JP7481777B2 - マルチコイルワイヤレス充電装置の表面からのデバイス除去の検出 - Google Patents
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Description
[0001]この出願は、2020年7月22日に米国特許庁に出願された非仮特許出願第16/936,361号、2019年7月23日に米国特許庁に出願された仮特許出願第62/877,831号、2020年5月1日に米国特許庁に出願された仮特許出願第63/019,241号、2020年5月1日に米国特許庁に出願された仮特許出願第63/019,245号、および2020年5月1日に米国特許庁に出願された仮特許出願第63/019,248号の優先権と利益を主張するものである。これらの出願のすべての内容は、以下に完全に記載されているかのように、すべての適用可能な目的のために参照により本明細書に組み込まれる。
[0036]本開示の特定の態様は、ワイヤレス充電装置および技術に適用可能なシステム、装置、および方法に関する。充電セルは、1以上の誘導コイルで構成されて、充電装置に充電面を提供し、この充電面によって充電装置は1以上の充電可能なデバイスをワイヤレスで充電することができる。充電されるデバイスの位置は、充電面上の既知の位置を中心とする物理的特性の変化にデバイスの位置を関連付ける感知技術によって検出することができる。位置の検知は、容量性、抵抗性、誘導性、接触、圧力、負荷、歪み、および/または別の適切なタイプの検知を使用して実装することができる。
[0039]本明細書に開示される特定の態様によれば、充電装置には、充電セルを用いた充電面を設けることができ、ここでは複数の充電セルが充電面に隣接して配置されている。一例では、充電セルは、ハニカムパッケージ構成に従って、充電面の1以上の層に配置される。充電セルは、それぞれがコイルに隣接する充電面に実質的に直交する軸に沿って磁場を誘導することができる1以上のコイルを使用して実装することができる。本明細書において、充電セルは、1以上のコイルを有する要素であって、各コイルが、充電セル内の他のコイルが生成した電磁場に対して加算的であって共通軸に沿ってまたは近接して向けられる電磁場を生成するように構成された要素を意図する。
[0046]図5は、充電装置ベースステーションに提供され得るワイヤレス伝送機500を示す。コントローラ502は、調整回路508によってフィルタリングまたは他の方法で処理されたフィードバック信号を受信することができる。コントローラは、コンデンサ512およびインダクタ514を含む共振回路506に交流を供給するドライバ回路504の動作を制御することができる。共振回路506は本明細書ではタンク回路、LCタンク回路、またはLCタンクとも呼ばれ、共振回路506のLCノード510で測定される電圧516は、タンク電圧とも呼ばれる。
(式1)
表1
表1では、Qファクタは次のように計算できる。
(式2)
ここで、Nは励起から振幅が0.5V0を下回るまでのサイクル数である。
[0053]本明細書に開示される特定の態様によれば、1以上の充電セル内の伝送コイルを選択的にアクティブ化させて、互換性のあるデバイスを充電するための最適な電磁場を提供することができる。いくつかの例では、伝送コイルが充電セルに割り当てられており、一部の充電セルが他の充電セルと重なる場合がある。後者の場合、最適な充電構成を充電セルレベルで選択することができる。他の例では、充電セルは、充電面上の充電されるデバイスの配置に基づいて定義され得る。これらの他の例では、各充電イベントでアクティブ化されるコイルの組み合わせは変化してもよい。いくつかの実装例では、充電装置は、充電イベント中に1以上のセルおよび/または1以上の事前定義された充電セルを選択してアクティブ化できるドライバ回路を含み得る。
[0058]ここで図11を参照すると、本開示の特定の態様に従って提供されるマルチコイルワイヤレス充電システム1100は、充電の進行中に受電デバイス1106の除去を確実に検出するように構成することができる。受電デバイスの任意のおよび/または予期しない除去は、接近するデバイス1108の検出効率の潜在的な損失に加えて、他の受電デバイス1108にダメージを与える可能性がある。マルチコイルワイヤレス充電システム1100は、複数の伝送コイル11041~1104nを含む充電面1102を提供する。図示の例では、受電デバイス1106が、n番目の伝送コイル(伝送コイル1104n)から充電磁束を受けている間に取り外される。
(式3)
ここで、LTxは伝送コイルの自己インダクタンスを表し、kは結合係数を表す。結合が減少すると、結合係数が減少し、漏れインダクタンスが増加するため、伝送機の漏れインダクタンスに蓄積される無効エネルギーが増加する。漏れインダクタンスに蓄積されたエネルギーは電力伝送には寄与せず、漏れインダクタンスにエネルギーが蓄積されるとLCノードの電圧が上昇する。
[0093]本開示の特定の態様によれば、受電デバイスの存在、位置、および/または向きを、例えば、静電容量、抵抗、インダクタンス、接触、圧力、温度、負荷、歪み、および/または別の適切なタイプのセンシングの差または変化を検出することを含む位置感知技術を使用して特定することができる。この位置検出は、充電される物体またはデバイスの存在または位置を特定するために使用することができる。位置検出を使用して、充電面からの電力伝送中に受電デバイスが取り去られたことを検出することもできる。
