JP6659349B2 - 正確な誘導電力計測のためのモバイル装置テスタ及びこのテスタ用の較正ユニット - Google Patents

正確な誘導電力計測のためのモバイル装置テスタ及びこのテスタ用の較正ユニット Download PDF

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Description

本発明は、モバイル装置の誘導充電能力を試験する試験ユニットに関する。更に詳しくは、本発明は、モバイル装置の誘導充電能力を試験する正確に較正された電力出力を有する試験ユニットに関する。
携帯電話機又はスマートフォンなどのモバイル装置の誘導電力充電能力を評価するべく、試験ユニットが使用されている。
従来の試験ユニットの問題点は、使用中の、このような試験ユニットによって伝送される誘導電力の精度が乏しいという点にある。
従って、改善された試験ユニットが有利であろう。
一態様によれば、正確に較正された電力出力を有して、モバイル装置の誘導電力充電を試験する試験ユニットが提供される。試験ユニットは、ＤＣ電源によって電力供給される電気回路を有し、電気回路は、いくつかの周波数ｆのそれぞれにおいて電力を生成する能力を有し、且つ、使用中のモバイル装置の二次レシーバコイルに電力を誘導伝送する一次トランスミッタコイルと、特定の周波数における共振を有する共振回路を得るべく一次トランスミッタと直列に接続されたキャパシタと、を有する。試験ユニットは、較正モード及び試験モードにおいて動作するように構成された制御ユニットを更に有する。電力較正モードにおいて、制御ユニットは、
一次トランスミッタコイル上において供給された電圧Ｕの計測値を受け取り、
一次トランスミッタコイルを通じて流れる電流Ｉの計測値を受け取り、
且つ、少なくとも一つの電力周波数ｆについて、
二次レシーバコイルが一次トランスミッタコイルに対して誘導接続されていない状態において、
時間補償パラメータによって計測されたＵ又は計測されたＩのいずれかを時間補償することにより、所定の期間にわたって積分されたＵとＩとの積である一次トランスミッタコイルから伝送された誘導電力がゼロに等しくなるように、計測された電圧Ｕと計測された電流Ｉとの間における電気回路内の信号経路における位相シフトについて補償する時間補償パラメータΔt(f)を導出し、且つ、時間補償パラメータΔt(f)をメモリ内に保存し、且つ、
計測された電圧Ｕによって乗算された電圧増幅定数ＫU-MDT(f)が、それぞれの電力周波数ごとに、基準電圧と等しくなるように、一次トランスミッタコイル上における基準電圧を計測する外部電圧計を使用して電圧増幅定数ＫU-MDT(f)を導出し、
較正器ユニットの二次レシーバコイルが一次トランスミッタコイルに対して誘導接続されている状態において、較正器ユニットから、一次トランスミッタコイルから伝送された実際の誘導電力ＰTX-ACTUAL(f)の情報を有するデータを収容する信号を受け取り、且つ、
一次トランスミッタコイルから伝送された算出された誘導電力ＰTX(f)が、それぞれの電力周波数ごとに、伝送された実際の誘導電力ＰTX-ACTUAL(f)と等しくなるべく必要とされる電流増幅定数ＫI-MDT(f)を導出し、且つ、該増幅定数をメモリ内に保存する、
ように構成されている。
別の態様によれば、試験ユニットを較正する較正器ユニットが提供される。較正器は、使用中の試験ユニットの一次トランスミッタコイルから特定の周波数の電力を受け取る二次レシーバコイルを有する電気回路と、二次レシーバコイルと直列に接続されると共に明確に定義された抵抗値ＲCALを有する抵抗器と、を有する。較正器ユニットは、少なくとも一つの電力周波数について、
抵抗器上における電圧計測値ＵCAL(f)を受け取り、
オームの法則を使用することにより、計測された電圧と抵抗器の抵抗値とに基づいて二次レシーバコイルによって受け取られる実際の誘導電力ＰTX-ACTUAL(f)を算出し、且つ、
使用中の試験ユニットに、二次レシーバコイルによって受け取られた算出された実際の電力ＰTX-ACTUALの情報を有するデータを収容する信号を伝送する、
ように構成された較正器制御ユニットを更に有する。
更に別の態様によれば、正確に較正された電力出力を有すると共に較正モードにおいて動作する試験ユニットを使用して、モバイル装置の誘導電力充電を試験する方法が提供される。方法は、
試験ユニットの一次トランスミッタコイル上において供給された電圧Ｕを計測するステップと、
一次トランスミッタコイルを通じて流れる電流Ｉを計測するステップと、
少なくとも一つの電力周波数ｆについて、
二次レシーバコイルが一次トランスミッタコイルに誘導接続されていない状態において、
時間補償パラメータによって計測されたＵ又は計測されたＩのいずれかを時間補償することにより、所定の期間において積分されたＵとＩとの積である一次トランスミッタコイルから伝送された誘導電力がゼロに等しくなるように、計測された電圧Ｕと計測された電流Ｉとの間における試験ユニット内の信号経路における位相シフトについて補償する時間補償パラメータΔt(f)を導出するステップと、
