JP2021514600A - 無線電力伝送システム - Google Patents
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Abstract
Description
PTx 電力送信機
PRx 電力受信機
デバイス PRxを含むデバイス、(部分的に)切断可能な負荷、友好金属
友好金属 PTxの磁場に曝されたときに電力を消散する、デバイスの金属
FO 異物
FOD 異物検出
Com 通信
PTxコイル PTxが電力受信機のための磁場(電力伝送信号)を生成するために交流電圧および電流を供給するPTxにおける単一のコイルまたはコイルのセット
TS 時間間隔に対応するタイムスロット。
FOD TS 異物検出タイムスロット。異物検出のために低減電力時間間隔が使用される。
Com TS 通信のために低減電力時間間隔が使用される。
PRxは負荷を切り離す。これは、その負荷に全く(またはほとんど)電力が供給されないことを意味する。PTxは、例えば、測定信号の保存された設定を適用し、友好金属とFOの複合的な影響を測定する。この影響を、友好金属の記憶された予想される影響と比較して、何らかのFOの影響を決定する。次に、決定されたFOの影響を使用して、状況が安全であるとみなされる周波数、つまりFOの温度上昇が安全な範囲内にあると予想される周波数に関連して駆動信号の最大振幅を決定してもよい(または、いくつかの実施形態では、影響が大きすぎると決定された場合には、単に電力伝送を停止してもよい)。そして、PTxは、その駆動信号をこの最大値まで制限し、PRxがこの最大値を超えて駆動信号を制御しようとすると警告を報知する。
PRxは負荷を切り離す。これは、その負荷に全く(またはほとんど)電力が供給されないことを意味する。すると、PRxは以下の目的のために通信をすることができる。
* 電力制御情報
* 識別
* PRXの測定結果(例えば、電力受信、バッテリ条件、ハウジング温度)
* PRxの測定結果(例えば、コイル電流、電力供給、部品温度)
典型的には、電力伝送フェーズの前に行われるが、電力伝送フェーズの間、例えば、各繰り返し時間フレームの一部として行われてもよい。
- デバイスの友好金属の磁場への影響が、PRxによって知られているか、またはPRxによって正確に決定することができる。例えば、磁場の所定の振幅と周波数に対する友好金属の電力損失がPRxによって知られている。
- PTxは友好金属とFOの複合的な影響を正確に測定することができる。例えば、送信された電力がPTxによって正確に決定されることができる。
- PTxは、そのFOD機能のために少なくとも1つのFOD測定を行うことができる最小限のFOD_duration(FOD_duration_min)をサポートし、それより短いFOD_durationはサポートしない。
- FOD の十分な信頼性を達成するために、PTx は最小限の FOD 測定数(FOD_count_min)に依存する。過剰に加熱する前にFOの存在に反応するために、PTxは最大時間(FOD_detection_max)内に必要なFOD測定を行うことができなければならない。
- 一旦、PTxがFOD_durationをネゴシエートすると、PTxは、FODスロット内で実行できるFOD測定の数(FOD_meas_nr)を計算し、最大FODインターバル時間(FOD_interval_max)を導出することができる。
FOD_interval_max = FOD_detection_max * FOD_meas_nr / FOD_count_min
- PTx は、少なくとも 1 つのメッセージを送信/受信できる最小COM_duration (COM_duration_min)をサポートし、それより短い COM_duration はサポートしない。 最小限のメッセージ数を有効にするために、PTx は最小の通信メッセージ数(COM_count_min)に依存する。
- PTxは、一旦COM_durationをネゴシエートすると、COMスロットで処理できる通信メッセージ数(COM_mes_nr)を計算することができる(その逆も同様)。
- PTxは、一旦通信メッセージ数(COM_mes_nr)をネゴシエートすると、通信スロットの最大継続時間(COM_duration_max)を計算することができる。
- PRxは、最大FODスロット継続時間(FOD_duration_max)または最大COMスロット継続時間(COM_duration_max)を許容し、これらのタイムスロットのいずれかの間に、依存するエネルギー貯蔵が過度に放電されないようにする。
- PRxは、いずれのタイムスロットの開始時においてもエネルギー貯蔵が十分に充電されることを確実にするために、タイムスロット間隔の最小継続時間(FOD_interval_minまたはCOM_interval_min)を要求する。
- (PTxは(PRxの要求に応じて)PRxにFOD_duration_minを通知する)
- PRxはFOD_durationを要求する(最適なFODのために、PRxは、好ましくはFOD_duration_maxに近いFOD_durationを要求する)。
- PTxは、提案されたFOD_durationを受け入れるか否かを応答する。
- PTxはFOD_interval_maxを計算する。
- (PTxは(PRxの要求に応じて)PRxにFOD_interval_maxを通知する)
- PRxはFOD_intervalを要求する。
-(最適なFODのために、PRxは好ましくはFOD_interval_minに近いFOD_intervalを要求する)。
- PTxは提案されたFOD_intervalを受け入れるか否かを応答する。
- (PTxは(PRxの要求に応じて)COM_duration_minをPRxに通知する。)
- PRxは以下を要求する:
- 最小COM_duration
- または、最小通信メッセージ数 (COM_count_min).
