MX2014013399A

MX2014013399A - Transferencia inalambrica de energia inductiva.

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Publication number: MX2014013399A
Application number: MX2014013399A
Authority: MX
Inventors: Andries Van Wageningen; Neil Francis Joye; Wilhelmus Gerardus Maria Ettes
Original assignee: Koninkl Philips Nv
Priority date: 2013-08-07
Filing date: 2014-08-06
Publication date: 2015-05-29
Also published as: ES2664407T3; ES2664407T5; JP5872745B2; PL2875586T5; EP2875586B2; BR112014029281A2; RU2015107465A; JP2015536633A; BR112014029281B1; EP2875586B1; RU2649907C2; CN104584448A; US9479013B2; EP2875586A1; US20160181818A1; WO2015018868A1; PL2875586T3; ZA201408382B; CN104584448B; MX346430B

Abstract

Un sistema de transferencia inalámbrica de energía incluye un receptor de energía (105) y un transmisor de energía (101) que genera una señal de transferencia inalámbrica de energía inductiva para alimentar el receptor de energía (105) durante una fase de transferencia de energía. Un aparato, a menudo el transmisor de energía (101) comprende una primera unidad de comunicación (305) que se comunica con una segunda unidad de comunicación de una entidad usando una señal de comunicación electromagnética. La entidad puede ser convencionalmente el receptor de energía (105). El aparato comprende un procesador de referencia (307) para medir y almacenar un valor de referencia de una característica de la señal de comunicación y una unidad de medición (309), que determina de manera repetitiva durante la fase de transferencia de energía un valor de medido de la característica. Un comparador (311) compara los valores medidos con el valor de referencia y un iniciador (313) activa un proceso de detección de entidad si la comparación indica que un valor medido y el valor de referencia no cumplen un criterio de similitud. El proceso de detección de entidad detecta una presencia de otra entidad.

Description

TRANSFERENCIA INALAMBRICA DE ENERGIA INDUCTIVA CAMPO DE LA INVENCION La invención se refiere a transferencia de energía inductiva y en particular, pero no exclusivamente, a un sistema de transferencia de energía inductiva compatible con el estándar de transferencia inalámbrica de energía Qi.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION Distintos sistemas requieren un cableado y/o contactos eléctricos a fin de alimentar energía eléctrica a dispositivos. La omisión de estos alambres y contactos proporciona una experiencia mejorada al usuario. De manera convencional, esto se ha logrado usando baterías colocadas en los dispositivos pero este enfoque tiene una variedad de desventajas incluyendo peso extra, volumen y la necesidad de reemplazar o recargar frecuentemente las baterías. Recientemente, el enfoque de utilizar transferencia inalámbrica de energía inductiva ha recibido un aumento de interés.

Parte de éste aumento de interés es debido al número y variedad de dispositivos portátiles y móviles que se han expandido en la última década. Por ejemplo, el uso de teléfonos móviles, tabletas, reproductores de medios, etcétera, ha llegado a ser ubicuo. Estos dispositivos se alimentan en general por baterías internas y el escenario de Ref.:252123 uso convencional a menudo requiere la recarga de baterías o alimentación alambrada directa del dispositivo desde una fuente de alimentación externa .

Como se mencionó, los dispositivos actuales requieren un cableado y/o contactos electricos explícitos que se van a alimentar desde una fuente de alimentación externa . Sin embargo, esto tiende a ser impráctico y requiere que el usuario inserte físicamente los conectores o de otro modo establezca un contacto eléctrico físico. También tiende a ser inconveniente al usuario al introducir extensiones de alambre. Convencionalmente, los requerimientos de energía también difieren de manera significativa, y la mayoría de los dispositivos actualmente se proporcionan con su propia fuente de alimentación dedicada dando por resultado que un usuario convencional tenga un gran número de fuentes de alimentación diferentes con cada fuente de alimentación que se dedica a un dispositivo específico . Aunque, las baterías internas pueden impedir la necesidad de una conexión alambrada a una fuente de alimentación externa, éste enfoque solo proporciona una solución parcial puesto que las baterías se necesitarán recargar (o reemplazar lo que costoso) . El uso de baterías también puede añadir sustancialmente peso y potencialmente el tamaño y costo de los dispositivos .

A fin de proporcionar una experiencia significativamente mej orada al usuario, se ha propuesto el uso de una fuente de alimentación inalámbrica en donde la energía se transfiere de manera inductiva desde una bobina transmisora en un dispositivo transmisor de energía a una bobina receptora en los dispositivos individuales.

La transmisión de energía mediante inducción magnética es un concepto bien conocido, aplicado principalmente en transformadores que tienen un acoplamiento fuerte entre la bobina transmisora primaria y la bobina receptora secundaria. Al separar la bobina transmisora primaria y la bobina receptora secundaria entre dos dispositivos, la transferencia de energía inalámbrica entre los dispositivos llega a ser posible con base en el principio de un transformador débilmente acoplado.

Este arreglo permite una transferencia inalámbrica de energía al dispositivo sin requerir ningún alambre o conexiones eléctricas físicas. En realidad, se puede permitir de forma simple que un dispositivo se coloque adyacente a, o en la parte superior de, la bobina transmisora a fin de que se recargue o se alimente de forma externa. Por ejemplo, los dispositivos transmisores de energía se pueden ordenar con una superficie horizontal en la cual un dispositivo simplemente se puede colocar a fin de que se alimente.

Además, estos arreglos de transferencia inalámbrica de energía se pueden diseñar de manera ventajosa de tal manera que el dispositivo transmisor de energía se pueda usar con una gama de dispositivos receptores de energía. En particular, un estándar de transferencia inalámbrica de energía conocido como el estándar Qi se ha definido y actualmente se está desarrollado de manera adicional. Este estándar permite que los dispositivos transmisores de energía que cumplen el estándar Qi se utilicen con dispositivos receptores de energía que también cumplen el estándar Qi sin que estos tengan que ser del mismo fabricante o que tengan que ser dedicados el uno al otro. El estándar Qi incluye además alguna funcionalidad para permitir que la operación se adapte al dispositivo receptor de energía específico (por ejemplo dependiente del consumo de energía específico).

El estándar Qi se desarrolla por el Consorcio de Electricidad Inalámbrica y se puede encontrar más información por ejemplo en su sitio web: http://www.wirelesspowerconsortium.com/ index.html, donde, en particular se pueden encontrar los documentos de estándares definidos.

A fin de soportar la interconexión y la interoperabilidad de los transmisores de energía y los receptores de energía, es preferible que estos dispositivos puedan comunicarse el uno con el otro, es decir, es deseable si se soporta la comunicación entre el transmisor de energía y el receptor de energía, y de manera preferente si se soporta la comunicación en ambas direcciones.

El estándar Qi soporta la comunicación del receptor de energía al transmisor de energía permitiendo por lo tanto que el receptor de energía proporcione información que puede permitir que el transmisor de energía se adapte al receptor de energía específico. En el estándar actual, se ha definido un enlace de comunicación unidireccional del receptor de energía al transmisor de energía y el enfoque se basa en la filosofía del receptor de energía que es el elemento controlador. Para preparar y controlar la transferencia de energía entre el transmisor de energía y el receptor de energía, el receptor de energía comunica específicamente información al transmisor de energía.

La comunicación unidireccional se logra por el receptor de energía que realiza la modulación de carga en donde se varía una carga aplicada a la bobina receptora secundaria por el receptor de energía para proporcionar una modulación de la señal de energía. Los cambios resultantes en las características eléctricas (por ejemplo, variaciones en la demanda de corriente) se puede detectar y decodificar (demodular) por el transmisor de energía. En este enfoque, la señal de transferencia de energía se utiliza de manera esencial como una portadora que se modula por el receptor de energía, es decir, al modular una carga en bobina receptora de energía al, por ejemplo conectar y desconectar una impedancia que se conecta a la bobina receptora de energía.

Sin embargo, una limitación del sistema Qi es que no se soporta la comunicación del transmisor de energía al receptor de energía. A fin de abordar esto, se han propuesto diversos enfoques de comunicación. Por ejemplo, se ha propuesto comunicar datos del transmisor de energía al receptor de energía al modular la señal de transferencia de energía con una señal adecuada que representa los datos que se van a transmitir. Por ejemplo, pequeñas variaciones de frecuencia que representan los datos se pueden superponer en la señal de transferencia de energía.

En general, la comunicación entre el receptor de energía y el transmisor de energía se enfrenta con múltiples desafíos y dificultades. En particular, existe convencionalmente un conflicto entre los requerimientos y las características para la señal de energía en la transferencia de energía y los requerimientos y las preferencias para la comunicación. Convencionalmente, el sistema requiere interacción cercana entre la transferencia de energía y las funciones de comunicación. Por ejemplo, el sistema se diseña con base en el concepto de solo una señal que se acopla de manera inductiva entre el transmisor y el receptor de energía, es decir, la señal de energía misma. Sin embargo, el uso de la señal de energía misma no solo para la realización de una transferencia de energía, sino que también para portar información da por resultado dificultades debido a las características de operación variables.

