图13例示了采用可根据本文公开的某些方面调整的处理电路的设备的一个示例。

图14例示了根据本发明的某些方面的用于操作充电装置的方法。

具体实施方式

以下结合附图阐述的详细描述旨在作为对各种配置的描述，而非旨在表示其中可实践本文所述构思的仅有配置。详细描述包括用于提供对各种构思的透彻理解的特定细节。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践这些构思。在一些情况下，以框图形式示出了公知的结构和组件，以避免模糊这些构思。

现在将参考各种设备和方法来呈现无线充电系统的若干方面。这些设备和方法将在以下详细描述中描述，并在附图中通过各种块、模块、组件、电路、步骤、过程、算法等(统称为“元件”)示出。这些元件可以使用电子硬件、计算机软件或其任意组合来实现。这些元件是实施为硬件还是软件依赖于具体应用和施加于整个系统的设计约束。

作为示例，元件、或元件的任何部分、或元件的任何组合可以用包括一个或更多个处理器的“处理系统”来实现。处理器的示例包含微处理器，微控制器，数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑装置(PLD)、状态机、门控逻辑、离散硬件电路和被配置成执行贯穿本发明所描述的各种功能性的其他合适硬件。处理系统中的一个或更多个处理器可以执行软件。软件应广义地解释为意指指令、指令集、代码、代码段、程序代码、程序、子程序、软件模块、应用程序、软件应用程序、软件包、例程、子例程、对象、可执行程序、执行线程、过程、函数等，无论是否称为软件、固件、中间件、微代码、硬件描述语言或其他。软件可以驻留在处理器可读存储介质上。处理器可读存储介质(在本文中也可称为计算机可读介质)可包括，例如，磁存储装置(例如，硬盘、软盘、磁条)、光盘(例如，压缩盘(CD)、数字多功能盘(DVD))、智能卡、闪存装置(例如，卡、棒、钥匙驱动器)、近场通信(NFC)令牌、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、可擦除PROM(EPROM)、电可擦除PROM(EEPROM)、寄存器、可移动盘、载波、传输线、以及用于存储或传输软件的任何其他合适的介质。计算机可读介质可以驻留在处理系统中，处理系统外部，或分布在包括处理系统的多个实体上。计算机可读介质可以体现为计算机程序产品。作为示例，计算机程序产品可以包括包装材料中的计算机可读介质。所属领域的技术人员将认识到如何最佳地实施贯穿本发明呈现的所述功能性，此依赖于具体应用和强加于整个系统的总体设计约束。

概述

本发明的某些方面涉及与无线充电装置相关的系统、设备和方法，所述无线充电装置使用多个发送线圈提供自由定位充电面或可同时对多个接收装置充电。在一个方面中，无线充电装置中的控制器可定位待充电的装置且可配置最佳定位的一个或更多个发送线圈以向该接收装置传递电力。充电单元可以配备有或配置有一个或更多个感应发送线圈，并且多个充电单元可以被布置或配置成提供该充电面。可以通过将装置的位置与以充电面上的已知位置为中心的物理特性的变化相关联的感测技术来检测要被充电的装置的位置。在一些示例中，位置的感测可以使用电容、电阻、电感、触摸、压力、负载、应变和/或其他适当类型的感测来实现。

在本公开的一个方面中，一种用于操作充电装置的方法包括：从所述充电装置发送激励通量，该激励通量是在第一频率范围中发送的，所述第一频率范围包括与兼容的可充电装置相关联的第一标称谐振频率；当检测到响应于该激励通量的谐振时，确定兼容的可充电装置可由该充电装置充电；并且向所述充电装置的电力发送线圈提供充电电流；所述充电电流在第二频率范围内提供，所述第二频率范围包括与兼容的可充电装置相关联的第二标称谐振频率。

在一些实例中，充电装置可以提供充电面，由此电力可以无线地发送到位于充电面上任何位置的接收装置。接收装置可以具有任意定义的尺寸和/或形状，并且可以被放置而不考虑能够用于充电的任何离散的放置位置。多个装置可以在单个面上被同时或并发地充电。该设备可以跟踪一个或更多个装置在表面上的运动。

充电单元

根据本文公开的某些方面，可使用邻近充电装置的表面部署的充电单元来提供充电装置。在一个示例中，根据蜂窝封装配置来部署充电单元。可以使用一个或更多个线圈来实现充电单元，各个线圈可以沿着与充电装置的表面基本正交并且与线圈相邻的轴感应磁场。在本说明书中，充电单元可以是指具有一个或更多个线圈的元件，其中各个线圈被配置成产生电磁场，该电磁场相对于由充电单元中的其他线圈产生的场是加性的并且沿着或接近公共轴线定向。

在一些实现方式中，充电单元包括多个线圈，这些线圈沿着一条共用轴线堆叠和/或交叠，这样使得它们对基本上正交于该充电装置的表面的感应磁场有贡献。在一些实现方式中，充电单元包括线圈，这些线圈被布置在充电装置的表面的限定部分内并且对与该充电单元相关联的该充电装置的表面的基本上正交的部分内的感应磁场有贡献。在一些实现方式中，可以通过向包括在动态定义的充电单元中的线圈提供激活电流来配置充电单元。例如，充电装置可以包括跨充电装置的表面部署的多个线圈堆叠，并且充电装置可以检测要被充电的装置的位置，并且可以选择线圈堆叠的某种组合以提供与要被充电的装置相邻的充电单元。在一些情况下，充电单元可包括单个线圈或表征为单个线圈。然而，应当理解，充电单元可以包括多个堆叠的线圈和/或多个相邻的线圈或线圈的堆叠。线圈在此可以被称为充电线圈、无线充电线圈、发送器线圈、发送线圈、电力发送线圈、电力发送器线圈等。

图1例示了可以被部署和/或配置为提供包括在充电系统中的充电面的充电单元100的示例。充电系统可以提供多个充电面。在一些示例中，充电面可以分布在整个房间或车辆的乘客厢或其他厢体内。

在本公开中提供的一些示例中，充电面可被理解为包括设置在一个或更多个基板106上的充电单元100的阵列。可以在一个或更多个基板106上提供具有一个或更多个集成电路(IC)和/或分立电子元件的电路。该电路可以包括用于控制提供给线圈的电流的驱动器和开关，该电流用于向接收装置发送电力。该电路可以被配置成包括一个或更多个处理器和/或一个或更多个控制器的处理电路，该一个或更多个处理器和/或一个或更多个控制器可以被配置成执行本文公开的某些功能。在一些情况下，处理电路中的一些或全部可以设置在充电装置的外部。在一些情况下，电源可附接到充电装置。

可将充电单元100设置在充电装置的外表面区域附近，在该外表面上可放置一个或更多个装置以供充电。该充电装置可以包括充电单元100的多个实例。

在一些示例中，充电单元100具有包围一个或更多个线圈102的基本上六边形的形状，该线圈可以使用导体、导线或电路板迹线来构造，这些导体、导线或电路板迹线可以接收足以在电力发送区域104中产生电磁场的电流。在各种实现方式中，一些线圈102可以具有基本上多边形的形状，包括图1所示的六边形充电单元100。其他实施方式提供具有其他形状的线圈102。线圈102的形状可以至少部分地由制造技术的能力或限制来确定，和/或优化充电单元在诸如印刷电路板基板的基板106上的布局。各个线圈102可以使用导线、印刷电路板迹线和/或螺旋结构的其他连接器来实现。各个充电单元100可以跨越由绝缘体或基板106分开的两个或更多个层，使得不同层中的线圈102以公共轴线108为中心。

