JP6886015B2 - 無線電力伝送の試験に使用するための試験システムならびに関連する試験装置および方法 - Google Patents

Description

本願発明は、一般に無線電力伝送の分野に関し、より詳細には無線電力伝送の試験に関する。さらに具体的には、本願発明は、無線通信規格にしたがって通信するように構成された特定の通信受信回路と、誘導電力を受け取るための従来の無線電力伝送規格にしたがって動作する無線電力受電コイルとを備える外部装置があるかどうかを検出できる試験システムに関する。誘導充電モードで動作しているときに外部の無線電力送電装置に近接して配置されていると、悪影響を受ける可能性がある。

無線電力伝送は、例えば、携帯端末、タブレットコンピュータ、ラップトップコンピュータ、カメラ、オーディオプレーヤ、充電式歯ブラシ、無線ヘッドセット、ならびに他の様々な消費者製品および家電製品などの携帯装置の無線バッテリ充電に対してますます普及すると予想される。

無線電力コンソーシアム（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍ）は、Ｑｉと呼ばれる無線電力伝送規格を開発した。他の知られている無線電力伝送アプローチは、無線電力アライアンス（Ａｌｌｉａｎｃｅ ｆｏｒ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｏｗｅｒ）および電力マターアライアンス（Ｐｏｗｅｒ Ｍａｔｔｅｒｓ Ａｌｌｉａｎｃｅ）を含む。無線電力コンソーシアム（ＷＰＣ）によってＱｉとして知られている無線電力伝送規格は、本明細書を通して、本願発明に適用可能な現在好ましい無線電力伝送方法として、限定されることなく参照される。しかしながら、本願発明は一般に、上記のものを含むがこれらに限定されない他の無線電力伝送規格または手法にも適用することができる。また、本開示は、いかなる特定の電力範囲にも限定されず、低電力用途、ならびに中電力用途および高電力用途を含むが、これらに限定されない。

Ｑｉに準拠した装置の操作は、平面コイル間の磁気誘導に依存している。２種類の装置、すなわち無線電力を供給する装置（基地局と呼ばれる）と無線電力を消費する装置（モバイル装置と呼ばれる）とが関与する。電力伝送は基地局からモバイル装置へ行われる。この目的のために、基地局は一次コイルを含むサブシステム（電力送電装置）を含み、携帯装置は二次コイルを含むサブシステム（電力受電装置）を含む。動作中、一次コイルと二次コイルはコアレス共振トランスの二つの半分を構成する。

典型的には、基地局は平坦な表面を有し、その上にユーザは、基地局に配置されたモバイル装置のための無線バッテリ充電または動作電力供給を享受するために１つ以上のモバイル装置を配置することができる。ほとんどの電力アプリケーションと同様に、無線電力伝送に関与する装置を試験する必要がある。試験が重要な理由はいくつかあり、規制要件、製造業者の責任、市場競争などがその例である。

無線電力伝送では、所与の定格、基準または規格にしたがって無線電力を送達する無線電力送電装置２０の能力を評価するため、および／または、適用可能な無線電力伝送規格への準拠を検証するために、モバイル装置（本明細書を通して外部装置とも呼ばれる）によって受電されたエネルギーを測定することが望まれている。

また、送信機（基地局）と受信機（モバイル装置）との間の通信を試験することが望ましい。例えば、Ｑｉ拡張電力プロファイル（ＥＰＰ）では、無線電力伝送は、装置間の複雑なハンドシェイクおよびシグナリング、すなわち装置間の双方向通信によって制御される。例えば、Ｑｉベースライン電力プロファイル（ＢＰＰ）では、受信機（モバイル装置）が送信機（基地局）に制御メッセージを送信する一方向通信がある。

さらに、無線電力送電装置から無線電力伝送を受けるときのモバイル装置の熱曝露を評価することが望まれている。これは、動作中に、電力が電力受電装置の二次コイル、すなわち携帯装置内で磁気誘導によって発生するためである。また、基地局内の電力送電装置は、基地局からモバイル装置に伝えられるであろう熱を発生する。モバイル装置に対する熱曝露が過度になると、いくつかの望ましくない影響が生じる可能性がある。例えば、リチウムイオン電池やスマートフォンの電子回路などの重要な部品がモバイル装置で損傷することがある。激しい過熱時には、モバイル装置の近くにある物が損傷する可能性があり、さらには火災や有毒な煙の危険をもたらす可能性もある。さらに、モバイル装置内の保護回路が、温度が再び低下するまで充電電力を低減または一時停止するために介入する可能性があるため、充電期間の長さを延長することができる。

基地局を、試験されるべき基地局の送電コイルによって生成された無線電力を拾うことができる無線電力受電コイルを含むそれぞれの試験装置の提供によって試験することができる。そのような試験装置を基地局の上またはそれに隣接して配置し、試験装置をホスト装置に接続することによって、ホスト装置は、基地局から見たモバイル装置の意図された動作を模倣する方法で無線電力受電コイルを駆動することによって、様々な無線電力伝送試験を実行できる。試験装置の結果として生じる挙動を監視することによって、ホスト装置は基地局の性能を評価し、また基地局の潜在的に異常な挙動を識別することができる。市場にはいくつかの異なる種類の無線電力コイルがあるので、いくつかの異なる種類の試験装置も必要とされる可能性がある。

しかしながら、これらの試験を正確に実行するために、ホスト装置は無線電力受電コイルに関する特定の情報を知る必要がある。このような情報は、ホスト装置によって実行される試験セッションプログラムにハードコードすることも、実行時に設定ファイルまたはデータベースから取得することもできる。あるいは、それは試験セッションプログラムの実行前または実行中に試験オペレータによって手動で入力されることができる。

本願発明者は、潜在的にエラーが発生しやすくかつ複雑であるので、これらのアプローチに伴う問題および欠点を特定した。

したがって、異なる関心グループの間で、上記の問題および欠点を取り上げ、考慮に入れて、無線電力伝送の改善された試験を実行することができるようにするニーズが、予想されるニーズとして存在する。そのような利益団体は、例えば、無線電力送電装置の開発者、製造者または供給者、無線電力伝送の分野における試験機関またはコンプライアンス機関、および、消費者製品の安全性の分野における試験またはコンプライアンス機関のいずれかを含むことができる。