Como un ejemplo específico, el uso un enfoque de modulación de carga en donde el receptor de energía comunica datos al modular la carga de la señal de energía (tal como en el sistema Qi) requiere que la carga normal sea relativamente constante. Sin embargo, esto no se puede garantizar en diversas aplicaciones.

Por ejemplo, si la transferencia inalámbrica de energía se va a utilizar para alimentar un aparato accionado por motor (tal como un mezclador), la corriente del motor tiende a ser bastante muy errática y discontinua. En realidad, cuando el aparato accionado por motor demanda corriente, la amplitud de la corriente se relaciona fuertemente con la carga del motor. Si la carga del motor es cambiante, también es cambiante la corriente de motor. Esto da por resultado que la amplitud de la corriente en el transmisor también cambie con la carga. Esta variación de carga interferirá con la modulación de carga, dando por resultado comunicación imperfecta. En realidad, en la práctica es convencionalmente muy difícil detectar la modulación de carga para cargas que incluyen un motor como parte de la carga. Por lo tanto, en estos escenarios, es relativamente alto el número de errores de comunicación o la comunicación puede utilizar una muy alta energía por símbolo de datos, reduciendo por lo tanto muy sustancialmente la velocidad de datos posible.

A fin de abordar los problemas con la modulación de carga, se ha propuesto utilizar un enlace de comunicación separado e independiente del receptor energía con el transmisor de energía. Este enlace de comunicación independiente puede proporcionar una ruta de datos del receptor de energía al transmisor de energía que es sustancialmente independiente de la operación de transferencia de energía y de las variaciones dinámicas. También se puede proporcionar un mayor ancho de banda y a menudo una comunicación más robusta.

Sin embargo, también existen desventajas asociadas con el uso de un enlace de comunicación independiente. Por ejemplo, el uso de canales de comunicación separados puede dar por resultado interferencia entre las operaciones de diferentes transferencias de energía que puede dar por resultado una situación potencialmente peligrosa con altos niveles de energía. Por ejemplo, las operaciones de control pueden interferir la una con la otra, por ejemplo por los datos de control del receptor de energía de una operación de transferencia de energía que se está utilizando para controlar la transferencia de energía a otro receptor de energía cercano. La separación entre las señales de comunicación y de transferencia de energía puede dar por resultado una operación segura con menor falla y menos robusta.

Otro problema potencial con la transferencia inalámbrica de energía es que la energía se puede transferir de manera no intencional a por ejemplo, objetos metálicos no destinados. Por ejemplo, si se coloca un objeto ajeno, tal como por ejemplo, una moneda, llave, anillo, etcétera, sobre la plataforma transmisora de energía arreglada para recibir un receptor de energía, el flujo magnético generado por la bobina transmisora introducirá corrientes de Foucault en los objetos metálicos lo que provocará que los objetos se calienten. El aumento de calor puede ser muy significativo y en realidad puede dar por resultado un riesgo de dolor y daño a los humanos que posteriormente recojan los objetos.

Los experimentos ha mostrado que objetos metálicos colocados en la superficie de un transmisor de energía pueden alcanzar una alta temperatura no deseada (mayor de 60°C) en temperaturas ambientales normales (20°C) incluso para disipación de energía en el objeto que es tan bajo como 500 mW. A modo de comparación, la quemadura de piel provocada por el contacto con objetos calientes comienza en temperaturas de alrededor de 65°C. Los experimentos han indicado que una absorción de energía de 500 mW o más en objetos ajenos convencionales eleva su temperatura a un nivel inaceptable.

A fin de impedir estos escenarios, se ha propuesto introducir la detección de objetos ajenos donde el transmisor de energía puede detectar la presencia de un objeto ajeno y reducir la energía de transmisión. Por ejemplo, el sistema de Qi incluye una funcionalidad para detectar un objeto ajeno, y para reducir la energía si se detecta un objeto ajeno.

La disipación de energía en un objeto ajeno se puede estimar de la diferencia entre la energía transmitida y recibida. A fin de impedir que se disipe demasiada energía en un objeto ajeno, el transmisor puede finalizar la transferencia de energía si la pérdida excede un umbral.

En el estándar Qi de corriente el enfoque preferido es determinar la pérdida de energía a través de la interfaz entre el transmisor de energía y el receptor de energía a fin de determinar cualquier pérdida en objetos ajenos. Para este propósito, el receptor de energía estima la cantidad de energía que entra en su superficie de interfaz - es decir la energía recibida. A fin de generar la estimación, el receptor de energía mide la cantidad de energía proporcionada a la carga, y suma una estimación de las pérdidas en los componentes-bobina, capacitor resonante, rectificador, etcétera, así como pérdidas en elementos conductores del dispositivo, tal como en partes metálicas que no están expuestas al usuario. El receptor de energía comunica la estimación de energía recibida determinada al transmisor de energía en intervalos regulares.

El transmisor de energía estima la cantidad de energía extraída de la señal de energía - es decir la energía transmitida. El transmisor de energía entonces puede calcular la diferencia entre la energía transmitida y la energía recibida, y si la diferencia excede un nivel dado, el transmisor de energía puede determinar que ha ocurrido una situación donde se puede disipar una energía inaceptable en un objeto ajeno. Por ejemplo, un objeto ajeno se puede colocar en o cerca del transmisor de energía dando por resultado que éste se calienta debido a la señal de energía. Si la pérdida de energía excede un umbral dado, el transmisor de energía finaliza la transferencia de energía a fin de impedir que el objeto se caliente demasiado. Se pueden encontrar más detalles en el estándar Qi, descripción del sistema de energía inalámbrica.

Cuando se realiza esta detección de pérdida de energía, es importante que se determine la pérdida de energía con suficiente precisión para asegurar que se detecta la presencia de un objeto ajeno. Primeramente, se debe asegurar que se detecta un objeto ajeno que absorbe energía significativa del campo magnético.A fin de asegurar esto, cualquier error en la estimación de la pérdida de energía calculada de la energía transmitida y recibida debe ser menos que el nivel aceptable para absorción de energía en un objeto ajeno. De manera similar, a fin de evitar detecciones falsas, la precisión del cálculo de pérdida de energía debe ser suficientemente preciso para no dar por resultado valores de pérdida de energía estimados que son muy altos cuando no está presente ningún objeto.

Es sustancialmente más difícil determinar las estimaciones de energía recibida y transmitida de manera suficientemente precisa en niveles de energía más altos que para niveles de energía más bajos. Por ejemplo, asumiendo que una incertidumbre de las estimaciones de la energía transmitida y recibida es ± 3% , esto puede conducir a un error de - ± 150mW en 5W de energía transmitida y recibida, y - ± 1.5W en 50W de energía transmitida y recibida.

Por lo tanto, mientras que puede ser aceptable ésta precisión para una operación de baja transferencia de energía no es aceptable para una operación de alta transferencia de energía.

Convencionalmente, se requiere que el transmisor de energía deba ser capaz de detectar el consumo de energía de objetos ajenos de solo 350 mW o incluso menores. Esto requiere estimación muy precisa de la energía recibida y la energía transmitida. Esto es particularmente difícil en altos niveles de energía, y frecuentemente es difícil que los receptores de energía generen estimaciones que sean suficientemente precisas. Sin embargo, si el receptor de energía sobreestima la energía recibida, esto puede dar por resultado que el consumo de energía por objetos ajenos no se detecte. En cambio, si el receptor de energía subestima la energía recibida, esto puede conducir a falsas detecciones donde el transmisor de energía finaliza la transferencia de energía a pesar de que no hay objetos ajenos presentes.

Por lo tanto, los enfoques actuales para detección de objetos ajenos y comunicación pueden ser subóptimos y pueden tener algunas desventajas asociadas.

En consecuencia, sería ventajoso un sistema de transferencia de energía y en particular, sería ventajoso un sistema que permita soporte mejorado de comunicación, fiabilidad incrementada, flexibilidad incrementada, implementación facilitada, sensibilidad reducida a variaciones de cargas, seguridad mejorada, detección mejorada de objetos ajenos, y/o rendimiento mejorado.

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION En consecuencia, la invención busca de manera preferente mitigar, simplificar o eliminar una o más de las desventajas mencionadas anteriormente de forma separada o en cualquier combinación.

