ES2861799T3

ES2861799T3 - Detección de objetos extraños en un sistema de transferencia inalámbrica de potencia

Info

Publication number: ES2861799T3
Application number: ES18725253T
Authority: ES
Inventors: Wageningen Andries Van; Wilhelmus Gerardus Maria Ettes; Eddy Gerrit Veltman; Antonius Adriaan Maria Staring; Richard Henricus Maria Theelen; Johannes Gerardus Fredericus Kablau
Original assignee: Koninklijke Philips NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2017-05-30
Filing date: 2018-05-25
Publication date: 2021-10-06
Anticipated expiration: 2038-05-25
Also published as: BR112019025023B1; EP3635846A1; CN110959242B; ZA201908589B; EP3635846B1; WO2018219793A1; MX2019014141A; US11038381B2; RU2737192C1; EP3410568A1; US11424647B2; JP7145888B2; US20200212725A1; BR112019025023A2; PL3635846T3; EP3826142A1; US20210265872A1; CN110959242A; JP2020522222A

Abstract

Un transmisor de potencia (101) para suministrar potencia de forma inalámbrica a un receptor de potencia (105) a través de una señal de transferencia de potencia inductiva; el transmisor de potencia (101) comprende: una bobina del transmisor (103) para generar la señal de transferencia de potencia; un accionador (201) para generar una señal de accionamiento para la bobina del transmisor (103), donde el accionador (201) está dispuesto para, durante una fase de transferencia de potencia, generar la señal de accionamiento para emplear un período de tiempo de repetición que comprende al menos un intervalo de tiempo de transferencia de potencia y un intervalo de tiempo de detección de objetos extraños; un receptor (205) para recibir mensajes del receptor de potencia (105); caracterizado porque el transmisor de potencia comprende además: una bobina de prueba (209) para generar una señal de prueba electromagnética; un generador de prueba (211) dispuesto para generar una señal de prueba de accionamiento para la bobina de prueba (209) para proporcionar la señal de prueba electromagnética durante el intervalo de tiempo de detección de objetos extraños; un detector de objetos extraños (207) dispuesto para realizar una prueba de detección de objetos extraños como respuesta a un parámetro medido para la señal de accionamiento de prueba; un adaptador (213) para, antes de entrar en la fase de transferencia de potencia, controlar el transmisor de potencia (101) para que funcione en un modo de inicialización de detección de objetos extraños en el que se determina un valor preferido de un parámetro de señal para la señal de accionamiento de prueba como respuesta al menos a un primer mensaje recibido del receptor de potencia (105); y en donde el generador de prueba (211) está dispuesto para ajustar el parámetro de señal de la señal de accionamiento de prueba al valor preferido durante el intervalo de tiempo de detección de objetos extraños.

Description

DESCRIPCIÓN

Detección de objetos extraños en un sistema de transferencia inalámbrica de potencia

Campo de la invención

La invención se refiere a la detección de objetos extraños en un sistema de transferencia inalámbrica de potencia y en particular, aunque no exclusivamente, a la detección de objetos extraños para un transmisor de potencia que proporciona la transmisión inductiva de potencia a dispositivos de mayor potencia, tales como, por ejemplo, los aparatos de cocina.

Antecedentes de la invención

La mayoría de los productos eléctricos actuales requieren un contacto eléctrico específico para ser alimentados desde una fuente de alimentación externa. Sin embargo, esto tiende a ser poco práctico y requiere que el usuario inserte físicamente los conectores o establezca de algún otro modo un contacto eléctrico físico. Normalmente, los requisitos de energía también difieren significativamente, y actualmente la mayoría de los dispositivos cuentan con su propia fuente de alimentación específica, lo que da como resultado que un usuario típico tenga un gran número de fuentes de alimentación diferentes donde cada fuente de alimentación está destinada a un dispositivo específico. Aunque el uso de baterías internas puede evitar la necesidad de una conexión por cable a una fuente de alimentación durante el uso, esto solo proporciona una solución parcial, ya que las baterías necesitarán recargarse (o sustituirse). El uso de pilas también puede aumentar sustancialmente el peso y potencialmente el costo y el tamaño de los dispositivos.

Con el fin de proporcionar una experiencia de usuario significativamente mejorada, se ha propuesto utilizar una fuente de alimentación inalámbrica en la que la potencia es transferida inductivamente desde un inductor transmisor en un dispositivo transmisor de potencia a una bobina del receptor en los dispositivos individuales.

La transmisión de potencia por inducción magnética es un concepto bien conocido, aplicado principalmente en transformadores que tienen un acoplamiento estrecho entre un inductor/bobina del transmisor primaria y una bobina del receptor secundaria. Al separar la bobina del transmisor primaria y la bobina del receptor secundaria entre dos dispositivos, la transferencia inalámbrica de potencia entre éstos se hace posible basada en el principio de un transformador acoplado en forma suelta.

Tal disposición permite una transferencia inalámbrica de potencia al dispositivo sin necesidad de cables o conexiones eléctricas físicas. De hecho, puede simplemente permitir que un dispositivo se coloque junto a, o encima de, la bobina del transmisor para ser recargado o alimentado externamente. Por ejemplo, los dispositivos transmisores de potencia se pueden disponer con una superficie horizontal en la que un dispositivo se puede colocar simplemente para ser alimentado.

Además, dichas disposiciones de transferencia de potencia inalámbrica pueden diseñarse ventajosamente de manera que el dispositivo transmisor de potencia pueda utilizarse con una gama de dispositivos receptores de potencia. En particular, se ha definido un método de transferencia inalámbrica de potencia, conocido como las especificaciones de Qi, que se está desarrollando en la actualidad. Este método permite que los dispositivos transmisores de potencia que cumplen con las especificaciones de Qi se utilicen con dispositivos receptores de potencia que también cumplen con las especificaciones de Qi sin tener que ser del mismo fabricante o tener que estar dedicados entre sí. El estándar Qi incluye además algunas funciones para permitir que la operación se adapte al dispositivo receptor de potencia específico (por ejemplo, depende del consumo de energía específico).

La especificación de Qi es desarrollada por el Consorcio de Potencia Inalámbrica y se puede encontrar más información, por ejemplo, en su sitio web: http://www.wirelesspowerconsortium.com/index.html, donde se pueden encontrar en particular los documentos de especificaciones definidas.

Un problema potencial con la transferencia inalámbrica de potencia es que la potencia puede transferirse involuntariamente, por ejemplo, a objetos metálicos que se encuentran cerca del transmisor de potencia. Por ejemplo, si se coloca un objeto extraño, como por ejemplo una moneda, una llave, un anillo, etc., sobre la plataforma del transmisor de potencia dispuesta para recibir un receptor de potencia, el flujo magnético generado por la bobina del transmisor introducirá corrientes parásitas en los objetos de metal lo que hará que los objetos se calienten. El aumento de calor puede ser muy significativo y puede ser muy desventajoso.

Con el fin de reducir el riesgo de que surjan tales situaciones, se ha propuesto introducir la detección de objetos extraños donde el transmisor de potencia pueda detectar la presencia de un objeto extraño y reducir la potencia transmitida y/o generar una alerta de usuario cuando se produce una detección positiva. Por ejemplo, el sistema de Qi incluye funciones para detectar un objeto extraño y para reducir la potencia si se detecta un objeto extraño. Específicamente, la especificación de Qi versión 1.2.1, sección 11 describe diversos métodos para detectar un objeto extraño.

Un método para detectar tales objetos extraños se describe en WO2015018868A1. En WO 2012127335 se proporciona otro ejemplo que describe un método basado en la determinación de pérdidas de potencia desconocidas. En el método, tanto el receptor de potencia como el transmisor de potencia miden su potencia, y el receptor comunica su potencia medida recibida al transmisor de potencia. Cuando el transmisor de potencia detecta una diferencia significativa entre la potencia enviada por el transmisor y la potencia recibida por el receptor, es posible que haya un objeto extraño no deseado y que la transferencia de potencia se reduzca o se aborte por motivos de seguridad. Este método de pérdida de potencia requiere mediciones de potencia precisas y sincronizadas realizadas por el transmisor de potencia y el receptor de potencia.

Por ejemplo, en el estándar de transferencia de potencia Qi, el receptor de potencia calcula su potencia recibida, por ejemplo, midiendo el voltaje y la corriente rectificados, multiplicándolos y añadiendo una estimación de las pérdidas de potencia internas en el receptor de potencia (por ejemplo, pérdidas del rectificador, la bobina receptora, partes metálicas que forman parte del receptor, etc.). El receptor de potencia informa de la potencia recibida determinada al transmisor de potencia con una velocidad mínima de, por ejemplo, cada cuatro segundos.

El transmisor de potencia calcula su potencia transmitida, por ejemplo, midiendo el voltaje de entrada de CC y la corriente del inversor, multiplicándolos y corrigiendo el resultado restando una estimación de las pérdidas de potencia internas en el transmisor, como por ejemplo la pérdida de potencia estimada en el inversor, la bobina primaria, y piezas metálicas que forman parte del transmisor de potencia.

El transmisor de potencia puede estimar la pérdida de potencia restando la potencia recibida informada de la potencia transmitida. Si la diferencia supera un umbral, el transmisor asumirá que se disipa demasiada potencia en un objeto extraño y, a continuación, podrá proceder a finalizar la transferencia de potencia.

Alternativamente, se ha propuesto medir la calidad o factor Q del circuito resonante formado por las bobinas primaria y secundaria junto con las capacitancias y resistencias correspondientes. Una reducción en el factor Q medido puede ser indicativa de la presencia de un objeto extraño.

En la práctica, tiende a ser difícil lograr una precisión de detección suficiente utilizando los métodos descritos en la especificación de Qi. Esta dificultad se ve exacerbada por una serie de incertidumbres acerca de las condiciones operativas actuales específicas.

Por ejemplo, un problema particular es la presencia potencial de metales amigables (es decir, piezas metálicas del dispositivo que incluyen el receptor de potencia o el transmisor de potencia), ya que las propiedades magnéticas y eléctricas de los mismos pueden ser desconocidas (y varían entre diferentes dispositivos) y por lo tanto pueden ser difíciles de compensar.

Además, el calentamiento indeseable puede resultar incluso de cantidades relativamente pequeñas de potencia que se disipan en un objeto extraño metálico. Por lo tanto, es necesario detectar incluso una pequeña discrepancia de potencia entre la potencia transmitida y la recibida, y esto puede ser particularmente difícil cuando los niveles de potencia de la transferencia de potencia aumentan.

El método de degradación del factor Q puede, en muchas situaciones, tener una mejor sensibilidad para detectar la presencia de objetos metálicos. Sin embargo, es posible que no ofrezca una precisión suficiente y, por ejemplo, también puede sufrir la influencia del metal amigable.

El rendimiento de la detección de objetos extraños está sujeto a las condiciones de operación específicas que están presentes cuando se realiza la prueba. Por ejemplo, si, como se describe en la especificación de Qi, se realiza una medición para la detección de objetos extraños en la fase de selección de un proceso de inicialización de transferencia de potencia, la señal que el transmisor de potencia proporciona para la medición debe ser lo suficientemente pequeña para evitar que se active el receptor de potencia. Sin embargo, para una señal tan pequeña, la relación señal/ruido suele ser deficiente, lo que reduce la precisión de la medición.

El requisito de una señal de medición pequeña puede dar lugar a otros efectos desventajosos. Un receptor de potencia expuesto a una pequeña señal de medición puede presentar una corriente de fuga que depende del nivel de la señal de medición, el acoplamiento entre la bobina primaria y secundaria, y el estado de carga de un condensador en la salida del rectificador. Por lo tanto, esta corriente de fuga puede ser diferente dependiendo de las condiciones reales. Dado que la corriente de fuga influye en la impedancia reflejada en la bobina del transmisor de potencia, la medición del factor de calidad también dependerá de las condiciones actuales específicas.

Otro problema es que la detección de objetos extraños suele ser una prueba muy sensible en la que se desea que los cambios relativamente pequeños causados por la presencia de un objeto extraño se detecten en un entorno con una posible gran variación de las condiciones operativas y situaciones para las que se realiza la prueba.

En consecuencia, los algoritmos actuales tienden a ser subóptimos y en algunos casos y ejemplos pueden proporcionar un rendimiento inferior al óptimo. En particular, pueden hacer que no se detecte la presencia de objetos extraños, o que se detecten falsamente objetos extraños cuando no hay ninguno.

Por lo tanto, una detección mejorada de objetos sería ventajosa y, en particular, un método que permitiera una mayor flexibilidad, un menor costo, una menor complejidad, una mejor detección de objetos, menos detecciones falsas y detecciones perdidas, compatibilidad regresiva y/o un mejor rendimiento sería ventajoso.

US 2016/087690 A1 describe un transmisor de potencia para proporcionar potencia inalámbrica inductiva a un receptor de potencia, durante una fase de transferencia de potencia que emplea un período de tiempo de repetición que comprende un intervalo de tiempo de transferencia de potencia y un intervalo de tiempo de detección de objetos extraños.

Sumario de la invención

En consecuencia, la invención busca preferentemente mitigar, aliviar o eliminar una o más de las desventajas mencionadas anteriormente de manera individual o en cualquier combinación.

De acuerdo con un aspecto de la invención se proporciona un transmisor de potencia para proporcionar inalámbricamente potencia a un receptor de potencia a través de una señal de transferencia de potencia por inducción; donde el transmisor de potencia comprende: una bobina del transmisor para generar la señal de transferencia de potencia; un accionador para generar una señal de accionamiento para la bobina transmisora, estando dispuesto el accionador para, durante una fase de transferencia de potencia, generar la señal de accionamiento para emplear un período de tiempo de repetición que comprende al menos un intervalo de tiempo de transferencia de potencia y un intervalo de tiempo de detección de objetos extraños; un receptor para recibir mensajes del receptor de potencia; una bobina de prueba para generar una señal de prueba electromagnética; un generador de prueba dispuesto para generar una señal de accionamiento de prueba para que la bobina de prueba proporcione la señal de prueba electromagnética durante el intervalo de tiempo de detección de objetos extraños; un detector de objetos extraños dispuesto para realizar una prueba de detección de objetos extraños como respuesta a un parámetro medido para la señal de accionamiento de prueba; un adaptador para, antes de entrar en la fase de transferencia de potencia, controlar el transmisor de potencia para que funcione en un modo de inicialización de detección de objetos extraños en el que se determine un valor preferido de un parámetro de señal para la señal de accionamiento de prueba como respuesta a al menos un primer mensaje recibido del receptor de potencia; y en donde el generador de prueba está dispuesto para establecer el parámetro de señal de la señal de accionamiento de prueba en el valor preferido durante el intervalo de tiempo de detección de objetos extraños.