图2例示了设置在充电面的区段或部分的单层上的充电单元202的布置200的示例，该充电面可以包括在已经根据本文公开的某些方面进行了调整的充电系统中。充电单元202是根据蜂窝封装配置来布置的。在该示例中，充电单元202被端对端地布置而没有交叠。可以在没有通孔或导线互连的情况下提供这种布置。其他布置也是可能的，包括其中充电单元202的一些部分交叠的布置。例如，两个或多个线圈的导线可以在一定程度上交错。

图3从两个视角300、310(例如俯视图和侧视图)例示了当多个层被覆盖在充电面的区段或部分内时的充电单元的布置的示例，该充电面可以根据本文公开的某些方面进行调整。充电单元302、304、306、308的层设置在充电面的区段内。各个充电单元302、304、306、308的层内的充电单元根据蜂窝封装配置来布置。在一个实例中，可在具有四个或更多个层的印刷电路板上形成充电单元302、304、306、308的层。可选择充电单元100的布置以提供与所例示的区段相邻的指定充电区域的完全覆盖。充电单元可以是图3所示的302、304、306、308，其对应于由多边形形状的发送线圈提供的电力传递区域。在其他实现方式中，充电线圈可以包括由导线构造的螺旋缠绕的平面线圈，各个线圈被缠绕以提供基本上圆形的电力传递区域。在后面的示例中，多个螺旋缠绕的平面线圈可以部署在无线充电装置的充电面下方的堆叠平面中。

图4例示了由充电系统提供的充电面400中提供的电力发送区域的布置。在一个示例中，充电面400采用根据本文公开的某些方面配置的多层充电单元。所例示的充电面400是使用四层充电单元402、404、406、408来构造的。在图4中，由第一层充电单元402中的充电单元提供的各个电力发送区域被标记为“L1”，由第二层充电单元404中的充电单元提供的各个电力发送区域被标记为“L2”，由第三层充电单元406中的充电单元提供的各个电力发送区域被标记为“L3”，并且由第四层充电单元408中的充电单元提供的各个电力发送区域被标记为“L4”。

无线发送器

图5例示了可以在充电器基站中提供的无线发送器500。控制器502可以接收经调节电路508滤波或处理的反馈信号。控制器可以控制驱动器电路504的操作，驱动器电路504向包括电容器512和电感器514的谐振电路506提供交流(AC)信号。谐振电路506在本文也可以被称为储能电路、LC储能电路和/或LC储能器，并且在谐振电路506的LC节点510处测量的电压516可以被称为储能电压。

充电装置可使用无线发送器500来确定兼容装置是否已放置在充电装置的表面上。例如，充电装置可以通过经由无线发送器500发送间歇测试信号(主动ping)来确定兼容装置已经被放置在充电装置的表面上，其中当兼容装置对测试信号做出响应时，谐振电路506可以检测或接收编码信号。充电装置可以被配置成在接收到由标准、惯例、制造商或应用定义的响应信号之后激活至少一个充电单元中的一个或更多个线圈。在一些示例中，兼容装置可以通过传递接收信号强度来对ping做出响应，使得充电装置可以找到用于对兼容装置充电的最佳充电单元。

包括本文公开的某些技术在内的被动装置发现技术可以使用不需要来自可充电装置的主动响应的测试信号来确定可充电装置已被放置在充电面上。被动装置发现技术可涉及通过充电装置的表面发送脉冲，以激励指示可充电装置的存在或不存在的响应。在一个示例中，被动ping可以监测在充电装置内的LC节点510处测量或观察到的电压和/或电流，以识别在根据本文公开的某些方面调整的装置的充电垫附近存在接收线圈。在许多传统的无线充电器发送器中，提供了电路来测量LC节点510处的电压或测量LC网络中的电流。这些电压和电流可以被监测以用于功率调节的目的，或支持装置之间的通信。在图5所例示的示例中，监测LC节点510处的电压，虽然可以预期可以附加地或另选地监测电流以支持被动ping，其中向谐振电路506提供短脉冲。谐振电路506对被动ping(初始电压V₀)的响应可以由LC节点510处的电压(V_LC)表示，使得：

根据本文公开的某些方面，可以选择性地激活一个或更多个充电单元中的线圈以提供用于对兼容装置充电的最佳电磁场。在一些情况下，线圈可以被分配给充电单元，并且一些充电单元可以与其他充电单元交叠。在后一种情况下，可以在充电单元级别选择最佳充电配置。在其他情况下，可以基于待充电的装置在充电装置的表面上的放置来限定充电单元。在这些其他情况下，为各个充电事件激活的线圈的组合可以变化。在一些实现方式中，充电装置可以包括驱动器电路，该驱动器电路可选择一个或更多个单元和/或一个或更多个预定义的充电单元以供在充电事件期间激活。

本发明的某些方面测量或监测无线电力发送器的特性，以检测影响无线电力传递效率的异物的存在或不存在。

在理想操作条件下，在无线电力传递期间产生的磁通被限制于发送器和接收器线圈。然而，通常将诸如硬币、钥匙、螺钉和电线的金属或导磁物体定位成使得它们暴露于在无线电力传递期间产生的磁场。当物体在暴露于磁场而趋于被磁化时，可以认为该物体是导磁的。例如，当响应于所施加的磁场而在物体内形成内部磁场时，物体被磁化。材料的磁导率描述或量化该材料对所施加的磁场的响应。在本说明书中，术语“导磁的”和“磁性的”在用于例如描述物体材料或部件时是可互换的。

变化的磁场可以在金属或导磁物体中感生出涡流，并且涡流的能量可以被转换成热能。在无线电力传递中引起的功率损耗的相当大的百分比可能是由涡流引起的，涡流可能导致无线充电装置或被充电的装置变热。即使几百mW的功率损耗也会导致金属或导磁物体中的大的温度升高，并且会导致严重的安全问题。

根据本发明的某些方面，无线电力传递中的发送器可被配置成检测任何异物是否位于电线充电装置的表面上的有效充电区域内和/或在所述有效充电区域内产生的磁场范围内，并且还可以被配置成减轻由这些异物的存在引起的温度累积。

温度累积可能由在干扰异物或无线充电装置或被充电的装置的内部部件中感生的涡流的流动引起。出于本公开的目的，干扰异物可包括位于在无线电力传递期间产生的磁通内的任何金属或导磁物体。无线充电装置或被充电的装置的内部部件包括无线充电装置或被充电的装置的接收或对在无线电力传递期间产生的磁通的一部分做出响应的任何金属或导磁物体。

图6例示了当存在干扰异物630时在无线电力传递中涉及的装置600的配置。无线电力发送器602包括驱动器电路604，该驱动器电路604产生充电电流以驱动谐振电路606。谐振电路606可以被表示为包括电容器(Cp)和电感器612(Lp)的LC储能电路。充电电流可以基本上与电感器612中的电流相同。控制器610可被操作以通过监测表示电感器612两端的电压和/或通过电感器612的充电电流的测量信号614来控制发送功率。在一个示例中，测量信号614可以被调节电路608滤波或调节，以配置控制器610对所测量的量的变化的响应性，并使控制器610能够忽略短期瞬态。