De acuerdo a un aspecto de la invención se proporciona un aparato para un sistema de transferencia inalámbrica de energía que incluye un transmisor de energía y un receptor de energía, el transmisor de energía que se arregla para generar una señal de transferencia inalámbrica de energía inductiva para alimentar al receptor de energía durante una fase de transferencia de energía, el aparato que comprende: una primera unidad de comunicación para comunicarse con una segunda unidad de comunicación de una primera entidad usando una señal de comunicación electromagnética, la primera entidad que es una del receptor de energía y el transmisor de energía; un procesador de referencia para medir y almacenar un valor de referencia de una característica de la señal de comunicación; una unidad de medición para determinar de manera repetida un valor medido de la característica de la señal de comunicación durante la fase de transferencia de energía; un comparador para comparar los valores medidos con el calor de referencia; y un iniciador para activar un proceso de detección de entidad si la comparación indica que un valor medido y el valor de referencia no cumplen un criterio de similitud, y el proceso de detección de identidad que se ajusta para detectar una presencia de una entidad diferente de la primera entidad.

La invención puede proporcionar comunicación mejorada y/o operación mejorada, más confiable o incluso potencialmente más segura en diversos sistemas de transferencia de energía.

El enfoque puede utilizar específicamente en diversos escenarios la existencia de un canal de comunicación separado de la señal de transferencia de energía para detectar la posibilidad de otras entidades que estén presentes las cuales pueden afectar de manera negativa o se pueden afectar de manera negativa por la transferencia de energía.

Como un ejemplo específico, el enfoque puede proporcionar un enfoque para detectar una presencia posible de otras unidades de comunicación que puede dar por resultado un conflicto o interferencia entre los datos para las diferentes operaciones de transferencia de energía. Por ejemplo, para un transmisor de energía, el enfoque puede permitir una detección posible de la presencia de un receptor de energía diferente del que se está alimentado por el transmisor de energía. La presencia de este receptor de energía puede dar por resultado que los datos se reciban por el transmisor de energía, y por lo cual se piense que se ha transmitido del receptor de energía alimentado, en realidad se ha originado de un receptor de energía que no es parte de la transferencia de energía. Esto puede dar por resultado una operación no intencionada de transferencia de energía.

Como otro ejemplo, el enfoque puede permitir una forma de detectar de manera potencial la posibilidad de un objeto ajeno, tal como un elemento conductor, que está presente. La señal de transferencia de energía puede por resultado corrientes que se inducen en este elemento dando por resultado disipación de energía excesiva y dando por resultado el calentamiento del objeto ajeno.

El enfoque puede detectar de manera específica variaciones no esperadas en la señal de comunicación que pueden ser potencialmente debidas a un objeto ajeno u otro transmisor de energía/receptor de energía que se introduce al medio de transferencia de energía. El sistema puede en consecuencia inicializar un proceso de detección de entidad que busca determinar si están presentes o no en realidad otras entidades no destinadas. La evaluación de los cambios en la característica de la señal de comunicación durante la transferencia de energía puede proporcionar una indicación de un riesgo potencial que se ha introducido una entidad no destinada al medio. Sin embargo, al usar ésta detección para activar un proceso de detección de entidad que puede, por ejemplo detectar otras unidades de comunicación u objetos ajenos, se puede lograr una detección sustancialmente más confiable en diversas modalidades dando por resultado por lo tanto rendimiento mejorado. El proceso de detección de entidad se puede, por ejemplo realizar durante condiciones de prueba específicas o durante el uso de los enfoques y algoritmos que no son adecuados para el uso continuo durante la fase de transferencia de energía.

La señal electromagnética de comunicación puede ser, por ejemplo cualquier señal que se intercambie entre la primera unidad de comunicación y la segunda unidad de comunicación, y puede ser de manera específica una señal RF generada por ya sea la primera unidad de comunicación o la segunda unidad de comunicación, y modulada por la ya sea la primera unidad de comunicación o la segunda unidad de comunicación. Por ejemplo, la señal de comunicación puede ser una señal portadora generada por la primera unidad de comunicación, y modulada por la primera unidad de comunicación (por ejemplo, por modulación en amplitud, en frecuencia o en fase) o la segunda unidad de comunicación (por ejemplo, por modulación de carga). En algunas modalidades, la señal de comunicación se puede generar por la segunda unidad de comunicación, y por ejemplo, modular por la segunda unidad de comunicación (por ejemplo, modulación en amplitud, frecuencia o fase).

En diversas modalidades, la señal de comunicación puede ser una señal transmitida por una antena de la primera o segunda unidad de comunicación y/o una señal recibida por una antena de la primera o segunda unidad de comunicación.

El valor de referencia y el valor medido pueden representar la misma propiedad de la señal de comunicación, tal como por ejemplo que sea una indicación de una intensidad de señal de la misma. La característica de la señal de comunicación puede ser cualquier característica que se puede afectar por la presencia de otra entidad.

Si el proceso de detección de entidad indica la presencia de una entidad diferente de la primera entidad, el aparato puede proceder en su caso dependiendo de las preferencias específicas y requisitos específicos de la modalidad individual. En diversas modalidades, el aparato puede inhibir la transferencia de energía en respuesta a esta detección, por ejemplo al finalizar la fase de transferencia de energía, sin entrar (o continuar) una transferencia de energía (fase), o al limitar la energía de la señal de transferencia de energía durante la fase de transferencia de energía.

Si el aparato es un transmisor de energía, la primera entidad puede ser un receptor de energía. Si el aparato es un receptor de energía, la primera entidad puede ser un transmisor de energía.

De acuerdo con una característica opcional de la invención, el aparato comprende además un detector arreglado para realizar el proceso de detección de entidad, y en donde el proceso de detección de entidad comprende una detección de una tercera unidad de comunicación.

El proceso de detección de entidad puede ser una detección de unidades de comunicación disponibles para la comunicación con la primera unidad de comunicación. De manera específica, el proceso de detección de entidad puede detectar que los candidatos potenciales de comunicación estén disponibles para la primera unidad de comunicación. El proceso de detección de entidad puede detectar específicamente si el único candidato posible de comunicación disponible para la primera unidad de comunicación es la segunda unidad de comunicación. Si existen más unidades de comunicación (es decir, al menos una tercera) disponibles para comunicación, la detección de esta unidad de comunicación (tercera) por el proceso de detección de entidad puede dar por resultado que se inhiba la transferencia de energía.

El enfoque puede reducir el riesgo de que la primera unidad de comunicación se comunique con otros grupos no destinados. Por lo tanto, se puede incrementar la fiabilidad de que la comunicación por la primera unidad de comunicación es en realidad con el transmisor o receptor de energía correspondiente involucrado en la transferencia de energía.

El proceso de detección de entidad puede comprender específicamente una resolución de comunicación o una detección de colisión.

De acuerdo con una característica opcional de la invención, el procesador de referencia se ajusta para medir y almacenar el valor de referencia durante una inicialización de la fase de transferencia de energía.

Esto puede proporcionar un rendimiento mejorado en diversas modalidades, y puede permitir en particular un valor de referencia más preciso o adecuado que se va a determinar. En diversas modalidades, la inicialización pueden comprender un proceso de detección de entidad, y la determinación del valor de referencia se puede realizar después del proceso de detección de entidad y antes de la fase de transferencia de energía. El valor de referencia solo se puede almacenar si el proceso de detección de entidad indica que no está presente alguna otra entidad de la que comprende la segunda unidad de comunicación.

En algunas modalidades en donde se determina el valor de referencia durante la inicialización de la fase de transferencia de energía, el procesador de referencia se puede ajustar para medir el valor de referencia durante un intervalo de tiempo en el cual el transmisor de energía genera una señal de transferencia de energía. Esto puede permitir que el valor de referencia refleje el impacto de la presencia de una señal de transferencia de energía en la señal, y por lo tanto puede corresponder de manera más cercana a las condiciones de medición durante la fase de transferencia de energía.

Por lo tanto, en algunas modalidades, el aparato se puede ajustar para medir y almacenar el valor de referencia antes de la fase de transferencia de energía.

En algunas modalidades, el procesador de referencia se puede ajustar para medir y almacenar el valor de referencia durante la fase de transferencia de energía.

De acuerdo con una característica opcional de la invención, el aparato comprende además un detector que es un detector de candidatos de comunicación ajustado para detectar un número de unidades candidatas de comunicación que se pueden comunicar con la primera unidad de comunicación, y el procesador de referencia se ajusta para almacenar el valor de referencia solo si el número de unidades candidatas de comunicación es igual a uno.

Esto puede proporcionar fiabilidad mejorada de operación en diversas modalidades, y puede incrementar específicamente en diversos escenarios la probabilidad de que el valor de referencia refleje un escenario en donde solo está presente un transmisor y un receptor de energía.

De acuerdo con una característica opcional de la invención, la primera unidad de comunicación se ajusta para comunicarse con la segunda unidad de comunicación usando comunicación de corto alcance, la comunicación de corto alcance que tiene un intervalo que no excede 30 cm.

Esto puede proporcionar operación mejorada en diversas modalidades.