La invención puede proporcionar una detección mejorada de objetos extraños en muchas realizaciones. En muchos escenarios y sistemas, se puede lograr una detección más precisa de objetos extraños. El método puede, en muchas realizaciones, reducir la complejidad y puede en muchos sistemas proporcionar un alto grado de compatibilidad regresiva. Específicamente, el método puede ser particularmente adecuado para mejorar la detección de objetos extraños en los sistemas de transferencia de potencia inalámbrica Qi, por ejemplo, funcionando de acuerdo con la versión 1.2 o anterior de las Especificaciones de Qi.

El método puede permitir una mayor precisión y/o fiabilidad de las pruebas de detección de objetos extraños durante la fase de transferencia de potencia. En muchas realizaciones, el método puede reducir la incertidumbre y la variación de las pruebas de detección de objetos extraños, mejorando así el rendimiento. El método puede reducir específicamente el impacto en las variaciones de transferencia de potencia y las condiciones de funcionamiento en la detección de objetos extraños. El método puede, por ejemplo, hacer que el sistema trabaje en un escenario de referencia específico, por ejemplo predeterminado, y en un punto de funcionamiento durante la detección de objetos extraños. Esto puede mejorar la coherencia y previsibilidad de la prueba de detección de objetos extraños. En particular, puede permitir una estimación más precisa y más fiable del impacto del receptor de potencia sobre la señal de prueba electromagnética, y por lo tanto puede permitir que el detector de objetos extraños mejore su compensación.

En muchas realizaciones, la bobina de prueba y la bobina del transmisor pueden ser la misma bobina. En muchas realizaciones, el accionador y el generador de prueba pueden ser la misma entidad, por lo tanto el mismo circuito puede generar tanto la señal de accionamiento como la señal de accionamiento de prueba. En muchas realizaciones, la señal de transferencia de potencia y la señal de accionamiento de prueba pueden compartir muchos valores de parámetros, por ejemplo, pueden tener la misma frecuencia.

El parámetro de señal para el que se determina un valor preferido puede ser específicamente una frecuencia, un voltaje, una corriente, un nivel de señal, una fase, un tiempo y/o una amplitud.

El valor preferido puede ser cualquier valor determinado por el adaptador para el parámetro de señal, y puede denominarse equivalentemente como, por ejemplo, el primer parámetro.

En muchas realizaciones, una duración del intervalo de tiempo de detección de objetos extraños no es más del 5%, 10%, o 20% de la duración del período de tiempo. En muchas realizaciones, la duración del intervalo(s) de tiempo de detección de objetos extraños no es menor que 70%, 80%, o 90% del período de tiempo. El adaptador puede controlar el transmisor de potencia para que funcione en el modo de inicialización de detección de objetos extraños en un intervalo de tiempo de adaptación. En muchas realizaciones, la duración del intervalo de tiempo de detección de objetos extraños no es más del 5%, 10%, o 20% de la duración del intervalo de tiempo de adaptación.

El método puede, por ejemplo, introducir un intervalo de tiempo de detección de objetos extraños en el que el receptor de potencia puede funcionar con un voltaje inducido alto y una carga ligera, que corresponde a una fuerza de campo magnético alta y a una carga baja de la señal electromagnética. En tales escenarios, el impacto de un objeto extraño puede ser más notable, ya que la potencia inducida en dicho objeto representará una proporción mayor de la potencia total extraída. De hecho, la fuerza magnética más alta puede dar lugar a una señal inducida más alta en cualquier objeto extraño presente, y la carga reducida puede reducir el impacto de la presencia del receptor de potencia al detectar si un objeto extraño está presente.

El detector de objetos extraños puede estar dispuesto para determinar si se detecta un objeto extraño si existe una diferencia entre el nivel de potencia de la señal de prueba electromagnética y la potencia indicada por una indicación de carga recibida del receptor de potencia y que indica que una carga esperada de la señal de prueba electromagnética está por encima de un umbral. Si la diferencia está por debajo del umbral, el detector de objetos extraños puede determinar que no se detecta ningún objeto extraño.

El detector de objetos extraños puede estar dispuesto para determinar que se detecta un objeto extraño si una medida de calidad (determinada a partir de las mediciones de la señal de accionamiento) para un circuito de resonancia que comprende la bobina de prueba está por debajo de un umbral. El umbral puede depender normalmente de un mensaje recibido del receptor de potencia.

De acuerdo con una característica opcional de la invención, el primer mensaje comprende una indicación de una propiedad del receptor de potencia.

Esto puede proporcionar una detección mejorada de objetos extraños y, en particular, mejorar la fiabilidad y la precisión de la prueba de detección de objetos extraños. En particular, puede permitir que la prueba de detección de objetos extraños proporcione una compensación mejorada de las propiedades específicas del receptor de potencia al determinar el valor preferido. También puede permitir que la prueba de detección de objetos extraños compense las propiedades del receptor de potencia individual.

La propiedad puede ser, por ejemplo, una indicación de un tipo/ clase/ categoría de receptor de potencia y/o puede ser una identificación de receptor de potencia. En algunas realizaciones, la indicación de la propiedad puede ser indicativa de una carga estimada de la señal de prueba electromagnética por el receptor de potencia, como por ejemplo una indicación de la carga por metal amigable del receptor de potencia. En algunas realizaciones, la indicación de la propiedad puede ser una indicación de un ajuste de parámetro preferido, como por ejemplo una indicación de una frecuencia de resonancia de un circuito de resonancia del receptor de potencia que incluye una bobina del receptor de potencia.

En algunas realizaciones, la indicación de la propiedad puede ser indicativa de una carga estimada de la señal de prueba electromagnética por el receptor de potencia, como por ejemplo una indicación de la carga por metal amigable del receptor de potencia.

En algunas realizaciones, la indicación de la propiedad puede ser indicativa de una carga estimada de la señal de prueba electromagnética por el receptor de potencia, como por ejemplo una indicación de la carga por metal amigable del receptor de potencia. En algunas realizaciones, la indicación de la propiedad puede ser indicativa de un impacto estimado sobre una medición de calidad para un circuito de resonancia que comprende la bobina del transmisor, tal como, por ejemplo, una indicación del impacto de metal amigable del receptor de potencia.

De acuerdo con una característica opcional de la invención, el primer mensaje comprende una indicación de un impacto esperado del receptor de potencia sobre una señal de prueba electromagnética de referencia.

Esto puede proporcionar una detección mejorada de objetos extraños y, en particular, mejorar la fiabilidad y la precisión de la prueba de detección de objetos extraños. En particular, puede permitir que la prueba de detección de objetos extraños proporcione una compensación mejorada del impacto del receptor de potencia al determinar el valor preferido. También puede permitir que la prueba de detección de objetos extraños compense el impacto del receptor de potencia individual.

En algunas realizaciones, la indicación de la propiedad puede ser indicativa de una carga estimada de la señal de prueba electromagnética por el receptor de potencia, como por ejemplo una indicación de la carga por metal amigable del receptor de potencia. En algunas realizaciones, la indicación de la propiedad puede ser indicativa de un impacto estimado sobre una medición de calidad para un circuito de resonancia que comprende la bobina transmisora, tal como, por ejemplo, una indicación del impacto de metal amigable del receptor de potencia.

La indicación del impacto esperado puede ser, por ejemplo, una indicación de una disipación de potencia esperada del receptor de potencia durante el intervalo de tiempo de detección de objetos extraños, o una indicación de un impacto esperado sobre una medida de calidad para un circuito de resonancia que comprende la bobina de prueba. De acuerdo con una característica opcional de la invención, el primer mensaje comprende una indicación de una restricción para el parámetro de señal para la señal de accionamiento de prueba.

Esto puede proporcionar una detección mejorada de objetos extraños y, en particular, mejorar la fiabilidad y la precisión de la prueba de detección de objetos extraños. En particular, puede permitir que la señal de accionamiento de prueba y, por lo tanto, la señal de prueba electromagnética se generen para tener propiedades que permitan una detección mejorada de objetos extraños y/o puedan garantizar un funcionamiento aceptable (por ejemplo, suficiente potencia durante la detección de objetos extraños).

La restricción puede ser específicamente una restricción en un nivel de señal (corriente, voltaje y/o potencia) o frecuencia (por ejemplo, máxima y/o mínima) de la señal de accionamiento de prueba.

De acuerdo con una característica opcional de la invención, el primer mensaje comprende una indicación de una diferencia entre un valor operativo del receptor de potencia actual y un valor operativo del receptor de potencia de referencia de prueba.

Esto puede proporcionar una detección mejorada de objetos extraños y, en particular, mejorar la fiabilidad y la precisión de la prueba de detección de objetos extraños. En particular, puede permitir que el transmisor de potencia genere la señal de accionamiento de prueba para dar lugar a propiedades de la señal de prueba electromagnética correspondiente a un nivel de referencia (o intervalo) deseado.

De acuerdo con una característica opcional de la invención, el adaptador está dispuesto adicionalmente para determinar el valor preferido como respuesta a la restricción de la prueba de detección de objetos extraños del detector de objetos extraños.

Esto puede proporcionar una detección mejorada de objetos extraños y, en particular, mejorar la fiabilidad y la precisión de la prueba de detección de objetos extraños. En particular, puede garantizar que la detección de objetos extraños se realice con una señal de prueba electromagnética adecuada para la prueba, incluso si el receptor de potencia solicita o indica que deben utilizarse otros valores.

De acuerdo con una característica opcional de la invención, la restricción es al menos uno de un nivel mínimo de señal y una restricción en una frecuencia de la señal de accionamiento de prueba.

Esto puede proporcionar una detección mejorada de objetos extraños y, en particular, mejorar la fiabilidad y la precisión de la prueba de detección de objetos extraños.

De acuerdo con una característica opcional de la invención, el generador de prueba está dispuesto para generar la señal de accionamiento de prueba con el parámetro de accionamiento de la señal de accionamiento de prueba adaptada al valor preferido en un intervalo de prueba inicial antes de la fase de transferencia de potencia; y el detector de objetos extraños está dispuesto para realizar la prueba de detección de objetos extraños en el intervalo de prueba inicial.

Esto puede proporcionar un funcionamiento mejorado y normalmente puede evitar específicamente la inicialización de la fase de transferencia de potencia con un objeto extraño presente. También puede aumentar la fiabilidad y reducir el riesgo de que el parámetro de señal se establezca en un valor que no sea adecuado para la detección de objetos extraños.

De acuerdo con una característica opcional de la invención, si la prueba de detección de objetos extraños en el intervalo de tiempo de detección de objetos extraños es indicativa de la presencia de un objeto extraño, el detector de objetos extraños está dispuesto para volver a introducir el transmisor de potencia en el modo de inicialización de detección de objetos extraños.

Esto puede proporcionar un mejor funcionamiento en muchos escenarios. Por ejemplo, en muchas realizaciones puede permitir que el sistema se vuelva a calibrar automáticamente a cambios repentinos en las condiciones de funcionamiento, como por ejemplo los causados por un movimiento del receptor de potencia en relación con el transmisor de potencia.

De acuerdo con una característica opcional de la invención, el adaptador está dispuesto para evitar que el transmisor de potencia entre a la fase de transferencia de potencia si el valor preferido no satisface un criterio. Esto puede proporcionar un funcionamiento mejorado y normalmente puede evitar específicamente la inicialización de la fase de transferencia de potencia con un objeto extraño presente. También puede aumentar la fiabilidad y reducir el riesgo de que el parámetro de señal se establezca en un valor que no sea adecuado para la detección de objetos extraños (o potencialmente cualquier otra operación).

De acuerdo con una característica opcional de la invención, el detector de objetos extraños está dispuesto para adaptar un parámetro de la prueba de detección de objetos extraños como respuesta a un valor medido de la señal de accionamiento cuando se encuentra en el modo de inicialización de detección de objetos extraños.

De acuerdo con una característica opcional de la invención, el adaptador está dispuesto para establecer un nivel máximo para la señal de transferencia de potencia durante el intervalo de transferencia de potencia como respuesta a una medición de la señal de prueba de accionamiento de prueba durante el intervalo de detección de objetos extraños.

Esto puede proporcionar un funcionamiento mejorado en muchas realizaciones.

De acuerdo con un aspecto de la invención se proporciona un sistema de transferencia de potencia inalámbrica que comprende un transmisor de potencia para proporcionar inalámbricamente potencia a un receptor de potencia a través de una señal de transferencia de potencia inductiva; donde el transmisor de potencia comprende: una bobina del transmisor para generar la señal de transferencia de potencia; un accionador para generar una señal de accionamiento para la bobina transmisora, estando dispuesto el accionador para, durante una fase de transferencia de potencia, generar la señal de accionamiento para emplear un período de tiempo de repetición que comprende al menos un intervalo de tiempo de transferencia de potencia y un intervalo de tiempo de detección de objetos extraños, reduciéndose una potencia de la señal de transferencia de potencia durante el intervalo de tiempo de detección de objetos extraños en relación con el intervalo de tiempo de transferencia de potencia; un receptor para recibir mensajes del receptor de potencia; una bobina de prueba para generar una señal de prueba electromagnética; un generador de prueba dispuesto para generar una señal de accionamiento de prueba para que la bobina de prueba proporcione la señal de prueba electromagnética durante el intervalo de tiempo de detección de objetos extraños; un detector de objetos extraños dispuesto para realizar una prueba de detección de objetos extraños como respuesta a un parámetro medido para la señal de accionamiento de prueba; un adaptador para, antes de entrar en la fase de transferencia de potencia, controlar el transmisor de potencia para que funcione en un modo de inicialización de detección de objetos extraños en el que se determine un valor preferido de un parámetro de señal para la señal de accionamiento de prueba como respuesta a al menos un primer mensaje recibido del receptor de potencia; y en donde el generador de prueba está dispuesto para establecer el parámetro de señal de la señal de accionamiento de prueba en el valor preferido durante el intervalo de tiempo de detección de objetos extraños; y comprendiendo el receptor de potencia: una bobina del receptor de potencia para extraer potencia de la señal de transferencia de potencia; un controlador de detección de objetos extraños para reducir una carga del receptor de potencia durante el intervalo de tiempo de detección de objetos extraños; un transmisor de mensajes para transmitir el primer mensaje al transmisor de potencia.