したがって、本願発明の目的は、無線電力伝送の技術分野における改良を提供することである。

第１の態様によれば、無線電力伝送の試験に使用するための試験システムが提供される。試験システムは、外部無線電力送電装置から誘導電力を受電するように構成された第１の無線電力受電回路を有する試験装置を備える。試験装置は、第１の動作周波数範囲を採用する無線電力規格と、第１の動作周波数範囲とは異なる第２の動作周波数範囲を採用する無線通信規格との両方による第１の無線電力受電回路内の外部無線電力送電装置から送信された無線電力の検出を可能にするように第１の無線電力受電回路の動作周波数範囲を調整する調整回路、または、第２の動作周波数範囲を採用する無線通信規格にしたがって、第２の動作周波数範囲で誘導電力を受電するように構成された第２の無線電力受電回路、のいずれかをさらに備える。ここで、第１の無線電力受電回路は、無線電力規格にしたがって第１の動作周波数範囲で誘導電力を受電するように構成され、第２の動作周波数範囲は第１の動作範囲とは異なる。さらに、試験装置は、試験システムにも含まれるホスト装置に測定データを提供するために、第１の無線電力受電回路または第１および第２の無線電力受電回路に動作可能に結合されるインタフェースを備える。ホスト装置は、第２の周波数範囲を採用する無線通信規格の特性に関する基準データを格納した電子メモリに動作可能に結合された処理手段を含む。この処理手段は、インタフェースから第２の周波数範囲に関連する測定データを受信し、外部装置において設けられ、第２の周波数範囲を採用する無線通信方式にしたがって通信するように構成された、通信受信回路が、外部無線電力送電装置に動作可能に近接して配置されるとき、第２の周波数範囲および基準データに関連する測定データ間の比較に基づいて、外部無線電力送電装置から送信される誘導電力によって悪影響を受けるかどうかを判定するように構成される。

第２の態様によれば、無線電力伝送の試験に使用するための試験装置が提供される。試験装置は、外部無線電力送電装置（２０）から誘導電力を受電するように構成された第１の無線電力受電回路（３４ａ）を備える。試験装置はさらに、第１の無線電力受電回路の動作周波数範囲を調整して、第１の動作周波数範囲を採用する電力規格と、第１の動作周波数範囲とは異なる第２の動作周波数範囲を採用する無線通信規格との両方にしたがう第１の無線電力受電回路内の外部無線電力送電装置から送電された無線電力の検出を可能にする調整回路、または、第２の動作周波数範囲を採用する無線通信規格にしたがう第２の動作周波数範囲の誘導電力を受電するように構成された第２の無線電力受電回路、のいずれかを備える。ここで、第１の無線電力受電回路は、無線電力規格にしたがって、第１の動作周波数範囲の誘導電力を受電するように構成され、第２の動作周波数範囲は第１の動作範囲とは異なる。試験装置は、測定データをホスト装置に提供するために、第１の無線電力受電回路または第１および第２の無線電力受電回路に動作可能に結合されたインタフェースをさらに備える。

第３の態様によれば、無線電力送電コイルを有する外部無線電力送電装置からの無線電力伝送を試験する方法が提供される。この方法は、第１の態様にしたがって定義されたような試験システムを提供することを含む。この方法はさらに、試験システムの試験装置を外部無線電力送電装置に、その上に、または、その近くに配置することを含む。さらに、この方法は、インタフェースをホスト装置に接続することを含む。さらに、この方法は、処理手段によって、第１の無線電力受電回路または第２の無線電力受電装置から生じる測定データを受信することを含む。この方法は、第２の周波数範囲を採用する無線通信規格の特性に関する基準データにアクセスすることをさらに含む。さらに、本方法は、処理手段によって、外部装置に設けられ、第２の周波数範囲を採用する無線通信規格にしたがって通信するように構成された通信受信回路が、外部無線電力送電装置に動作的に近接して配置された場合に、第２の周波数範囲に関連する測定データと基準データとの間の比較に基づいて、外部無線電力送電装置から送電される誘導電力によって悪影響を受けるか否かを決定するステップを含む。

本願発明の実施形態は、添付の従属請求項によって定義され、詳細な説明の節および図面においてさらに説明される。

本明細書で使用される「備える／含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ／ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、述べられた特徴、整数、ステップ、または構成要素の存在を特定するために用いられるが、１つ以上の他の特徴、整数、ステップ、構成要素、またはそれらのグループの存在または追加を排除するものではないことが強調されるべきである。特許請求の範囲で使用される全ての用語は、本明細書で他に明確に定義されない限り、技術分野におけるそれらの通常の意味にしたがって解釈されるべきである。「要素、装置、構成要素、手段、ステップなど」に対する言及はすべて、特に明記しない限り、その要素、装置、構成要素、手段、ステップなどの少なくとも１つの例を指すものとして開放的に解釈されるべきである。本明細書に開示された任意の方法のステップは、明示的に述べられていない限り、開示された正確な順序で実行される必要はない。

本明細書に記載の試験装置の方向および向きは、試験装置が水平面上にあることに対応して、試験装置の水平方向に関して一般的に表現される三次元空間である。

本願発明の実施形態の目的、特徴および利点は、添付の図面を参照しながら、以下の詳細な説明から明らかになる。
モバイル装置への無線電力伝送のための外部無線電力送電装置器の従来のセットアップの概略ブロック図である。 一実施形態による、試験装置、無線電力送電装置およびホスト装置を含む無線電力伝送の試験のための設定の概略ブロック図である。 一実施形態による、試験装置、無線電力送電装置およびホスト装置を含む、無線電力伝送を試験するための設定の概略ブロック図である。 一実施形態による、試験装置、無線電力送電装置およびホスト装置を含む無線電力伝送の試験のための設定の概略ブロック図である。 一実施形態による試験装置の組立状態での等角図であり、試験装置は、ホスト装置に接続するためのケーブルコネクタを有するケーブルを有する。 図５の試験装置の分解された状態で見た上面図である。 一実施形態による試験装置、ホスト装置および外部装置を含む無線電力伝送のための設定の概略ブロック図である。 無線電力送電コイルを有する無線電力送電装置装置からの無線電力伝送を試験する方法のフローチャート図であり、上述したような試験装置の使用を含む。