El sistema puede combinar el uso de transferencia de energía inductiva de corto alcance con un sistema de comunicación de corto alcance en tanto que impide o mitiga la interferencia entre estas, permitiendo por lo tanto que se logre operación confiable. Los inventores han notado que al usar un enlace de comunicación separado puede introducir riesgos que la presencia de más de un receptor de energía o transmisor de energía puede dar por resultado efectos indeseados, y que estos efectos se pueden mitigar al usar enlaces de comunicación con intervalo comparables a el intervalo de la transferencia de energía inductiva.

El enfoque puede proporcionar por lo tanto ventajas al tener alcances muy cortos de tanto la transferencia de energía y la comunicación mientras que al mismo tiempo supera las desventajas tanto de la transferencia de energía y la comunicación que son de corto alcance.

El enfoque puede permitir de manera específica una operación más confiable y puede reducir el riesgo de interferencia entre las operaciones de múltiples entidades de transferencia de energía (receptores o transmisores) y las transferencias de energía las cuales pueden ser próximas la una a la otra. El enfoque puede permitir también una comunicación sustancialmente mejorada, que incluye comunicación bidireccional, comunicación de mayor velocidad de datos y/o una comunicación más confiable.

El intervalo de comunicación se puede medir en algunas modalidades en una dirección dada, y específicamente en la dirección de un plano en el cual se forma una bobina plana transmisora de energía para irradiar la señal de transferencia de energía.

De acuerdo con una característica opcional de la invención, la comunicación de corto alcance es una comunicación de campo cercano (NFC, por sus siglas en inglés) .

Esto puede permitir un rendimiento y características ventajosas.

El enfoque puede reducir el costo y proporcionar una comunicación que es particularmente adecuada para transferencias de energía puesto que se puede lograr una velocidad de datos suficientemente alta en tanto que se restringe la comunicación a intervalos muy cortos, asegurando convencionalmente que solo puede estar presente otra entidad de comunicación dentro del intervalo dado.

El NFC es particularmente adecuado para la detección de entidad y en realidad, el proceso de detección de entidad puede incluir detección de colisión por NFC o enfoques de resolución.

De acuerdo con una característica opcional de la invención, la señal de transferencia de energía tiene una energía periódicamente variable, y la unidad de medición se ajusta para sincronizar las determinaciones de los valores medidos para intervalos de tiempos en los cuales la energía de la señal de transferencia de energía está por bajo debajo de un umbral.

Esto puede permitir la operación mejorada y específicamente puede permitir una detección más confiable del potencial de entidades no destinadas que están presentes. Específicamente, puede reducir en diversas modalidades el impacto de la señal de transferencia de energía en los valores medidos permitiendo por lo tanto determinación más precisa y, específicamente una determinación más cercana que corresponde a la determinación del valor de referencia.

De acuerdo con una característica opcional de la invención, la primera unidad de comunicación se ajusta para generar la señal de comunicación y la característica refleja una carga de la señal de comunicación.

Esto puede proporcionar operación particularmente confiable y parámetros adecuados para detectar la presencia potencial de otras entidades. El enfoque puede ser particularmente adecuado para escenarios en donde la primera unidad de comunicación genere la señal de comunicación, tal como escenarios en donde la primera unidad de comunicación es un iniciador NFC y la segunda unidad de comunicación es un objetivo pasivo NFC.

De acuerdo con una característica opcional de la invención, la señal de comunicación no se genera por la primera unidad de comunicación, y el valor de referencia indica una intensidad de señal de la señal de comunicación.

Esto puede proporcionar operación particularmente confiable y parámetros adecuados para detectar la presencia potencial de otras entidades.

De acuerdo con una característica opcional de la invención, el aparato comprende además un limitador de energía para limitar un nivel de energía de la señal de transferencia de energía en respuesta a al menos una de la detección de la presencia de la entidad diferente de la segunda entidad y la detección de que la comparación indica que el valor medido y el valor de referencia no cumplen con el criterio de similitud.

Esto puede permitir la operación mejorada del sistema de transferencia de energía en diversas modalidades.

De acuerdo con una característica opcional de la invención, el aparato es el transmisor de energía y la segunda entidad es el receptor de energía.

De acuerdo con una característica opcional de la invención, el aparato es el receptor de energía y la segunda entidad es el transmisor de energía.

De acuerdo con una característica opcional de la invención, el aparato comprende una antena de comunicación para comunicarse con la segunda unidad de comunicación, y los valores medidos indican al menos uno de un voltaje, corriente y fase de una señal de antena de la antena de comunicación.

Esto puede proporcionar en diversas modalidades parámetros particularmente ventajosos para detectar la presencia potencial de una entidad no destinada.

De acuerdo con una característica opcional de la invención, el aparato comprende una antena de comunicación para comunicarse con la segunda unidad de comunicación, y los valores medidos indican al menos uno de una impedancia y una inductancia de la antena de comunicación.

De acuerdo con una característica opcional de la invención, el aparato comprende una antena de comunicación para comunicarse con la segunda unidad de comunicación y una terminal de entrada para acoplar la primera unidad de comunicación con la antena de comunicación; y los valores medidos indican una propiedad de una interfaz entre la primera unidad de comunicación y la terminal de entrada.

Esto puede proporcionar parámetros particularmente ventajosos para detectar la presencia potencial de una entidad no destinada en diversas modalidades. La interferencia entre la primera unidad de comunicación y la terminal de entrada puede ser específicamente una interfaz entre un circuito integrado (tal como un circuito integrado NFC) y un circuito de componentes discretos que acoplan el circuito integrado con la antena de comunicación.

De acuerdo con una característica opcional de la invención, la propiedad es al menos una de: una impedancia de la terminal de entrada; al menos una de un voltaje, corriente y fase de una señal en una entrada receptora de la primera unidad de comunicación; y al menos una de un voltaje, corriente y fase de una señal en una salida de transmisión de la primera unidad de comunicación.

Esto puede proporcionar parámetros particularmente ventajosos para detectar la presencia potencial de una entidad no destinada en diversas modalidades.

De acuerdo con una característica opcional de la invención, la señal de transferencia de energía se proporciona en un período de tiempo de señal de transferencia de energía repetitivo, el período de tiempo de señal de transferencia de energía que comprende además un intervalo de tiempo reducido de energía; y en donde la primera unidad de comunicación se ajusta para sincronizar la comunicación al período de tiempo de señal de transferencia de energía de tal manera que se restringe la comunicación de corto alcance a los intervalos de tiempo de energía reducida.

Esto puede permitir comunicación mejorada y en particular puede permitir un impacto sustancialmente reducido de la señal de transferencia de energía en la señal de comunicación permitiendo por lo tanto interferencia reducida y por lo tanto una comunicación más confiable.

La invención puede permitir esta comunicación mejorada mientras que al mismo tiempo proporciona robustez, protección y/o mitigación contra, por ejemplo operación no provocada por la presencia de otros candidatos potenciales de comunicación.

De acuerdo a un aspecto de la invención, se proporciona un método de operación para un sistema de transferencia inalámbrica de energía que incluye un transmisor de energía y un receptor de energía, el transmisor de energía que se ajusta para generar una señal de transferencia inalámbrica de energía inductiva para alimentar el receptor de energía durante una fase de transferencia de energía, el método que comprende: una primera unidad de comunicación que se comunica con una segunda unidad de comunicación de una primera entidad usando una señal electromagnética de comunicación, la primera entidad que es uno del receptor de energía y el transmisor de energía; medir y almacenar un valor de referencia de una característica de la señal de comunicación; de manera repetitiva durante la fase de transferencia de energía determinando un valor medido de la característica de la señal de comunicación; comparar los valores medidos con el valor de referencia; y activar un proceso de detección de entidad si la comparación indica que un valor medido y el valor de referencia no cumplen un criterio de similitud, el proceso de detección de entidad que se ajusta para detectar una presencia de una entidad diferente de la primera entidad.

Estos y otros aspectos, características y ventajas de la invención serán evidentes a partir y se aclararán con referencia a las modalidades en lo sucesivo.

BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS Se describirán las modalidades de la invención, solamente a manera de ejemplo, con referencia a las Figuras, en las cuales La Figura 1 ilustra un ej emplo de un sistema de transferencia de energía que comprende un transmisor de energía y un receptor de energía de acuerdo con algunas modalidades de la invención; La Figura 2 ilustra un ejemplo de elementos de un transmisor de energía de acuerdo con algunas modalidades de la invención; La Figura 3 ilustra un ejemplo de elementos de un transmisor de energía de acuerdo con algunas modalidades de la invención; La Figura 4 ilustra un ejemplo de elementos de un transmisor de energía de acuerdo con algunas modalidades de la invención; La Figura 5 ilustra un ejemplo de elementos de un receptor de energía de acuerdo con algunas modalidades de la invención; La Figura 6 ilustra un ejemplo de elementos de un transmisor de energía de acuerdo con algunas modalidades de la invención; La Figura 7 ilustra un ej emplo de un posible diagrama de tiempos para operaciones del sistema de transferencia de energía de la Figura 1 ; La Figura 8 ilustra un ej emplo de elementos de un controlador para el transmisor de energía de la Figura 3 ; La Figura 9 ilustra un ejemplo de las señales en un transmisor de energía; Las Figuras 10 y 11 ilustran ejemplos de un circuito transmisor para una bobina de transmisión de un transmisor de energía; y Las Figuras 12 y 13 ilustran ejemplos de períodos de tiempo de una señal de transferencia de energía de un sistema de transferencia de energía.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION La siguiente descripción se enfoca en modalidades de la invención aplicables a un sistema de transferencia de energía Qi pero se apreciará que la invención no se limita a esta aplicación sino que se puede aplicar a muchos otros sistemas de transferencia de energía.