- PTx は、提案された COM_duration を受け入れるか否かを応答する。
- PTxはCOM_interval_maxを計算する。
- PTxは(PRxの要求に応じて)COM_interval_maxをPRxに通知する。
- PRx は COM_interval を要求する。
- 最適な通信を行うために、PRxは、好ましくはFOD_interval_timeに近いCOM_interval時間を要求する。
- PTxは、提案されたCOM_intervalを受け入れるか否かを応答する。
本発明の実施形態の要素およびコンポーネントは、任意の好適な方法で物理的に、機能的に、および論理的に実装されてもよい。実際、機能は単一のユニット、複数のユニット、または他の機能ユニットの一部として実装されることができる。このように、本発明は、単一のユニットで実施されてもよいし、異なるユニット、回路、およびプロセッサ間で物理的および機能的に分散されてもよい。
Claims (14)
- 電磁電力伝送信号を介して電力受信機に電力を無線で供給する電力送信機であって、当該電力送信機は、
前記電力伝送信号を生成するための送信機コイルであって、前記電力伝送信号が、電力伝送フェーズの間、電力伝送時間間隔、及び、前記電力伝送信号の電力レベルが低減される低減電力時間間隔を少なくとも有する繰り返し時間フレームを使用する、送信機コイルと、
前記送信機コイルが前記電力伝送信号を生成するための駆動信号を生成するドライバと、
前記電力受信機からメッセージを受信するための第1通信機と、
前記電力受信機から受信された第1メッセージに少なくとも応じて、前記低減電力時間間隔のタイミング特性を適応させるためのアダプタと、
前記低減電力時間間隔の間に生じるように前記電力送信機の動作を同期させるためのシンクロナイザと、
電磁試験信号を生成するための試験コイルと、
前記試験コイルのための試験駆動信号を生成するように構成される試験生成器と、前記低減電力時間間隔の間に前記試験駆動信号に対して測定されたパラメータに応じて異物検出試験を実行するように構成される異物検出器とを有し、
前記シンクロナイザは、前記低減電力時間間隔の間に前記電磁試験信号を供給するように前記試験生成器を同期するように構成される、電力送信機。 - 前記タイミング特性が、前記低減電力時間間隔の継続時間である、請求項1に記載の電力送信機。
- 前記タイミング特性が、連続する繰り返し時間フレームの低減電力時間間隔の間の期間である、請求項1に記載の電力送信機。
- 前記第1通信機が、前記電力受信機にメッセージを送信するように構成され、前記電力送信機が、前記低減電力時間間隔の継続時間及び連続する繰り返し時間フレームの低減電力時間間隔の間の期間のうちの少なくとも1つを示すメッセージを、前記第1メッセージを受信する前に、前記電力受信機に送信するように構成される、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の電力送信機。
- 前記第1メッセージが、前記タイミング特性に対して要求される値を示す要求メッセージであり、前記電力送信機が、前記要求される値を受諾するか拒否するように構成される、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の電力送信機。
- 前記アダプタが、前記電力伝送フェーズの前の初期化フェーズの間に前記タイミング特性を決定するように構成される、請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の電力送信機。
- 前記アダプタが、前記電力伝送フェーズの間に前記電力受信機から受信される複数のメッセージに応じて、前記電力伝送フェーズの間に前記タイミング特性を動的に適応するように構成される、請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の電力送信機。
- 前記第1通信機が、前記電力受信機との通信を前記低減電力時間間隔の間に発生するように同期するように構成される、請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の電力送信機。
- 請求項1に記載の電力送信機と更に電力受信機とを有する無線電力伝送システムが提供され、
前記電力受信機は、前記電力送信機と通信するための第2通信機と、
前記電力送信機に前記第1メッセージを送信するための要求コントローラであって、前記第1メッセージは前記タイミング特性の要求される値の要求を有する、要求コントローラと、