De acuerdo con una característica opcional de la invención, además, el receptor de potencia comprende un controlador del receptor de potencia dispuesto para controlar el receptor de potencia para que funcione en un modo de inicialización de detección de objetos extraños en el que el receptor de potencia transmite al menos un mensaje al transmisor de potencia para polarizar la señal de accionamiento de prueba para causar una condición de referencia en el receptor de potencia.

En muchas realizaciones, el adaptador puede estar dispuesto para determinar el valor preferido del parámetro de señal como respuesta a una medición de la señal de accionamiento de prueba de que el receptor de potencia se encuentra en la condición de referencia.

De acuerdo con un aspecto de la invención se proporciona un método de funcionamiento de un transmisor de potencia que proporciona inalámbricamente potencia a un receptor de potencia a través de una señal de transferencia de potencia inductiva; donde el transmisor de potencia comprende: una bobina del transmisor para generar la señal de transferencia de potencia, una bobina de prueba para generar una señal de prueba electromagnética, y un receptor para recibir mensajes del receptor de potencia; y comprendiendo el método: generar una señal de accionamiento para la bobina del transmisor, donde la señal de accionamiento, durante una fase de transferencia de potencia, emplea un período de tiempo de repetición que comprende al menos un intervalo de tiempo de transferencia de potencia y un intervalo de tiempo de detección de objetos extraños; generar una señal de accionamiento de prueba para que la bobina de prueba proporcione la señal de prueba electromagnética durante el intervalo de tiempo de detección de objetos extraños; realizar una prueba de detección de objetos extraños como respuesta a un parámetro medido para la señal de accionamiento de prueba; y antes de entrar en la fase de transferencia de potencia, controlar el transmisor de potencia para que funcione en un modo de inicialización de detección de objetos extraños en el que se determine un valor preferido de un parámetro de señal para la señal de accionamiento de prueba como respuesta a al menos un primer mensaje recibido del receptor de potencia; y en donde la señal de accionamiento de prueba es generada con el parámetro de señal establecido en el valor preferido durante el intervalo de tiempo de detección de objetos extraños.

Estos y otros aspectos, características y ventajas de la invención serán evidentes a partir de la o las realizaciones descritas a continuación, o serán dilucidados con referencia a las mismas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Se describirán las realizaciones de la invención, a modo de ejemplo solamente, con referencia a los dibujos, en los cuales

La Fig. 1 ilustra un ejemplo de elementos de un sistema de transferencia de potencia de acuerdo con algunas realizaciones de la invención;

La Fig. 2 ilustra un ejemplo de elementos de un transmisor de potencia de acuerdo con algunas realizaciones de la invención;

La Fig. 3 ilustra un ejemplo de elementos de un receptor de potencia de acuerdo con algunas realizaciones de la invención;

La Fig. 4 ilustra un ejemplo de elementos de un receptor de potencia de acuerdo con algunas realizaciones de la invención;

La Fig. 5 ilustra un ejemplo de un período de tiempo para un sistema de transferencia de potencia inalámbrica de la FIG. 1; y

La Fig. 6 ilustra un ejemplo de un período de tiempo para un sistema de transferencia de potencia inalámbrica de la FIG. 1.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS REALIZACIONES

La siguiente descripción se centra en las realizaciones de la invención aplicables a un sistema de transferencia de potencia inalámbrica que utiliza un método de transferencia de potencia tal como aquel conocido de la especificación de Qi. Sin embargo, se apreciará que la invención no está limitada a esta aplicación, pero puede aplicarse a muchos otros sistemas de transferencia de potencia inalámbrica.

La Fig. 1 ilustra un ejemplo de un sistema de transferencia de potencia de acuerdo con algunas realizaciones de la invención. El sistema de transferencia de potencia comprende un transmisor de potencia 101 que incluye (o está acoplado a) una bobina del transmisor / inductor 103. Además, el sistema comprende un receptor de potencia 105 que incluye (o está acoplado a) una bobina del receptor/ inductor 107.

El sistema proporciona una señal de transferencia de potencia electromagnética que puede transferir inductivamente la potencia del transmisor de potencia 101 al receptor de potencia 105. Específicamente, el transmisor de potencia 101 genera una señal electromagnética, que se propaga como un flujo magnético por la bobina del transmisor o el inductor 103. La señal de transferencia de potencia puede tener típicamente una frecuencia entre alrededor de 20 kHz y alrededor de 500 kHz, y a menudo para los sistemas compatibles con Qi típicamente en el rango de 95 kHz a 205 kHz (o por ejemplo para artefactos de cocina de alta potencia, la frecuencia puede por ejemplo típicamente estar en el rango entre 20kHz a 80kHz). La bobina del transmisor 103 y la bobina del receptor de potencia 107 están acopladas en forma suelta y, por lo tanto, la bobina del receptor de potencia 107 recoge (al menos una parte de) la señal de transferencia de potencia del transmisor de potencia 101. Así, la potencia es transferida del transmisor de potencia 101 al receptor de potencia 105 a través de un acoplamiento inductivo inalámbrico desde la bobina del transmisor 103 a la bobina del receptor de potencia 107. El término señal de transferencia de potencia se utiliza principalmente para hacer referencia a la señal inductiva/ campo magnético entre la bobina del transmisor 103 y la bobina del receptor de potencia 107 (la señal de flujo magnético), pero se apreciará que por equivalencia también puede considerarse y utilizarse como referencia a una señal eléctrica proporcionada a la bobina del transmisor 103 o recogida por la bobina del receptor de potencia 107.

En el ejemplo, el receptor de potencia 105 es específicamente un receptor de potencia que recibe potencia a través de la bobina del receptor 107. Sin embargo, en otras realizaciones, el receptor de potencia 105 puede comprender un elemento metálico, tal como un elemento metálico de calentamiento, en cuyo caso la señal de transferencia de potencia induce directamente corrientes parásitas que dan como resultado un calentamiento directo del elemento. El sistema está dispuesto para transferir niveles de potencia sustanciales, y específicamente el transmisor de potencia puede soportar niveles de potencia superiores a 500 mW, 1W, 5W, 50W, 100W o 500W en muchas realizaciones. Por ejemplo, para las aplicaciones de Qi correspondientes, las transferencias de potencia pueden estar normalmente en el rango de potencia de 1-5W para aplicaciones de baja potencia (el perfil de potencia básico), hasta 15W para la versión 1.2 de la especificación de Qi, en el rango de hasta 100W para aplicaciones de mayor potencia tales como herramientas eléctricas, ordenadores portátiles, drones, robots, etc., y en exceso de 100 W y hasta más de 1000W para aplicaciones de muy alta potencia, tales como por ejemplo aplicaciones de cocina.

A continuación, el funcionamiento del transmisor de potencia 101 y el receptor de potencia 105 se describirá con referencia específica a una realización generalmente de acuerdo con la especificación de Qi (excepto por las modificaciones y mejoras descritas en la presente invención (o relevantes)) o adecuada para la especificación de cocina de mayor potencia desarrolladas por el Consorcio de Potencia Inalámbrica. En particular, el transmisor de potencia 101 y el receptor de potencia 105 pueden seguir, o ser sustancialmente compatibles con, los elementos de la especificación de Qi versión 1.0, 1.1 o 1.2 (excepto por las modificaciones y mejoras descritas en la presente invención (o relevantes)).

En los sistemas de transferencia de potencia inalámbrica, la presencia de un objeto (normalmente un elemento conductor que extrae la potencia de la señal de transferencia de potencia y no forma parte del transmisor de potencia 101 o el receptor de potencia 105, es decir, que es un elemento involuntario, no deseado, y/o que interfiere con la transferencia de potencia) puede ser muy desventajosa durante una transferencia de potencia. Tal objeto no deseado está en el campo conocido como un objeto extraño.

Un objeto extraño no solo puede reducir la eficiencia añadiendo una pérdida de potencia a la operación, sino que también puede degradar la operación de transferencia de potencia en sí (por ejemplo, interfiriendo con la eficiencia de transferencia de potencia o extrayendo la potencia no controlada directamente, por ejemplo, por el bucle de transferencia de potencia). Además, la inducción de corrientes en el objeto extraño (específicamente corrientes parásitas en la pieza metálica de un objeto extraño) puede dar como resultado un calentamiento a menudo muy indeseable del objeto extraño.

Con el fin de abordar tales situaciones, los sistemas de transferencia inalámbrica de potencia como Qi incluyen la función de detección de objetos extraños. Específicamente, el transmisor de potencia comprende la función que busca detectar si hay un objeto extraño presente. Si es así, el transmisor de potencia puede, por ejemplo, terminar la transferencia de potencia o reducir la cantidad máxima de potencia que se puede transferir.

Los métodos actuales propuestos por las especificaciones de Qi se basan en la detección de una pérdida de potencia (mediante la comparación de la potencia transmitida y la potencia recibida reportada) o la detección de degradaciones en la calidad Q del circuito de resonancia de salida. Sin embargo, se ha descubierto que, en el uso actual, estos métodos proporcionan un rendimiento subóptimo en muchos casos, y pueden dar lugar específicamente a una detección inexacta que da lugar a detecciones perdidas y/o falsos positivos cuando se detecta un objeto extraño a pesar de que no haya ningún objeto presente.

La detección de objetos extraños puede realizarse antes de que un receptor de potencia entre en la fase de transferencia de potencia (por ejemplo, durante la inicialización de la transferencia de potencia) o durante la fase de transferencia de potencia. La detección durante la fase de transferencia de potencia se basa a menudo en comparaciones entre la potencia transmitida medida y la potencia recibida, mientras que la detección que tiene lugar antes de la fase de transferencia de potencia se basa a menudo en mediciones de una impedancia reflejada, por ejemplo, midiendo el factor de calidad de la bobina del transmisor utilizando una pequeña señal de medición.

Los inventores se han dado cuenta de que la detección convencional de objetos extraños funciona de manera subóptima y que esto se debe en parte a las variaciones e incertidumbres en las condiciones de funcionamiento específicas y el escenario en el que se realiza la detección de objetos extraños, incluidas las variaciones e incertidumbres en las propiedades del transmisor de potencia, las propiedades del receptor de potencia, condiciones de prueba aplicadas, etc.

Un ejemplo de los retos que plantean las pruebas de detección de objetos extraños es el requisito de realizar mediciones suficientemente precisas para lograr una detección de objetos extraños suficientemente fiable. Por ejemplo, si se realiza una medición para una detección de objetos extraños en la fase de selección de una fase de inicialización de transferencia de potencia Qi, la señal que el transmisor de potencia proporciona para la medición debe ser lo suficientemente pequeña para evitar que se active el receptor de potencia. Sin embargo, esto suele dar como resultado relaciones pobres de señal/ruido que conducen a una precisión reducida de la detección. Por lo tanto, el rendimiento de la detección puede ser sensible al nivel específico de la señal aplicado y normalmente habrá requisitos contradictorios.

Un receptor de potencia expuesto a una pequeña señal electromagnética puede presentar una corriente de fuga que depende del nivel de la señal electromagnética, el acoplamiento entre la bobina primaria y secundaria, y el estado de carga de un condensador en la salida del rectificador. Por lo tanto, esta corriente de fuga puede variar dependiendo de las condiciones reales que se experimenten actualmente y dependiendo de los parámetros específicos (por ejemplo, las propiedades del condensador) del receptor de potencia individual. Dado que la corriente de fuga influye en la impedancia reflejada en la bobina primaria, la medición del factor de calidad también depende de las condiciones reales y esto suele impedir una detección óptima.

Aún otro problema en la detección de un objeto extraño sobre la base de, por ejemplo, las indicaciones de potencia recibida reportadas en diferentes cargas o niveles de señal puede ser menos fiable de lo deseado debido a que las relaciones entre la potencia transmitida y recibida son diferentes para diferentes cargas y niveles de señales.

El sistema de la FIG. 1 utiliza un método para la detección de objetos extraños que busca reducir la incertidumbre y la sensibilidad a las variaciones, y en consecuencia busca proporcionar una detección mejorada de objetos extraños. El método puede, en muchas realizaciones, proporcionar una detección mejorada de objetos extraños y específicamente puede, en muchas realizaciones, proporcionar una detección de objetos extraños más precisa y/o fiable. El método puede permitir además una baja complejidad y una baja necesidad de recursos. Una ventaja del método es que puede ser adecuado para su inclusión en muchos sistemas existentes, tal como específicamente en un sistema de transferencia de potencia inalámbrica Qi, y de hecho que esto puede lograrse a menudo con pocas modificaciones.

Como se describirá con más detalle a continuación, el método utiliza un método de división del tiempo durante la fase de transferencia de potencia en donde la detección de objetos extraños y la transferencia de potencia pueden, por ejemplo, llevarse a cabo en intervalos de tiempo separados, permitiendo así que la interferencia entre estos (específicamente el impacto de la transferencia de potencia en la detección de objetos extraños) se reduzca sustancialmente. Además, los parámetros de la señal electromagnética generada pueden adaptarse al escenario de prueba específico, incluyendo parámetros de potencialmente tanto el transmisor de potencia como el receptor de potencia. Esto puede lograrse mediante un proceso de adaptación que se lleva a cabo antes de que el sistema entre en la fase de transferencia de potencia, en el que se determinan uno o más valores de parámetros preferidos de la señal de prueba basándose en al menos un mensaje recibido del receptor de potencia.

El método puede reducir sustancialmente las variaciones e incertidumbres y conducir a una detección de objetos extraños mucho más precisa.

Por ejemplo, la influencia y la incertidumbre correspondiente de la carga del receptor de potencia se pueden reducir o incluso eliminar si el receptor de potencia desconecta la carga durante intervalos de tiempo de detección de objetos extraños cuando se realiza la detección de objetos extraños. Aunque esto puede dar lugar, por ejemplo, a un suministro discontinuo de potencia, esto puede superarse mediante un búfer de potencia, tal como un gran condensador, que proporcione potencia durante los intervalos típicamente cortos de detección de objetos extraños.