La Figura 1 ilustra un ejemplo de un sistema de transferencia de energía de acuerdo con algunas modalidades de la invención. El sistema de transferencia de energía comprende un transmisor de energía 101 que incluye (o está acoplado a) una bobina/inductor transmisor de transferencia de energía que de aquí en adelante será referido como la bobina transmisora 103. El sistema comprende además un receptor de energía 105 que incluye (o está acoplado a) una bobina/inductor receptor de transferencia de energía que de aquí en adelante será referido como la bobina receptora 107.

El sistema proporciona una transferencia inalámbrica de energía inductiva del transmisor de energía 101 al receptor de energía 105. Específicamente, el transmisor de energía 101 genera una señal de transferencia de energía 105, que se propaga como un flujo magnetico por la bobina transmisora 103. La señal de transferencia de energía puede tener convencionalmente una frecuencia de entre alrededor de 20 kHz a 200 kHz. La bobina transmisora 103 y la bobina receptora 107 están débilmente acopladas, y por lo tanto la bobina receptora capta (al menos parte de) la señal de transferencia de energía del transmisor de energía 101. Por lo tanto, la energía se transfiere del transmisor de energía 101 al receptor de energía 105 mediante un acoplamiento inalámbrico inductivo de la bobina transmisora 103 a la bobina receptora 107. El término señal de transferencia de energía se usa principalmente para referirse a la señal inductiva entre la bobina transmisora 103 y la bobina receptora 107 (señal de flujo magnético), pero se apreciará que por equivalencia también se puede considerar y utilizar como una referencia a la señal eléctrica proporcionada a la bobina transmisora 103, o en realidad a la señal eléctrica de la bobina receptora 107.

En algunas modalidades, la bobina receptora de transferencia de energía puede ser incluso una entidad receptora de transferencia de energía que cuando está expuesta a la señal de transferencia de energía inductiva se caliente debido a las corrientes de Foucault o de manera adicional por pérdidas por histéresis debido al comportamiento ferromagnético. Por ejemplo, la bobina receptora 107 puede ser una placa de hierro para un aparato que se calienta de manera inductiva. Por lo tanto, en algunas modalidades, la bobina receptora 107 puede ser un elemento eléctricamente conductor que se calienta por las corrientes de Foucault inducidas o de manera adicional por pérdidas por histéresis debido al comportamiento ferromagnético. En este ejemplo, la bobina receptora 107 por lo tanto también forma inherentemente la carga.

En lo siguiente, se describirá la operación del transmisor de energía 101 y el receptor de energía 105 se describirá con referencia específica a una modalidad de acuerdo con el estándar Qi (a excepción de las modificaciones y mejoras descritas en la presente (o resultantes)). En particular, el transmisor de energía 101 y el receptor de energía 105 pueden ser sustancialmente compatibles con la versión 1.0 o 1.1 de descripción de Qi (con la excepción de modificaciones y mejoras descritas en la presente (o resultantes)).

Para controlar la transferencia de energía, el sistema puede proceder mediante diferentes fases, en particular, una fase de selección, una fase de verificación, una fase de identificación y configuración, y una fase de transferencia de energía. Se puede encontrar más información en el capítulo 5 de la parte 1 de la descripción de energía inalámbrica Qi.

Inicialmente, el transmisor de energía 101 está en la fase de selección en donde únicamente monitoriza la presencia potencial de un receptor de energía. El transmisor de energía 101 puede utilizar una variedad de métodos para este propósito, por ejemplo, como se describe en la descripción de energía inalámbrica Qi. Si se detecta esta presencia potencial, el transmisor de energía 101 entra en la fase de verificación en donde se genera de manera temporal una señal de transferencia de energía. La señal se conoce como una señal de verificación. El receptor de energía 105 puede aplicar la señal recibida para encender su electrónica. Después de la recepción de la señal de transferencia de energía, el receptor de energía 105 comunica un paquete inicial al transmisor de energía 101. Específicamente, se transmite un paquete de intensidad de señal que indica el grado de acoplamiento entre el transmisor de energía y el receptor de energía. Se puede encontrar más información en el capítulo 6.3.1 de la parte 1 de la descripción de energía inalámbrica Qi. Por lo tanto, en la fase de verificación se determina si está presente un receptor de energía 105 en la interfaz del transmisor de energía 101.

Al recibir el mensaje de intensidad de señal, el transmisor de energía 101 se mueve a la fase de identificación y configuración. En esta fase, el receptor de energía 105 mantiene su carga de salida desconectada y en sistemas Qi convencionales un receptor de energía 105 en esta fase se comunica con el transmisor de energía 101 usando modulación de carga. En estos sistemas, el transmisor de energía proporciona una señal de transferencia de energía de amplitud, frecuencia y fase constantes para este propósito (con la excepción del cambio provocado por la modulación de carga). Los mensajes se utilizan por el transmisor de energía 101 para auto-configurarse conforme a lo solicitado por el receptor de energía 105. Los mensajes del receptor de energía 105 no se comunican de manera continua sino que se comunican en intervalos.

Después de la fase de identificación y configuración, el sistema se mueve a la fase de transferencia de energía donde toma lugar la transferencia de energía real. De manera específica, después de haber comunicado su requerimiento de energía, el receptor de energía 105 conecta la carga de salida y le suministra con la energía recibida. El receptor de energía 105 monitoriza la carga de salida y mide el error de control entre el valor real y el valor deseado de un cierto punto de operación. El receptor de energía comunica estos errores de control al transmisor de energía 101 a una velocidad mínima de, por ejemplo cada 250 ms para indicar estos errores al transmisor de energía 101 así como la necesidad de cambiar, o no cambiar, la señal de transferencia de energía. Por lo tanto, en la fase de transferencia de energía, el receptor de energía 105 también se comunica con el transmisor de energía.

El sistema de transferencia de energía de la Figura 1 por lo tanto utiliza comunicación entre el transmisor de energía 101 y el receptor de energía 105.

De acuerdo con la versión 1.0 y 1.1 de descripción de Qi, se puede implementar un canal de comunicación del receptor de energía al transmisor de energía, como se mencionó anteriormente, usando la señal de la transferencia de energía como una portadora. El receptor de energía modula la carga de la bobina receptora. Esto da por resultado las variaciones en la señal de transferencia de energía en el costado de transmisor de energía. La modulación de carga se puede detectar por un cambio en la amplitud y/o fase de la corriente de bobina transmisora, o de manera alternativa o adicional por un cambio en el voltaje de la bobina transmisora. Con base en este principio, el receptor de energía puede modular los datos los cuales desmodula el transmisor de energía. Estos datos se componen de bytes y paquetes. Se puede encontrar más información en el "System description, Wireless Power Transfer, Volumen I: Low Power, Parte 1: Interface Definition, Versión 1.0 Julio del 2010, publicado por Wireless Power Consortium" disponible mediante http://www.wirelesspowerconsortium.com/downloads/wireless-power-specification-part-1.html, también llamada la descripción de energía inalámbrica Qi, en particular el capítulo 6: Interfaz de comunicaciones.

Se señala que las versiones 1.0 y 1.1 de descripción de energía inalámbrica Qi definen solo la comunicación del el receptor de energía al transmisor de energía, es decir, solo define una comunicación unidireccional.

El sistema de la Figura 1 utiliza un método diferente para la comunicación que aquel descrito en las versiones 1.0 y 1.1 de descripción de energía inalámbrica Qi. Sin embargo, se apreciará que este enfoque diferente para la comunicación se puede utilizando junto con otros enfoques de comunicación, incluyendo el enfoque de comunicación de las versiones 1.0 y 1.1 de descripción inalámbrica Qi. Por ejemplo, para un sistema tipo Qi, el enfoque de comunicación de las versiones 1.0 y 1.1 de descripción de energía inalámbrica Qi se puede utilizar para toda la comunicación que se especifica que se va a realizar por las versiones 1.0 y 1.1 de descripción de energía inalámbrica Qi, pero con comunicación adicional que se soporta por el enfoque diferente descrito en lo siguiente. También, se apreciará que el sistema se puede comunicar en acuerdo con las versiones 1.0 y 1.1 de descripción de energía inalámbrica Qi en algunos intervalos de tiempo pero no en otros. Por ejemplo, se puede utilizar modulación de carga estándar durante la fase de identificación y configuración donde son constantes la señal de transferencia de energía y las cargas externas, pero no durante la fase de transferencia de energía donde este no es el caso.