計測された電圧Ｕによって乗算された電圧増幅定数ＫU-MDT(f)が、それぞれの電力周波数ごとに、基準電圧と等しくなるように、一次トランスミッタコイル上における基準電圧を計測する外部電圧計を使用して電圧増幅定数ＫU-MDT(f)を導出するステップと、
較正器ユニットの二次レシーバコイルが一次トランスミッタコイルに誘導接続された状態において、較正器ユニットから、一次トランスミッタコイルから伝送された実際の誘導電力ＰTX-ACTUAL(f)の情報を有するデータを収容する信号を受け取るステップと、
一次トランスミッタコイルから伝送された算出された誘導電力ＰTX(f)が、それぞれの電力周波数ごとに、伝送された実際の誘導電力ＰTX-ACTUAL(f)と等しくなるべく必要とされる電流増幅定数ＫI-MDT(f)を導出し、且つ、該増幅定数をメモリ内に保存するステップと、
を有する。
いくつかの実施形態による利点は、非常に正確な電力出力計測が試験ユニットによって実現されるという点にある。この結果、試験ユニットに接続された際にモバイル装置の誘導電力充電能力の非常に正確な品質評価が実現される。
本発明を説明するべく、以下、添付図面を参照し、本発明のいくつかの実施形態について説明することとする。
一実施形態による試験ユニットの概略図である。 一実施形態による試験ユニットの電気回路を示す。 一実施形態による較正器ユニットの概略図である。 一実施形態による較正器ユニットの電気回路を示す。 一実施形態による、試験ユニットが較正器ユニットに誘導結合された際の試験ユニットの概略電気回路及び較正器ユニットの電気回路を示す。 一実施形態による方法のフローチャートを示す。
本発明の一般的な概念は、モバイル装置の誘導電力充電を試験する試験ユニットを提供するというものであり、この場合に、試験ユニットは、正確に較正された電力出力を有する。較正モードにおいて、試験ユニットは、正確に較正された出力を判定するために必要とされるいくつかの定数を算出している。従って、較正モードの実行の後に、試験ユニットは、自身に対して誘導接続されている装置の二次レシーバコイルのタイプとは無関係に、その誘導電力出力を算出する能力を有する。試験モードにおいて、試験ユニットは、モバイル装置が自身に対して誘導接続された際に、電力出力を算出し、且つ、この算出された出力をモバイル装置によって伝送された受け取られた誘導電力の計測値と比較することにより、モバイル装置の誘導電力計測能力の品質評価を判定する。
又、「試験ユニット」という表現は、本明細書の全体を通じて、モバイル装置の誘導電力充電能力を試験するべく使用されるモバイル装置試験（Mobile Device Test：ＭＤＴ）ユニットとも呼称される。
「モバイル装置」という表現は、本明細書の全体を通じて、誘導充電の能力を有する携帯電話機又はスマートフォンなどのモバイル端末であってもよい。
図１及び図２による一実施形態においては、モバイル装置３０の誘導電力充電を試験する試験ユニット１０が提供されている。試験ユニット１０は、ＤＣ電源１１３によって電力供給される電気回路１１を有する。この回路は、いくつかの周波数ｆのそれぞれにおいて電力を生成する能力を有する。電気回路１１は、使用中のモバイル装置の二次レシーバコイルに電力を誘導伝送する一次トランスミッタコイル１１１を有する。電気回路１１は、特定の周波数における共振を有する共振回路を得るべく、一次トランスミッタコイルと直列に接続されたキャパシタ１１２を更に有する。試験ユニット１０は、較正モード及び試験モードにおいて動作するように構成された制御ユニット１２を更に有する。制御ユニット１２は、メモリを有する従来のプロセッサであってもよい。又、制御ユニットは、任意の導出されたパラメータ、実施された計算及び／又は処理の結果をそのメモリ内において保存することができる。
較正モード
較正モードにおいては、制御ユニット１２は、一次トランスミッタコイル１１１上において供給された電圧Ｕの計測値を受け取るように構成されている。電圧は、一次トランスミッタコイル１１１上において高分解能のＡＤＣ（図示されてはいない）を使用して計測される。スイッチ構成１１４は、ＤＣ電源に由来する左側において観察されるＤＣ信号から、図２のスイッチ構成１１４の右側において観察されるＡＣ信号を生成していることが図２から観察されよう。制御ユニット１２は、一次トランスミッタコイルを通じて流れる電流Ｉの計測値を受け取るように更に構成されている。電流計測値は、高分解能のＡＤＣ（図示されてはいない）に接続された電流検知変圧器を使用して計測されてもよい。