接收器622可以被并入到例如无线通信装置、头戴式耳机等移动装置中。接收器622包括可被调谐到由无线电力发送器602产生的磁通的频率或期望频率的谐振电路624。整流器电路626对来自谐振电路624的感生电流进行整流，以向负载提供直流(DC)电力。在无线电力传递期间由无线电力发送器602产生的磁通通常不限于将由发送器中的电感器612表示的发送线圈耦合到由接收器622的谐振电路624中的电感器628表示的接收线圈的通量。在所例示的示例中，异物630部分地位于发送线圈与接收线圈之间，导致在无线电力传递期间由无线电力发送器602产生的磁通的一部分穿过异物630。

图7提供例示在无线电力传递期间无线电力发送器702和无线电力接收器720的一部分的截面图700。截面图700示出提供在基板706上且刚好在无线电力发送器702的充电面712下方的单个平面绕线发送线圈704a、704b的截面。无线电力发送器702可以是能够同时对多个装置充电的多线圈装置。在一个示例中，其他发送线圈可以由基板706支撑或嵌入在基板706中并且被定位成使得它们不与截面图700的平面相交。在所例示的示例中，两个内部部件708a、708b位于基板706下方。内部部件708a、708b可以使用金属或导磁材料制造。在一个示例中，内部部件708a、708b可包括紧固件或垫圈。在另一示例中，内部部件708a、708b可以包括为内腔提供电磁屏蔽的电线导管。

无线电力接收器720位于充电面712的顶部上并且可以由充电面712的上表面支撑。无线电力接收器720具有接收线圈722，其至少部分地与由无线电力发送器702提供的发送线圈704a、704b对准，使得由无线电力发送器702的发送线圈704a、704b产生的磁通710中的至少一些在无线电力传递期间穿过接收线圈722的绕组。磁通710的一部分还穿过无线电力接收器720的内部部件724。该内部部件724可以使用金属或导磁材料制造。在一些示例中，该内部部件724可以包括无线电力接收器720的紧固件或框架的部分或其他内部结构。

在所例示的示例中，磁通710的返回部分714穿过无线电力发送器702的内部部件708a，产生涡流716。该涡流716和在无线电力接收器720的内部部件724中感生的涡流可导致发送功率损耗，并且损耗的发送功率可作为热能耗散。热能可影响无线电力发送器702或无线电力接收器720的可操作性。举例而言，检测到的温度增加可致使无线电力发送器702降低电力发送的级别，且因此可增加对无线电力接收器720完全充电所需的时间。

根据本发明的某些方面，无线电力发送器702可通过检测发送功率损耗或低效率并且通过在温度上升到足以需要协议指定的温度管理程序之前降低电力传递率来防止或限制温度增加。

各种标准和协议规定接收装置被预期或需要报告在无线电力传递期间接收的功率级别。可以在对从充电装置发送的磁通的调制中编码的信息中报告该功率级别。接收装置可以通过切换其电力接收电路呈现的阻抗级别来引起对该磁通的调制。接收功率的周期性报告可由电力发送装置使用，以确定电力传递的效率和在无线电力传递期间引起的损耗程度。电力发送装置可以使用这些确定来减轻功率损耗。在一个示例中，电力发送装置可以尝试通过改变提供给一个或更多个电力发送线圈的充电电流的频率来改善电力发送装置与接收装置之间的电磁耦合。在另一示例中，多线圈电力发送装置可通过添加或从充电配置丢弃某些发送线圈来产生不同的充电配置，以提高电力发送装置与接收装置之间的电磁耦合或减少寄生耦合。

电力发送装置还可使用由接收装置提供的接收功率的报告来确定存在异物。在理想情况下，由接收装置报告的功率P_rx等于由发送装置发送的功率P_tx。即：

P_tx＝P_rx。算式1

遇到部分磁通的异物也从发送装置接收功率P_FO。在以下情况下，发送装置可以决定存在异物：

P_tx＝P_rx+P_FO>P_rx。算式2

在实际应用中，由于发送装置和接收装置的物理设计和配置引起的不完美的耦合和其他寄生效应，电力的完美传输是不可能的，并且P_tx预期总是超过P_rx。

根据本公开的某些方面配置的无线充电装置可以以一定准确性测量发送功率和寄生损耗，使得无线充电装置能够检测异物相对于无线充电装置的到达、存在和离开。无线充电装置可以如下确定发送功率的分布：

P_tx＝1/T_sw∫(V_Coil×I_Coil)dt-Loss_Coil-Loss_Int。算式3

其中：

V_Coil是在发送线圈两端测量的电压，

I_Coil是在所述发送线圈中流动的电流，

1/T_sw是开关频率，

Loss_Coil包括由于线圈电阻和线圈铁氧体造成的损耗，以及

Loss_Int表示由于在无线电力传递期间由磁通在发送装置的金属或导磁部分中感生的涡流引起的损耗。

算式3中的发送功率被计算为V_Coil和I_Coil的乘积的平均值。根据本公开的一个方面，算式3中的连续积分项可以使用离散项来重写，并且根据以下算式使用电压和电流采样来得出：

其中：

V(n)_Coil表示在发送线圈两端测量的电压的第n个采样，

I(n)_Coil表示测量的通过谐振电路、发送线圈的第n个电流采样，以及

N_samp表示采样的数量。

使用算式4计算的平均功率P_tx的准确性依赖于充电电流或磁通的循环中充分数量N_samp的均匀分布采样点的可用性，并且还假设每对采样V(n)_Coil和I(n)_Coil是同时捕获的。

图8例示了根据本发明的某些方面被配置成对V_Coil 824及I_Coil 826进行采样的无线充电装置800的示例。处理电路802可包括微处理器、微控制器、DSP、有限状态机或其他类型的控制器，本文中称为处理器810。在所例示的示例中，处理电路802包括一对模数转换器(ADC 814和ADC 816)和时钟生成电路812。根据本公开的某些方面，时钟生成电路812向ADC814、816提供采样时钟信号818，该采样时钟信号818用于控制V_Coil 824和I_Coil 826的采样定时。ADC 814、816和时钟生成电路812可由处理器810配置和/或控制。在一些实例中，ADC814、816和时钟生成电路812可在处理器810内或由处理器810实施。在一些实例中，ADC814、816和时钟生成电路812可相对于处理电路802在外部提供。

时钟生成电路812可用于生成用于控制开关电路的频率的电力传递时钟信号828。开关电路可以被包括在驱动器电路806中，该驱动器电路806向包括一个或更多个无线电力发送线圈822的谐振电路804提供充电电流。开关电路可用于转换DC电力以获得频率由电力传递时钟信号828控制的AC充电电流。在一些情况下，电力传递时钟信号828由不同于时钟生成电路812的时钟生成电路产生。

处理器810可附加地配置或控制向谐振电路804提供电力的驱动器电路806的操作。可以基于充电配置和电力发送线圈822的数目来配置谐振电路804。可以在谐振电路804中的节点820处监测V_Coil 824，并且可以使用电流感测电路来监测I_Coil 826。在一个示例中，电流感测电路可以包括低值电阻器，以产生表示流过该电阻器的电流的小电压降。V_Coil824被提供给第一ADC 814，I_Coil 826被提供给第二ADC 816。在所例示的示例中，ADC 814、816由同一采样时钟信号818定时，以确保根据本发明的某些方面的对V_Coil 824和I_Coil 826同时采样。

