JP2015528271A - ワイヤレス誘導電力伝送 - Google Patents
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Abstract
Description
Qi規格は電力受信機から電力送信機への通信をサポートし、これにより、電力送信機が特定の電力受信機に適合することを可能にし得る情報を電力受信機が供給することを可能にする。現在の規格では、電力受信機から電力送信機への一方向通信リンクが規定されており、アプローチは電力受信機が制御要素であるという原理に基づく。電力送信機と電力受信機との間での電力伝送を準備及び制御するために、電力受信機は電力送信機に明確に情報を送信する。
ワイヤレス電力伝送システムを制御するために、Qi規格は、システムが動作の異なる時点で属し得る複数のフェーズ又はモードを定める。更なる詳細はQiワイヤレス給電仕様書(バージョン1.0)の第1部、5章に見つけることができる。
このフェーズはシステムが使用されていないとき、すなわち、電力送信機と電力受信機との間に結合が存在しない(すなわち、電力送信機の近くに電力受信機が配置されていない)ときの典型的なフェーズである。
送信機が対象の潜在的な存在を、例えば容量変化によって検出する場合、システムは電力送信機が(少なくとも間欠的に)電力信号を供給するPingフェーズに移行する。この電力信号は電力受信機によって検出され、電力受信機はその後電力送信機に最初のパッケージを送信する。具体的には、電力受信機が電力送信機のインターフェイス上に存在する場合、電力受信機は最初の信号強度パケットを電力送信機に伝送する。信号強度パケットは、電力送信コイルと電力受信コイルとの間の結合度の指標を与える。信号強度パケットは電力送信機によって検出される。
電力送信機及び電力受信機はその後、電力受信機が少なくとも識別子及び要求電力を伝達する識別及び構成フェーズに移行する。情報は負荷変調によって複数のデータパケットで伝達される。負荷変調の検出を可能にするために、電力送信機は識別及び構成フェーズ中、一定の電力信号を保つ。具体的には、電力送信機はこのために一定の振幅、周波数、及び位相の電力信号を供給する(負荷変調によって引き起こされる変化を除いて)。
システムはその後、電力送信機が要求電力信号を供給し、電力受信機が出力負荷を接続して受信された電力によって給電する電力伝送フェーズに移行する。
識別パラメータ
−電力受信機のバージョン
−メーカーコード
−識別子
構成パラメータ
−電力制御遅延時間
−最大電力(電力クラスを表す2ビットと6ビットの最大電力フィールドによって定義される)
−Prop:プロプライエタリ制御が使用され得ることの表示
Power Class(電力クラス) このフィールドは、電力受信機のクラスを表す符号なしの整数値を持つ。
Maximum Power(最大電力) スケールファクタの他、このフィールド内の符号なしの整数値は、整流器の出力において電力受信機が供給することが期待される最大電力量を表す。この最大電力量は以下のように計算される。
既存のQiバージョン1.0及び1.1は、電力伝送フェーズから構成フェーズに再突入し、電力伝送を中断することなく、途切れなく電力伝送フェーズに再突入するために、その後構成フェーズの間動作点を不変に保つ。しかし、実際には多くの電力送信機がこの要件をサポートしない。また、これらの多くは、電力受信機がペイロードに再構成のリクエストを設定して給電終了パケットを伝送するとき、電力伝送を単純に停止する。
この状況は例えば、ネゴシエーションをサポートする全ての新しい電力送信機に再構成機能が実装されていると見なすことにより改善され、電力送信機はこの機能に関して試される。システムが電力伝送フェーズの前に構成フェーズからネゴシエーションフェーズに入った後にのみ、電力受信機は再構成オプションをリクエストすることができる。
電力送信機が電力伝送フェーズからネゴシエーションフェーズに入る能力は、例えばシステムが以前に構成フェーズからネゴシエーションフェーズに入った後にのみ再ネゴシエーションを許容することにより、暗示的に実現され得る。しかし、一実施形態は、電力送信機が再ネゴシエーションをサポートするか否かを電力受信機が明示的にリクエストするネゴシエーションサイクルを規定することにより、より優れたオプションも可能にする。これは疑いを残さず、また、電力送信機がかかる要件を満たすか否かを確認するために、電力送信機のより優れたコンプライアンステストを可能にする。
ReConf(再構成) このビットが1に設定される場合、電力受信機は電力送信機が再構成をサポートするか否かを確認する。6.3.2章は、電力受信機が如何に再構成を示し得るかを記載する。
ReNeg(再ネゴシエーション) このビットが1に設定される場合、電力受信機は電力送信機が再ネゴシエーションをサポートするか否かを確認する。6.3.2章は、電力受信機が如何に再ネゴシエーションを示し得るかを記載する。
Claims (23)
- 電力受信機のためにワイヤレス電力信号を生成する電力送信機を含む誘導電力伝送システムの動作方法であって、前記誘導電力伝送システムは前記電力信号の変調に基づく前記電力送信機と前記電力受信機との間の双方向通信をサポートし、前記方法は、
前記電力受信機が前記電力送信機に信号強度パッケージを送信することによって必須の構成フェーズを開始するステップと、
前記電力送信機及び前記電力受信機が、前記電力送信機及び前記電力受信機に関する電力伝送動作パラメータの第1のセットが選択される前記必須の構成フェーズを実行するステップと、