Como otro ejemplo, por ejemplo, la frecuencia o el nivel de señal de la señal de prueba generada durante el intervalo de tiempo de detección de objetos extraños puede determinarse durante la fase previa de transferencia de potencia de modo que en el receptor corresponda a un punto/condición de funcionamiento de referencia específico. Los parámetros/propiedades del receptor de potencia pueden ser bien conocidos por este ajuste específico y, en consecuencia, pueden compensarse/considerarse en la prueba de detección de objetos extraños, lo que da como resultado una prueba más fiable y precisa.

Un problema más de los métodos existentes es la diferencia entre los diseños de transmisores de potencia y un diseño de transmisor de potencia de referencia para el que se ha diseñado la prueba de detección de objetos extraños o en base al cual se han determinado los parámetros de la prueba (por ejemplo, a través de las especificaciones técnicas del sistema). Esto puede, por ejemplo, provocar diferencias en un factor de calidad medido en el transmisor de potencia en comparación con el transmisor de potencia de referencia. Por consiguiente, el transmisor de potencia no puede utilizar directamente la información sobre un factor de calidad esperado/factor Q de referencia recibido del receptor de potencia. De hecho, el transmisor de potencia necesita traducir el factor Q medido al factor Q correspondiente del transmisor de potencia de referencia, o traducir el factor de calidad de referencia recibido a un nuevo valor que tenga sentido para su factor Q medido. Además, aunque el factor Q da una indicación de la pérdida de energía en un objeto extraño visto desde la bobina de potencia del transmisor, también depende de otros aspectos que no están directamente relacionados con el calentamiento de un objeto extraño. Sin embargo, al determinar adecuadamente los parámetros de la señal de medición durante la adaptación de la fase previa a la transferencia de potencia, la señal de medición puede establecerse para compensar potencialmente dichas diferencias.

A continuación, en la FIG. 1, el sistema se describirá más detalladamente. En el ejemplo, la señal de transferencia de potencia electromagnética y la señal de prueba electromagnética utilizadas para la detección de objetos extraños son generadas por dos bobinas diferentes (accionadas por diferentes accionadores). Además, las señales se denominarán con términos diferentes, a saber, la señal electromagnética generada durante los intervalos de tiempo de transferencia de potencia se denominará señal de transferencia de potencia y la señal electromagnética generada durante los intervalos de tiempo de detección de objetos extraños se denominará señal electromagnética de prueba, o simplemente señal de prueba. Sin embargo, se apreciará que en muchas realizaciones, la señal electromagnética puede ser generada desde la misma bobina tanto en el intervalo de tiempo de transferencia de potencia como en el intervalo de tiempo de detección de objetos extraños, y, de hecho, puede utilizarse el mismo accionador, etc. tanto para el intervalo de tiempo de transferencia de potencia como para el intervalo de tiempo de detección de objetos extraños. De hecho, las referencias a las señales de prueba pueden en muchas realizaciones ser consideradas equivalentes a la señal de transferencia de potencia durante el intervalo de tiempo de detección de objetos extraños.

La Fig. 2 ilustra los elementos del transmisor de potencia 101 y la FIG. 3 ilustra los elementos del receptor de potencia 105 de la FIG. 1 en forma más detallada.

El transmisor de potencia 101 incluye un accionador 201 que puede generar una señal de accionamiento que es alimentada a la bobina del transmisor 103 que a su vez genera la señal de transferencia de potencia electromagnética, que puede proporcionar una transferencia de potencia al receptor de potencia 105. La señal de transferencia de potencia se proporciona durante los intervalos de tiempo de transferencia de potencia de la fase de transferencia de potencia.

El accionador 201 puede normalmente comprender un circuito de salida en forma de un inversor, normalmente formado por el accionamiento de medio puente o de puente completo como es bien sabido por el experto en la técnica.

El transmisor de potencia 101 comprende además un controlador del transmisor de potencia 203 que está dispuesto para controlar el funcionamiento del transmisor de potencia 101 de acuerdo con los principios de funcionamiento deseados. Específicamente, el transmisor de potencia 101 puede incluir muchas de las funciones necesarias para realizar el control de potencia de acuerdo con las especificaciones de Qi.

El controlador del transmisor de potencia 203 está especialmente dispuesto para controlar la generación de la señal de accionamiento por el accionador 201, y puede controlar específicamente el nivel de potencia de la señal de accionamiento, y en consecuencia el nivel de la señal de transferencia de potencia generada. El controlador del transmisor de potencia 203 comprende un controlador de potencia de bucle que controla un nivel de potencia de la señal de transferencia de potencia como respuesta a los mensajes de control de potencia recibidos del receptor de potencia 105 durante la fase de control de potencia.

Para recibir datos y mensajes desde el receptor de potencia 105, el transmisor de potencia 101 comprende un receptor de mensajes 205 que está dispuesto para recibir datos y mensajes desde el receptor de potencia 105 (como será apreciado por el experto en la técnica, un mensaje de datos puede proporcionar uno o más bits de información). En el ejemplo, el receptor de potencia 105 está dispuesto para modular en carga la señal de transferencia de potencia generada por la bobina del transmisor 103, y el receptor de mensajes 205 está dispuesto para detectar las variaciones de voltaje y/o corriente de la bobina del transmisor 103 y demodular la modulación en carga en función de las mismas. El experto conocerá los principios de la modulación de la carga, tal y como se utiliza, por ejemplo, en los sistemas de transferencia de potencia inalámbrica Qi, por lo que no se describirán con más detalle.

En algunas realizaciones, la comunicación puede realizarse utilizando un canal de comunicación separado que puede lograrse utilizando una bobina de comunicación separada, o de hecho usando la bobina del transmisor 103. Por ejemplo, en algunas realizaciones, se puede implementar la comunicación de campo cercano o se puede superponer una portadora de alta frecuencia (por ejemplo, con una frecuencia de la señal portadora de 13,56 MHz) sobre la señal de transferencia de potencia.

Además, el transmisor de potencia 101 comprende un detector de objetos extraños 207 que está dispuesto para realizar pruebas de detección de objetos extraños, es decir, para detectar específicamente si es probable que algún elemento conductor no deseado esté presente dentro del campo electromagnético generado.

En el sistema, las pruebas de detección de objetos extraños se basan en mediciones realizadas durante intervalos de tiempo de detección de objetos extraños. Durante estos intervalos de tiempo de detección de objetos extraños, el controlador del transmisor 203 está dispuesto para reducir el nivel de potencia de la señal de transferencia de potencia, y específicamente, en el ejemplo de utilizar diferentes bobinas para generar la señal de transferencia de potencia y la señal de prueba electromagnética, desconectar la señal de transferencia de potencia por completo.

Durante un intervalo en el que se realiza la detección de objetos extraños, es decir, durante un intervalo de tiempo de detección de objetos extraños, el detector de objetos extraños 207 puede evaluar las condiciones para determinar si un objeto extraño se considera presente o no. Durante el intervalo de tiempo de detección de objetos extraños, el transmisor de potencia 101 genera una señal de prueba electromagnética y la detección de objetos extraños se basa en la evaluación de las características y propiedades de esta señal.

Por ejemplo, el nivel de potencia de (la potencia extraída de) la señal de prueba generada puede usarse como una indicación de la potencia que es extraída por posibles objetos extraños (normalmente comparándolo con la extracción de potencia esperada del receptor de potencia 105). El nivel de potencia de la señal de prueba electromagnética refleja la potencia extraída de la señal de prueba electromagnética por elementos conductores (incluida la bobina receptora 107) en el campo electromagnético. Así, indica la potencia extraída por la combinación del receptor de potencia 105, así como cualquier objeto extraño que pueda estar presente. La diferencia entre el nivel de potencia de la señal electromagnética y la potencia extraída por el receptor de potencia 105 refleja en consecuencia la potencia extraída por cualquier objeto extraño presente. La detección de objetos extraños puede ser, por ejemplo, una detección de baja complejidad en la que se considera que se ha producido una detección de un objeto extraño si la diferencia entre el nivel de potencia de la señal electromagnética (en adelante, el nivel de potencia de transmisión) excede la potencia reportada extraída por el receptor de potencia 105 (en adelante, el nivel de potencia recibida).

En el método, la detección de objetos extraños se basa en consecuencia en una comparación del nivel de potencia entre un nivel de potencia transmitida y un nivel de potencia recibida reportada. La reacción a una detección de un objeto extraño puede ser diferente en diferentes realizaciones. Sin embargo, en muchas realizaciones, el transmisor de potencia 101 puede estar dispuesto para terminar una transferencia de potencia (por lo menos temporalmente) como respuesta a una detección de un objeto extraño.

Para generar la señal de prueba, el transmisor de potencia 101 comprende una bobina de prueba 209 que se acopla a un generador de prueba 211. El generador de prueba 211 está dispuesto para generar una señal de prueba de accionamiento para la bobina de prueba 209 para proporcionar la señal de prueba electromagnética durante el intervalo de tiempo de detección de objetos extraños. La señal de accionamiento de prueba es una señal eléctrica que se envía a la bobina de prueba 209, lo que genera la señal de prueba electromagnética, es decir, la bobina de prueba 209 genera un campo electromagnético correspondiente con una intensidad de campo en función de la señal de accionamiento de prueba.

El generador de prueba 211 puede comprender sustancialmente la misma funcionalidad que el accionador 201, por ejemplo, la salida del generador de prueba 211 puede ser un inversor de medio puente o de puente completo. De hecho, como se mencionó anteriormente, en muchas realizaciones, el generador de prueba 211 puede ser implementado por el accionador 201 y la bobina de prueba 209 puede ser implementada por la bobina del transmisor 103. En consecuencia, en lo siguiente, todas las referencias al generador de prueba 211 y a la bobina de prueba 209 podrán considerarse, según proceda, como referencias al accionador 201 y a la bobina de prueba 209 para las realizaciones en las que se utilice la misma bobina para la generación de la señal de transferencia de potencia y la señal de prueba electromagnética. En tal situación, se puede adaptar la potencia de la señal electromagnética generada a un nivel de referencia fijo durante el intervalo de tiempo de detección de objetos extraños en relación con el intervalo de tiempo de transferencia de potencia.

El transmisor de potencia comprende además un adaptador que está dispuesto para, antes de que el transmisor de potencia 101 entre en la fase de transferencia de potencia, determinar un valor adecuado para uno o más parámetros de la señal de accionamiento de prueba. Estos valores se aplican durante (al menos uno) intervalos de tiempo de detección de objetos extraños de la fase de transferencia de potencia. El adaptador 213 será descrito en forma más detallada más adelante.

La Fig. 3 ilustra algunos elementos ejemplares del receptor de potencia 105.

La bobina del receptor 107 está acoplada a un controlador del receptor de potencia 301 que acopla la bobina del receptor 107 a una carga 303 a través de un interruptor 305 (es decir, una carga conmutable 305). El controlador del receptor de potencia 301 incluye una ruta de control de potencia que convierte la potencia extraída por la bobina del receptor 107 en una fuente adecuada para la carga. Además, el controlador del receptor de potencia 301 puede incluir diversas funciones del controlador del receptor de potencia necesarias para realizar la transferencia de potencia y, en particular, las funciones necesarias para realizar la transferencia de potencia de acuerdo con las especificaciones Qi.

Para permitir la comunicación del receptor de potencia 105 al transmisor de potencia 101, el receptor de potencia 105 comprende un modulador de carga 307. El modulador de carga 307 está dispuesto para variar la carga de la bobina del receptor 107 como respuesta a los datos que deben transmitirse al transmisor de potencia 101. Como sabrá el experto en la técnica, las variaciones de carga son detectadas y demoduladas por el transmisor de potencia La Fig. 4 ilustra un diagrama de circuitos de elementos de un ejemplo de una ruta de alimentación del receptor de potencia 105. En el ejemplo, el receptor de potencia 105 comprende la bobina del receptor 107 a la que se hace referencia como LRX. En el ejemplo, la bobina del receptor 107 es parte de un circuito de resonancia y el receptor de potencia 105 también incluye, por ende, un condensador de resonancia CRX. La bobina del receptor 107 está sometida a la señal electromagnética y, en consecuencia, un voltaje/corriente CA es inducida en la bobina. Wl circuito de resonancia está acoplado a un puente rectificador con un condensador de filtrado C1 acoplado a la salida del puente. Por lo tanto, se genera un voltaje de CC sobre el condensador C1. La magnitud de la fluctuación en el voltaje de CC dependerá del tamaño del condensador de filtrado así como de la carga.

El puente B1 y el condensador de filtrado C1 están acoplados a la carga 303 que se indica mediante el signo de referencia RL a través del interruptor 305 que se ilustra con el interruptor S1. Por lo tanto, el interruptor 305 puede utilizarse para conectar o desconectar la carga de la ruta de alimentación y, por tanto, la carga es una carga conmutable 305. Se apreciará que mientras que el interruptor S1 se muestra como un interruptor convencional, por supuesto puede ser implementado por cualquier medio adecuado, incluyendo típicamente por un MOSFET. También se apreciará que la carga 303 se ilustra como un simple puerto pasivo, pero que por supuesto puede ser cualquier carga adecuada. Por ejemplo, la carga 303 puede ser una batería a cargar, un teléfono móvil, u otro dispositivo de comunicación o de computación, puede ser una simple carga pasiva, etc. De hecho, la carga 303 no necesita ser una carga externa o interna dedicada, pero puede por ejemplo incluir elementos del propio receptor de potencia 105. Por lo tanto, la carga 303 ilustrada en las FIGs. 3 y 4 puede considerarse que representa cualquier de: la carga de la bobina del receptor 107/ la señal electromagnética que puede desconectarse mediante el interruptor 305/S1, y por lo tanto también se denomina carga conmutable 305.

La Fig. 4 ilustra además un condensador de modulación de carga C2 que puede conectarse o desconectarse en paralelo al circuito de resonancia basado en la conmutación del interruptor S2. El modulador de carga 307 puede estar dispuesto para controlar el interruptor S2 de modo que la carga del condensador de modulación C2 pueda conectarse y desconectarse como respuesta a los datos que se transmiten al transmisor de potencia 101 proporcionando así modulación de carga.