制御ユニット１２は、一次トランスミッタコイル１１１から伝送された誘導電力を正確に算出するべく、電力出力に影響を及ぼすいくつかのパラメータを実行するように構成されている。第一ステップにおいて、二次レシーバコイルが一次トランスミッタコイルに対して動作可能に結合されていない状態において、電源によって供給される電力のそれぞれの電力周波数ｆごとに、時間補償パラメータΔt(f)が導出される。時間補償パラメータΔt(f)は、計測された電圧Ｕと計測された電流Ｉとの間における電気回路１１内の信号経路における位相シフトについて補償する。時間補償パラメータは、二次レシーバコイルが一次トランスミッタコイルに対して誘導結合されていない際に、所定の期間にわたるＩΔt(f)とＵとの積分された積がゼロになるように、計測された電圧Ｕとの関係において計測された電流Ｉを時間又は位相シフトさせることにより、導出される。制御ユニットは、それぞれの時間補償パラメータをそのメモリ内に保存するように構成されている。時間補償パラメータは、一次トランスミッタコイルから伝送された誘導電力を算出するために使用される数式のために必要とされている。
時間補償パラメータΔt(f)は、二次レシーバコイルが一次トランスミッタコイルに誘導結合されていない際に、所定の期間におけるＩとＵとの積分された積、即ち、算出された電力が、ゼロになるように、計測された電流Ｉと計測された電圧Ｕとの間の関係を定義していることを理解されたい。従って、電流が、時間補償パラメータにより、時間又は位相シフトされるか、或いは、計測された電圧が、時間又は位相シフトされ得るであろう。わかりやすくするべく、且つ、本明細書の理解を促進するために、計測された電流Ｉが時間補償パラメータによって時間補償されているが、本明細書の範囲は、計測された電圧が時間補償され得る実施形態をも包含している。
外部電圧計（図示されてはいない）を使用して、制御ユニット１２は、電圧増幅定数ＫU-MDT(f)を判定することができる。電圧増幅定数ＫU-MDT(f)は、二次レシーバコイルが一次トランスミッタコイルに対して誘導接続されていない状態において計測される。一実施形態においては、電圧増幅定数は、それぞれの電力周波数ごとに、単一の値を実現している。但し、いくつかの条件下においては、単純化のために、いくつかの電力周波数に関連した平均定数が判定されてもよい。外部電圧計は、一次トランスミッタコイル上において直接的に電圧を計測することにより、基準電圧を付与する。電圧増幅定数ＫU-MDT(f)は、それぞれの電力周波数ごとに、高分解能のＡＤＣによって計測された電圧と電圧増幅定数ＫU-MDT(f)との積が基準電圧と等しくなるように、導出される。所定範囲内の電力周波数におけるそれぞれの電圧増幅定数ＫU-MDT(f)が制御ユニットによって導出されたら、外部電圧計は、接続切断される。
制御ユニットは、使用中の一次トランスミッタコイル１１１に誘導結合される二次レシーバコイル２１１を有する較正器ユニット２０から、一次トランスミッタコイルから伝送された実際の誘導電力ＰTX-ACTUAL(f)の情報を有するデータを収容する信号を受け取るように更に構成されている。
一次トランスミッタコイルから伝送された実際の誘導電力ＰTX-ACTUAL(f)を使用して、制御ユニット１２は、一次トランスミッタコイル１１１が二次レシーバコイル２１１に対して誘導結合された際の電流増幅定数ＫI-MDT(f)を導出するように構成されている。
導出された電圧増幅定数及び電流増幅定数は、ＰTX(f)が、計測された電圧Ｕ、電流Ｉ、及び時間補償パラメータΔtについて、ＰTX-ACTUAL(f)と等しくなるように、一次コイルから伝送された誘導電力ＰTX(f)を算出するために、必要とされる。
一実施形態においては、一次コイルから伝送された誘導電力ＰTX(f)は、一般的な以下の式（式１）を使用することにより、算出されており、
ＰTX(f)＝∫Ｕ＊ＫU-MDT(f)＊ＩΔt(f)＊ＫI-MDT(f)−ＲESR(f)＊Ｉ2＊ＫI-MDT(f)2
ここで、Ｕは、計測された電圧を表記しており、ＫU-MDTは、導出された電圧増幅定数を表記しており、ＩΔt(f)は、時間補償された計測電流を表記しており、ＫI-MDT(f)は、導出された電流増幅定数を表記しており、且つ、ＲESR(f)は、電力周波数ｆにおける既知のトランスミッタコイル等価直列抵抗値を表記しており、これは、外部計測装置によって導出されてもよい。積分は、所定の期間にわたって実施される。
計測された電流Ｉの代わりに、計測された電圧が時間補償される場合には、式１は、次のように定義されることになろう。
ＰTX(f)＝∫ＵΔt(f)＊ＫU-MDT(f)＊Ｉ＊ＫI-MDT(f)−ＲESR(f)＊Ｉ2＋ＫI-MDT(f)2
ここで、ＵΔt(f)は、時間補償された計測電圧Ｕを表記している。
電流増幅定数ＫI-MDT(f)は、式１から導出されるが、この場合には、ＰTX(f)がＰTX-ACTUAL(f)によって置換される。式１に基づいて、電流増幅定数ＫI-MDT(f)は、較正器ユニット２０の二次レシーバコイル２１１が試験ユニット１０の一次トランスミッタコイル１１１に誘導接続された際に、それぞれの電力周波数ごとに、チューニングされてもよい。又、理論的には、電流増幅定数は、式１から算出されてもよく、この場合には、ＰTX(f)がＰTX-ACTUAL(f)によって置換される。