前記電力送信機から要求応答を受信し、前記要求応答に応じて前記タイミング特性を決定するための応答コントローラであって、前記要求応答は、前記要求される値が前記電力送信機によって受諾されたかを示す、応答コントローラと、
前記電力伝送信号の装荷を、前記低減電力時間間隔の間低減させるように、適応させるための負荷コントローラと、を有する、無線電力伝送システム。 - 前記要求コントローラが、前記電力送信機からのタイミング特性制約を要求するように構成され、前記応答コントローラが、前記電力送信機からタイミング特性制約指標を受信するように構成され、前記要求コントローラが、前記タイミング特性制約に応じて、前記タイミング特性の前記要求される値を決定するように構成される、請求項9に記載の無線電力伝送システム。
- 前記タイミング特性が、前記低減電力時間間隔の継続時間であり、前記要求コントローラが、最大継続時間に従うように前記タイミング特性の前記要求される値を決定するように構成され、前記アダプタが、最小継続時間に応じて前記タイミング特性の値を決定するように構成される、請求項9又は請求項10に記載の無線電力伝送システム。
- 前記タイミング特性が、連続する繰り返し時間フレームの低減電力伝送時間の間の期間であり、前記要求コントローラが、最小期間に従う前記タイミング特性の前記要求される値を決定するように構成され、前記アダプタが、最大期間に応じて前記タイミング特性の値を決定するように構成される、請求項9又は10に記載の無線電力伝送システム。
- 電磁電力伝送信号を介して電力受信機に電力を無線で供給するための電力送信機の動作方法であって、前記電力送信機が、
前記電力伝送信号を生成するステップであって、前記電力伝送信号が、電力伝送フェーズの間に、電力伝送時間間隔、及び、前記電力伝送信号の電力レベルが低減される低減電力時間間隔を少なくとも有する繰り返し時間フレームを使用する、ステップと、
前記電力伝送信号を生成するために送信機コイルのための駆動信号を生成するステップと、
前記電力受信機からメッセージを受信するステップと、
前記電力受信機から受信される第1メッセージに少なくとも応じて前記低減電力時間間隔のタイミング特性を適応させるステップと、
前記低減電力時間間隔の間に発生するように前記電力送信機の動作を同期させるステップと、
電磁試験信号を生成するために試験コイルのための試験駆動信号を生成するステップと、
前記低減電力時間間隔の間に前記試験駆動信号に対して測定されたパラメータに応じて異物検出試験を実行するステップと、
を実行し、
前記同期させるステップが、前記低減電力時間間隔の間に前記電磁試験信号を提供するように前記試験駆動信号を同期させることを有する、方法。 - 電磁電力伝送信号を介して電力受信機に電力を無線で供給するための電力送信機を有する無線電力伝送システムの動作方法であって、前記電力送信機が、
前記電力伝送信号を生成するステップであって、前記電力伝送信号が、電力伝送フェーズの間に、電力伝送時間間隔、及び、前記電力伝送信号の電力レベルが低減される低減電力時間間隔を少なくとも有する繰り返し時間フレームを使用する、ステップと、
前記電力伝送信号を生成するために送信機コイルのための駆動信号を生成するステップと、
前記電力受信機からメッセージを受信するステップと、
前記電力受信機から受信される第1メッセージに少なくとも応じて前記低減電力時間間隔のタイミング特性を適応させるステップと、
前記低減電力時間間隔の間に発生するように前記電力送信機の動作を同期させるステップと、
電磁試験信号を生成するために試験コイルのための試験駆動信号を生成するステップと、
前記低減電力時間間隔の間に前記試験駆動信号に対して測定されたパラメータに応じて異物検出試験を実行するステップと、
を実行し、
前記同期させるステップが、前記低減電力時間間隔の間に前記電磁試験信号を提供するように前記試験駆動信号を同期させることを有し、当該方法はさらに、前記電力受信機が、
前記電力送信機と通信するステップと、
前記電力送信機に前記第1メッセージを送信するステップであって、前記第1メッセージが、前記タイミング特性の要求される値の要求を有する、ステップと、
前記電力送信機から要求応答を受信するステップと、
前記要求応答に応じて前記タイミング特性を決定するステップであって、前記要求応答が、前記要求される値が前記電力送信機により受諾されたかを示す、ステップと、
前記電力伝送信号の装荷を、前記低減電力時間間隔の間低減されるように適応させるステップと、
を実行する方法。
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