El receptor de potencia 105 está dispuesto para entrar en un modo de detección de objetos extraños durante el intervalo de tiempo de detección de objetos extraños de cada período de tiempo durante la fase de transferencia de potencia. En el ejemplo, el receptor de potencia 105 comprende un controlador de carga 309 que controla el interruptor 305 (de forma equivalente, el interruptor 305 puede considerarse parte del controlador de carga). Durante un intervalo de tiempo de detección de objetos extraños, el controlador de carga 309 puede desconectar la carga 303 del receptor de potencia, es decir, desconecta una carga del controlador del receptor de potencia 301, y por lo tanto una carga de la bobina del receptor 107. Así, el controlador de carga 309 puede reducir la carga de la bobina del receptor 107 durante el intervalo de detección de objetos extraños. Además, no solo se reduce la carga del receptor de potencia 105, lo que facilita la detección de otras pérdidas de potencia, sino que a menudo es más importante que el receptor de potencia 105 entre en un estado más bien definido o en cierto estado en el que se reduce el impacto de las variaciones de carga sobre la señal de prueba electromagnética.

Se apreciará que la carga de la bobina del receptor 107 puede no estar completamente desactivada durante el intervalo de detección de objetos extraños. Por ejemplo, el receptor de potencia 105 puede extraer potencia para, por ejemplo, operar algunos circuitos internos. Por lo tanto, el controlador de carga 309 puede estar dispuesto para desconectar una carga de la carga de la bobina del receptor 107 mientras que todavía permite que la bobina del receptor 107 se cargue por una o más cargas. De hecho, la carga de la bobina del receptor 107 puede considerarse como una carga que es desconectada por el controlador de carga 309 durante el intervalo de detección de objetos extraños y una carga que no es desconectada por el controlador de carga 309. Por lo tanto, la carga 303 puede considerarse que representa la carga que es desconectada por la bobina del receptor 107 durante el intervalo de detección de objetos extraños. Esta carga puede incluir una carga externa o interna para la que se establece la transferencia de potencia, pero también puede incluir, por ejemplo, la funcionalidad de control interno temporalmente desactivada durante el intervalo de detección de objetos extraños.

En algunas realizaciones, la carga conmutable puede, por ejemplo, desconectarse mediante una reducción del voltaje inducido en la entrada del rectificador B1, manteniendo al mismo tiempo un alto nivel de voltaje en la salida del rectificador mediante energía almacenada en la carga conmutable (que podría ser una batería), y/o en el condensador C1. Esto puede detener la corriente a través del rectificador B1 y, por lo tanto, puede desconectar eficazmente la carga conmutable.

El receptor de potencia 105 incluye un controlador de potencia 311 que está dispuesto para establecer un bucle de control de potencia con el transmisor de potencia 101. Específicamente, el controlador de potencia 311 puede transmitir mensajes de control de potencia al transmisor de potencia 101 y como respuesta al transmisor de potencia 101 puede cambiar el nivel de potencia de la señal de transferencia de potencia durante los intervalos de tiempo de transferencia de potencia. Normalmente, el controlador de potencia 311 puede generar mensajes de error de control de potencia que indican una solicitud para que el transmisor de potencia 101 aumente o disminuya el nivel de potencia. El controlador de potencia 311 puede determinar los mensajes de error apropiados comparando un valor medido con un valor de referencia. Durante la transferencia de potencia, el controlador de potencia 311 puede comparar el nivel de potencia proporcionado con el nivel de potencia requerido y solicitar un nivel de potencia aumentado o reducido basado en esta comparación.

Como se ha mencionado anteriormente, el sistema aplica un período de tiempo de repetición durante la fase de transferencia de potencia, donde el período de tiempo comprende al menos un intervalo de tiempo de transferencia de potencia y en el intervalo de tiempo de detección de objetos extraños. Un ejemplo de un período de tiempo de repetición de este tipo se ilustra en la FIG. 5 donde los intervalos de tiempo de transferencia de potencia se indican mediante PT y los intervalos de tiempo de detección de objetos extraños se indican mediante D. En el ejemplo, cada período de tiempo FRM comprende solo un intervalo de tiempo de detección de objetos extraños y un intervalo de tiempo de transferencia de potencia y éstos (así como el propio período de tiempo) tienen la misma duración en cada período. Sin embargo, se apreciará que en otras realizaciones, también se pueden incluir otros intervalos de tiempo en un período de tiempo (tal como por ejemplo, intervalos de comunicación) o una pluralidad de intervalos de tiempo de detección de objetos extraños y/o se pueden incluir intervalos de tiempo de transferencia de potencia en cada período de tiempo. Adicionalmente, la duración de los diferentes intervalos de tiempo (y de hecho el período de tiempo mismo) puede, en algunas realizaciones, variar dinámicamente.

En el método, la detección de objetos extraños y la transferencia de potencia se separan en el dominio de tiempo, lo que da como resultado una reducción de la interferencia cruzada de la transferencia de potencia a la detección de objetos extraños. Por lo tanto, la variabilidad e incertidumbre resultantes de las variaciones en las condiciones de funcionamiento para la transferencia de potencia pueden aislarse de la detección de objetos extraños, lo que da como resultado una detección de objetos extraños más fiable y precisa.

En el intervalo de tiempo de la señal de transferencia de potencia, el transmisor de potencia está dispuesto para realizar la transferencia de potencia durante el intervalo de tiempo de transferencia de potencia de los períodos de tiempo de la fase de transferencia de potencia. Específicamente, durante estos intervalos de tiempo, el transmisor de potencia 101 y el receptor de potencia 105 pueden operar un bucle de control de potencia (el bucle de control de potencia puede basarse en la comunicación dentro del intervalo de tiempo de la señal de transferencia de potencia o, por ejemplo, puede basarse en la comunicación fuera del intervalo de tiempo de la señal de transferencia de potencia, tal como en intervalos de tiempo de comunicación específicos. Por ejemplo, cada intervalo de tiempo de objeto extraño puede estar separado por una pluralidad de intervalos de tiempo de señal de transferencia de potencia e intervalos de tiempo de comunicación alternos). Por lo tanto, el nivel de la potencia que se transfiere puede variar dinámicamente. En los intervalos de tiempo de detección de objetos extraños de los períodos de tiempo de la fase de transferencia de potencia, al menos un parámetro de la señal de accionamiento, y por lo tanto de la señal de prueba electromagnética, se establece en un valor determinado durante una operación de adaptación realizada antes de la fase de transferencia de potencia. Por lo tanto, en el intervalo de tiempo de detección de objetos extraños, el parámetro puede establecerse en un valor predeterminado (es decir, se determina antes de la fase de transferencia de potencia). Por el contrario, es posible que el parámetro no esté limitado a este valor predeterminado durante los intervalos de tiempo de transferencia de potencia.

Por ejemplo, durante un intervalo de tiempo de transferencia de potencia, el sistema puede accionar un bucle de control de potencia que permite variar el nivel de potencia de la señal de transferencia de potencia como respuesta a los mensajes de control de potencia del receptor de potencia. El bucle de control de potencia puede controlar/variar al menos uno de: una corriente, voltaje y frecuencia de la señal de accionamiento/señal de transferencia de potencia. Por el contrario, durante un intervalo de tiempo de detección de objetos extraños, el parámetro variado por el bucle de control de potencia durante el intervalo de tiempo de transferencia de potencia puede establecerse en un valor predeterminado determinado antes de la fase de transferencia de potencia.

En muchas realizaciones donde se utiliza la misma bobina tanto para la señal de transferencia de potencia como para la señal de prueba electromagnética, el transmisor de potencia puede estar dispuesto para reducir el nivel de la señal de transferencia de potencia durante el intervalo de tiempo de detección de objetos extraños en relación con el intervalo de tiempo de transferencia de potencia. En muchas situaciones, el nivel de potencia de la señal de transferencia de potencia puede aumentar a niveles altos, tales como por ejemplo, a niveles de 10-100W, o incluso sustancialmente más altos en muchas aplicaciones (por ejemplo, para la transferencia de potencia a aparatos de cocina). Sin embargo, durante un intervalo de tiempo de detección de objetos extraños, el nivel de potencia de la señal electromagnética generada puede reducirse a un nivel predeterminado que sea mucho más bajo que la potencia máxima permitida o actual durante el intervalo de tiempo de transferencia de potencia. Por ejemplo, el nivel de potencia se puede establecer en un nivel predeterminado que no exceda 1W. En otras palabras, la potencia de la señal de prueba electromagnética durante el intervalo de tiempo de detección de objetos extraños puede estar limitada a un nivel de potencia que sea sustancialmente (por ejemplo, por un factor de no menos de 2, 5, o 10) inferior a un nivel de potencia máximo permitido de la señal de transferencia de potencia durante el intervalo de tiempo de transferencia de potencia.

Además, el receptor de potencia 105 está dispuesto para reducir la carga de la señal/campo electromagnético generado durante el intervalo de tiempo de detección de objetos extraños en relación con durante el intervalo de tiempo de transferencia de potencia, es decir, el receptor de potencia 105 está dispuesto para disminuir la carga del receptor de potencia 105 de la señal de prueba electromagnética durante el intervalo de tiempo de detección de objetos extraños en relación con la carga de la señal de transferencia de potencia durante el intervalo de tiempo de transferencia de potencia. Específicamente, en el ejemplo de la FIG. 3 el receptor de potencia 105 está dispuesto para desconectar la carga conmutable durante el intervalo de tiempo de detección de objetos extraños y conectarla durante el intervalo de tiempo de transferencia de potencia. Por lo tanto, durante el intervalo de tiempo de detección de objetos extraños, el receptor de potencia 105 puede apagar (típicamente) la carga principal y, de hecho, en muchas realizaciones solo se puede mantener una carga mínima requerida para el funcionamiento continuo del receptor de potencia 105.

En el ejemplo de la FIG. 4, puede utilizarse el interruptor S1 para desconectar la carga durante el intervalo de tiempo de detección de objetos extraños. Se apreciará que en las realizaciones donde la carga conmutable 303 requiere una provisión de energía más constante, el interruptor S1 se puede colocar antes del condensador C1 o se puede proporcionar otro depósito de energía después del interruptor S1 para suministrar la carga conmutable 303 con energía durante el intervalo de tiempo de detección de objetos extraños (o, por ejemplo, puede utilizarse el método descrito anteriormente de reducir el voltaje inducido en la entrada del rectificador B1 manteniendo al mismo tiempo un alto nivel de voltaje en la salida del rectificador B1 mediante energía almacenada en la carga conmutable (por ejemplo, una batería), y/o en el condensador C1).

El receptor de potencia 105 puede reducir en consecuencia una carga del receptor de potencia durante el intervalo de tiempo de detección de objetos extraños. Específicamente, la carga de la señal de prueba electromagnética por el receptor de potencia durante el intervalo de tiempo de detección de objetos extraños será menor que la carga de la señal de transferencia de potencia por el receptor de potencia durante el intervalo de tiempo de transferencia de potencia (la carga puede considerarse, por ejemplo, la impedancia resistiva efectiva de la bobina del transmisor 103 y la bobina de prueba 209 respectivamente durante el intervalo de tiempo de transferencia de potencia y el intervalo de tiempo de detección de objetos extraños, respectivamente). Normalmente, la señal de transferencia de potencia y la señal de prueba electromagnética tendrán las propiedades correspondientes y, por lo tanto, ambas inducen una señal en la bobina del receptor 107. Por lo tanto, la desconexión de la carga conmutable 303 durante el intervalo de tiempo de detección de objetos extraños reducirá la carga de la señal de prueba electromagnética en relación con la carga que experimenta la señal de transferencia de potencia (y por lo tanto será experimentada por una señal de prueba electromagnética) generada durante el intervalo de tiempo de transferencia de potencia cuando la carga está conectada.

La desconexión de la carga conmutable 303 no solo reduce la carga de la señal de prueba electromagnética, sino que también puede permitir que esta carga sea más predecible y tenga una variación reducida. Normalmente, la carga de un transmisor de potencia por un receptor de potencia puede variar sustancialmente no solo de una aplicación a otra, sino también en función del tiempo para la misma aplicación y sesión de transferencia de potencia. El bucle de control de potencia se acciona durante la fase de transferencia de potencia para adaptarse a dichas variaciones. Sin embargo, introduciendo un intervalo de tiempo de detección de objetos extraños en el que la carga puede desconectarse (o ajustarse de otro modo, por ejemplo, a un nivel predeterminado), es posible introducir el receptor de potencia en un modo de referencia en el que la carga del campo electromagnético es más predecible. Por lo tanto, las pruebas de detección de objetos extraños se pueden realizar basándose en el supuesto de que el receptor de potencia está en este modo de referencia o prueba, y por lo tanto, por ejemplo, se puede asumir una carga predeterminada de la señal de prueba electromagnética. Por lo tanto, el método no solo puede permitir que la carga por el receptor de potencia 105 se reduzca (mejorando así la precisión al ser mayor el impacto relativo de cualquier objeto extraño) sino que también permite que esto sea más predecible, facilitando así la compensación de la presencia del receptor de potencia durante la prueba de detección de objetos extraños.

Además de aplicar el período de tiempo que comprende intervalos de tiempo específicos de detección de objetos extraños, el sistema también aplica un método en el que el valor de uno o más parámetros (o propiedades) de la señal de prueba electromagnética generada se adapta en función de un proceso de adaptación de la fase de transferencia de potencia previa. Este proceso de adaptación determina así un valor preferido para uno o más de los parámetros/ propiedades de la señal de prueba electromagnética antes de la fase de transferencia de potencia y luego aplica este valor preferido durante los intervalos de tiempo de detección de objetos extraños de la fase de transferencia de potencia subsiguiente. Adicionalmente, la determinación del parámetro se basa en la información transmitida desde el receptor de potencia 105 al transmisor de potencia 101.

Por ende, durante un intervalo de adaptación antes de la fase de transferencia de potencia, el transmisor de potencia 101 entra en un modo de inicialización de detección de objetos extraños en el que se determina un valor preferido para un parámetro de la señal de prueba electromagnética en función de uno o más mensajes del receptor de potencia 105.

De manera similar, el controlador del receptor de potencia 301 está dispuesto para controlar el receptor de potencia 101 para, durante el intervalo de adaptación previo a la fase de transferencia de potencia, operar en un modo de inicialización de detección de objetos extraños en el que el receptor de potencia 101 transmite al menos un mensaje al transmisor de potencia 101.

Esto se ilustra en la FIG. 6 que además de la fase de transferencia de potencia (PTP, por sus siglas en inglés) también ilustra el intervalo de tiempo de adaptación ADP en el que el transmisor de potencia 101 y el receptor de potencia 105 pueden entrar en un modo de inicialización de detección de objetos extraños para determinar un valor preferido para uno o más parámetros de la señal de prueba electromagnética para su aplicación durante uno o más intervalos de tiempo de detección de objetos extraños de la fase de transferencia de potencia posterior, y normalmente todos.