観察されるように、式１は、オームの法則Ｐ＝Ｕ＊Ｉに基づいているが、増幅定数、時間補償パラメータ、及び一次トランスミッタコイル内において熱として散逸される誘導電力損失をも考慮している。一次トランスミッタコイルから放出される熱をもたらす一次トランスミッタコイル内の誘導電力損失ＰLOSS(f)は、ＲESR(f)＊Ｉ2＊ＫI-MDT(f)2に対応している。
一実施形態においては、時間補償された計測電流ＩΔt（f）は、伝送された誘導電力がゼロに設定される条件において、算出されてもよい。上述の式１を使用すると共にＰTX(f)をゼロに設定することにより、次式が得られる。
ＩΔt(f)＝ＲESR(f)＊Ｉ2＊ＫI-MDT(f)／（Ｕ＊ＫU-MDT(f)） （式２）
但し、実際には、Δtは、ＰTX(f)がゼロになる時点まで変化させてもよい。
試験モード
試験モードにおいては、制御ユニットは、それぞれの関連する電力周波数ごとに、例えば、図５の二次インダクタコイル２１１のものと同様に、使用中の一次トランスミッタコイル１１１に誘導結合される二次レシーバコイル（図示されてはいない）を有するモバイル装置３０から、受け取られた誘導電力ＰRX(f)の尺度の情報を有するデータを収容する信号を受け取るように構成されている。
このモバイル装置が誘導結合された状態において、制御ユニットは、一次トランスミッタ上において供給された電圧Ｕの更なる計測値と、一次トランスミッタコイル１１１を通じて流れる電流Ｉの更なる計測値と、を受け取るように構成されている。更には、制御ユニットは、式１を使用することにより、一次トランスミッタコイル１１１から伝送された電力ＰTX(f)を算出するようにも構成されている。
更には、制御ユニット１２は、一次トランスミッタコイルから伝送された算出された誘導電力ＰTX(f)を、受け取られた誘導電力ＰRX(f)と比較することにより、モバイル装置３０の誘導電力充電能力の品質評価を定義するようにも構成されている。品質評価は、例えば、メモリを有する処理ユニットなどの外部ユニットに対して信号内において伝送されてもよい。受け取られた誘導電力ＰRX(f)が、既定の程度又は閾値超だけ、算出された誘導電力ＰTX(f)と異なっている場合には、モバイル装置が誘導電力充電検定用の要件を充足していないという決定が下される。この決定は、試験ユニットの制御ユニットにより、或いは、外部ユニットにより、下されてもよい。
サンプリング
一実施形態においては、試験ユニット１０は、予め定義された期間において平均ｒｍｓ電圧を導出するべく、前記期間にわたって電圧計測値をサンプリングするように構成されている。この実施形態においては、制御ユニットによって受け取られた個別の電圧計測値ではなく、平均ｒｍｓ電圧Ｕが、制御ユニットにより、計算及び関連付けられた等式において使用される。
一実施形態においては、試験ユニット１０は、予め定義された期間において平均ｒｍｓ電流を導出するべく、前記期間にわたって電流計測値をサンプリングするように構成されている。この実施形態においては、個別の電流計測値ではなく、平均ｒｍｓ電流Ｉが、制御ユニットによって実行される計算及びこれと関連する等式において使用される。
多項式
一次トランスミッタコイルから誘導電力を受け取る、例えば、モバイル装置又は較正器などの装置の電気回路の構成に応じて、前記装置に伝送される誘導電力及びその電力周波数は変化することになる。これを考慮するべく、いくつかの状況においては、導出された時間補償された計測電流ＩΔt(f)値、時間補償された計測電圧ＵΔt(f)、電流増幅定数ＫI-MDT(f)、又は電圧増幅定数ＫU-MDT(f)のうちの一つの使用が実現可能ではない場合がある。
この代わりに、任意の電力周波数を時間補償に関係付ける第一連続多項式関数が、例えば、較正モードにおいて制御ユニットによって算出された個別の時間補償パラメータの補間などにより、制御ユニットによって生成されてもよい。従って、一実施形態においては、制御ユニットは、任意の電力周波数と、対応した時間補償Δt(f)と、の間の関係を表す第一多項式関数を生成するように更に構成されている。
又、任意の電力周波数を電流増幅定数に関係付ける第二連続多項式関数が、例えば、較正モードにおいて制御ユニットによって算出された個別の電流増幅パラメータの補間などにより、制御ユニットによって生成されてもよい。従って、一実施形態においては、制御ユニットは、電流増幅定数ＫI-MDT(f)と電力周波数との間の関係を表す第二多項式関数を生成するように構成されている。
較正器ユニット