次に、添付の図面を参照しながら本願発明の実施形態を説明する。しかしながら、本願発明は、多くの異なる形態で具体化されてもよく、本明細書に記載の実施形態に限定されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、この開示が徹底的かつ完全であり、かつ本願発明の範囲を当業者に十分に伝えるように提供されている。添付の図面に示される特定の実施形態の詳細な説明で使用される用語は、本願発明を限定することを意図していない。図面において、同じ番号は同じ要素を指す。

図１は、モバイル装置１０への無線電力伝送のための外部無線電力送電装置器２０の従来のセットアップを示す。モバイル装置は、例えば、モバイル端末（例えば、スマートフォン）１０ａ、タブレットコンピュータ１０ｂ、ラップトップコンピュータ１０ｃ、カメラ、オーディオプレーヤ、充電式歯ブラシ、無線ヘッドセット、または他の種類の消費者製品もしくは装置であり得る。

ここでは、外部無線電力伝送は、無線電力コンソーシアムによるＱｉ規格に準拠している。したがって、外部無線電力送電装置２０は、Ｑｉ用語では、基地局である。しかしながら、既に述べたように、本願発明は、一般に、他の無線電力伝送規格または手法にも適用可能であることを理解すべきである。これは、背景技術の欄で述べたものを含むが、それに限定されるものではない。

外部無線電力送電装置２０は、無線電力送電コイル２４を有する無線電力送電装置２２を備える。それに対応して、モバイル装置１０は、無線電力受電コイル１４を有する無線電力受電装置１２を備える。動作中において、無線電力送電装置２０は、無線電力送電コイル２４および無線電力受電コイル１４を介して誘導結合１８を介してモバイル装置１０に無線で電力を伝送する。

無線電力受電コイル１４によって受電された電力は、モバイル装置１０内の負荷１６を駆動する。典型的には、負荷１６はリチウムイオン電池のような充電式電池であり得る。したがって、無線電力送電装置２０は、モバイル装置１０の無線電力充電器として機能することになる。別のシナリオでは、負荷１６は、モバイル装置内の電子回路であり得、無線電力送電装置２０はモバイル装置１０のための無線電力供給として働く。

背景技術の項で説明したように、モバイル装置１０などのモバイル装置での意図された用途に関して、無線電力送電装置２０の性能を試験できることが望ましい。より具体的には、最も誘導的に充電可能な装置、例えば、携帯装置は、誘導電力を受け取るようになっている受電コイルを備えるだけではない。無線通信のための他の構成要素、例えば。近距離無線通信（ＮＦＣ）アンテナが、充電式装置内に存在することができる。

本願発明者は、無線電力伝送のために生成された電磁場が、通信装置（例えば、ＮＦＣ、ＲＦＩＤ）で使用されるような他の電磁信号を妨害する可能性があることに気付いた。極端な場合には、送電機はこれらの通信装置にそのような高電圧を誘導することさえあり、通信装置は修理を超えて永久に損傷を受ける。

本願発明は、被試験無線充電器によって引き起こされるそのような構成要素、特に充電式装置の受電コイルと必ずしも同じ動作周波数範囲で動作していない構成要素に対する（負の）影響を試験するための解決策を提供することを目的とする。したがって、充電可能な装置、例えばモバイル装置は、誘導電力充電が可能であり、他の部品、例えば装置内にコイルまたはアンテナを備えることは、外部無線電力送電装置によって送電される誘導電力によって悪影響を受けるか、または損傷さえも受ける可能性がある。したがって、たとえモバイル装置の受電コイルに送電される誘導電力がＱｉ規格に準拠していても、モバイル装置の他の構成要素は、Ｑｉ準拠の送電機によって生成される電磁界によって損傷を受ける可能性がある。本願発明は、この脆弱性について試験することを目的とするが、試験中にモバイル装置が存在する必要はない。

この目的のために、試験システム９０が提供されており、その実施形態が図２−図７に示されている。無線電力送電コイルを有する外部無線電力送電装置からの無線電力伝送を試験する関連方法も提供される。この方法は図８に示されている。

本願発明の基本的な概念は、異なる動作周波数範囲で誘導電力の存在を検出することができるシステムを提供することであり、すなわち、周波数範囲内において上述のような従来の無線電力規格に関連していること、さらに、動作周波数範囲における誘導電力の存在が他の無線通信規格に関連しており、そして無線電力規格に関連する動作周波数とは異なることの両方であり、それは、使用中の外部無線電力送電装置の影響を受けやすい、または、それに近接させているときに、そのような無線通信規格の動作周波数範囲内において、動作するコンポーネントに対する脆弱性を評価するためである。

図２は、ホスト装置４０の制御下で外部無線電力送電装置２０と共に使用するための試験装置３０を含む試験システムを示す概略ブロック図である。外部無線電力送電装置２０は、無線電力送電装置２２と無線電力送電コイル２４とを有し、図１の無線電力送電装置２０と同一であり得る。

試験装置３０は、おそらく図５および図６を参照して最もよく示されるように、ハウジング５０内に設けられ、外部無線電力送電装置２０から誘導電力を受電するように構成された第１の無線電力受電回路３４ａを備える。第１の無線電力受電回路３４ａは、Ｑｉ（ＷＰＣ）を含む（ただし、これに限定されない）任意の従来の無線電力規格にしたがって、第１の動作周波数範囲の誘導電力を受電するように構成される。

試験装置３０は、無線通信規格にしたがって第２の動作周波数範囲の誘導電力を受電するように構成された第２の無線電力受電回路３４ｂをさらに備え、第２の動作周波数範囲は第１の動作範囲とは異なる。これに関連して、「異なる周波数範囲」は重なり合う周波数範囲を含み得る。無線通信規格は、例えば、ＮＦＣ通信規格に関連している。