En el sistema de la Figura 1, la comunicación entre el receptor de energía 105 y el transmisor de energía 101 se mejor con respecto a la comunicación estandarizada de las versiones 1.0 y 1.1 de descripción de energía inalámbrica Qi.

Primeramente, el sistema soporta la comunicación de mensajes del transmisor de energía 101 al receptor de energía 105, y en particular permite que el transmisor de energía 101 transmita datos al receptor de energía 105.

Específicamente, se puede establecer un enlace de comunicación del transmisor de energía 101 al receptor de energía 105 usando un enlace de comunicación dedicado (de aquí en adelante referido como el enlace de comunicación directa). El enlace de comunicación directa es independiente de la señal de transferencia de energía y específicamente no utiliza la señal de transferencia de energía como una portadora que se va a modular por el transmisor de energía 101. El enlace de comunicación directa no se comunica mediante la bobina transmisora 103 o la bobina receptora 107, sino que utiliza antenas de comunicación separadas (por ejemplo, implementadas como bobinas). En algunas modalidades, el enlace de comunicación directa se puede implementar por bobinas (antena) que se acoplan como un transformador débilmente acoplado o puede utilizar en otras modalidades antenas que no están fuertemente acopladas.

Otra diferencia del sistema de la Figura 1 con un sistema Qi convencional es que en lugar de utilizar exclusivamente modulación de carga para las comunicaciones del receptor de energía 105 al transmisor de energía 101, el sistema hace uso de un enlace de comunicación separado (de aquí en adelante referido como el enlace de comunicación inversa) que no utiliza la señal de transferencia de energía, y específicamente no utiliza ni la bobina transmisora 103 ni la bobina receptora 107 para la comunicación sino que utiliza antenas de comunicación separadas (por ejemplo implementadas como bobinas). En algunas modalidades, el enlace de comunicación inversa se puede implementar por bobinas (antena) que se acoplan como un transformador débilmente acoplado o pueden utilizar en otras modalidades antenas que no están fuertemente acopladas.

En particular, el transmisor de energía 101 incluye una primera antena de comunicación 109 y el receptor de energía 105 comprende una segunda antena de comunicación 111 que se utilizan para establecer los enlaces de comunicación RF que no utilizan la señal de transferencia de energía, la bobina transmisora de energía 103 o la bobina receptora de energía 107.

El enlace de comunicación directa por lo tanto proporciona un enlace del transmisor de energía 101 al receptor de energía 105, y el enlace de comunicación inversa por lo tanto proporciona un enlace desde el receptor de energía 105 al transmisor de energía 101. Los enlaces utilizan un enfoque de comunicación que no depende o utiliza la bobina transmisora 103, la bobina receptora 107, o de hecho la señal de transferencia de energía. Más bien, en la mayoría de las modalidades, los enlaces de comunicación directa e inversa son completamente independientes de la señal de transferencia de energía y no se pueden afectar por ningún cambio dinámico en las características de esta. En particular, el enlace de comunicación directa y el enlace de comunicación inversa están desacoplados sustancialmente de las variaciones de carga del receptor de energía 105. En consecuencia, los enlaces de comunicación directa e inversa pueden proporcionar comunicación mejorada entre el transmisor de energía 101 y el receptor de energía 105, y pueden proporcionar en particular una comunicación más confiable en situaciones en donde la carga del receptor de energía 105 es una carga variable.

De hecho, a fin de impedir que la interferencia cambie la comunicación en la señal de transferencia de energía, se puede utilizar un enlace de comunicación que se desacopla físicamente tanto como sea posible del canal de energía. Por ejemplo, una señal RF con una frecuencia que es mucho mayor que aquella de la señal de energía junto con las antenas diseñadas específicamente para esta alta frecuencia proporcionarán un desacoplamiento suficiente entre la señal de energía y los enlaces de comunicación directa e inversa. Las ventajas adicionales de un enlace de comunicación separado (y específicamente del uso de una frecuencia portadora mayor) incluyen que el canal de comunicación puede soportar una mayor velocidad de datos y puede portar información redundante que se puede utilizar para incrementar la confiabilidad (por ejemplo, al usar codificación de corrección de errores).

Sin embargo, el uso de un enlace de comunicación que es independiente de la señal de transferencia también puede tener algunas desventajas. En particular, la comunicación por modulación de carga de la señal de energía tiende inherentemente a asegurar que los datos comunicados sean entre el receptor de energía 105 y el transmisor de energía 101 correctos, es decir, el transmisor de energía 101 puede asumir de manera confiable que los datos recibidos se pueden utilizar para controlar la operación de transferencia de energía. Sin embargo, los inventores han notado que cuando se utiliza un enlace de comunicación inversa separado independiente de la señal de transferencia de energía, existe un riesgo de que los datos transmitidos del receptor de energía 105 no se puedan recibir por el transmisor de energía 101 que suministra energía al receptor de energía 105. También, existe un riesgo de que los datos se puedan recibir por un transmisor de energía diferente, uno que no suministre energía al receptor de energía 105. De manera similar, existe un riesgo de que los datos recibidos por el transmisor de energía 101 puedan no haberse originado del el receptor de energía esperado 105 sino que pueden, por ejemplo originarse de otro receptor de energía.

De la misma manera, existe un riesgo de que los datos transmitidos en el enlace de comunicación directa se puedan recibir por otros receptores de energía o que los datos que se reciben por el receptor de energía 105 sean de un transmisor de energía diferente 101.

El problema puede ser particularmente significativo para situaciones donde se coloca una pluralidad de transmisores de energía dentro de un área limitada y pueden transferir de manera simultánea energía a una pluralidad de receptores de energía.

El problema también puede ser particularmente significativo para transmisores de energía que incluye una pluralidad de bobinas transmisoras y que son capaces de soportar de manera simultáneamente una pluralidad de transferencias de energía.

Por ejemplo, el uso de un enlace de comunicación RF separado para el enlace de comunicación inversa convencionalmente no requiere que el receptor de energía 105 se coloque correctamente para la comunicación que se va a llevar a cabo como sería el caso para modulación de carga de la señal de transferencia de energía. Específicamente, el hecho de que es posible la comunicación exitosa usando el enlace de comunicación inversa separado convencionalmente no garantiza que la bobina receptora 107 se coloque suficientemente cerca a la bobina transmisora 103. Si un receptor de energía controla un transmisor de energía mediante un canal de comunicación, el sistema puede por lo tanto no ser cierto de que la bobina receptora se coloca suficientemente cerca a la bobina transmisora (y por lo tanto puede ser muy débil el acoplamiento entre la bobina receptora y la bobina transmisora). Es posible que el receptor de energía se mantenga solicitando al transmisor de energía para encenderse hasta que la energía proporcionada sea suficientemente alta para que el receptor de energía reciba suficiente energía incluso con el acoplamiento ineficiente actual. Sin embargo, esto puede requerir un campo magnético muy fuerte que se va a inducir y esto puede conducir a exposición no esperada e indeseada del usuario u objetos metálicos al campo magnético generado por el transmisor de energía.

El transmisor de energía y el receptor de energía pueden incluir funcionalidad adicional para verificar y comprobar la posición del receptor de energía, pero esta funcionalidad adicional convencionalmente añadirá complejidad y costos.

Como otro ejemplo, el uso simultáneo de múltiples aparatos con receptores de energía individuales puede conducir a la situación donde un primer receptor de energía acoplado a un primer transmisor de energía interfiere con un segundo receptor de energía acoplado a un segundo transmisor de energía. Los datos de control del primer receptor de energía se pueden captar por el segundo transmisor de energía, y viceversa. Como resultado, el segundo transmisor de energía se puede controlar por los datos de control recibidos del primer receptor de energía en tanto que proporciona energía al segundo receptor de energía (y de manera similar para el primer transmisor de energía). Esto puede dar por resultado que el segundo transmisor de energía se controle para generar un alto campo magnético que no es apropiado para el segundo receptor de energía. Por ejemplo, si el primer receptor de energía detecta que el nivel de la señal de energía se debe incrementar, puede solicitar un aumento de energía. Sin embargo, esta solicitud se puede recibir por el segundo transmisor de energía en lugar del primer transmisor de energía y entonces dará por resultado que el segundo transmisor de energía incremente de energía del transmisor de energía a pesar de que el segundo receptor de energía no requiere mayor energía. En realidad, el primer receptor de energía seguirá detectando que el nivel de la señal de energía es demasiado baja (puesto que este no ha cambiado) y continuará solicitando un aumento de energía. Por lo tanto, el segundo transmisor de energía continuará incrementando el nivel de energía. Este aumento de energía continúo puede conducir a daño, generación excesiva de calor, y en general a situaciones indeseables e incluso potencialmente inseguras para el segundo receptor de energía y los aparatos asociados.