図３及び図４を参照する一実施形態においては、試験ユニット１０を較正する較正器ユニット２０が提供されている。較正器２０は、使用中の試験ユニット１０の一次トランスミッタコイルから特定の周波数の電力を受け取る二次レシーバコイル２１１を有する電気回路２１を有する。電気回路２１は、二次レシーバコイルと直列に接続されると共に明確に定義され抵抗値ＲCALを有する抵抗器２１２を更に有する。更には、較正器ユニット２０は、較正器制御ユニット２２を有する。較正器制御ユニットは、プロセッサとメモリとを有してもよい。較正器制御ユニット２２は、受け取られた誘導電力のそれぞれの電力周波数ごとに、高精度抵抗器２１２上においてＵCAL(f)の電圧計測値を受け取るように構成されている。電圧ＵCAL(f)の計測は、試験ユニットのものと同様に、高分解能のＡＤＣによって実施されてもよい。電圧増幅定数ＫU-CAL(f)を導出するべく、且つ、ＡＤＣ計測を較正するために、外部電圧計（図示されてはいない）が高精度の抵抗器２１２に接続されてもよい。従って、電圧増幅定数は、ＫU-CAL(f)とＡＤＣによって計測された電圧との積が、電圧計によって計測された基準電圧と等しくなるように、導出される。較正器制御ユニット２２は、オームの法則を使用することにより、計測された電圧と抵抗器の抵抗値とにのみ基づいて、二次レシーバコイル２１１によって受け取られる実際の誘導電力ＰTX-ACTUAL(f)を算出するように更に構成されている。更には、較正器制御ユニット２２は、使用中の試験ユニット１０に、二次レシーバコイルによって受け取られた算出された実際の電力ＰTX-ACTUALの情報を有するデータを収容する信号を伝送するように構成されている。
一実施形態においては、二次レシーバによって受け取られた実際の電力ＰTX-ACTUAL(f)は、次の式を使用して算出される。
ＰTX-ACTUAL(f)＝ＵCAL(f)2＊ＫU-CAL(f)2／ＲCAL
図５は、試験ユニット１０が一実施形態に従って較正器ユニット２０に対して誘導結合された際の試験ユニット１０の概略電気回路１１及び較正器ユニット２０の電気回路２１を示している。
図５による一実施形態においては、正確に較正された電力出力を有する試験ユニット１０を使用することにより、モバイル装置３０の誘導電力充電を試験する方法４０が提供されている。ステップ４１〜４６は、試験ユニット１０の較正モードに関係している。方法は、
試験ユニット１０の一次トランスミッタコイル上において供給された電圧Ｕを計測するステップ４１と、
一次トランスミッタコイルを通じて流れる電流Ｉを計測するステップ４２と、
少なくとも一つの電力周波数ｆについて、
二次レシーバコイルが一次トランスミッタコイル１１１に対して誘導接続されていない状態において、
計測されたＵ又は計測されたＩのいずれかを時間補償パラメータによって時間補償することにより、所定の期間にわたって積分されたＵとＩとの積である一次トランスミッタコイルから伝送された誘導電力がゼロに等しくなるように、計測された電圧Ｕと計測された電流Ｉとの間における試験ユニット１０内の信号経路における位相シフトについて補償する時間補償パラメータΔt(f)を導出し４３ａ、且つ、任意選択により、時間補償パラメータΔt(f)をメモリ内に保存する４３ｂステップと、
計測された電圧Ｕによって乗算された電圧増幅定数ＫU-MDT(f)が基準電圧と等しくなるように、一次トランスミッタコイル１１１上における基準電圧を計測する外部電圧計を使用して電圧増幅定数ＫU-MDT(f)を導出するステップ４４と、
使用中の一次トランスミッタコイル１１１に対して誘導結合された二次レシーバコイル２１１を有する較正器ユニット２０から、一次トランスミッタコイルから伝送された実際の誘導電力ＰTX-ACTUAL(f)の情報を有するデータを収容する信号を受け取るステップ４５と、
それぞれの電力周波数ごとに、一次トランスミッタコイルから伝送された算出された誘導電力ＰTX(f)が、伝送された実際の誘導電力ＰTX-ACTUAL(f)と等しくなるために必要とされる電流増幅定数ＫI-MDT(f)を導出し、且つ、該増幅定数をメモリ内に保存するステップ４６と、
を具備する。
ステップ５１〜５６は、試験ユニット１０の較正モードに関係している。従って、方法は、それぞれの関連する電力周波数について、
一次トランスミッタコイル１１１に対して誘導結合されている二次レシーバコイル３１を有するモバイル装置（３０）から、受け取られた誘導電力ＰRX(f)の尺度の情報を有するデータを収容する信号を受け取るステップ５１と、
一次トランスミッタコイル上において供給された電圧Ｕの計測値を受け取るステップ５２と、
一次トランスミッタコイル１１１を通じて流れる電流Ｉの計測値を受け取るステップ５３と、
以下の二つの式のうちの一つを使用することにより、一次トランスミッタコイルから伝送された誘導電力ＰTX(f)を算出するステップ５４であって、
ＰTX(f)＝ＵΔt(f)＊ＫU-MDT(f)＊Ｉ＊ＫI-MDT(f)−ＲESR(f)＊Ｉ2＊ＫI-MDT(f)2