インタフェース３３は、測定データをホスト装置４０に提供するために、第１の無線電力受電回路３４ａおよび／または第２の無線電力受電装置３４ｂに動作可能に結合される。ホスト装置４０は、筐体５０とは別体として設けられることができる。それは、インタフェース３３に動作可能に接続されている。この目的のために専用インタフェース４１を使用する。ホスト装置４０は、少なくとも第２の周波数範囲を採用する無線通信規格の特性に関する基準データを格納した電子メモリ４４に動作可能に結合された処理手段４２を含む。

処理手段４２は、インタフェース３３および４１から第２の周波数範囲に関連する測定データを受信するように構成される。さらに、処理手段４２は、外部装置１０に設けられ、第２の周波数範囲を採用する無線通信規格にしたがって通信するように構成される通信受信回路１５が、外部無線電力送電装置に動作的に近接して配置されている場合、第２の周波数範囲に関連する測定データと基準データとの間の比較に基づいて、外部無線電力送電装置２０から送電される誘導電力によって悪影響を受けるか否かを判断するように構成される。

この目的のために、通信受信回路１５を備えている外部装置１０、例えば、充電可能なモバイル装置は、図２−図６を参照して示されているように試験中に存在する必要はないことが理解されるべきである。特定の通信受信回路１５に関する基準データは、測定によって、または外部装置の製造業者からの仕様情報の受信によって事前に取得されることができる。

非限定的な例として、通信受信回路１５は、例えば、ＮＦＣカードであることができる。ＮＦＣカードは容易に入手可能であり、ホテルのドアなどを開くのに使用されている。したがって、外部装置１０はモバイル装置、例えば、携帯電話やスマートフォンであり得るが、それは、また、ホテルのドアカードまたは通信受信回路を利用する他の装置でもよい。したがって、外部装置は、それが充電可能である必要があること、および、外部無線電力送電装置から誘導電力を受電する専用の電力受電コイルを備える必要があることを意味しない。したがって、本願発明は、無線充電をサポートしているか否かにかかわらず、任意の種類の電磁インタフェースに対する損傷を評価するために適用可能であり得る。

本明細書で言及される無線電力受電回路３２ａ、３２ｂは、図２−図６に示されるように少なくとも１つの無線電力受電コイルを備えることができる。図２を考慮すると、第１の無線電力受電コイル３４ａは、無線電力送電装置２２の無線電力送電コイル２４と一致する動作周波数に調整される。試験装置３０内の無線電力受電コイル３４ａによって受電された過剰電力を処理するために適切な負荷３６を設けることができる。例えば、適切な大きさの抵抗器を使用することができる。

一方、第２の無線電力受電回路は、無線通信規格に関連する動作周波数範囲に合わせて調整されている第２の無線電力受電コイル３４ｂを備えることができる。

第１および第２の無線電力受電回路は、２つの動作周波数範囲での動作を可能にする単一の回路に組み合わせることができる。

図２に示すように、試験装置３０はリンク３５を介してホスト装置４０に接続されている。このリンクは、有線ケーブル接続、または、試験装置のインタフェース３３からホスト装置２０の処理手段４２のインタフェース４１への信号の転送を可能にする任意の他の適切な接続であり得る。

試験セッション中の動作において、外部無線電力送電装置２０は、無線電力送電コイル２４および無線電力受電回路３４を介して、磁気誘導１８により電力を試験装置３０に無線で送電する。動作中、試験装置３０は無線電力送電装置２０の動作モードを制御することができる。特に、試験装置３０は、最悪条件を探索するように構成されることができる。これらの最悪の条件は、たとえば、ＮＦＣ通信の歪みが最も高い場合や、ＲＦ検出ネットワークで誘起される電圧が最も低い場合など、さまざまな観点から解釈することができる。

試験装置３０は、試験セッション中に試験装置３０の動作状態を検出するための１つ以上のセンサ３１を任意選択で有することができる。図２に見られるように、センサ３１からの測定データは、試験装置３０内のインタフェース３３を介してインタフェース４１を介してホスト装置４０に提供され得る。例えば、センサ３１は、無線電力送電装置２０からの無線電力伝送によって引き起こされる試験装置３０の熱曝露を測定することができる感熱手段とすることができる。適切な感熱手段は、スウェーデン特許出願第１４５１３０６−３号および第１５５０３４０−２号に詳細に開示されており、その内容全体が参照により本明細書に組み込まれる。

試験装置３０は、試験セッション中に試験装置の状態を示すための１つ以上の状態インジケータ３２を任意選択で有することができる。ステータスインジケータ３２は、前述のインタフェース３３、４１を介してホスト装置４０によって駆動可能であり得る。状態表示器の例には、発光ダイオード、ランプ、ディスプレイ、ブザー、スピーカーおよびバイブレーターが含まれる。

上述のように、ホスト装置４０は、リンク３５を介して試験装置３０による無線電力受電回路３４ａ、３４ｂのいずれかにおける受電電力を測定／分析し、該当する場合は、試験装置３０から受信した測定データを処理する処理手段４２を有する。処理手段４２は、適切なソフトウェアおよび／またはファームウェアを有する、マイクロコントローラ、中央処理装置（ＣＰＵ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）またはフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）などのプログラム可能な装置、および／または、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）などの専用ハードウェアを含むことができる。

さらに、ホスト装置４０は、処理手段４２によって得られた結果を通信または提示するレポート手段４３を有することができる。これは、図２の４５によって示されるように、ホスト装置４０のローカルユーザインタフェース（例えばディスプレイ）上でのグラフィカル情報の提示、視覚的および／または可聴警報の生成、または遠隔装置への情報の通信を含み得る。