Como un escenario de ejemplo específico para ilustrar el problema, un usuario puede colocar una tetera alimentada de forma inalámbrica en la parte superior de un primer transmisor de energía. El primer transmisor de energía puede detectar que se coloca un objeto en su interfaz de transferencia de energía y puede proporcionar una señal de transferencia de energía con bajo consumo de energía a la tetera a fin de hacer entrar en funcionamiento su electrónica. La tetera entonces envía información mediante el enlace de comunicación inversa RF al transmisor de energía a fin de iniciar y controlar el transmisor de energía para proporcionar energía. Después de algún tiempo, el usuario puede decidir colocar un sartén alimentado de forma inalámbrica en el primer transmisor de energía y en consecuencia el usuario puede mover la tetera caldera a un segundo transmisor de energía cerca del primer transmisor de energía. El segundo transmisor de energía detecta la tetera y lo hará bajo el control de la energía de transferencia de tetera a la tetera. El primer transmisor de energía puede detectar el sartén, pero seguirá recibiendo los datos de control de la tetera. El primer transmisor de energía por lo tanto proporcionará energía al sartén, pero la señal de energía se controlará por la tetera. Esto puede dar por resultado un calentamiento no esperado del sartén y la pérdida de capacidad de que el sartén controle la transferencia de energía. El usuario convencionalmente no estará al tanto de la situación y puede, por ejemplo tocar el sartén el cual puede estar inapropiadamente caliente.

El problema puede ser particularmente relevante a escenarios donde se coloca una pluralidad de transmisores de energía dentro de un área pequeña con transferencia de energía simultánea a una pluralidad de receptores de energía. Además, puede ser particularmente relevante a escenarios donde un transmisor de energía comprende una pluralidad de bobinas transmisoras. Por ejemplo, como ilustra en la Figura 2, un transmisor de energía puede comprender un controlador de energía PCU el cual controla una pluralidad de elementos transmisores TE cada uno que comprende una bobina transmisora. Al mismo tiempo, una unidad de comunicación separada CU puede recibir datos de un enlace de comunicación inversa RF separado. En este escenario, se puede colocar un primer receptor de energía en un primero de los elementos transmisores/bobinas TE. Por ejemplo, un primer aparato se puede colocar en el arreglo de bobinas de transmisión, y puede inicializar una transferencia de energía al primer aparato. El primer aparato puede transmitir datos de control de regreso al transmisor de energía usando el enlace de comunicación inversa RF, y la señal de energía de la primera bobina transmisora TE se puede ajustar de acuerdo. El usuario puede ahora desear cargar un segundo aparato. El usuario puede mover el primer aparato ligeramente a un lado a fin de hacer espacio para el segundo aparato lo que puede dar por resultado que el primer aparato ahora se coloque sobre una bobina transmisora diferente, tal como, por ejemplo sobre una bobina transmisora vecina. Sin embargo, esto no se puede detectar por el sistema y en realidad el enlace de comunicación inversa del primer aparato seguirá funcionando. El primer aparato solicitará incrementar la energía para compensar el acoplamiento débil dando por resultado que se genere de manera potencial un gran campo magnético por la primera bobina transmisora. En realidad, en diversos escenarios, el segundo aparato se puede colocar de manera potencial en la parte superior de la primera bobina transmisora y en consecuencia experimentaría el campo magnético alto sin ninguna posibilidad de reducirlo. Por lo tanto, el control de la transferencia de energía se puede perder de manera efectiva, y de hecho en algunos escenarios la transferencia de energía para un móvil se puede controlar por el otro y viceversa.

El sistema de la Figura 1 puede comprender funcionalidad que puede abordar y reducir el riesgo de que estos escenarios ocurran. Específicamente, el sistema puede detectar si está disponible más de un candidato potencial de comunicación para ya sea el transmisor de energía 101 (o posiblemente el receptor de energía 105). Si es así, existe un riesgo potencial de que el enlace de comunicación esté con una entidad diferente de la esperada, y específicamente, existe un riesgo potencial de que el transmisor de energía 101 pueda comunicarse con un receptor de energía que no es el que se está alimentado por el transmisor de energía 101. El sistema utiliza un enfoque específico para detectar estas situaciones potencialmente riesgosas con el enfoque es particularmente adecuado para la transferencia de energía.

El enfoque se describirá primero para un escenario en donde la funcionalidad se implementa en un transmisor de energía 101. La Figura 3 ilustra elementos del transmisor de energía 101 de la Figura 1 en más detalle para este escenario.

El transmisor de energía 101 comprende una bobina transmisora 103 que se acopla a un conductor 301 que se ajusta para generar la señal de excitación de la bobina transmisora 103, y por lo tanto se ajusta para generar la señal de excitación que se traslada en la señal de transferencia de energía inductiva. El controlador 301 se ajusta para generar una señal de CA con un nivel deseado de energía que se alimenta a la bobina transmisora 103 para generar la señal de transferencia de energía. Se apreciará que el controlador 301 puede comprender funcionalidad adecuada para generar la señal de excitación como será bien conocido por la persona experta en la téenica. Por ejemplo, el controlador 301 puede comprender un inversor para convertir una señal de alimentación de CD en una señal de CA de una frecuencia adecuada (convencionalmente alrededor de 20 200 kHz) para la transferencia de energía. También se apreciará que el controlador 301 puede comprender funcionalidad de control adecuado para operar las diferentes fases del sistema de transferencia de energía. En diversos casos, el controlador 301 puede contener uno o más capacitores a fin de realizar un circuito de resonancia con la bobina de alimentación 103 para una frecuencia seleccionada.

El controlador 301 se acopla a un controlador de transmisor de energía 303 que se ajusta para controlar varios aspectos operacionales del transmisor de energía. Específicamente, el controlador de transmisor de energía 303 puede inicializar varios procedimientos operacionales y controlar en cual modo de operación opera el transmisor de energía 101. Por ejemplo, el controlador de transmisor de energía 303 puede controlar el transmisor de energía 101 para finalizar una fase de transferencia de energía, para operar con energía reducida durante una fase de transferencia de energía, para inicializar la detección de colisión o detección de objetos ajenos, etcétera.

El transmisor de energía 101 comprende además una primera unidad de comunicación 305 que se ajusta para comunicarse con el receptor de energía 105. Específicamente, la primera unidad de comunicación 305 puede comunicar datos al receptor de energía 105 en un enlace de comunicación directa y distribuir datos del receptor de energía 105 en un enlace de comunicación inversa. Los enlaces de comunicación son enlaces de comunicación RF de corto alcance y en consecuencia, el transmisor de energía 101 comprende una antena de comunicación 109 acoplada a la primera unidad de comunicación 305.

El sistema puede soportar la comunicación de mensajes del transmisor de energía 101 al receptor de energía 105, y en particular permite que el transmisor de energía 101 transmita datos al receptor de energía 105. También, la comunicación del receptor de energía 105 al transmisor de energía 101 puede utilizar el enlace de comunicación RF para proporcionar una comunicación mejorada que no se limita por la baja velocidad de datos de comunicación por modulación de carga.

En particular, el sistema de la Figura 1 utiliza un segundo enlace de comunicación que es independiente de la señal de transferencia de energía en el sentido que no involucra ninguna modulación de la señal de transferencia de energía o utiliza la señal de transferencia de energía como una portadora.

El enlace de comunicación es un enlace de comunicación de corto alcance con un alcance de no más de 30 cm. Por lo tanto, la comunicación solo se garantiza hasta una distancia de 30 cm. En algunas modalidades, el intervalo no es más de 20 o incluso 10 cm. De hecho, en diversas modalidades, los alcances de comunicación convencionales pueden estar en las cercanías de unos pocos centímetros.

Aunque se propone que el enlace de comunicación sea completamente independiente del enlace de energía, la señal de energía en la práctica tenderá a interferir con el enlace/señal de comunicación debido la cercanía y a la alta intensidad de señal. Específicamente si se usan bobinas planas para el enlace de comunicación, los voltajes tenderán a inducirse en las bobinas de comunicación debido al acoplamiento de las bobinas de comunicación a las bobinas de la alimentación. Para mitigar esta interferencia, la comunicación puede tomar lugar en intervalos de tiempo en los cuales el nivel de señal de energía se reduce o la señal de energía se apaga como se describirá en más detalle más adelante.

El alcance de comunicación puede ser la distancia máxima entre las antenas que permita comunicación confiable. La comunicación confiable se puede considerar que requiere una velocidad de error que va a estar por debajo de un umbral, tal como, por ejemplo una tasa de error de bit (canal o información) de menos de 10-3.

En el ejemplo específico, la primera unidad de comunicación 305 es una unidad de comunicación NFC y por lo tanto los enlaces de comunicación son enlaces de comunicación NFC. La antena 109 puede ser específicamente una bobina plana NFC.