ここで、ＫU-MDTは、導出された電圧増幅定数を表記しており、ＵΔt(f)は、時間補償された計測電圧Ｕを表記しており、Ｉは、計測された電流を表記しており、ＫI-MDT(f)は、導出された電流増幅定数を表記しており、且つ、ＲESR(f)は、電力周波数ｆにおける既知のトランスミッタコイル等価直列抵抗値を表記しており、或いは、
ＰTX(f)＝Ｕ＊ＫU-MDT(f)＊ＩΔ(f)＊ＫI-MDT(f)−ＲESR(f)＊Ｉ2＊ＫI-MDT(f)2
ここで、ＫU-MDTは、導出された電圧増幅定数を表記しており、ＩΔt(f)は、時間補償された計測電流Ｉを表記しており、Ｕは、計測された電圧を表記しており、ＫI-MDT(f)は、導出された電流増幅定数を表記しており、且つ、ＲESR(f)は、電力周波数ｆにおける既知のトランスミッタコイル等価直列抵抗値を表記している、ステップ５４と、
受け取られた電力ＰRX(f)を一次トランスミッタコイルから伝送された算出された誘導電力ＰTX(f)と比較し、それぞれの電力周波数ごとのモバイル装置の誘導電力充電能力の品質評価を判定するステップ５５と、
モバイル装置の誘導電力充電能力の品質評価の情報を有する信号を伝送するステップ５６と、
を更に具備する。

Claims (15)

  1. 正確に較正された電力出力を有し、モバイル装置（３０）の誘導電力充電を試験する試験ユニット（１０）であって、該試験ユニットは、
    ＤＣ電源（１１３）によって電力供給される電気回路（１１）であって、複数の周波数ｆのそれぞれにおいて電力を生成する能力を有し、
    使用中の該モバイル装置の二次レシーバコイルに対して電力を誘導伝送する一次トランスミッタコイル（１１１）と、
    特定の周波数において共振を有する共振回路を得るべく、該一次トランスミッタコイルと直列に接続されたキャパシタ（１１２）と、
    を有する電気回路（１１）と、
    電力較正モード及び試験モードにおいて動作するように構成された制御ユニット（１２）であって、該制御ユニットは、該電力較正モードにおいて、
    該一次トランスミッタコイル（１１１）上において供給された電圧Ｕの計測値を受け取り、
    該一次トランスミッタコイル（１１１）を通じて流れる電流Ｉの計測値を受け取り、
    該複数の周波数の少なくとも一つの電力周波数ｆについて、
    二次レシーバコイルが該一次トランスミッタコイル（１１１）に対して誘導接続されていない状態において、
    該計測されたＵ又は該計測されたＩのいずれかを時間補償パラメータによって時間補償することにより、所定の期間にわたって積分されたＵとＩとの積である該一次トランスミッタコイルから伝送された誘導電力がゼロになるように、該計測された電圧Ｕと該計測された電流Ｉとの間における該電気回路（１１）内の信号経路における位相シフトについて補償する該時間補償パラメータΔt(f)を導出し、該時間補償パラメータΔt(f)をメモリ内に保存し、
    該計測された電圧Ｕによって乗算された電圧増幅定数ＫU-MDT(f)が、それぞれの電力周波数ごとに、基準電圧に等しくなるように、前記少なくとも一つの電力周波数について該一次トランスミッタコイル（１１１）上で直接的に計測される該基準電圧に基づいて電圧増幅定数ＫU-MDT(f)を導出し、
    較正器ユニット（２０）の二次レシーバコイル（２１１）が該一次トランスミッタコイル（１１１）に対して誘導接続されている状態において、
    該較正器ユニット（２０）から、該一次トランスミッタから伝送された実際の誘導電力ＰTX-ACTUAL(f)の情報を有するデータを収容する較正信号を受け取り、
    該一次トランスミッタコイルから伝送された算出された誘導電力ＰTX(f)が、前記少なくとも一つの電力周波数について、該伝送された実際の誘導電力ＰTX-ACTUAL(f)に等しくなるために必要とされる電流増幅定数ＫI-MDT(f)を導出し、該電流増幅定数Ｋ I-MDT (f)をメモリ内に保存する、
    ように構成されている制御ユニット（１２）と、
    を具備する試験ユニット。
  2. 該一次コイルから伝送された誘導電力ＰTX(f)は、次式を使用することによって算出され、
    ＰTX(f)＝∫Ｕ＊ＫU-MDT(f)＊ＩΔt(f)＊ＫI-MDT(f)−ＲESR(f) ＊Ｉ2＊ＫI-MDT(f)2
    ここで、ＫU-MDTは、該導出された電圧増幅定数を表記しており、ＩΔt(f)は、該時間補償された計測電流Ｉを表記しており、Ｕは、該計測された電圧を表記しており、ＫI-MDT(f)は、該導出された電流増幅定数を表記しており、且つ、ＲESR(f)は、電力周波数ｆにおける既知のトランスミッタコイル等価直列抵抗値を表記しており、且つ、該積分は、所定の期間にわたって実施される、請求項１に記載の試験ユニット（１０）。
  3. 該一次コイルから伝送された誘導電力ＰTX(f)は、次式を使用することによって算出され、
    ＰTX(f)＝∫ＵΔt(f)＊ＫU-MDT(f)＊Ｉ＊ＫI-MDT(f)−ＲESR(f)＊Ｉ2＊ＫI-MDT(f)2