El método puede permitir además que las pruebas de detección de objetos extraños de los intervalos de tiempo de detección de objetos extraños posteriores de la fase de transferencia de potencia se realicen en condiciones más predecibles y controladas con menor variabilidad e incertidumbre. Por ejemplo, el parámetro de la señal de prueba electromagnética puede establecerse en un valor que corresponda a una condición de referencia para la que se conoce una propiedad del receptor de potencia 101. Por ejemplo, se puede determinar la carga del receptor de potencia 105 en una señal de prueba electromagnética que da como resultado un determinado nivel de señal inducida en el receptor de potencia 105 durante el diseño/fabricación y se puede almacenar en el receptor de potencia 105. Durante el uso, el receptor de potencia 105 puede, al funcionar en el modo de inicialización de detección de objetos extraños, transmitir uno o más mensajes al transmisor de potencia 101, lo que proporciona información sobre el ajuste de la señal de accionamiento para lograr este nivel de señal inducida, así como la carga correspondiente por el receptor de potencia 105. Durante los intervalos de tiempo de detección de objetos extraños de la fase de transferencia de potencia, el transmisor de potencia 101 puede ajustar el parámetro de señal de accionamiento (por ejemplo, el nivel de señal) al valor adecuado, y el detector de objetos extraños 207 puede, por ejemplo, realizar un análisis de pérdida de potencia en la prueba de detección de objetos extraños que incluye una compensación de la pérdida de potencia conocida/estimada por el receptor de potencia 105.

Por lo tanto, el sistema de las FIGs. 1-4 proporciona un método de prueba de detección de objetos extraños mucho mejor donde las pruebas de detección de objetos extraños se realizan en condiciones mucho más controladas, permitiendo así que se realicen pruebas de detección de objetos extraños más precisas y fiables.

El parámetro que se establece en función de la operación en el modo de inicialización de detección de objetos externos puede depender de las preferencias y los requisitos del escenario individual de aplicación y realización. Normalmente, el transmisor de potencia 101 puede determinar un valor preferido para al menos uno de: un voltaje, corriente y frecuencia de la señal de accionamiento de prueba, y por lo tanto de la señal de prueba electromagnética.

Por ejemplo, en algunas realizaciones, el mensaje recibido desde el receptor de potencia 105 puede indicar una intensidad de campo magnético requerida a una distancia dada de la bobina del transmisor 103 (por ejemplo, el receptor de potencia 105 puede indicar una intensidad de campo magnético requerida a una distancia que corresponda a la distancia esperada desde la bobina de prueba 201 (que puede suponerse que está colocada junto a la bobina del transmisor 103) a la bobina del receptor 107 cuando el receptor de potencia 105 está colocado de forma óptima en el transmisor de potencia 101). El transmisor de potencia 101 puede convertir esta intensidad de campo magnético requerida en una corriente de señal de accionamiento de prueba requerida que dará lugar a una intensidad de campo correspondiente a la requerida. El receptor de potencia 105 puede proporcionar además una indicación de la pérdida de potencia en el receptor de potencia 105 para esta intensidad de campo (específicamente la pérdida de potencia del metal amigable y circuitos internos y con la carga conmutable 303 desconectada).

El transmisor de potencia 101 puede entonces proceder a ajustar la corriente de la señal de accionamiento de prueba a este valor durante los intervalos de tiempo de detección de objetos extraños de la fase de transferencia de potencia subsiguiente y al realizar pruebas de detección de objetos extraños basadas en pérdida de potencia, puede determinar la pérdida de potencia como la potencia de la señal de accionamiento de prueba menos la pérdida de potencia esperada del receptor de potencia 101.

En muchas realizaciones, el mensaje recibido desde el receptor de potencia 105 puede comprender una indicación de una propiedad del receptor de potencia 105, y el adaptador 213 se puede disponer para determinar el valor preferido para el parámetro dado de la señal de accionamiento de prueba / señal de prueba electromagnética como respuesta a la indicación de la propiedad del receptor de potencia 105.

Por ejemplo, como se indica anteriormente, el mensaje puede indicar una pérdida de potencia en metal amigable y la carga por el circuito del receptor de potencia para una condición de operación de referencia dada. Como otro ejemplo, la indicación del mensaje puede indicar simplemente un tipo o clase de receptor de potencia y el adaptador 213 puede estar dispuesto, por ejemplo, para recuperar los correspondientes valores de parámetros predeterminados para la señal de prueba electromagnética desde un almacenamiento local que comprende valores adecuados para un rango de tipos/ clases de receptores de potencia.

En algunas realizaciones, la indicación puede ser una indicación de, por ejemplo, una frecuencia de resonancia (o rango de frecuencia) para el receptor de potencia 105. Por ejemplo, el transmisor de potencia 101 puede utilizarla para ajustar la frecuencia de la señal de accionamiento de prueba/señal de prueba electromagnética a la frecuencia indicada, y de hecho, en algunas realizaciones, puede permitir que el transmisor de potencia 101 ajuste una frecuencia de resonancia de un circuito de resonancia de salida que implica la bobina de prueba 209. Tal escenario puede ser particularmente adecuado para pruebas de detección de objetos extraños basadas en la medición del factor Q (u otra medida de calidad) del circuito de resonancia de salida.

En algunas realizaciones, el mensaje recibido desde el receptor de potencia 105 puede comprender una indicación de un impacto esperado del receptor de potencia sobre una señal de accionamiento de prueba de referencia, y el adaptador 213 se puede disponer para determinar el valor preferido y/o para adaptar la prueba de detección de objetos extraños como respuesta a la indicación del impacto esperado del receptor de potencia.

Por ejemplo, como se ha descrito anteriormente, el receptor de potencia 105 puede indicar un ajuste preferido para, por ejemplo, la intensidad de la señal de prueba electromagnética y, en consecuencia, un ajuste preferido para la corriente a través de la bobina de prueba 209. Luego, el transmisor de potencia 101 puede proporcionar una señal de accionamiento de prueba de referencia correspondiente a esta señal de prueba electromagnética de referencia. De forma alternativa o adicional, el receptor de potencia 105 puede indicar, por ejemplo, la pérdida de potencia en el receptor de potencia 105 durante un intervalo de tiempo de detección de objetos extraños (es decir, con la carga conmutable 303 desconectada) cuando se proporciona una señal de prueba electromagnética de referencia. Puede entonces, como se ha descrito anteriormente, adaptar la prueba de detección de objetos extraños, por ejemplo restando la pérdida de potencia informada en el receptor de potencia 105 del nivel de potencia medido para la señal de accionamiento de prueba.

Como otro ejemplo, el receptor de potencia 105 puede proporcionar una indicación de la calidad de un circuito de resonancia del receptor de potencia que comprende la bobina del receptor 107. Por ejemplo, se puede proporcionar una indicación de una carga resistiva o un factor Q. Luego, el adaptador 213 puede adaptar, por ejemplo, una prueba de detección de objetos extraños basada en la medición del factor Q del circuito de resonancia de salida del transmisor de potencia que comprende la bobina de prueba 209 en función del factor Q del receptor de potencia informado. Por ejemplo, un factor Q informado inferior puede reducir el umbral para detectar si una medida de calidad reducida para el circuito de resonancia de salida puede ser una indicación de la presencia de un objeto extraño.

Por lo tanto, en algunas realizaciones, el receptor de potencia 105 puede transmitir datos que pueden ser indicativos del impacto del receptor de potencia 105 sobre la señal de prueba electromagnética cuando el transmisor de potencia 101 proporciona una señal de prueba electromagnética de referencia esperada, es decir, cuando la señal de prueba electromagnética tiene las propiedades de referencia esperadas.

Esto podrá ser utilizado por el transmisor de potencia 101 para determinar los valores esperados para los parámetros de la señal de accionamiento de prueba/ señal de prueba electromagnética, y así adaptar la prueba de detección de objetos extraños, y específicamente los criterios de decisión para la detección de objetos extraños, en consecuencia.

La información proporcionada por el receptor de potencia 105 puede, en muchas realizaciones, proporcionar o permitir una determinación de uno o más de los siguientes:

- una disipación de potencia esperada por el receptor de potencia (normalmente incluido el metal amigable), - un factor Q esperado (mínimo), y/o

- una frecuencia de resonancia máxima esperada.

El adaptador 213 podrá entonces adaptar la señal de accionamiento de prueba y/o la prueba de detección de objetos extraños como respuesta.

En algunas realizaciones, el mensaje desde el receptor de potencia puede comprender una indicación de una diferencia entre un valor operativo del receptor de potencia actual y un valor operativo del receptor de potencia de referencia de prueba. Por ejemplo, el mensaje puede comprender una indicación de una diferencia entre un nivel actual de la señal inducida en la bobina del receptor 107 y el nivel de referencia/deseado de la señal inducida en la bobina del receptor 107. El transmisor de potencia 101 puede estar dispuesto para modificar un parámetro de la señal de transferencia de potencia como respuesta a la indicación, y específicamente puede ser capaz de llevar el valor hacia un nivel donde el mensaje desde el receptor de potencia indica que el valor operativo actual es igual al valor operativo deseado.

A modo de ejemplo, durante la fase de adaptación de la fase previa a la transferencia de potencia, en la que el transmisor de potencia 101 y el receptor de potencia 105 están funcionando en el modo de inicialización de detección de objetos extraños, el receptor de potencia 105 puede medir, por ejemplo, la amplitud actual del voltaje sobre el puente rectificador B1. Puede comparar esto con un nivel deseado y enviar un mensaje al transmisor de potencia 101 que indica la diferencia. Por ejemplo, si el voltaje medido es solo la mitad del nivel deseado, puede transmitir una solicitud para que el nivel de señal de la señal de prueba electromagnética sea aumentado en 6dB. El transmisor de potencia 101 puede, como respuesta a la recepción del mensaje, establecer el valor preferido para que el nivel de la señal de accionamiento de prueba sea 6dB más alto que el valor actual. Este valor preferido puede utilizarse para generar la señal de prueba electromagnética durante los intervalos de tiempo de detección de objetos extraños de la fase de transferencia de potencia.

Como otro ejemplo, el voltaje inducido en el receptor de potencia se puede medir utilizando una bobina específica. Esto puede proporcionar una indicación directa del campo al que está expuesto el metal amigable. El resultado de la medición puede transmitirse al transmisor de potencia 101, que puede adaptar la señal de accionamiento de prueba como respuesta.

En algunas realizaciones, el proceso de transmisión de mensajes del receptor de potencia 105 que indica la diferencia entre un valor operativo actual y un valor de referencia puede iterarse y, específicamente, el receptor de potencia 105 y el transmisor de potencia 101 pueden durante el intervalo de adaptación implementar un bucle de control que lleva la señal de accionamiento de prueba hacia el nivel deseado para que el receptor de potencia 105 funcione en el punto de operación de referencia deseado, por ejemplo, normalmente en el nivel deseado de señal inducida en la bobina del receptor 107. El receptor de potencia 105 puede simplemente transmitir repetidamente indicaciones para un aumento o disminución en el nivel de la señal de prueba electromagnética. El valor resultante de la señal de transferencia de potencia se puede almacenar como el valor preferido y se puede aplicar durante los intervalos de tiempo de objetos extraños de la fase de transferencia de potencia.

Más detalladamente, durante el intervalo de adaptación, el controlador del receptor de potencia 301 puede estar dispuesto para determinar una diferencia entre un nivel de una señal inducida en la bobina del receptor de potencia y un nivel de referencia. El nivel puede determinarse normalmente como un nivel de voltaje (específicamente un nivel de un voltaje inducido) pero podría en otras realizaciones, por ejemplo, ser un nivel de potencia (específicamente un nivel de una potencia de señal inducida) o un nivel de corriente (específicamente un nivel de una corriente inducida). Se apreciará que puede utilizarse cualquier indicación adecuada de un nivel de una señal inducida.

En muchas realizaciones, el controlador del receptor de potencia 301 está dispuesto para comparar una indicación de nivel de voltaje de una señal inducida con un voltaje de referencia, y para generar mensajes de control de señal de prueba basados en esta comparación. Si el voltaje es inferior al valor de referencia, se transmite un mensaje de control de la señal de prueba que solicita el aumento del nivel de la señal de prueba electromagnética, y si está por encima del valor de referencia, se transmite un mensaje de control de la señal de prueba que solicita que se disminuya el nivel de la señal de prueba electromagnética. Como respuesta, el adaptador 213 aumenta o disminuye el nivel de la señal de accionamiento de prueba para proporcionar un cambio correspondiente en la señal de prueba electromagnética. Específicamente, en lugar de transmitir un solo mensaje, el receptor de potencia 105 y el transmisor de potencia 101 pueden implementar de forma eficaz un bucle de control durante el intervalo de adaptación que acciona la señal de accionamiento de prueba para generar la condición de operación de referencia deseada para la prueba de objetos extraños. El valor preferido del parámetro de la señal de accionamiento de prueba puede establecerse en el valor final después de que el bucle haya convergido a un valor dado correspondiente a la condición de referencia.

De esta manera, el receptor de potencia 105 puede controlar el nivel de la señal de prueba electromagnética de manera de conducir el nivel de la señal inducida hacia el valor de referencia. Específicamente, se puede conducir el voltaje sobre la bobina del receptor 107 para que sea igual a un voltaje determinado de referencia.

Por lo tanto, el método permite que el receptor de potencia 105 esté en control de establecer una configuración predeterminada en la que se proporciona una carga normalmente predeterminada y la señal inducida, y específicamente el voltaje inducido, está en un nivel predeterminado. Por lo tanto, una condición de operación de referencia es establecida para el receptor de potencia 105 (por el propio receptor de potencia 105).

En algunos de estos sistemas, el o los mensajes transmitidos al transmisor de potencia 101 pueden comprender una indicación de una carga del transmisor de potencia 101 por el receptor de potencia 105 cuando el receptor de potencia 105 está operando en el punto de operación de referencia determinado para la detección de objetos extraños, es decir, cuando se desconecta la carga conmutable 303 y el nivel de señal inducida está en o es igual al nivel de referencia. Específicamente, la indicación puede ser indicativa de la potencia que se extraería de la señal de prueba electromagnética cuando el sistema está operando en un escenario y configuración de operación con la carga conmutable 303 desconectada y la señal inducida en la bobina del receptor de potencia en el nivel de referencia.