レポートは、例えば通常の動作中、例えば、外部送電装置が充電されるアクティブインダクティブ充電中に危険にさらされているすべての既知の外部装置のリストを含む。通常、外部装置は、その機能、サイズ、住居、環境などに基づいてさまざまなカテゴリに分類できる。レポートは、試験装置３０およびホスト装置４０で得られた結果に基づいて広範囲の外部装置クラスに関するいくつかの評価を提供することができる。一例は、カード型ＮＦＣ受電機が、無線電力送電装置装置２０の多くの変形例に存在する走査信号によってさえも損傷され得るかどうかである。別の例は、携帯電話からのブルートゥース（登録商標）通信信号の品質が、どの送電機動作点で、信頼できる通信には低すぎるものになるかということであり得る。

一実施形態では、測定データは、それぞれの無線電力受電回路３４ａ、３４ｂにおいて受電された誘導電圧と関連付けられ得る。１つの無線電力受電回路３４ａのみが存在する実施形態では、測定データは無線電力受電回路３４ａで受電された誘導電圧と関連付けられることができる。基準データは、前記通信受信回路１５を損傷する危険性なしに、既知の外部装置１０内の通信受信回路１５によって受電されることが許される所定の最大誘導電圧に関する情報を含むことができる。

特定の外部装置１０に設けられ、第２の周波数範囲を採用する無線通信規格にしたがって通信するように構成される通信受信回路１５が、外部無線電力送電装置２０に動作的に近接して配置される場合、外部無線電力送電装置２０から送電される誘導電力により悪影響を受けるとの判断が、誘導電力が前記特定の外部装置の所定の最大誘起電圧を超えるときに、なされる。

試験装置３０の他の実施形態について、図３−図４を参照しながら説明する。

図３を参照すると、追加の無線電力受電回路３４ｃが提供されている。追加の無線電力受電回路３４ｃは、他の無線電力受電回路と同じように接続され、したがって、インタフェース３３にも動作可能に接続されている。追加の無線電力受電回路３４ｃを設けることによって、これを第２の無線電力受電回路３４ｂに関連するものとは異なる無線通信標準に関する第３の動作周波数範囲に調整させることが可能である。しかしながら、追加の無線電力受電回路を第１または第２の無線電力受電回路から離れた距離に配置することによって、外部装置内の電力受電コイルから同様の距離に配置された構成要素について改善された試験結果を提供することができる。ここでの基本的な考え方は、例えば、外部装置の受電コイルまたは外部無線電力送電装置２０からより遠くに配置されたＮＦＣ回路は、外部無線電力送電装置のすぐ近くに配置された場合よりも誘導電力伝送による影響を受けにくいであろうということである。したがって、脆弱なコンポーネントが異なる外部装置のどこに配置されているかを知ることによって、この設定を使用してより正確な脆弱性試験を行うことができる。試験装置に任意の数の追加の無線電力受電回路を追加することができることに留意する。

図４を参照すると、試験装置３０の他の実施形態が示されている。ここでは、各々が特定の動作周波数範囲に調整されている少なくとも２つの無線電力受電回路を使用する代わりに、単一の無線電力受電回路３４ａが使用される。さらに、調整回路３７がそれに動作可能に接続されて、無線電力受電回路を異なる動作周波数範囲に調整する。これにより、図２または図３に係る実施形態と同様の試験装置２０からの出力を得ることができる。

調整回路３７は、無線電力伝送のための動作共振周波数の調整のための第１のコンデンサＣ１、および無線電力送電用の検出共振周波数を調整するための第２のコンデンサＣ２を含み得る。しかし、任意の種類の調整回路を使用することができ、したがって、より複雑な調整回路網を使用して、３つ以上の動作共振周波数に調整することを可能にすることができることが理解されるべきである。

特に図５に見られるように、開示された実施形態における試験装置３０は薄い箱の形状を有することができる。試験装置３０は、下部ハウジング部５１と上部ハウジング部５２とを有するハウジング５０を有する。下側ハウジング部５１は、無線電力送電装置２０の表面上に配置するように適合された底面を有する。上側ハウジング部５２は、底面と反対側の上面を有する。下部ハウジング部分５１は、プラスチックまたは外部無線電力送電装置２０の無線電力送電コイル２４と試験装置の無線電力受電回路３４ａ、３４ｂ、３４ｃとの間の誘導結合１８を許容するのに適した他の材料で作られることができる。上側ハウジング部５２はまた、プラスチック、またはアルミニウムまたはガラスなどの、無線電力送電装置２０が使用するために設計されている典型的なモバイル装置と同様の放熱特性を有する材料で作製することもできる。

図５に見られるように、試験装置３０は、図２−図４を参照して上で述べたように、ホスト装置４０へのリンク３５の一部を構成するかまたは少なくとも形成するケーブル６０を有することができる。ケーブル６０は、ホスト装置４０に接続可能なケーブルコネクタ７０を有する。

ここで図６の分解斜視図を参照すると、分解された状態の図２の試験装置３０の開示された実施形態が示されている。無線受電回路３４ａ、３４ｂは、筐体５０の内部に設けられている。上記で説明したように、試験装置３０は、１つ以上のセンサ３１、１つ以上の状態インジケータ３０、およびインタフェース３５を任意選択で含み得る。簡潔にするために、これらの任意選択の要素のいずれも図６に示されていない。

図６は２つのコイルが互いに分離されていることを示しているが、コイルは物理的に重なり合うように配置することもできることを理解するべきである。いくつかの例では、少なくともある程度の物理的な重なりでコイルを配置することが有益であり得る。

図６に見られるように、ケーブル６０は、第１の端部または第２の端部でハウジング５０から延びることができる。ケーブル６０は、この場合コイルとして示されている無線電力受電回路３４ａ、３４ｂの接続配線６３を収容することができる。図６の設定例では、接続配線６３は、それぞれの無線電力受電回路３４ａ、３４ｂのループを構成するのと同じ物理的配線である。したがって、回路３４ａ、３４ｂの端部は、ケーブル６０を通ってケーブルコネクタ７０まで途切れることなく延ばすことができる。回路３４ａ、３４ｂのループとケーブル６０の始端（第１の端６１）との間の信号接続が回避されているので、この構成は有利であると考えられる。しかしながら、他の実施形態では、回路３４ａ、３４ｂのループに第１の端部６１のどこかに接続する別個の接続配線６３を有することが可能であり得る。