    ここで、ＫU-MDTは、該導出された電圧増幅定数を表記しており、ＵΔt(f)は、該時間補償された計測電圧Ｕを表記しており、Ｉは、該計測された電流を表記しており、ＫI-MDT(f)は、該導出された電流増幅定数を表記しており、且つ、ＲESR(f)は、電力周波数ｆにおける既知のトランスミッタコイル等価直列抵抗値を表記しており、且つ、該積分は、所定の期間にわたって実施される、請求項１に記載の試験ユニット（１０）。
  4. 該試験モードにおいて、それぞれの関連する電力周波数について、
    使用中の該一次トランスミッタコイル（１１１）に対して誘導結合されている二次レシーバコイル（３１）を有するモバイル装置（３０）から、受け取られた誘導電力ＰRX(f)の尺度の情報を有するデータを収容する信号を受け取り、
    該一次トランスミッタコイル（１１１）上において供給された電圧Ｕの計測値を受け取り、
    該一次トランスミッタコイル（１１１）を通じて流れる電流Ｉの計測値を受け取り、
    該一次トランスミッタコイルから伝送された誘導電力ＰTX(f)を算出し、
    該受け取られた電力ＰRX(f)を、該一次トランスミッタコイルから伝送された算出された誘導電力ＰTX(f)と比較し、それぞれの電力周波数ごとの該モバイル装置（３０）の該誘導電力充電能力の品質評価を判定し、且つ、
    該モバイル装置の該誘導電力充電能力の該品質評価の情報を有する信号を伝送する、
    ように構成されている、請求項２又は請求項３に記載の試験ユニット。
  5. 該一次トランスミッタコイル内の誘導電力損失ＰLOSS(f)が、次式、
    ＰLOSS(f)＝ＲESR(f)＊Ｉ2＊ＫI-MDT(f)2
    によって定義される、請求項２に記載の試験ユニット（１０）。
  6. それぞれの電圧計測値は、予め定義された期間にわたる複数の電圧サンプルに基づいている、請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の試験ユニット（１０）。
  7. それぞれの電流計測値は、予め定義された期間にわたる複数の電流サンプルに基づいている、請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の試験ユニット（１０）。
  8. 該制御ユニットは、該時間補償パラメータΔt(f)と該電力周波数ｆとの間の関係を表す第一多項式関数を生成するように更に構成されている、請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の試験ユニット（１０）。
  9. 該制御ユニットは、該電流増幅定数ＫI-MDT(f)と該電力周波数ｆとの間の関係を表す第二多項式関数を生成するように更に構成されている、請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載の試験ユニット（１０）。
  10. 該時間補償パラメータΔt(f)は、該一次コイルから伝送された誘導電力ＰTX(f)の算出を目的として該第一多項式関数から取得される、請求項２に従属した際の請求項８に記載の試験ユニット（１０）。
  11. 該電流増幅定数ＫI-MDT(f)は、該一次コイルから伝送された誘導電力ＰTX(f)の算出を目的として該第二多項式関数から取得される、請求項２に従属した際の請求項９に記載の試験ユニット（１０）。
  12. 請求項１から請求項１１までのいずれか一項に記載の試験ユニット（１０）と、該試験ユニット（１０）を較正する較正器ユニット（２０）と、を具備するシステムであって、該較正器ユニットは、
    電気回路（２１）であって、
    使用中の該試験ユニット（１０）の一次トランスミッタコイルから特定の周波数の電力を受け取る二次レシーバコイル（２１１）と、
    該二次レシーバコイルと直列に接続されると共に明確に定義された抵抗値ＲCALを有する高精度抵抗器（２１２）と、
    を有する電気回路（２１）と、
    較正器制御ユニット（２２）であって、少なくとも一つの電力周波数について、
    該抵抗器（２１２）上における一つの電圧計測値ＵCAL(f)を受け取り、
    オームの法則を使用することにより、該一つの計測された電圧と該抵抗器の抵抗値とのみに基づいて該二次レシーバコイルによって受け取られた実際の誘導電力ＰTX-ACTUAL(f)を算出し、
    使用中の該試験ユニット（１０）に、該二次レシーバコイル（２１１）によって受け取られた該算出された実際の電力ＰTX-ACTUALの情報を有するデータを収容する信号を伝送する、
    ように構成された較正器制御ユニット（２２）と、
    を具備する、システム。
  13. 該二次レシーバによって受け取られた該実際の電力ＰTX-ACTUAL(f)は、次式、
    ＰTX-ACTUAL(f)＝ＵCAL(f)2＊ＫU-CAL(f)2／ＲCAL