用于实现ADC 814、816的装置的有限采样速度可以限制使用算式4计算的平均功率P_tx的准确性。传统的ADC能够在V_Coil 824或I_Coil 826的各个切换循环捕获相对少量的采样。在一个示例中，使用以10μS的周期进行切换的开关电路来得出V_Coil 824和I_Coil 826，并且ADC 814、816可以被配置成以1MHz的频率进行采样，导致V_Coil824和I_Coil 826的波形的每个循环中10个采样。每个循环中的该采样数目可能不足以检测异物的存在或移除。

根据本发明的一个方面，当算式4被馈送以在多个切换循环上捕获的采样时，可以以改进的准确性来计算平均功率P_tx。在稳态条件下，波形可靠地重复，并且可以以ADC 814、816指示的速率执行采样，直到收集到足够的采样以确保平均功率P_tx的准确确定。采样被以固定的速率捕获，以确保采样点在被采样的波形的多个循环内均匀分布。

采样点的分布可以使用同步的采样时钟信号818和电力传递时钟信号828来配置。在一些示例中，采样时钟信号818的频率可以是电力传递时钟信号828的频率的整数倍。在一些示例中，采样时钟信号818和电力传递时钟信号828都可以从较高频率的公共根时钟信号生成。在后一示例中，处理器810可选择除数值，该除数值用于从公共根时钟信号生成相应时钟信号818、828的。在一些情况下，可以选择除数值以获得采样时钟信号818和电力传递时钟信号828的频率之间的期望关系。可以使用其他电路来固定采样时钟信号818和电力传递时钟信号828之间的关系。在各种示例中，可以使用延迟锁定环、注入锁定振荡器和其他振荡器电路产生时钟信号818、828中的一者或两者。

在某些示例中，可以使用采样频率f_s来获得均匀分布的采样，该采样频率可以被计算为：

f_s＝f_sw×N_Samp/N_Cycles。算式5

其中：

f_SW是开关频率(电力传递时钟信号828)，

N_Samp是每次计算的采样数，以及

N_Cycle是捕获采样的循环数目。

在算式5中，N_Samp和N_Cycle是最大公约数为1的整数。在图9所示的采样方案900的示例中，采样循环(采样循环902)包括从针对V_Coil 824的第一采样点904和针对I_Coil 826的第一采样点908开始的25个间隔，其中采样均匀分布。还示出了用于后续采样时隙的第一采样点906、910。在图9所例示的示例中，25个采样分布在电压和电流的4个循环上。在所例示的示例中，V_Coil 824和I_Coil 826的采样是同时捕获的。

图10例示了根据本发明的某些方面的根据采样值进行信号重构的示例。图9所示的采样方案900可用于从V_Coil波形1000和I_Coil波形1020的4个循环获得采样。重构的V'_Coil波形1010和重构的I'_Coil波形1030是通过叠加从4个循环捕获的采样而获得的。在一个示例中，电压的采样1012和电流的对应采样1032可用于确定或估计4-循环的采样循环中的采样点处的瞬时功率。可以通过参考时间偏移或通过V_Coil波形1000或I_Coil波形1020的相位来定位采样点。

根据本发明的某些方面，单个ADC可被使用来对电压和电流波形两者的测量经过进行采样和数字化。可以在一些处理电路、处理器、数字信号处理器或其他控制器中提供该单个ADC，这些处理器、处理器、数字信号处理器或其他控制器可以另外适合用于无线充电装置中。在稳态条件下，电压和电流波形通常是可靠重复的，并且可以在多个采样循环902上执行电压和电流采样(见图9)。在一个示例中，使用被配置成在1MHz频率下采样的ADC，电压波形或电流波形的4个循环可产生期望的25个采样。两个采样循环902提供总共50个采样机会，其可以被均匀地分配以获得电压波形的25个采样和电流波形的25个采样。

图11例示了根据本发明的某些方面被配置成使用一个ADC 1114对V_Coil 1124和I_Coil 1126进行采样的无线充电装置1100的示例。处理电路1102可以包括微处理器、微控制器、DSP、有限状态机或其他类型的控制器，这里称为处理器1110。在所例示的示例中，处理电路1102或处理器1110包括时钟生成电路1112、ADC 1114和开关1116。在所例示的示例中，时钟生成电路1112向ADC 1114提供采样时钟信号1118，并且向开关1116提供选择信号1130。选择信号1130在V_Coil 1124和I_Coil 1126之间选择，以向ADC 1114提供用于捕获和数字化的输入。在一个示例中，选择信号1130使开关1116以交替的采样间隔提供V_Coil 1124和I_Coil 1126。在一个示例中，在两个采样时隙之一中的各个采样点处对V_Coil 1124进行采样(参见图9中的采样循环902)，并且在两个采样循环902的第二个中的各个采样点处对I_Coil1126进行采样。在另一示例中，采用交错采样，由此V_Coil 1124在两个采样时隙的第一个中的奇数采样点(1-25)处和在两个采样时隙的第二个中的偶数采样点(2-24)处被采样，而I_Coil 1126在两个采样时隙的第一个中的偶数采样点(2-24)处和在两个采样时隙的第二个中的奇数采样点(1-25)处被采样。可以使用其他采样方案，并且例如可以基于稳态条件的稳定性来选择使用。

时钟生成电路1112、ADC 1114和开关1116可以由处理器1110配置和/或控制。在某些情况下，时钟生成电路1112、ADC 1114和开关1116可以在处理器1110内实现或由处理器1110实现。在某些情况下，时钟生成电路1112、ADC 1114和开关1116可以相对于处理器1110或处理电路1102在外部提供。

时钟生成电路1112可以用于生成电力传递时钟信号1128，该电力传递时钟信号1128用于控制驱动器中的开关电路的频率。开关电路可以包括在驱动器电路1106中，驱动器电路1106向包括一个或更多个无线电力发送线圈1122的谐振电路1104提供充电电流。开关电路可用于转换DC电力以获得频率由电力传递时钟信号1128控制的AC充电电流。在一些情况下，电力传递时钟信号1128由不同的时钟生成电路产生。

处理器1110可以附加地配置或控制向谐振电路1104提供功率的驱动器电路1106的操作。可以基于充电配置和电力发送线圈1122的数目来配置该谐振电路804。可以在谐振电路1104中的节点1120处监测V_Coil 1124，并且可以使用电流感测电路来监测I_Coil 1126。在一个简单示例中，电流感测电路可以包括低值电阻器以产生表示流过该电阻器的电流的小电压降。

根据本公开的一个方面，平均功率P_tx可以使用在几个切换循环上捕获的采样哦通过使用算式4来准确计算。在稳态条件下，波形可靠地重复，并且可以以ADC 1114规定的速率执行采样，直到获得足够的采样以确保平均功率P_tx的准确确定。以固定速率捕获采样，以确保采样点在被采样的波形的多个循环内均匀分布。

采样点的分布可以使用同步的采样时钟信号1118和电力传递时钟信号1128来配置。在一些示例中，采样时钟信号1118的频率可以是电力传递时钟信号1128的频率的整数倍。在一些示例中，采样时钟信号1118和电力传递时钟信号1128都可以从较高频率的公共根时钟信号生成。在后一示例中，处理器1110可选择除数值，该除数值用于从公共根时钟信号生成相应时钟信号1118、1128。在一些情况下，可以选择除数值以获得采样时钟信号1118和电力传递时钟信号1128的频率之间的期望关系。可以使用其他电路来确定采样时钟信号1118和电力传递时钟信号1128之间的关系。在各种示例中，可以使用延迟锁定环、注入锁定振荡器和其他振荡器电路来产生时钟信号1118、1128中的一者或两者。