前記電力受信機がリクエストネゴシエーションフェーズに入るリクエストを送信するステップと、
前記電力送信機が前記電力受信機に承認を送信することによって前記リクエストネゴシエーションフェーズに入るリクエストを承認するステップと、
前記リクエストネゴシエーションフェーズに入るリクエストの受信に応じて、前記電力送信機が前記リクエストネゴシエーションフェーズに入るステップと、
前記電力送信機からの前記承認の受信に応じて、前記電力受信機が前記リクエストネゴシエーションフェーズに入るステップと、
前記電力受信機及び前記電力送信機が前記リクエストネゴシエーションフェーズを実行することによって動作パラメータの第2のセットを決定するステップとを含む、方法。 - 前記電力受信機は電力伝送フェーズ中に前記リクエストネゴシエーションフェーズに入るリクエストを送信する、請求項1に記載の方法。
- 前記電力受信機は電力伝送フェーズに入る前に前記リクエストネゴシエーションフェーズに入るリクエストを送信する、請求項1に記載の方法。
- 前記構成フェーズは、前記電力送信機がネゴシエーションフェーズをサポートするか否かを前記電力受信機が決定するステップを含み、前記電力受信機は、前記電力送信機が前記ネゴシエーションフェーズをサポートするか否かの決定に応じて、前記リクエストネゴシエーションフェーズに入るリクエストを送信するか否かを選択する、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記動作パラメータの第2のセットは、前記電力送信機と前記電力受信機との間の通信のための通信パラメータを含む、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記動作パラメータの第2のセットは、前記電力送信機から前記電力受信機への電力伝送のための電力レベルパラメータを含む、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記動作パラメータのセットは、前記送信機が伝送すべき保証電力レベルを含む、請求項6に記載の方法。
- 前記電力レベルパラメータは、最大整流電力レベルである、請求項6に記載の方法。
- 前記動作パラメータの第2のセットは、再構成リクエストによる電力伝送フェーズから構成フェーズへの移行を前記電力送信機がサポートするか否かの指標を含む、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記動作パラメータの第2のセットは、再交渉リクエストによる電力伝送フェーズからネゴシエーションフェーズへの移行を前記電力送信機がサポートするか否かの指標を含む、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ネゴシエーションフェーズにあるとき、前記電力受信機及び前記電力送信機は前記パラメータの第2のセットを複数のネゴシエーションサイクルにおいて決定し、前記ネゴシエーションサイクルはそれぞれ、前記電力受信機が動作パラメータを指定するメッセージを送信し、前記電力送信機が当該動作パラメータを受諾又は拒否するメッセージをもって応答することを含む、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ネゴシエーションフェーズにあるとき、前記電力送信機は前記電力受信機から電力制御エラーメッセージを受信することに応じて電力伝送フェーズに進む、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ネゴシエーションフェーズにあるとき、前記電力受信機はネゴシエーションフェーズ終了メッセージを送信し、前記電力送信機は、前記ネゴシエーションフェーズ終了メッセージの受信に応じて、前記ネゴシエーションフェーズを終了して電力伝送フェーズに入る、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ネゴシエーションフェーズにあるとき、前記電力受信機は、前記パラメータの第2のセットが前記電力受信機の要求を満たさないという決定に応じて、給電終了メッセージを送信し、前記電力送信機は、前記給電終了メッセージの受信に応じて、前記ネゴシエーションフェーズを終了してスタンバイモードに戻る、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ネゴシエーションフェーズにあるとき、前記電力受信機は電力制御エラーメッセージを送信し、前記ネゴシエーションフェーズによって導入されたパラメータ変更を破棄した後電力伝送フェーズに入り、前記電力送信機は、前記電力制御エラーメッセージの受信に応じて、前記ネゴシエーションフェーズを終了し、前記ネゴシエーションフェーズによって導入されたパラメータ変更を破棄した後電力伝送フェーズに入る、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記リクエストネゴシエーションフェーズに入るリクエストは前記構成フェーズのメッセージ内に含まれる、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記必須の構成フェーズは、Qi電力伝送規格バージョン1.0又は1.1の仕様に従って実行される、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の方法。