    を使用して算出され、ここで、ＫU-CAL(f)は、該較正器ユニット（２０）のために導出された電圧増幅定数を表記している、請求項１２に記載のシステム。
  14. 正確に較正された電力出力を有すると共に較正モードにおいて動作する試験ユニット（１０）を使用して、モバイル装置（３０）の誘導電力充電を試験する方法（４０）であって、
    該試験ユニット（１０）の一次トランスミッタコイル上において供給された電圧Ｕを計測するステップ（４１）と、
    該一次トランスミッタコイルを通じて流れる電流Ｉを計測するステップ（４２）と、
    少なくとも一つの電力周波数ｆについて、
    二次レシーバコイルが該一次トランスミッタコイル（１１１）に対して誘導接続されていない状態において、
    該計測されたＵ又は該計測されたＩのいずれかを時間補償パラメータによって時間補償することにより、所定の期間にわたって積分されたＵとＩとの積である該一次トランスミッタコイルから伝送された誘導電力がゼロになるように、該計測された電圧Ｕと該計測されたＩとの間における該試験ユニット（１０）の信号経路における位相シフトについて補償する該時間補償パラメータΔt(f)を導出するステップ（４３ａ）と、
    該計測された電圧Ｕによって乗算された電圧増幅定数ＫU-MDT(f)が、前記少なくとも一つの電力周波数について、基準電圧に等しくなるように、前記少なくとも一つの電力周波数について、該一次トランスミッタコイル（１１１）上で直接的に計測される該基準電圧に基づいて該電圧増幅定数ＫU-MDT(f)を導出するステップ（４４）と、
    較正器ユニット（２０）の二次レシーバコイル（２１１）が該一次トランスミッタコイル（１１１）に対して誘導接続された状態において、
    該較正器ユニット（２０）から、該一次トランスミッタコイルから伝送された実際の誘導電力ＰTX-ACTUAL(f)の情報を有するデータを収容する較正信号を受け取るステップ（４５）と、
    該一次トランスミッタコイルから伝送された算出された誘導電力ＰTX(f)が、前記少なくとも一つの電力周波数について、該伝送された実際の誘導電力ＰTX-ACTUAL(f)に等しくなるために必要とされる電流増幅定数ＫI-MDT(f)を導出し、該電流増幅定数Ｋ I-MDT (f)をメモリ内に保存するステップ（４６）と、
    を具備する方法。
  15. 該試験ユニット（１０）が試験モードにおいて動作している際に、それぞれの関連する電力周波数について、
    使用中の該一次トランスミッタコイル（１１１）に対して誘導結合されている二次レシーバコイル（３１）を有するモバイル装置（３０）から、受け取られた誘導電力ＰRX(f)の尺度の情報を有するデータを収容する信号を受け取るステップ（５１）と、
    該一次トランスミッタコイル（１１１）上において供給されている電圧Ｕの計測値を受け取るステップ（５２）と、
    該一次トランスミッタコイル（１１１）を通じて流れる電流Ｉの計測値を受け取るステップ（５３）と、
    次の二つの式のうちの一つを使用して、該一次トランスミッタコイルから伝送された誘導電力ＰTX(f)を算出するステップ（５４）であって、
    ＰTX(f)＝∫ＵΔt(f)＊ＫU-MDT(f)＊Ｉ＊ＫI-MDT(f)−ＲESR(f)＊Ｉ2＊ＫI-MDT(f)2
    ここで、ＫU-MDTは、該導出された電圧増幅定数を表記しており、ＵΔt(f)は、該時間補償された計測電圧Ｕを表記しており、Ｉは、該計測された電流を表記しており、ＫI-MDT(f)は、該導出された電流増幅率を表記しており、且つ、ＲESR(f)は、電力周波数ｆにおける既知のトランスミッタコイル等価直列抵抗値を表記しており、該積分は、所定の期間にわたって実施され、或いは、
    ＰTX(f)＝∫Ｕ＊ＫU-MDT(f)＊ＩΔt(f)＊ＫI-MDT(f)−ＲESR(f)＋Ｉ2＊ＫI-MDT(f)2
    ここで、ＫU-MDTは、該導出された電圧増幅定数を表記しており、ＩΔt(f)は、該時間補償された計測電流Ｉを表記しており、Ｕは、該計測された電圧を表記しており、ＫI-MDT(f)は、該導出された電流増幅率を表記しており、且つ、ＲESR(f)は、電力周波数ｆにおける既知のトランスミッタコイル等価直列抵抗値を表記しており、該積分は、所定の期間にわたって実施される、ステップ（５４）と、
    該受け取られた電力ＰRX(f)を、該一次トランスミッタコイルから伝送された該算出された誘導電力ＰTX(f)と比較し、それぞれの電力周波数ごとに該モバイル装置の誘導電力充電能力の品質評価を判定するステップ（５５）と、
    該モバイル装置の該誘導電力充電能力の該品質評価の情報を有する信号を伝送するステップ（５６）と、
    を更に具備する、請求項１４に記載の方法（４０）。
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