オプションの電子メモリ４４は、少なくとも１つの無線電力受電回路３４ａ、ｂに関する基準データを含むことができるが、いずれにせよ、少なくとも１つの外部装置に関する基準データを含むが、より多くの外部装置およびそれらに関連する無線通信受信回路１５に関係する可能性が高い。電子メモリは、例えば、米国カリフォルニア州９５１３４、サンノゼのマキシム・インテグレーテッド社による集積回路ＤＳ２４Ｂ３３＋などのＥＥＰＲＯＭメモリとすることができる。当業者によって容易に理解されるように、様々な他の種類の電子メモリまたは他のデータ記憶装置も使用され得る。さらに、メモリは、ホストシステムに組み込まれてもよく、または、外部回路の新しい特性が利用可能になったときに、メモリが使用された後の時点でアクセスされてもよい。

試験装置３０が試験装置３０の状態を示すための状態表示器３２を含む実施形態では、無線電力伝送の試験のためにホスト装置４０によってそれを制御可能にするために、状態表示器３２の入力は処理手段４２に動作可能に接続されてもよい。あるいは、ホスト装置４０とこれらの任意の要素のいずれかまたはすべてとの間の通信は、別個のリンク（有線または無線）を介して行われてもよい。

それぞれの無線電力受電コイル３４ａ、３４ｂ、３４ｃに関連する基準データは、有利には、無線電力受電コイル３４のタイプまたはクラスを含む。例えば、無線電力受電コイル３４がＱｉ低電力コイルであるとき、そのタイプまたはクラスは、値Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄなどとして特性情報に示され得る。

基準データ内の無線電力受電コイル３４の実際のコイルタイプの表示は、試験オペレータが試験装置３０の別のインスタンスのために（すなわち、別のコイルタイプに基づいて）意図したものではなく、試験セッションを誤って開始しようとしているときに、ホスト装置４０がエラー状況を検出することを可能にする。

有利には、それぞれの無線電力受電回路３４ａ、３４ｂ、３４ｃに関する基準データはまた、以下の追加のデータまたはその一部を含むことができる。
・無線電力受電コイル３４の固有の識別子。例えば、一意の識別子が、シリアル番号として与えられてもよい。
・Ｈの数値（またはその大きさ）で表される無線受電コイル３４のインダクタンス値。
・Ｈｚ単位の数値（またはその大きさ）で表される無線電力受電コイル３４の第１の共振周波数。第１の共振周波数は、典型的には無線電力伝送のための動作共振周波数である。例えば、Ｑｉ低電力用途では、第１の共振周波数は約１００ｋＨｚであり得る。
・無線電力受電コイル３４の第２の共振周波数。これは、Ｈｚ単位の数値（またはその大きさ）で表される。第２の共振周波数は典型的には無線電力伝送のための検出共振周波数である。Ｑｉ低電力用途では、第２の共振周波数は約１ＭＨｚであり得る。
・前述の第１の共振周波数とすることができる第１の周波数における無線電力受電コイル３４の第１の等価直列抵抗ＥＳＲの値。第１のＥＳＲ値は、Ω（またはその大きさ）単位の数値として表すことができる。
・第２の周波数における無線電力受電コイル３４の第２の等価直列抵抗ＥＳＲの値。これは、前述の第１の共振周波数とは異なり得る。第２のＥＳＲ値は、Ω（またはその大きさ）単位の数値として表すことができる。
・第１の無線電力受電コイル３４の第１のＱ値。周波数。
・第２の周波数における無線電力受電コイル３４の第２のＱ値。
・第１の周波数における無線電力受電コイル３４のための第１の帯域幅。
・第２の周波数における無線電力受電コイル３４のための第２の帯域幅値。

上述の追加のデータは、ホスト装置４０が個々の無線電力受電コイル３４の正確なそれぞれのパラメータ値に基づいている正確な試験セッションを実行することを可能にする。また、ホスト装置４０は、Ｑｉのような適用可能な無線電力伝送規格に関してコンプライアンス試験を実行することができる。

図８は、（上記のようなコイル２４のような）無線電力送電コイルを有する、（上記のような装置２０のような）外部無線電力送電装置からの無線電力送電を試験する方法のフローチャート図である。本願方法は、上述のように試験システム９０を１１０で提供することを含む。この方法はさらに、試験システム９０の試験装置３０を外部無線電力送電装置２０の上に、またはその近くに配置するステップ１２０を含む。さらに、この方法は、インタフェース３５をホスト装置４０に接続すること１３０を含む。さらに、本願方法は、処理手段４２によって、第１の無線電力受電回路３４ａまたは第２の無線電力受電装置３４ｂから発せられる測定データを受信すること１４０を含む。本願方法は、第２の周波数範囲を採用する無線通信規格の特性に関する基準データにアクセスすること１５０をさらに含む。さらに、本願本方法は、処理手段４２によって、外部装置１０に設けられ、外部無線電力送電装置２０に動作可能に近接して配置されたときに第２の周波数範囲を採用する無線通信規格にしたがって通信するように配置された通信受信回路１５が、第２の周波数範囲に関連する測定データと基準データとの間の比較に基づいて、外部無線電力送電装置２０から送電される誘導電力によって悪影響を受けるか否かを決定するステップ１６０を含む。

本願方法は、調整回路３７によって、第１の動作周波数範囲を採用している無線電力規格と第１の動作周波数範囲とは異なる第２の動作周波数範囲を採用する無線通信規格との両方にしたがって、第１の無線電力受電回路３４ａにおける外部無線電力送電装置２０から送電される無線電力の検出を可能にするように第１の無線電力受電回路３４ａの動作周波数範囲を調整するステップ１７０をさらに含み得る。

上記の装置および手順は、以下のいずれかまたはすべてなどの様々な潜在的な利益団体の利益のために無線電力送電の試験を可能にする。
・無線電力送電装置の開発者、製造業者、または供給業者、
・無線電力伝送の分野におけるエンティティの試験またはコンプライアンス
・消費者製品の安全性の分野における事業体の試験またはコンプライアンス。