图12例示了可根据本文公开的某些方面在单个采样装置(例如，ADC)可用时采用的采样策略1200的示例。在此示例中，可使用图11的处理电路1102来执行采样。共提供50个采样点，25个采样点用于采样V_Coil 1202，25个采样点用于采样I_Coil1204。在一个示例中，对于在第一采样循环1210内的某个时间捕获的针对V_Coil 1202的各个采样1206，在第二采样循环1212内的对应时间捕获针对I_Coil 1204的采样1208。可以声明，在采样循环1210、1212的特定相位捕获采样，并且当在第一采样循环1210的特定相位捕获V_Coil 1202的采样1206时，在第二采样循环1212的特定相位捕获I_Coil1204的采样1208。采样循环1210、1212的相位对应于V_Coil 1202或I_Coil 1204的相互不同的相位；即，各个采样循环1210、1212中V_Coil 1202或I_Coil 1204的各个被采样相位在被采样不超过一次。

可以选择采样频率，以能够在不同的采样循环1210、1212中对V_Coil 1202和I_Coil1204波形中的等效实时位置进行采样。在所例示的示例中，在时间1210t＝t₀获取V_Coil1202的采样1206，并且在时间1210t＝t₁获取I_Coil 1204的采样1208，其中t₁发生在t₀之后的V_Coil 1202的四个时钟循环。换言之：

V_Coil(t₀)＝V_Coil(t₁)算式6

以及

I_Coil(t₀)＝I_Coil(t₁)算式7

这种类型的采样可以提供与通过同时采样电压和电流获得的结果等效的结果。

在一个示例中，经选择以在8个电压/电流循环的周期上获得每一波形的25个采样的采样频率f_S可计算为：

f_s＝f_SW×N_Samp/N_Cycles＝25/4算式8

应了解，可采用其他采样频率，并且可基于应用要求、可用电路及电路能力使用其他采样方案。可以以与本文所述不同的顺序取得采样。在一些实例中，可使用交错采样，以使得在交替采样点中取得采样(例如，一个电压采样后跟一个电流采样)。在一些实例中，可在一个采样循环中捕获所有电压采样且可在另一采样循环中捕获所有电流采样。

根据本公开的某些方面，通过在包括两个或更多个功率切换循环的采样循环上均匀分布的采样，可以满足用于确定发送线圈的功率的同步采样的需要。采样方案可以被配置成表征电流和电压波形的不同部分，以能够准确计算功率。可以通过选择合适的采样频率来配置采样方案。当足够数量的足够ADC模块可用时，可以同时采样电流和电压。可以使用单个ADC模块依次采样电流和电压。在一些示例中，可以调整采样频率，或者可以在收集对应于相同重复时刻的电压和电流采样时在采样点之间添加时间延迟。

再次参照算式3，由充电装置传输的功率可以从三个项计算。第一项使用电压采样和电流采样两者来找到提供给发送线圈的总功率。第二项和第三项是可归因于发送线圈中的损耗和内部寄生金属部件或导磁部件的效应的损耗。损耗项与线圈电压和线圈电流的均方根(RMS)值成正比。电压和电流的RMS值可根据采集的采样计算如下：

线充电装置可在校准过程期间计算损耗项，并且接着可确定附加损耗或新损耗可归因于异物被放置在充电装置的充电面上或附近。无线充电装置可确定减少的损耗可归因于从充电面移除了异物。

在一些示例中，无线充电装置可以针对不同无线电力传递来累积所计算的功率损耗值的历史。该历史可以用于建立最小功率损耗，该最小功率损耗可以用作用于确定新计算的功率损耗值是否指示存在异物的基线值。在一个示例中，历史可以被用于建立一个或更多个阈值功率损耗值，该阈值功率损耗值用于指示可归因于异物的功率损耗值。在一些情况下，基线值可以使用统计方法来确定，该统计方法可以考虑制造过程、电压和温度(PVT)以及可以影响功率损耗随时间的其他因素的变化。在一些示例中，基线值或阈值功率损耗值可与发送器与接收器之间的耦合质量相关联，以考虑无线电力传递期间的线圈对准或间隔。

处理电路的示例

图13示出了设备1300的硬件实现的示例，该设备1300可以被结合在充电装置中或能够对电池进行无线充电的接收装置中。在一些示例中，设备1300可以执行本文公开的一个或更多个功能。根据本发明的各个方面，可使用处理电路1302来实施本文公开的元件或元件的任何部分或元件的任何组合。处理电路1302可以包括由硬件和软件模块的某种组合控制的一个或更多个处理器1304。处理器1304的示例包含微处理器、微控制器、DSP、SOC、ASIC、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑装置(PLD)、状态机、定序器、选通逻辑、离散硬件电路和被配置成执行贯穿本发明所描述的各种功能性的其他合适硬件。一个或更多个处理器1304可以包括执行特定功能并且可以由软件模块1316之一配置、扩充或控制的专用处理器。一个或更多个处理器1304可以通过在初始化期间加载的软件模块1316的组合来配置，并且还通过在操作期间加载或卸载一个或更多个软件模块1316来配置。

在所例示的示例中，处理电路1302可以用总线架构来实现，总体上由总线1310表示。总线1310可以包括任意数量的互连总线和桥，这依赖于处理电路1302的具体应用和总体设计约束。总线1310将包括一个或更多个处理器1304和存储部1306的各种电路连接在一起。存储部1306可包括存储器装置和大容量存储装置，且在本文中可称为计算机可读媒体和/或处理器可读媒体。存储部1306可包括暂时性存储介质和/或非暂时性存储介质。

总线1310还可以链接各种其他电路，例如定时源、定时器、外围装置、电压调节器和电源管理电路。总线接口1308可以提供总线1310和一个或更多个收发器1312之间的接口。在一个示例中，可以提供收发器1312以使得设备1300能够根据标准定义的协议与充电或接收装置通信。根据设备1300的性质，还可以提供用户接口1318(例如键盘、显示器、扬声器、麦克风、操纵杆)，并且用户接口1318可以直接或通过总线接口1308通信地附接到总线1310。

处理器1304可负责管理总线1310，并负责可包括执行存储在可包括存储部1306的计算机可读介质中的软件的一般处理。在这方面，包括处理器1304的处理电路1302可用于实现这里公开的任何方法、功能和技术。存储部1306可以用于存储在执行软件时由处理器1304操纵的数据，且该软件可以被配置成实现本文公开的任一种方法。