En consecuencia, esta indicación de carga proporciona información sobre el efecto que el receptor de potencia 105 tiene sobre la señal de prueba electromagnética durante el intervalo de tiempo de detección de objetos extraños. Durante este intervalo, el transmisor de potencia 101 establece el valor de la señal de accionamiento de prueba de modo que el nivel resultante de la señal inducida se encuentre sustancialmente en el valor de referencia (cuando no haya ningún objeto extraño presente y con la carga conmutable 303 desconectada).

La indicación de carga puede ser normalmente una indicación de carga predeterminada. Puede basarse en supuestos de que el nivel de señal inducida está en el nivel de referencia y que la carga conmutable 303 está desconectada. En muchas realizaciones, la indicación de carga predeterminada puede ser de hecho un valor almacenado que se transmite al transmisor de potencia 101 simplemente por ser recuperado de la memoria y transmitido sin ser modificado por ninguna medición o modificación basada en las condiciones actuales. De hecho, en muchas realizaciones, la única medición que se hace es la del nivel de señal inducido de tal manera que esta pueda ser conducida hacia el nivel de referencia. Sin embargo, en muchas realizaciones, la indicación de carga predeterminada es también independiente de esto, es decir, la indicación de carga predeterminada se recupera y se transmite al transmisor de potencia 101, y las mediciones de la señal inducida se utilizan entonces para llevar el nivel al nivel de referencia de tal manera que la condición de operación real sea igual a la asumida para la indicación de carga predeterminada.

Por ejemplo, durante la fase de diseño o fabricación de un receptor de potencia, puede colocarse en una configuración de prueba en la que se proporciona una señal electromagnética y en la que se garantiza que no hay otros objetos presentes para extraer la potencia de la señal de detección electromagnética. El receptor de potencia puede ser ajustado a una configuración correspondiente a la carga conmutable 303 que se desconecta (por ejemplo, no se puede incluir ninguna carga o un interruptor del receptor de potencia puede desconectar la carga). El receptor de potencia podrá entonces funcionar en un modo de detección de objetos extraños con la configuración de prueba generando una señal de prueba electromagnética en los niveles de referencia adecuados. Cuando se consigue una operación suficientemente estable, se mide la potencia extraída de la señal de prueba electromagnética (por ejemplo, midiendo la potencia de una señal de accionamiento que acciona una bobina que genera la señal electromagnética). La medición se puede realizar en condiciones estrechamente controladas, y con dispositivos de medición de alta precisión y, por lo tanto, la potencia extraída se puede medir con gran precisión. El valor medido puede programarse en los receptores de potencia fabricados y utilizarse como indicación de carga predeterminada.

La indicación de carga predeterminada puede ser un valor predeterminado que se transmite al transmisor de potencia y que proporciona una indicación de la carga que se espera que el receptor de potencia ejerza en la señal de prueba electromagnética cuando el receptor de potencia 105 está funcionando en la configuración de operación de detección de objetos extraños. El valor no es meramente una medida de la potencia real de la señal inducida en la bobina del receptor 107, sino que es un valor predeterminado que puede incluir, por ejemplo, la carga causada por elementos conductores del propio receptor de potencia 105 (a menudo conocido como metal amigable). Por lo tanto, el transmisor de mensajes 313 en tales realizaciones transmite una indicación de carga predeterminada que indica la carga esperada de la señal de detección electromagnética por la presencia del receptor de potencia 105 operando en la configuración de detección de objetos extraños.

El receptor de mensajes 205 del transmisor de potencia 101 puede recibir la indicación de carga predeterminada y enviarla al detector de objetos extraños 207. El detector de objetos extraños 207 puede realizar una prueba de detección de objetos extraños comparando el nivel de potencia de la señal de prueba electromagnética generada, es decir, el nivel de potencia de transmisión, con la indicación de carga predeterminada. En muchas realizaciones, el detector de objetos extraños 207 puede simplemente sustraer la indicación de carga predeterminada del nivel de potencia del transmisor. Si el resultado supera un umbral determinado, el detector de objetos extraños 207 puede determinar que se ha detectado un objeto extraño y, de lo contrario, se considera que no se ha detectado ningún objeto extraño.

Específicamente, el transmisor de potencia puede determinar su nivel de potencia transmitida durante el intervalo de tiempo de detección de objetos extraños para el que se informa de una potencia recibida desde el receptor de potencia 105 mediante la indicación de carga predeterminada. Basándose en estos valores, el detector de objetos extraños 207 puede calcular la diferencia entre la potencia transmitida y la recibida y comprobar si la diferencia está dentro de un rango de tolerancia pequeño. Si la diferencia está fuera del rango, el detector de objetos extraños 207 indica que se ha detectado un objeto extraño. Si está dentro del rango, el detector de objetos extraños 207 indica que no se ha detectado ningún objeto extraño.

Este rango puede elegirse de tal manera que la disipación de potencia en un objeto metálico no detectado por esta diferencia de potencia se considere aceptablemente baja.

Por supuesto, se apreciará que, en otras realizaciones, pueden utilizarse otros, y normalmente más complejos, criterios de decisión.

Como otro ejemplo, el transmisor de potencia 101 y el receptor de potencia 105 pueden realizar una operación que adapta la frecuencia de la señal de accionamiento de prueba como respuesta a los mensajes del receptor de potencia 105. Por ejemplo, el transmisor de potencia 101 podría establecer secuencialmente la frecuencia en un rango de valores y el receptor de potencia 105 podría transmitir una indicación de qué ajuste dio como resultado el valor recibido más alto (que corresponde a la transferencia más eficiente de potencia y óptimamente a la frecuencia de la señal de accionamiento y donde las frecuencias de los circuitos de resonancia del transmisor de potencia 101 y el receptor de potencia 105 son iguales). Luego, se puede utilizar esta frecuencia para las siguientes pruebas de detección de objetos extraños durante la fase de transferencia de potencia,

En algunas realizaciones, el adaptador 213 puede estar dispuesto adicionalmente para determinar el valor preferido como respuesta a la restricción de la prueba de detección de objetos extraños del detector de objetos extraños. En muchas realizaciones, la restricción puede ser al menos una restricción de una frecuencia de la señal de accionamiento de prueba y una restricción de un nivel de señal mínimo para la señal de accionamiento de prueba.

Por ejemplo, en muchas realizaciones, es deseable que la señal de prueba de accionamiento y la señal de prueba electromagnética sean tan débiles como sea posible ya que esto reducirá cualquier calor inducido en objetos extraños potenciales, reducirá el consumo de energía, reduce los requisitos de diseño para, por ejemplo, la bobina de prueba 209, etc. Sin embargo, al mismo tiempo, la detección de objetos extraños tiende a ser más precisa cuanto mayor sea el nivel de señal/intensidad de campo. En consecuencia, en algunas realizaciones, el adaptador 213 puede determinar el valor preferido para el nivel de señal de la señal de accionamiento de prueba, pero con ese nivel sujeto a una restricción de un nivel de señal mínimo. Por lo tanto, independientemente de la información recibida desde el receptor de potencia 105, el adaptador 213 no establecerá el nivel de señal preferido que se utiliza para la señal de prueba de accionamiento/ señal de prueba electromagnética durante los intervalos de tiempo de detección de objetos extraños de la fase de transferencia de potencia para estar por debajo de este umbral dado.

Como otro ejemplo, en las realizaciones en donde la bobina de prueba 209 forma parte de un circuito de resonancia de salida, el adaptador 213 puede estar dispuesto para establecer la frecuencia de la señal de accionamiento de prueba como lo solicita el receptor de potencia, pero sujeto a la restricción de que esta frecuencia se encuentre dentro de un rango de frecuencia determinado. Esto puede garantizar específicamente que no se lleve el circuito de resonancia de salida de prueba que comprende la bobina de prueba 209 demasiado lejos de su frecuencia de resonancia óptima.

En algunas realizaciones, el adaptador 213 puede estar dispuesto adicionalmente para evitar que el transmisor de potencia entre a la fase de transferencia de potencia si el valor preferido no satisface un criterio. Por ejemplo, se puede determinar un valor preferido en función de la información recibida desde el receptor de potencia 105 y este proceso puede llevar a un valor que está fuera del rango esperado para el parámetro. Por ejemplo, un receptor de potencia 105 puede solicitar continuamente un aumento de potencia de la señal de prueba electromagnética hasta que se encuentre en un nivel muy alto. Esto puede ser indicativo de una situación anómala, por ejemplo, causada por un error en el transmisor de potencia 101, el receptor de potencia 105, o la presencia de un objeto extraño. Por consiguiente, el adaptador 213 puede considerar que el parámetro determinado está fuera de un rango de operación y se puede evitar que el transmisor de potencia 101 entre en la fase de transferencia de potencia, evitando así que la transferencia de potencia a alto nivel sea iniciada en una situación de error. Por lo tanto, se puede lograr una inicialización de transferencia de potencia más resiliente y fiable.

En algunas realizaciones, el detector de objetos extraños 207 puede estar dispuesto para adaptar un parámetro de la prueba de detección de objetos extraños como respuesta a un valor medido de la señal de accionamiento cuando se encuentra en el modo de inicialización de detección de objetos extraños.

Por ejemplo, cuando se ha determinado el valor preferido, se puede generar una señal de accionamiento de prueba con el parámetro establecido en el valor preferido. Específicamente, se puede generar una señal de accionamiento de prueba con el nivel y la frecuencia que se utilizarán durante los intervalos de tiempo de detección de objetos extraños de la fase de transferencia de potencia. Se puede medir una propiedad de la señal de prueba de accionamiento para este ajuste, tal como, por ejemplo, un voltaje o corriente que proporcione una indicación de la potencia total extraída de la señal de prueba electromagnética. Se puede almacenar y utilizar el valor medido como referencia para mediciones posteriores durante la fase de transferencia de potencia. Por lo tanto, la detección de objetos extraños puede basarse en una comparación con una medición de referencia realizada durante la operación en el modo de inicialización de detección de objetos extraños, es decir, durante el intervalo de adaptación de la fase previa a la transferencia de potencia. Como ejemplo específico, la prueba de detección de objetos extraños puede considerar la detección de un objeto extraño si la potencia extraída medida durante un intervalo de tiempo de detección de objetos extraños de la fase de transferencia de potencia supera la potencia extraída medida durante el intervalo de adaptación en un umbral determinado.

Este enfoque puede proporcionar típicamente una adaptación mejorada a las condiciones locales y puede establecer una base típicamente precisa para detectar los cambios que se producen cuando un transmisor de potencia está en presencia de un objeto extraño durante una fase de transferencia de potencia. Puede permitir una detección de objetos extraños más precisa en muchos escenarios.

En muchas realizaciones, el transmisor de potencia 101 puede estar dispuesto adicionalmente para realizar pruebas de detección de objetos extraños antes de inicializar la fase de transferencia de potencia. Por ejemplo, como se ilustra en la FIG. 6, la fase previa a la transferencia de potencia puede incluir uno o más intervalos de tiempo de detección de objetos extraños después del intervalo de adaptación y antes de entrar en la fase de transferencia de potencia.

Las pruebas de detección de objetos extraños realizadas durante estos intervalos de tiempo de detección de objetos extraños en la fase previa a la transferencia de potencia pueden realizarse utilizando los valores de parámetro para la señal de prueba de accionamiento determinados cuando se está en el modo de inicialización de detección de objetos extraños, es decir, en el intervalo de adaptación. Como tal, las pruebas de detección de objetos extraños antes de entrar en la fase de transferencia de potencia pueden ser las mismas que las realizadas durante la fase de transferencia de potencia, es decir, pueden utilizarse los mismos parámetros tanto para la prueba de detección de objetos extraños como para la señal de accionamiento de prueba/señal de prueba electromagnética generada.

En estos métodos, el detector de objetos extraños 207 también puede realizar pruebas de detección de objetos extraños en uno o más intervalos de prueba iniciales antes de la transferencia de potencia. Además, el transmisor de potencia puede estar dispuesto para entrar en la fase de transferencia de potencia solo si las pruebas de detección de objetos extraños realizadas en estos intervalos de prueba iniciales indican que no hay detección de objetos extraños. Tal método puede reducir el riesgo de que se inicie la transferencia de potencia en altos niveles en escenarios en los que esto puede causar calor excesivo en un objeto extraño. Además, las pruebas pueden realizarse con todos los beneficios de las pruebas de detección de objetos extraños realizadas durante la fase de transferencia de potencia (específicamente con el sistema funcionando en una configuración de referencia específica).

Se apreciará que la reacción del transmisor de potencia 101 a una prueba de detección de objetos extraños que es positiva, es decir, que indica que un objeto extraño está presente, puede ser diferente en diferentes realizaciones. De hecho, en muchas realizaciones, el transmisor de potencia 101 puede estar dispuesto para terminar la transferencia de potencia si la prueba de detección de objetos extraños indica que un objeto extraño puede estar presente.

En algunas realizaciones, la detección de objetos extraños está dispuesta para reintroducir el transmisor de potencia en el modo de inicialización de detección de objetos extraños si la prueba de detección de objetos extraños indica que puede haber un objeto extraño. El transmisor de potencia 101 puede transmitir además una indicación al receptor de potencia 105 de que ha entrado en este modo de inicialización de detección de objetos extraños, y como respuesta el receptor de potencia 105 puede entrar en el modo de inicialización de detección de objetos extraños. Por lo tanto, en algunas realizaciones, el sistema puede regresar efectivamente al intervalo de adaptación/ modo de operación como respuesta a una prueba positiva de detección de objetos extraños. Esto puede dar lugar a que el sistema repita el proceso de entrar una configuración predeterminada y determinar un valor preferido para el parámetro o parámetros de la señal de accionamiento de prueba (y, por lo tanto, la señal de prueba electromagnética). Después de este proceso, el transmisor de potencia 101 puede volver a realizar una serie de pruebas de detección de objetos extraños y si éstas indican que no hay ningún objeto extraño presente, puede proceder a volver a entrar en la fase de transferencia de potencia.