- 電力受信機のためにワイヤレス電力信号を生成する電力送信機を含む誘導電力伝送システムの前記電力送信機の動作方法であって、前記誘導電力伝送システムは前記電力信号の変調に基づく前記電力送信機と前記電力受信機との間の双方向通信をサポートし、前記方法は、
必須の構成フェーズを開始する信号強度パッケージを前記電力受信機から受信するステップと、
前記電力送信機及び前記電力受信機に関する電力伝送動作パラメータの第1のセットが選択される前記必須の構成フェーズを実行するステップと、
前記電力受信機からリクエストネゴシエーションフェーズに入るリクエストを受信するステップと、
前記電力受信機に承認を送信することによって前記リクエストネゴシエーションフェーズに入るリクエストを承認するステップと、
前記電力送信機及び前記電力受信機に関する電力伝送動作パラメータの第2のセットが選択される前記リクエストネゴシエーションフェーズを実行するステップとを含む、方法。 - 電力受信機のためにワイヤレス電力信号を生成する電力送信機を含む誘導電力伝送システムの前記電力受信機の動作方法であって、前記誘導電力伝送システムは前記電力信号の変調に基づく前記電力送信機と前記電力受信機との間の双方向通信をサポートし、前記方法は、
前記電力送信機に信号強度パッケージを送信することによって必須の構成フェーズを開始するステップと、
前記電力送信機及び前記電力受信機に関する電力伝送動作パラメータの第1のセットが選択される前記必須の構成フェーズを実行するステップと、
リクエストネゴシエーションフェーズに入るリクエストを送信するステップと、
前記電力送信機からの承認メッセージの受信に応じて前記リクエストネゴシエーションフェーズに入るステップと、
前記電力送信機及び前記電力受信機に関する電力伝送動作パラメータの第2のセットが選択される前記リクエストネゴシエーションフェーズを実行するステップとを含む、方法。 - 電力送信機と電力受信機とを含む誘導電力伝送システムであって、前記電力送信機は前記電力受信機のためにワイヤレス電力信号を生成し、前記誘導電力伝送システムは前記電力信号の変調に基づく前記電力送信機と前記電力受信機との間の双方向通信をサポートし、
前記電力受信機は前記電力送信機に信号強度パッケージを送信することによって必須の構成フェーズを開始し、
前記電力送信機及び電力受信機は、前記電力送信機及び前記電力受信機に関する電力伝送動作パラメータの第1のセットが選択される前記必須の構成フェーズを実行し、
前記電力受信機はリクエストネゴシエーションフェーズに入るリクエストを送信し、
前記電力送信機は前記電力受信機に承認を送信することによって前記リクエスト電力伝送システムに入るリクエストを承認し、
前記電力送信機は、前記リクエストネゴシエーションフェーズに入るリクエストの受信に応じて、前記リクエストネゴシエーションフェーズに入り、
前記電力受信機は、前記電力送信機からの前記承認の受信に応じて、前記リクエストネゴシエーションフェーズに入り、
前記電力受信機及び前記電力送信機は、前記リクエストネゴシエーションフェーズを実行することによって動作パラメータの第2のセットを決定する、誘導電力伝送システム。 - 誘導電力伝送システムのための電力送信機であって、前記誘導電力伝送システムは電力信号の変調に基づく前記電力送信機と電力受信機との間の双方向通信をサポートし、前記電力送信機は、
前記電力信号を生成するための手段と、
必須の構成フェーズを開始する信号強度パッケージを前記電力受信機から受信するための手段と、
前記電力送信機及び前記電力受信機に関する電力伝送動作パラメータの第1のセットが選択される前記必須の構成フェーズを実行するための手段と、
前記電力受信機からリクエストネゴシエーションフェーズに入るリクエストを受信するための手段と、
前記電力受信機に承認を送信することによって前記リクエストネゴシエーションフェーズに入るリクエストを承認するための手段と、
前記リクエストネゴシエーションフェーズに入るリクエストの受信に応じて、前記リクエストネゴシエーションフェーズに入るための手段と、
前記電力送信機及び前記電力受信機に関する電力伝送動作パラメータの第2のセットが選択される前記リクエストネゴシエーションフェーズを実行するための手段とを含む、電力送信機。 - 電力受信機のためにワイヤレス電力信号を生成する電力送信機を含む誘導電力伝送システムの電力受信機であって、前記電力伝送システムは前記電力信号の変調に基づく前記電力送信機と前記電力受信機との間の双方向通信をサポートし、前記電力受信機は受信機コントローラを含み、前記受信機コントローラは、
前記電力送信機に信号強度パッケージを送信することによって必須の構成フェーズを開始するための手段と、
前記電力送信機及び前記電力受信機に関する電力伝送動作パラメータの第1のセットが選択される前記必須の構成フェーズを実行するための手段と、
リクエストネゴシエーションフェーズに入るリクエストを送信するための手段と、
前記電力送信機からの承認メッセージの受信に応じて、前記リクエストネゴシエーションフェーズに入るための手段と、
前記電力送信機及び前記電力受信機に関する電力伝送動作パラメータの第2のセットが選択される前記リクエストネゴシエーションフェーズを実行するための手段とを含む、電力受信機。 - 所定の応答時間内に承認が受信されなかった場合に、前記電力伝送動作パラメータの第1のセットに基づいてセットアップされる電力伝送フェーズに入るための手段を含む、請求項22に記載の誘導電力伝送システムの電力受信機。
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