处理电路1302中的一个或更多个处理器1304可以执行软件。软件应广义地解释为意指指令、指令集、代码、代码段、程序代码、程序、子程序、软件模块、应用程序、软件应用程序、软件包、例程、子例程、对象、可执行程序、执行线程、过程、函数、算法等，无论是否称为软件、固件、中间件、微代码、硬件描述语言等。软件可以计算机可读形式驻留在存储部1306或外部计算机可读介质中。外部计算机可读介质和/或存储部1306可以包括非暂时性计算机可读介质。非暂时性计算机可读介质包括，例如，磁存储装置(例如，硬盘、软盘、磁条)、光盘(例如，压缩盘(CD)或数字多功能盘(DVD))、智能卡、闪存装置(例如，“闪存驱动器”、卡、棒或键驱动器)、RAM、ROM、可编程只读存储器(PROM)、包括EEPROM的可擦除PROM(EPROM)、寄存器、可移动盘、以及用于存储可由计算机访问和读取的软件和/或指令的任何其他合适的介质。作为示例，计算机可读介质和/或存储部1306还可以包括载波、传输线和用于传输可由计算机访问和读取的软件和/或指令的任何其他合适的介质。计算机可读介质和/或存储部1306可以驻留在处理电路1302中，处理器1304中，处理电路1302外部，或者分布在包括处理电路1302的多个实体上。计算机可读介质和/或存储部1306可以包含在计算机程序产品中。作为示例，计算机程序产品可以包括包装材料中的计算机可读介质。所属领域的技术人员将认识到如何最佳地实施贯穿本发明呈现的所述功能性，此依赖于具体应用和强加于整个系统的总体设计约束。

存储部1306可以在可加载代码段、模块、应用、程序等中维护和/或组织软件，其在本文中可以被称为软件模块1316。各个软件模块1316可以包括指令和数据，当安装或加载到处理电路1302上并由一个或更多个处理器1304执行时，这些指令和数据有助于控制一个或更多个处理器1304的运行的运行时映像1314。当执行时，某些指令可以使处理电路1302根据这里描述的某些方法、算法和过程来执行功能。

一些软件模块1316可以在处理电路1302的初始化期间被加载，并且这些软件模块1316可以配置处理电路1302以实现这里公开的各种功能的执行。例如，一些软件模块1316可以配置处理器1304的内部装置和/或逻辑电路1322，并且可以管理对诸如收发器1312、总线接口1308、用户接口1318、定时器、数学协处理器等外部装置的访问。软件模块1316可以包括控制程序和/或操作系统，其与中断处理程序和装置驱动程序交互，并且控制对由处理电路1302提供的各种资源的访问。资源可以包括存储器、处理时间、对收发器1312的访问、用户接口1318等。

处理电路1302的一个或更多个处理器1304可以是多功能的，由此一些软件模块1316被加载并配置为执行不同的功能或相同功能的不同实例。一个或更多个处理器1304还可适于管理响应于例如来自用户接口1318、收发器1312和装置驱动器的输入而启动的后台任务。为了支持多个功能的执行，一个或更多个处理器1304可以被配置成提供多任务环境，由此多个功能中的每一个被实现为由一个或更多个处理器1304根据需要或期望服务的一组任务。在一个示例中，多任务环境可以使用分时程序1320来实现，分时程序1320在不同任务之间传递处理器1304的控制，由此在完成任何未完成操作时和/或响应于诸如中断的输入，各个任务将一个或更多个处理器1304的控制返回到分时程序1320。当任务具有对一个或更多个处理器1304的控制时，处理电路被有效地专门用于由与控制任务相关联的功能所解决的目的。分时程序1320可以包括操作系统、基于循环传送控制的主循环、根据功能的优先级分配对一个或更多个处理器1304的控制的功能、和/或通过向处理功能提供对一个或更多个处理器1304的控制来响应外部事件的中断驱动主循环。

在一个实现方式中，设备1300包括无线充电装置或作为无线充电装置操作，该无线充电装置具有附接到充电电路的电池充电电源、多个充电单元和控制器，该控制器可以包括在一个或更多个处理器1304中。该多个充电单元可以被配置成提供充电面。至少一个线圈可以被配置成引导电磁场穿过各个充电单元的电荷传递区域。

所述无线充电装置可具有：谐振电路，其包括所述充电装置的充电面中的一个或更多个电力发送线圈；驱动器电路，其被配置成向所述谐振电路提供充电电流；以及控制器。所述控制器可被配置成使用从所述谐振电路捕获的电流及电压的采样来确定平均发送功率，且当所述平均发送功率超过由接收装置提供的接收功率的测量结果及与所述无线充电装置相关联的寄生损耗时，确定异物位于所述充电面上或附近。在一些情况下，寄生损耗可归因于无线充电装置的金属部件或导磁部件。在一个示例中，通过测量在谐振电路中流动的电流来获得电流的各个采样，并且通过测量一个或更多个电力发送线圈两端的电压来获得电压的各个采样。

在某些示例中，充电装置包括一个或更多个ADC，所述一个或更多个ADC被配置成基于具有跨越充电电流的多个循环周期的周期的一个或更多个采样循环来捕获电流采样和电压采样。各个采样循环可以包括或定义多个采样点。在一个示例中，多个采样点中的各个采样点与多个采样点中的其他采样点中的各个采样点在充电电流的循环的不同相位处出现。该一个或更多个ADC包括单个ADC，该单个ADC被配置成在第一采样循环中在第一采样点处捕获电流的第一采样，并且在第二采样循环中在对应的第一采样点处捕获电压的第一采样。在另一示例中，第一ADC被配置成在第一采样循环中在第一采样点处捕获电流的第一采样，并且第二ADC被配置成在第一采样循环中在第一采样点处捕获电压的第一采样。

在某些示例中，充电装置包括时钟生成电路，所述时钟生成电路被配置成将根时钟除以第一整数获得具有采样时钟频率的采样时钟，所述采样时钟频率确定采样循环的频率，电流采样和电压采样是以所述频率从所述谐振电路捕获的，且将根时钟除以第二整数以获得具有控制充电电流的频率的充电时钟。在该示例中，第一整数和第二整数具有最大公约数1。

在一些实现方式中，存储部1306保存指令和信息，其中指令被配置成使一个或更多个处理器1304向谐振电路提供充电电流，该谐振电路包括无线充电装置的充电面中的一个或更多个电力发送线圈；使用从谐振电路捕获的电流采样和电压采样来确定平均发送功率；以及当所述平均发送功率超过由接收装置提供的接收功率的测量结果以及与所述无线充电装置相关联的寄生损耗时，确定异物位于所述充电面上或附近。

在一个示例中，所述指令致使所述处理器在第一采样循环和第二采样循环中捕获电流采样和电压采样，各个采样循环具有跨越充电电流的多个循环周期的周期。各个采样循环可以包括在充电电流的循环的相互不同的相位处出现的多个采样点。在第二采样循环中，可以在第一采样点处捕获电流的第一采样，并且在对应的第一采样点处捕获电压的第一采样。

在另一示例中，指令使处理器在单个采样循环中捕获电流采样和电压采样，该采样循环具有跨越充电电流多个循环周期的周期。该示例中的各个采样循环包括在充电电流的循环的相互不同的相位处出现的多个采样点，并且在单个采样循环中的多个采样点中的各个采样点处同时捕获电流采样和电压采样。

图14是示出根据本公开的某些方面的用于操作充电装置的方法的流程图示1400。该方法可以由充电装置中的DSP，处理器或其他控制器来执行。在框1402，可以向谐振电路提供充电电流，该谐振电路包括无线充电装置的充电面中的一个或更多个电力发送线圈。在框1404，可以使用从谐振电路捕获的电流采样和电压采样来确定平均发送功率。在框1406，当平均发送功率超过由接收装置提供的接收功率的测量结果和与无线充电装置相关联的寄生损耗时，可确定异物位于充电面上或附近。在一些情况下，寄生损耗可归因于无线充电装置的金属部件或导磁部件。在一个示例中，通过测量在谐振电路中流动的电流来获得电流的各个采样，并且通过测量一个或更多个电力发送线圈两端的电压来获得电压的各个采样。