El método puede proporcionar una resiliencia mejorada y una operación más sólida en muchas realizaciones. Por ejemplo, puede permitir que el sistema se recupere automáticamente de situaciones en las que, por ejemplo, la prueba positiva de detección de objetos extraños no se debe a la presencia de un objeto extraño, sino que se produce debido a una prueba de detección de objetos extraños imprecisa basada en supuestos imprecisos. Por ejemplo, si la prueba de detección de objetos extraños se produce debido a que la señal de prueba electromagnética generada es demasiado alta y, por lo tanto, la pérdida de potencia real en el metal amigable del receptor de potencia es mayor de lo esperado, el método puede permitir una "recalibración" automática de la señal de accionamiento de prueba y la prueba de detección de objetos extraños. Si esto tiene éxito (sin que se detecte posteriormente ningún objeto extraño), el sistema puede reiniciar la transferencia de potencia.

Este evento puede ocurrir, por ejemplo, cuando se ha cambiado la posición del receptor de potencia con respecto a la bobina de prueba del transmisor de potencia. Tal cambio de posición puede causar que el metal amigable del receptor de potencia cambie la señal medida del transmisor de potencia, y por lo tanto afecta la prueba de objetos extraños. El método descrito puede hacer que el sistema vuelva a calibrarse automáticamente según las condiciones modificadas.

En algunas realizaciones, el transmisor de potencia 101 puede estar dispuesto para establecer un parámetro de la transferencia de potencia/ la señal de transferencia de potencia como respuesta a una medición de la señal de accionamiento de prueba durante el intervalo de tiempo de detección de objetos extraños. Específicamente, el adaptador 213 puede estar dispuesto para establecer un nivel máximo para la señal de transferencia de potencia durante el intervalo de transferencia de potencia como respuesta a una medición de la señal de accionamiento de prueba durante el intervalo de detección de objetos extraños.

Por ejemplo, se puede determinar la potencia de la señal de accionamiento de prueba en función de las mediciones de la corriente y/o el voltaje de la señal de accionamiento de prueba. Este nivel de potencia refleja la potencia que se extrae de la señal de prueba electromagnética. Esto puede compararse con la potencia esperada que debe extraer el receptor de potencia 105 de la señal de prueba electromagnética. Si los dos valores son muy cercanos, se puede suponer que solo hay el receptor de potencia 105 presente y que se permitirá un nivel de potencia alto de la señal de transferencia de potencia durante el intervalo de tiempo de transferencia de potencia. Sin embargo, si la diferencia es mayor, pero aún no es lo suficientemente alta como para dar lugar a una detección positiva de objetos extraños, la medición aún puede reflejar el riesgo de que se pierda algo de potencia en otra entidad que no sea el receptor de potencia 105. En este caso, el transmisor de potencia 101 puede reducir el nivel máximo de potencia de la señal de transferencia de potencia de modo que se garantice que la pérdida de potencia potencial fuera del receptor de potencia sea lo suficientemente baja como para no, por ejemplo, correr riesgo de calentamiento a temperaturas excesivas.

Por lo tanto, en algunas realizaciones, el transmisor de potencia 101 puede utilizar las mediciones durante el intervalo de tiempo de detección de objetos extraños para determinar la amplitud máxima (y/o frecuencia) de la señal de transferencia de potencia considerada aceptable, ya que se supone que cualquier pérdida de potencia resultante fuera del receptor de potencia 105 seguirá dando lugar a aumentos de temperatura potenciales que se encuentren dentro de los límites aceptables. El transmisor de potencia 101 puede entonces limitar la señal de transferencia de potencia a este valor máximo y, por ejemplo, generar una alarma o transmitir un mensaje de advertencia al receptor de potencia 105 si intenta aumentar el nivel de potencia por encima de este nivel máximo determinado.

Se apreciará que la descripción anterior, por cuestiones de claridad, ha descrito las realizaciones de la invención con referencia a diferentes circuitos funcionales, unidades y procesadores. Sin embargo, será evidente que cualquier distribución adecuada de la funcionalidad entre diferentes circuitos funcionales, unidades o procesadores puede utilizarse sin apartarse de la invención. Por ejemplo, la funcionalidad ilustrada a ser realizada por procesadores o controladores separados puede ser realizada por el mismo procesador o controladores. Por lo tanto, las referencias a unidades o circuitos funcionales específicos solo deben considerarse como referencias a medios adecuados para proporcionar la funcionalidad descrita en lugar de indicar una estructura u organización lógica o física estricta.

La invención puede ser implementada en cualquier forma adecuada incluyendo hardware, software, firmware o cualquier combinación de estos. La invención puede opcionalmente ser implementada al menos en parte como software informático funcionando en uno o más procesadores de datos y/o procesadores de señal digital. Los elementos y componentes de una realización de la invención pueden ser físicamente, funcionalmente y lógicamente implementados de cualquier manera conveniente. De hecho, la funcionalidad puede ser implementada en una sola unidad, en una pluralidad de unidades o como parte de otras unidades funcionales. Como tal, la invención puede ser implementada en una sola unidad o puede ser física y funcionalmente distribuida entre diferentes unidades, circuitos y procesadores.

Si bien la presente invención ha sido descrita en conexión con algunas realizaciones, no tiene el propósito de estar limitada a la forma específica expuesta en la presente invención. Más bien, el alcance de la presente invención está limitado solamente por las reivindicaciones adjuntas. Adicionalmente, aunque una característica puede parecer que se describe en conexión con determinadas realizaciones, un experto en la técnica reconocería que varias características de las realizaciones descritas pueden combinarse de conformidad con la invención. En las reivindicaciones, la expresión "que comprende" no excluye la presencia de otros elementos o etapas.

Se apreciará que la referencia a un valor preferido no implica ninguna limitación más allá de que sea el valor determinado en el modo de inicialización de detección de objetos extraños, es decir, es preferible en virtud de que se determina en el proceso de adaptación. Las referencias a un valor preferido podrían sustituirse por referencias a, por ejemplo, un primer valor.

Además, si bien se enumeran individualmente, se puede implementar una pluralidad de medios, elementos, circuitos o etapas del método, por ejemplo, por un solo circuito, unidad o procesador. Además, aunque pueden incluirse características individuales en diferentes reivindicaciones, éstas pueden ser combinadas ventajosamente, y la inclusión en diferentes reivindicaciones no implica que una combinación de características no sea factible y/o ventajosa. Además, la inclusión de una característica en una categoría de reivindicaciones no implica una limitación a esta categoría, sino que indica que la característica es igualmente aplicable a otras categorías de reivindicaciones, según proceda. Adicionalmente, el orden de las características en las reivindicaciones no implica ningún orden específico en el que se deben trabajar las características y, en particular, el orden de las etapas individuales en una reivindicación de método no implica que las etapas se deban realizar en este orden. Más bien, las etapas se pueden realizar en cualquier orden adecuado. Además, las referencias singulares no excluyen una pluralidad. Por lo tanto, las referencias a "un", "una", "primero", "segundo", etc. no excluyen una pluralidad. Los signos de referencia en las reivindicaciones se proporcionan simplemente como ejemplo esclarecedor y no se interpretarán como una limitación del alcance de las reivindicaciones en modo alguno.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un transmisor de potencia (101) para suministrar potencia de forma inalámbrica a un receptor de potencia (105) a través de una señal de transferencia de potencia inductiva; el transmisor de potencia (101) comprende:

una bobina del transmisor (103) para generar la señal de transferencia de potencia;

un accionador (201) para generar una señal de accionamiento para la bobina del transmisor (103), donde el accionador (201) está dispuesto para, durante una fase de transferencia de potencia, generar la señal de accionamiento para emplear un período de tiempo de repetición que comprende al menos un intervalo de tiempo de transferencia de potencia y un intervalo de tiempo de detección de objetos extraños;

un receptor (205) para recibir mensajes del receptor de potencia (105);

caracterizado porque el transmisor de potencia comprende además:

una bobina de prueba (209) para generar una señal de prueba electromagnética;

un generador de prueba (211) dispuesto para generar una señal de prueba de accionamiento para la bobina de prueba (209) para proporcionar la señal de prueba electromagnética durante el intervalo de tiempo de detección de objetos extraños;

un detector de objetos extraños (207) dispuesto para realizar una prueba de detección de objetos extraños como respuesta a un parámetro medido para la señal de accionamiento de prueba;

un adaptador (213) para, antes de entrar en la fase de transferencia de potencia, controlar el transmisor de potencia (101) para que funcione en un modo de inicialización de detección de objetos extraños en el que se determina un valor preferido de un parámetro de señal para la señal de accionamiento de prueba como respuesta al menos a un primer mensaje recibido del receptor de potencia (105); y

en donde el generador de prueba (211) está dispuesto para ajustar el parámetro de señal de la señal de accionamiento de prueba al valor preferido durante el intervalo de tiempo de detección de objetos extraños.

2. El transmisor de potencia de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el primer mensaje comprende una indicación de una propiedad del receptor de potencia.

3. El transmisor de potencia de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el primer mensaje comprende una indicación de un impacto esperado del receptor de potencia sobre una señal de prueba electromagnética de referencia.

4. El transmisor de potencia de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el primer mensaje comprende una indicación de una restricción para el parámetro de señal para la señal de accionamiento de prueba.

5. El transmisor de potencia de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el primer mensaje comprende una indicación de una diferencia entre un valor operativo del receptor de potencia actual y un valor operativo del receptor de potencia de referencia de prueba.

6. El transmisor de potencia de la reivindicación 1 en donde el adaptador está dispuesto adicionalmente para determinar el valor preferido como respuesta a la restricción de la prueba de detección de objetos extraños del detector de objetos extraños.

7. El transmisor de potencia de la reivindicación 6 en donde, la restricción es al menos uno de un nivel mínimo de señal y una restricción en una frecuencia de la señal de accionamiento de prueba.

8. El transmisor de potencia de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el generador de prueba (211) está dispuesto para generar la señal de accionamiento de prueba con el parámetro de accionamiento de la señal de accionamiento de prueba adaptada al valor preferido en un intervalo de prueba inicial antes de la fase de transferencia de potencia; y el detector de objetos extraños (207) está dispuesto para realizar la prueba de detección de objetos extraños en el intervalo de prueba inicial.

9. El transmisor de potencia de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde si la prueba de detección de objetos extraños en el intervalo de tiempo de detección de objetos extraños es indicativa de la presencia de un objeto extraño, el detector de objetos extraños (207) está dispuesto para volver a introducir el transmisor de potencia (101) en el modo de inicialización de detección de objetos extraños.

10. El transmisor de potencia de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el adaptador (213) está dispuesto para evitar que el transmisor de potencia (101) entre a la fase de transferencia de potencia si el valor preferido no satisface un criterio.

11. El transmisor de potencia de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el detector de objetos extraños (207) está dispuesto para adaptar un parámetro de la prueba de detección de objetos extraños como respuesta a un valor medido de la señal de accionamiento cuando se encuentra en el modo de inicialización de detección de objetos extraños.

12. El transmisor de potencia de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el adaptador (213) está dispuesto para establecer un nivel máximo para la señal de transferencia de potencia durante el intervalo de transferencia de potencia como respuesta a una medición de la señal de accionamiento de prueba durante el intervalo de detección de objetos extraños.

13. Un sistema de transferencia de potencia inalámbrica que comprende un transmisor de potencia (101) para suministrar potencia de forma inalámbrica a un receptor de potencia (105) a través de una señal de transferencia de potencia inductiva; el transmisor de potencia (101) comprende:

un accionador (201) para generar una señal de accionamiento para la bobina del transmisor (103), donde el accionador (201) está dispuesto para, durante una fase de transferencia de potencia, generar la señal de accionamiento para emplear un período de tiempo de repetición que comprende al menos un intervalo de tiempo de transferencia de potencia y un intervalo de tiempo de detección de objetos extraños, donde una potencia de la señal de transferencia de potencia es reducida durante el intervalo de tiempo de detección de objetos extraños en relación con el intervalo de tiempo de transferencia de potencia;

un receptor (205) para recibir mensajes del receptor de potencia (105);

una bobi na de prueba (209) para generar una señal de prueba electromagnética;

un generador de prueba (211) dispuesto para generar una señal de accionamiento de prueba para la bobina de prueba (209) para proporcionar la señal de prueba electromagnética durante el intervalo de tiempo de detección de objetos extraños;

en donde el generador de prueba (211) está dispuesto para ajustar el parámetro de señal de la señal de accionamiento de prueba al valor preferido durante el intervalo de tiempo de detección de objetos extraños; y el receptor de potencia (105) que comprende:

una bobina receptora de potencia (107) para extraer potencia de la señal de transferencia de potencia; un controlador de detección de objetos extraños (305, 309) para reducir una carga del receptor de potencia durante el intervalo de tiempo de detección de objetos extraños;

un transmisor de mensajes (313) para transmitir el primer mensaje al transmisor de potencia.

14. El sistema de transferencia de potencia inalámbrica de la reivindicación 13, en el que el receptor de potencia comprende además un controlador del receptor de potencia (301) dispuesto para controlar el receptor de potencia para que funcione en un modo de inicialización de detección de objetos extraños en el que el receptor de potencia transmite al menos un mensaje al transmisor de potencia para polarizar la señal de accionamiento de prueba para que cause una condición de referencia en el receptor de potencia.

15. Un método de operación para un transmisor de potencia (101) que suministra potencia de forma inalámbrica a un receptor de potencia (105) a través de una señal de transferencia de potencia inductiva; el transmisor de potencia (101) comprende:

una bobina del transmisor (103) para generar la señal de transferencia de potencia,

una bobina de prueba (209) para generar una señal de prueba electromagnética, y

un receptor (205) para recibir mensajes del receptor de potencia (105); y

comprendiendo el método:

generar una señal de accionamiento para la bobina del transmisor (103), empleando la señal de accionamiento, durante una fase de transferencia de potencia, un período de tiempo de repetición que comprende al menos un intervalo de tiempo de transferencia de potencia y un intervalo de tiempo de detección de objetos extraños;

generar una señal de accionamiento de prueba para la bobina de prueba (209) para proporcionar la señal de prueba electromagnética durante el intervalo de tiempo de detección de objetos extraños;

llevar a cabo una prueba de detección de objetos extraños como respuesta a un parámetro medido para la señal de accionamiento de prueba; y antes de entrar en la fase de transferencia de potencia, controlar el transmisor de potencia (101) para que funcione en un modo de inicialización de detección de objetos extraños en el que se determina un valor preferido de un parámetro de señal para la señal de accionamiento de prueba como respuesta al menos a un primer mensaje recibido del receptor de potencia (105); y

en donde la señal de accionamiento de prueba es generada con el parámetro de señal establecido en el valor preferido durante el intervalo de tiempo de detección de objetos extraños.