[0104]図27は、バッテリをワイヤレスで充電することを可能にする充電装置または受電デバイスに組み込むことができる装置2700のハードウェア実装例を示す。いくつかの例では、装置2700は、本明細書に開示される1以上の機能を実行することができる。本開示の様々な態様によれば、本明細書に開示されるような要素、要素の任意の部分、または要素の任意の組み合わせは、処理回路2702を使用して実施することができる。処理回路2702は、ハードウェアおよびソフトウェアモジュールの何らかの組み合わせによって制御される1以上のプロセッサ2704を含むことができる。プロセッサ2704の例には、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、SoC、ASIC、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、プログラマブルロジックデバイス(PLD)、ステートマシン、シーケンサ、ゲートロジック、ディスクリートハードウェア回路、および本開示を通して説明される様々な機能を実行するように構成された他の適切なハードウェアが含まれる。1以上のプロセッサ2704は、特定の機能を実行し、ソフトウェアモジュール2716の1つによって構成、増強、または制御され得る特殊なプロセッサを含み得る。1以上のプロセッサ2704は、初期化中にロードされたソフトウェアモジュール2716の組み合わせによって構成されてもよく、さらに、動作中に1以上のソフトウェアモジュール2716をロードまたはアンロードすることによって構成されてもよい。
Claims (6)
- 充電装置の動作方法において、
充電構成にしたがって受電デバイスに電力を転送するステップであって、前記充電構成にしたがって共振回路に充電電流を供給することを含み、前記充電構成は、前記受電デバイスが前記充電装置の充電面における第1の位置に置かれた後に生成されるものである電力を転送するステップと、
前記受電デバイスに電力を転送している間に、前記共振回路内の電圧レベルまたは電流レベルの変化または変化率を検出するステップと、
前記電圧レベルまたは電流レベルの変化または変化率を検出した後に、前記充電電流を一定期間停止させることにより、測定スロットを開始するステップと、
前記測定スロットの間に、前記受電デバイスが前記第1の位置から離れて移動したかどうかを判断するステップと、
前記受電デバイスが前記第1の位置にある場合に、前記共振回路への充電電流を再開することによって、前記充電構成にしたがって前記受電デバイスへ電力を転送することを再開するステップと、
前記受電デバイスが前記第1の位置から離れて移動したと判断した後に、前記受電デバイスへの電力の転送を中止するステップと、を含むことを特徴とする方法。 - 請求項1に記載の方法において、前記受電デバイスが前記第1の位置から離れて移動したかどうかを判断するステップが、
前記測定スロットを開始した後に、パッシブpingまたはデジタルpingの手順を実行するステップを含むことを特徴とする方法。 - 請求項1に記載の方法において、前記受電デバイスが前記第1の位置から離れて移動したかどうかを判断するステップが、
前記共振回路のQファクタが基準Qファクタに対して変化したかどうかを判断するステップを含むことを特徴とする方法。 - 請求項1に記載の方法において、前記受電デバイスが前記第1の位置から離れて移動したかどうかを判断するステップが、
前記共振回路内の電圧レベルまたは電流レベルの段階的変化が、閾値を超えていることを判断するステップを含むことを特徴とする方法。 - 命令が保存されている非一時的なプロセッサ可読記憶媒体において、
充電装置の充電回路における少なくとも1つのプロセッサによって前記命令が実行された時に、前記充電回路が、
充電構成にしたがって前記充電回路から受電デバイスに電力を転送することであって、前記受電デバイスが前記充電装置の充電面における第1の位置に置かれた時に、共振回路に充電電流を供給することを含む電力を転送することと、
前記受電デバイスに電力を転送している間に、前記共振回路に関する電圧レベルまたは電流レベルの変化または変化率を検出することと、
前記電圧レベルまたは電流レベルの変化または変化率を検出した後に、前記充電電流を一定期間停止させることにより、測定スロットを開始することと、
前記測定スロットを開始した後に、パッシブpingまたはデジタルpingの手順を実行することと、
前記測定スロットの間に得られた測定値を使用して測定した前記共振回路のQファクタの変化に基づいて、前記受電デバイスが前記充電面から取り去られたかどうかを判断することと、
前記受電デバイスが前記充電面上にあることを前記共振回路のQファクタが示すときに、前記共振回路への充電電流を再開することによって、前記充電構成にしたがって前記充電回路から前記受電デバイスへ電力を転送することを再開することと、
前記受電デバイスが前記第1の位置から移動させられたと判断した後に、前記充電回路から前記受電デバイスへの電力の転送を中止することと、を行うことを特徴とする非一時的なプロセッサ可読記憶媒体。 - 命令が保存されている非一時的なプロセッサ可読記憶媒体において、
充電装置の充電回路における少なくとも1つのプロセッサによって前記命令が実行された時に、前記充電回路が、
充電構成にしたがって前記充電回路から受電デバイスに電力を転送することであって、前記受電デバイスが前記充電装置の充電面における第1の位置に置かれた時に、共振回路に充電電流を供給することを含む電力を転送することと、
前記受電デバイスに電力を転送している間に、前記共振回路に関する電圧レベルまたは電流レベルの変化または変化率を検出することと、
前記電圧レベルまたは電流レベルの変化または変化率を検出した後に、前記充電回路からの前記充電電流を一定期間停止させることにより、測定スロットを開始することと、
前記測定スロットを開始した後に、前記共振回路に関する電圧または電流の変化または変化率を検出することと、
前記共振回路に関する電圧または電流の段階的変化が閾値を超えている場合に、前記受電デバイスが前記充電面から移動させられたと判断することと、を行うことを特徴とする非一時的なプロセッサ可読記憶媒体。
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