在某些示例中，在一个或更多个采样循环中捕获电流采样和电压采样，所述采样循环具有跨越充电电流多个循环周期的周期。各个采样循环可以包括多个采样点。在一个示例中，多个采样点中的各个采样点与多个采样点中的其他采样点中的各个采样点在充电电流的循环的不同相位处出现。一个或更多个采样循环可以包括第一采样循环和第二采样循环。可以在第一采样循环中的第一采样点处捕获电流的第一采样，并且在第二采样循环中的对应的第一采样点处捕获电压的第一采样。在另一示例中，在单个采样循环中的多个采样点中的各个采样点处同时捕获电流采样和电压采样。

在一些示例中，具有根时钟频率的根时钟信号被提供给时钟生成电路。时钟生成电路可将根时钟除以第一整数获得具有采样时钟频率的采样时钟，所述采样时钟频率确定采样循环的频率，电流采样和电压采样是以所述频率从所述谐振电路捕获的。时钟生成电路可将根时钟除以第二整数以获得具有控制充电电流的频率的充电时钟。第一整数和第二整数可以具有最大公约数1。

在以下编号的条款中描述了一些实现示例：

1.一种用于操作无线充电装置的方法，所述方法包括：

向谐振电路提供充电电流，所述谐振电路包括位于所述无线充电装置的充电面中的一个或更多个电力发送线圈；

使用从所述谐振电路捕获的电流采样和电压采样来确定平均发送功率；以及

当所述平均发送功率超过由接收装置提供的接收功率的测量结果和与所述无线充电装置相关联的寄生损耗时，确定异物位于所述充电面上或附近。

2.根据条款1所述的方法，其中，电流的各个采样是通过测量在所述谐振电路中流动的电流来获得的，并且电压的各个采样是通过测量所述一个或更多个电力发送线圈两端的电压来获得的。

3.根据条款1或条款2所述的方法，所述方法还包括：

在具有跨越所述充电电流的多个循环周期的周期的一个或更多个采样循环中捕获所述电流采样和电压采样，其中，各个采样循环包括多个采样点。

4.根据条款3所述的方法，其中，所述多个采样点中的各采样点与所述多个采样点中的其他采样中的各采样在所述充电电流的循环的不同相位处出现。

5.根据条款4所述的方法，其中，所述一个或更多个采样循环包含第一采样循环和第二采样循环，其中，在所述第一采样循环中在第一采样点处捕获电流的第一采样，并且其中，在所述第二采样循环中的对应的第一采样点处捕获电压的第一采样。

6.根据条款3所述的方法，其中，在单个采样循环中的所述多个采样点中的各个采样点处同时捕获电流采样和电压采样。

7.根据条款1至6中的任一项所述的方法，所述方法还包括：

提供具有根时钟频率的根时钟信号；

将所述根时钟频率除以第一整数以获得采样时钟频率，所述采样时钟频率确定采样循环的频率，所述电流采样和电压采样是以所述频率从所述谐振电路捕获的；以及

将所述根时钟信号除以第二整数以获得控制所述充电电流的频率的充电时钟频率，其中，所述第一整数和所述第二整数具有最大公约数1。

8.根据条款1至7中的任一项所述的方法，其中，所述寄生损耗能够归因于所述无线充电装置的金属部件或导磁部件。

9.一种充电装置，所述充电装置包括：

谐振电路，所述谐振电路包括位于所述充电装置的充电面中的一个或更多个电力发送线圈；

驱动器电路，所述驱动器电路被配置成向所述谐振电路提供充电电流；以及

控制器，所述控制器被配置成：

使用从所述谐振电路捕获的电流采样和电压采样来确定平均发送功率；以及

当所述平均发送功率超过由接收装置提供的接收功率的测量结果和与所述无线充电装置相关联的寄生损耗时，确定异物位于所述充电面上或附近。

10.根据条款9所述的充电装置，其中，电流的各个采样是通过测量在所述谐振电路中流动的电流来获得的，并且电压的各个采样是通过测量所述一个或更多个电力发送线圈两端的电压来获得的。