さらなる一実施形態では、試験装置は、２つの異なる規格用の測定装置を電磁場の重なり合う領域と組み合わせる。これは、例えば、Ｑｉ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍ）用の試験システムと試験システムを組み合わせてＮＦＣ（Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｆｏｒｕｍ）パラメータを測定することである。これにより、システムは１つの規格の装置として機能し、異なる規格に関連する信号を（同時に）測定することができるため、１つのツールで共存試験を組み合わせることができる。したがって、干渉検出は、両方の規格に対して第１の装置の性能をチェックすることを可能にする。より具体的には、それは同時にこれを行うことができる。これには、必要な試験装置の削減、規格２への影響の測定また同時に規格１への適合性の確認など、いくつかの利点がある。また、規格１用の試験装置は、装置Ａを強制的に「最悪の」状況に陥らせて、従来のツールや方法論にある可能性がある典型的な設定と比較して、さまざまな状況下での影響を分析することができる。

本願発明の例示的な実装は、無線電力受電装置が装置を試験（または、装置の適合性をチェックするために必要とされる異なる状況に装置を強制することさえも）している間に、それが、また、異なる無線通信受信機の実行をエミュレートすることによって、これらの動作条件が無線通信受信機に与える影響を測定することもできるように、無線電力受電装置の機能が無線通信受信機と組み合わされるものである。本願発明を、その実施形態を参照して詳細に説明した。しかしながら、当業者には容易に理解されるように、添付の特許請求の範囲によって定義された他の実施形態も本願発明の範囲内で同様に可能である。

Claims (16)