11.根据条款9或条款10所述的充电装置，所述充电装置还包括一个或更多个模数转换器ADC，所述一个或更多个模数转换器被配置成：

基于具有跨越所述充电电流的多个循环周期的周期的一个或更多个采样循环来捕获所述电流采样和电压采样，其中，各个采样循环包括多个采样点。

12.根据条款11所述的充电装置，其中，所述多个采样点中的各采样点与所述多个采样点中的其他采样中的各采样在所述充电电流的循环的不同相位处出现。

13.根据条款12所述的充电装置，其中，所述一个或更多个ADC包括单个ADC，所述单个ADC被配置成：

在第一采样循环中的第一采样点处捕获电流的第一采样；以及

在第二采样循环中的对应的第一采样点处捕获电压的第一采样。

14.根据条款11所述的充电装置，其中，所述一个或更多个ADC包括：

第一ADC，所述第一ADC被配置成在第一采样循环中的第一采样点处捕获电流的第一采样；以及

第二ADC，所述第二ADC被配置成在所述第一采样循环中的所述第一采样点处捕获电压的第一采样。

15.根据条款9至14中的任一项所述的充电装置，所述充电装置还包括时钟生成电路，所述时钟生成电路被配置成：

将根时钟频率除以第一整数以获得采样时钟频率，所述采样时钟频率确定采样循环的频率，所述电流采样和电压采样是以所述频率从所述谐振电路捕获的；以及

将所述根时钟频率除以第二整数以获得控制所述充电电流的频率的充电时钟频率，其中，所述第一整数和所述第二整数具有最大公约数1。

16.根据条款9至15中的任一项所述的充电装置，其中，所述寄生损耗能够归因于所述无线充电装置的金属部件或导磁部件。

17.一种处理器可读存储介质，所述处理器可读存储介质存储有指令，所述指令在由充电装置中的至少一个处理器执行时致使所述处理器：

向谐振电路提供充电电流，所述谐振电路包括位于无线充电装置的充电面中的一个或更多个电力发送线圈；

使用从所述谐振电路捕获的电流采样和电压采样来确定平均发送功率；以及

当所述平均发送功率超过由接收装置提供的接收功率的测量结果和与所述无线充电装置相关联的寄生损耗时，确定异物位于所述充电面上或附近。

18.根据条款19所述的处理器可读存储介质，其中，所述指令致使所述处理器：

在第一采样循环和第二采样循环中捕获电流采样和电压采样，各个采样循环具有跨越所述充电电流的多个循环周期的周期，

其中，各个采样循环包括在所述充电电流的循环的相互不同的相位处出现的多个采样点，并且

其中，在所述第一采样点处捕获电流的第一采样，并且在所述第二采样循环中的对应的第一采样点处捕获电压的第一采样。

19.根据条款19所述的处理器可读存储介质，其中，所述指令致使所述处理器：

在单个采样循环中捕获所述电流采样和电压采样，所述单个采样循环具有跨越所述充电电流的多个循环周期的周期，

其中，各个采样循环包括在所述充电电流的循环的相互不同的相位处出现的多个采样点，并且

其中，在单个采样循环中的所述多个采样点中的各个采样点处同时捕获电流采样和电压采样。

20.根据条款19所述的处理器可读存储介质，其中，所述指令致使所述处理器：

将根时钟频率除以第一整数以获得采样时钟频率，该采样时钟频率确定采样循环的频率，所述电流采样和电压采样是以所述频率从所述谐振电路捕获的；以及

将所述根时钟频率除以第二整数以获得控制所述充电电流的频率的充电时钟频率，其中，所述第一整数和所述第二整数具有最大公约数1。

提供先前描述以使所属领域的技术人员能够实践本文所描述的各种方面。所属领域的技术人员将容易明白对这些方面的各种修改，且本文所界定的一般原理可应用于其他方面。因此，权利要求不旨在限于本文所示的方面，而是要符合与语言权利要求一致的全部范围，其中除非明确如此陈述，否则以单数形式提及元件不旨在表示“一个且仅一个”，而是表示“一个或更多个”。除非另外特别说明，术语“一些”是指一个或更多个。本公开中描述的各个方面的元件的所有结构和功能等同物是本领域普通技术人员已知的或以后将变得已知的，这些等同物通过引用明确地并入本文并且旨在由权利要求书涵盖。此外，本文公开的任何内容都不旨在专用于公众，而不管这样的公开内容是否在权利要求书中明确叙述。不在35U.S.C.§112第六段的规定下解释权利要求要素，除非使用短语“用于…的装置”来明确描述要素，或在方法权利要求的情况下，使用短语“用于…的步骤”来描述要素。

Claims (20)

1.一种用于操作无线充电装置的方法，所述方法包括：

向谐振电路提供充电电流，所述谐振电路包括位于所述无线充电装置的充电面中的一个或更多个电力发送线圈；

使用从所述谐振电路捕获的电流采样和电压采样来确定平均发送功率；以及

当所述平均发送功率超过由接收装置提供的接收功率的测量结果和与所述无线充电装置相关联的寄生损耗时，确定异物位于所述充电面上或附近。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，电流的各个采样是通过测量在所述谐振电路中流动的电流来获得的，并且电压的各个采样是通过测量所述一个或更多个电力发送线圈两端的电压来获得的。

3.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：

在具有跨越所述充电电流的多个循环周期的周期的一个或更多个采样循环中捕获所述电流采样和电压采样，其中，各个采样循环包括多个采样点。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述多个采样点中的各采样点与所述多个采样点中的其他采样中的各采样在所述充电电流的循环的不同相位处出现。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述一个或更多个采样循环包含第一采样循环和第二采样循环，其中，在所述第一采样循环中在第一采样点处捕获电流的第一采样，并且其中，在所述第二采样循环中的对应的第一采样点处捕获电压的第一采样。

6.根据权利要求3所述的方法，其中，在单个采样循环中的所述多个采样点中的各个采样点处同时捕获电流采样和电压采样。

7.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：

提供具有根时钟频率的根时钟信号；

将所述根时钟频率除以第一整数以获得采样时钟频率，所述采样时钟频率确定采样循环的频率，所述电流采样和电压采样是以所述频率从所述谐振电路捕获的；以及

将所述根时钟信号除以第二整数以获得控制所述充电电流的频率的充电时钟频率，其中，所述第一整数和所述第二整数具有最大公约数1。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述寄生损耗能够归因于所述无线充电装置的金属部件或导磁部件。

9.一种充电装置，所述充电装置包括：

谐振电路，所述谐振电路包括位于所述充电装置的充电面中的一个或更多个电力发送线圈；

驱动器电路，所述驱动器电路被配置成向所述谐振电路提供充电电流；以及

控制器，所述控制器被配置成：

使用从所述谐振电路捕获的电流采样和电压采样来确定平均发送功率；以及

当所述平均发送功率超过由接收装置提供的接收功率的测量结果和与所述充电装置相关联的寄生损耗时，确定异物位于所述充电面上或附近。

10.根据权利要求9所述的充电装置，其中，电流的各个采样是通过测量在所述谐振电路中流动的电流来获得的，并且电压的各个采样是通过测量所述一个或更多个电力发送线圈两端的电压来获得的。

11.根据权利要求9所述的充电装置，所述充电装置还包括一个或更多个模数转换器ADC，所述一个或更多个模数转换器被配置成：

基于具有跨越所述充电电流的多个循环周期的周期的一个或更多个采样循环来捕获所述电流采样和电压采样，其中，各个采样循环包括多个采样点。

12.根据权利要求11所述的充电装置，其中，所述多个采样点中的各采样点与所述多个采样点中的其他采样中的各采样在所述充电电流的循环的不同相位处出现。

13.根据权利要求12所述的充电装置，其中，所述一个或更多个ADC包括单个ADC，所述单个ADC被配置成：

在第一采样循环中的第一采样点处捕获电流的第一采样；以及

在第二采样循环中的对应的第一采样点处捕获电压的第一采样。

14.根据权利要求11所述的充电装置，其中，所述一个或更多个ADC包括：

第一ADC，所述第一ADC被配置成在第一采样循环中的第一采样点处捕获电流的第一采样；以及

第二ADC，所述第二ADC被配置成在所述第一采样循环中的所述第一采样点处捕获电压的第一采样。

15.根据权利要求9所述的充电装置，所述充电装置还包括时钟生成电路，所述时钟生成电路被配置成：

将根时钟频率除以第一整数以获得采样时钟频率，所述采样时钟频率确定采样循环的频率，所述电流采样和电压采样是以所述频率从所述谐振电路捕获的；以及

将所述根时钟频率除以第二整数以获得控制所述充电电流的频率的充电时钟频率，其中，所述第一整数和所述第二整数具有最大公约数1。

16.根据权利要求9所述的充电装置，其中，所述寄生损耗能够归因于所述充电装置的金属部件或导磁部件。

17.一种处理器可读存储介质，所述处理器可读存储介质存储有指令，所述指令在由充电装置中的至少一个处理器执行时致使所述处理器：

向谐振电路提供充电电流，所述谐振电路包括位于无线充电装置的充电面中的一个或更多个电力发送线圈；

使用从所述谐振电路捕获的电流采样和电压采样来确定平均发送功率；以及

当所述平均发送功率超过由接收装置提供的接收功率的测量结果和与所述无线充电装置相关联的寄生损耗时，确定异物位于所述充电面上或附近。

18.根据权利要求17所述的处理器可读存储介质，其中，所述指令致使所述处理器：

在第一采样循环和第二采样循环中捕获电流采样和电压采样，各个采样循环具有跨越所述充电电流的多个循环周期的周期，

其中，各个采样循环包括在所述充电电流的循环的相互不同的相位处出现的多个采样点，并且

其中，在所述第一采样点处捕获电流的第一采样，并且在所述第二采样循环中的对应的第一采样点处捕获电压的第一采样。

19.根据权利要求18所述的处理器可读存储介质，其中，所述指令致使所述处理器：

在单个采样循环中捕获所述电流采样和电压采样，所述单个采样循环具有跨越所述充电电流的多个循环周期的周期，

其中，各个采样循环包括在所述充电电流的循环的相互不同的相位处出现的多个采样点，并且

其中，在单个采样循环中的所述多个采样点中的各个采样点处同时捕获电流采样和电压采样。

20.根据权利要求18所述的处理器可读存储介质，其中，所述指令致使所述处理器：

将根时钟频率除以第一整数以获得采样时钟频率，该采样时钟频率确定采样循环的频率，所述电流采样和电压采样是以所述频率从所述谐振电路捕获的；以及

将所述根时钟频率除以第二整数以获得控制所述充电电流的频率的充电时钟频率，其中，所述第一整数和所述第二整数具有最大公约数1。