1. 外部無線電力送電装置（２０）から誘導電力を受電するように構成された第１の無線電力受電回路（３４ａ）を有する試験装置（３０）を備える無線電力伝送の試験に使用するための試験システム（９０）であって、
   該試験システムはさらに、
   第１の動作周波数範囲を採用する無線電力規格と、第１の動作周波数範囲とは異なる第２の動作周波数範囲を採用する無線通信規格との両方による、前記第１の無線電力受電回路（３４ａ）において前記外部無線電力送電装置（２０）から送電された無線電力の検出を可能にするために前記第１の無線電力受電回路（３４ａ）の動作周波数範囲を調整するための調整回路（３７）と、
   測定データをホスト装置（４０）に提供するために、前記第１の無線電力受電回路（３４ａ）に動作可能に結合されたインタフェース（３５）を有し、
   該ホスト装置（４０）は、前記第２の動作周波数範囲を採用する前記無線通信規格の特性に関する基準データを格納した電子メモリ（４４）に動作可能に結合された処理手段（４２）を備え、前記処理手段（４２）は、前記インタフェース（３５）から前記第２の動作周波数範囲に関連する測定データを受信し、
   外部装置（１０）に設けられて前記第２の動作周波数範囲を採用する前記無線通信規格にしたがって、通信するように構成された通信受信回路（１５）が、前記外部無線電力送電装置（２０）に作動的に近接して配置されると、前記第２の動作周波数範囲に関連する前記測定データと前記基準データとの間の比較に基づいて、前記外部無線電力送電装置（２０）から送電される前記誘導電力によって悪影響を受けるか否かを判定するように構成される、試験システム。
2. 外部無線電力送電装置（２０）から誘導電力を受電するように構成された第１の無線電力受電回路（３４ａ）を有する試験装置（３０）を備える無線電力伝送の試験に使用するための試験システム（９０）であって、
   該試験システムはさらに、
   第２の動作周波数範囲を採用する無線通信規格にしたがって、第２の動作周波数範囲で誘導電力を受電するように構成された第２の無線電力受電回路（３４ｂ）を備え、
   ここで、前記第１の無線電力受電回路（３４ａ）は、無線電力規格にしたがい第１の動作周波数範囲で誘導電力を受電するように構成され、
   前記第２の動作周波数範囲は前記第１の動作周波数範囲とはことなり、測定データをホスト装置（４０）に提供するために、第１および第２の無線電力受電回路（３４ａ、３４ｂ）に動作可能に結合されたインタフェース（３５）を有し、該ホスト装置（４０）は、前記第２の動作周波数範囲を採用する前記無線通信規格の特性に関する基準データを格納した電子メモリ（４４）に動作可能に結合された処理手段（４２）を備え、前記処理手段（４２）は、前記インタフェース（３５）から前記第２の動作周波数範囲に関連する測定データを受信し、
   外部装置（１０）に設けられて前記第２の動作周波数範囲を採用する前記無線通信規格にしたがって、通信するように構成された通信受信回路（１５）が、前記外部無線電力送電装置（２０）に作動的に近接して配置されると、前記第２の動作周波数範囲に関連する前記測定データと前記基準データとの間の比較に基づいて、前記外部無線電力送電装置（２０）から送電される前記誘導電力によって悪影響を受けるか否かを判定するように構成される、試験システム。
3. 前記測定データは、第１および第２の無線電力受電回路（３４ａ、３４ｂ）のそれぞれにおいて、受電された誘導電圧と関連付けられる、請求項１又は２に記載の試験システム（９０）。
4. 前記基準データは、前記通信受信回路（１５）を損傷する危険なしに既知の外部装置内の通信受信回路（１５）によって受電されることが許容される所定の最大誘導電圧に関する情報を含む、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の試験システム（９０）。
5. 特定の外部装置（１０）に設けられ、前記第２の動作周波数範囲を採用する前記無線通信規格にしたがって通信するように構成された前記通信受信回路（１５）は、前記外部無線電力送電装置（２０）に作動的に近接して配置された場合、前記外部無線電力送電装置（２０）から送電される前記誘導電力による悪影響を受ける、との決定が、前記誘導電力が前記特定の外部装置の所定の最大誘導電圧より高いときに、なされる、請求項３に従属する請求項４に記載の試験システム（９０）。
6. 前記ホスト装置（４０）は、前記処理手段（４２）によって得られた試験結果を通信または提示するためのレポート手段（４３）をさらに備える、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の試験システム（９０）。
7. 前記第１の無線電力受電回路（３４ａ）または第２の無線電力受電回路（３４ｂ）がコイルを備える、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の試験システム（９０）。
8. 前記第２の無線電力受電回路（３４ｂ）がアンテナを備える、請求項２に従属する請求項３ないし７のいずれか１項に記載の試験システム（９０）。
9. 前記調整回路（３７）が、無線電力伝送のための動作共振周波数を調整させるための第１の受動回路網と、通信信号のための検出共振周波数の調整のための第２の受動回路網とを備える、請求項１に従属する請求項３ないし７のいずれか１項に記載の試験システム（９０）。
10. 前記第１の受動回路網が第１のコンデンサであり、前記第２の受動回路網が第２のコンデンサであり、
    前記基準データは、前記第１のコンデンサ（Ｃ１）および前記第２のコンデンサ（Ｃ２）のそれぞれの静電容量値に関する情報をさらに含む、請求項９に記載の試験システム（９０）。
11. 前記試験装置（３０）が、前記少なくとも第１の無線受電機回路（３４ａ）が設けられたハウジング（５０）を備え、該ハウジング（５０）が、無線送電コイル（２４）を有する前記外部無線電力送電装置（２０）の表面上に配置するように適合した底面を有する下部ハウジング（５１）、および、上部ハウジング部分（５２）を有する、請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の試験システム（９０）。
12. 外部無線電力送電装置（２０）から誘導電力を受電するように構成された第１の無線電力受電回路（３４ａ）を備える、無線電力伝送の試験に使用するための試験装置（３０）であって、該試験装置は、
    第１の動作周波数範囲を採用する無線電力規格と、第１の動作周波数範囲とは異なる第２の動作周波数範囲を採用する無線通信規格との両方による第１の無線電力受電回路（３４ａ）における前記外部無線電力送電装置（２０）から送電された無線電力の検出を可能にするために前記第１の無線電力受電回路（３４ａ）の動作周波数範囲を調整するための調整回路（３７）と、
    測定データをホスト装置（４０）に提供するために、前記第１の無線電力受電回路（３４ａ）に動作可能に結合されるインターフェース（３５）を備える、試験装置（３０）。
13. 外部無線電力送電装置（２０）から誘導電力を受電するように構成された第１の無線電力受電回路（３４ａ）を備える、無線電力伝送の試験に使用するための試験装置（３０）であって、該試験装置は、
    第２の動作周波数範囲を採用する無線通信規格にしたがって、第２の動作周波数範囲で誘導電力を受電するように構成された、第２の無線電力受電回路をさらに備え、
    ここで、前記第１の無線電力受電回路（３４ａ）は、無線電力規格にしたがい第１の動作周波数範囲で誘導電力を受電するように構成され、前記第２の動作周波数範囲は前記第１の動作周波数範囲とは異なり、
    測定データをホスト装置（４０）に提供するために、前記第１および第２の無線電力受電回路（３４ａ、３４ｂ）に動作可能に結合されるインターフェース（３５）を備える、試験装置（３０）。
14. 無線電力送電コイル（２４）を有する外部無線電力送電装置（２０）からの無線電力伝送を試験する方法であって、
    請求項１に記載の試験システムを提供する（１１０）ステップと、前記試験システム（９０）の前記試験装置（３０）を前記外部無線電力送電装置（２０）に、その上に、またはその近くに配置する（１２０）ステップと、
    前記インタフェース（３５）を前記ホスト装置（４０）に接続する（１３０）ステップと、
    前記処理手段（４２）によって、前記第１の無線電力受電回路（３４ａ）から生じる測定データを受信する（１４０）ステップと、
    前記第２の動作周波数範囲を採用する前記無線通信規格の特性に関する基準データにアクセスする（１５０）ステップと、
    前記処理手段（４２）により、外部装置（１０）に設けられ、前記外部無線電力送電装置（２０）に対して動作的に近接した状態にあるときに、第２の動作周波数範囲を採用する無線通信規格にしたがって通信するように構成された通信受信回路（１５）が、前記第２の動作周波数範囲に関連する前記測定データと前記基準データとの間の比較に基づいて、前記外部無線電力送電装置（２０）から送電される前記誘導電力によって悪影響を受けるか否かを判定する（１６０）ステップと、
    を含む方法。
15. 前記調整回路によって、第１の動作周波数範囲を採用する無線電力規格と、前記第１の動作周波数範囲とは異なる第２の動作周波数範囲を採用する無線通信規格との両方にしたがって、前記第１の無線電力受電回路（３４ａ）内の前記外部無線電力送電装置（２０）から送電された無線電力の検出を可能にするために前記第１の無線電力受電回路の動作周波数範囲を調整するステップをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
16. 無線電力送電コイル（２４）を有する外部無線電力送電装置（２０）からの無線電力伝送を試験する方法であって、
    請求項２に記載の試験システムを提供する（１１０）ステップと、前記試験システム（９０）の前記試験装置（３０）を前記外部無線電力送電装置（２０）に、その上に、またはその近くに配置する（１２０）ステップと、
    前記インタフェース（３５）を前記ホスト装置（４０）に接続する（１３０）ステップと、
    前記処理手段（４２）によって、第２の無線電力受電装置（３４ｂ）から生じる測定データを受信する（１４０）ステップと、
    前記第２の動作周波数範囲を採用する前記無線通信規格の特性に関する基準データにアクセスする（１５０）ステップと、
    前記処理手段（４２）により、外部装置（１０）に設けられ、前記外部無線電力送電装置（２０）に対して動作的に近接した状態にあるときに、第２の動作周波数範囲を採用する無線通信規格にしたがって通信するように構成された通信受信回路（１５）が、前記第２の動作周波数範囲に関連する前記測定データと前記基準データとの間の比較に基づいて、前記外部無線電力送電装置（２０）から送電される前記誘導電力によって悪影響を受けるか否かを判定する（１６０）ステップと、を含む方法。

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