La primera unidad de comunicación 305 puede por lo tanto intercambiar mensajes de datos con el receptor de energía 105 usando comunicación de corto alcance, y específicamente usando comunicación NFC. El alcance de comunicación se limita a no más de 30 cm y en diversas modalidades a no más de 20 o 10 cm. Los enlaces de comunicación pueden ser a través de distancias de solo unos pocos cm.

El uso de un intervalo de comunicación de corto alcance tal como NFC asegura que aunque se utiliza un enlace de comunicación separado e independiente de la señal de transferencia de energía, existe una relación geométrica garantizada entre el transmisor de energía 101 y el receptor de energía 105, y específicamente se puede asegurar que el transmisor de energía 101 y el receptor de energía 105 estén relativamente cerca el uno al otro.

La primera unidad de comunicación 305 puede transmitir mensajes de datos al receptor de energía 105 sobre el enlace de comunicación NFC o puede recibir mensajes de datos del receptor de energía 105 sobre el enlace de comunicación NFC. Específicamente, la primera unidad de comunicación 305 puede transmitir un mensaje directo al receptor de energía 105 sobre el enlace de comunicación NFC con el receptor de energía 105 que se espera que responda al transmitir un mensaje de respuesta de regreso al transmisor de energía 101 sobre el enlace de comunicación NFC. El mensaje de respuesta puede, por ejemplo, utilizarse para confirmar que el enlace de comunicación inversa es de hecho un enlace con el receptor de energía 105 que participa en la transferencia de energía.

En algunas modalidades, solo uno de los enlaces de comunicación directa e inversa se puede establecer por la comunicación de corto alcance (NFC). Por ejemplo, en algunas modalidades, se puede establecer el enlace de comunicación al receptor de energía 105 usando modulación de la señal de transferencia de energía mientras se establece el enlace de comunicación inversa usando comunicación NFC. Como otro ejemplo, en algunas modalidades, se puede establecer el enlace de comunicación al transmisor de energía 101 usando modulación de carga de la señal de transferencia de energía mientras se establece el enlace de comunicación directa usando comunicación NFC. En estas modalidades, aun se puede establecer una comunicación bidireccional NFC (para cumplir con los requerimientos de NFC) pero se puede establecer los datos relacionados a la transferencia de energía en una dirección.

La primera unidad de comunicación 305 se ajusta en consecuencia para comunicarse con una segunda unidad de comunicación en el receptor de energía 105, es decir, en el ejemplo específico la segunda unidad de comunicación es una unidad de comunicación de corto alcance, y específicamente una unidad de comunicación NFC, que se puede comunicar con la primera unidad de comunicación 305.

La comunicación se realiza usando una señal de comunicación que específicamente puede ser una señal electromagnética RF. La señal de comunicación es en diversas modalidades una señal portadora modulada que se transmite de una antena transmisora a una antena receptora. En el ejemplo, la señal de comunicación es una señal portadora transmitida o recibida por la antena 109. La señal de comunicación puede ser específicamente una señal portadora modulada donde la modulación puede ser por ejemplo una modulación de amplitud, fase, frecuencia o carga.

El transmisor de energía 101 comprende además un procesador de referencia 307 que se ajusta para medir y almacenar un valor de referencia para una característica de la señal de comunicación. Para una señal de comunicación transmitida por la antena 109, la característica puede ser específicamente una carga de la señal de comunicación, y por lo tanto el valor de referencia puede ser un valor que indica una carga (dependiente de) la señal de comunicación. Para una señal de comunicación recibida por la antena 109, la característica puede ser específicamente una intensidad de señal de la señal de comunicación, y por lo tanto el valor de referencia puede ser un valor que indica la intensidad de señal (dependiente de) de la señal de comunicación.

El procesador de referencia 307 se puede ajustar específicamente para medir el valor de referencia en un momento dado cuando se considera muy probable que no existen otras entidades que el receptor de energía 105 que afecte la característica de la señal de comunicación. Por ejemplo, la intensidad de la señal se puede medir en un tiempo cuando se conoce (o altamente probable) que solo la segunda unidad de comunicación está generando una señal RF, o la carga se puede medir cuando se conoce (o altamente probable) que solo la carga de la señal RF es por la segunda unidad de comunicación. Las mediciones pueden por ejemplo realizarse inmediatamente después o como parte de un proceso de detección que busca detectar la presencia de otras entidades que el receptor de energía 105. Por ejemplo, la medición se puede realizar inmediatamente después de una detección/ resolución de colisión NFC.

El procesador de referencia 307 por lo tanto mide y almacena un valor de referencia para la señal de comunicación que se considera/asume que refleja la situación cuando no hay otras entidades presentes en la vecindad de la antena 109. La antena 109 se puede convencionalmente co-localizar de manera sustancial con la bobina transmisora 103 (es decir dentro de 5 cm) y por lo tanto el valor de referencia refleja un escenario en donde no existen otras entidades presentes próximas a la bobina transmisora 103, tal como convencionalmente dentro de una distancia que corresponde al alcance de comunicación de la señal de comunicación (por ejemplo, dentro, es decir, de 10 cm o más). Específicamente, el valor de referencia puede por lo tanto reflejar las características de la señal de comunicación en el momento cuando no existen otras unidades de comunicación complementarias presentes (dentro del alcance de comunicación) que la segunda unidad de comunicación y/o no hay objetos ajenos presentes.

El transmisor de energía 101 comprende además un monitor de 309 ajustado para determinar de manera repetitiva un valor medido para la característica de la señal de comunicación cuando el transmisor de energía está en la fase de transferencia de energía.

La misma característica para la cual se almacena el valor de referencia puede por lo tanto evaluarse de manera repetitiva durante la fase de transferencia de energía. La frecuencia de la generación de un nuevo valor medido puede depender de las preferencias y requerimientos de la modalidad individual. Los valores se pueden por ejemplo generar de manera regular y periódica o se pueden por ejemplo generar en respuesta a acciones o eventos específicos. En diversas modalidades, la duración entre los valores posteriores que se generan no excede 1 segundo, o en diversos escenarios de manera más ventajosa no excede 500 milisegundos o 250 milisegundos.

Se apreciará que los valores medidos y el valor de referencia se pueden determinar por mediciones directas o indirectas. Por lo tanto, en algunas modalidades, los valores pueden representar una propiedad que se mide directamente, y específicamente en los valores pueden ser simplemente los resultados de medición. En otras modalidades, los resultados de medición se pueden procesar para generar el valor de referencia o los valores medidos. Por ejemplo, las mediciones de energía se pueden generar de mediciones de voltajes y corrientes, los valores de intensidad de señal se pueden calcular de voltajes de baja frecuencia medidos (por ejemplo, de detectores de pico o amplitud), los valores de compensación u otras mediciones se pueden calcular en la generación de los valores de referencia de medición o etcétera. También se apreciará que los valores pueden no ser directamente valores de las características, sino que pueden ser valores que dependen de la característica. Por lo tanto, los valores pueden indicar el valor de las características. Por ejemplo, la carga de la señal de comunicación se puede reflejar por una medición de una demanda de corriente por la antena 109, la impedancia de una terminal de entrada para la antena 109 o una composición de fase de corriente/voltaje de la antena 109. Como otro ejemplo, la intensidad de señal de una señal de comunicación recibida se puede reflejar por un voltaje en un capacitor de un detector de picos etcétera. Por lo tanto, los valores de referencia y los valores medidos pueden ser valores de cualquier propiedad que indica un valor de las características de la señal de comunicación.

El transmisor de energía 101 comprende además un comparador 311 que se acopla al procesador de referencia 307 y el monitor 309. Durante la fase de transferencia de energía, el comparador 311 recibe el valor de referencia y los valores medidos. Para cada uno de los valores medidos, el comparador 311 procede a comparar el valor de referencia con valor medido y a evaluar si éstos cumplen con un criterio de similitud.

El criterio de similitud se cumple, si el valor de referencia y el valor medido son suficientemente similares de acuerdo con una comparación de medición dada. El criterio puede ser diferente en diferentes modalidades. En diversas modalidades, el criterio de similitud se cumple si la diferencia (absoluta) entre el valor medido y el valor de referencia está por debajo de un umbral dado. El umbral puede ser un umbral predeterminado, o puede ser un umbral dinámicamente variable, por ejemplo, dependiente de otras propiedades o características.

Los resultados de la comparación de los valores medidos con el valor de referencia se alimentan a un iniciador 313 que se acopla al comparador 311. Específicamente, el iniciador 313 se puede alimentar con una señal que indica si la comparación individual entre un valor medido y el valor de referencia cumple o no el criterio de similitud .

El iniciador 313 está acoplado al controlador de transmisor de energía 303 y puede inicializar/activar el controlador de transmisor de energía 303 para realizar operaciones específicas. En particular, el iniciador 313 puede, depender del resultado de la comparación por el comparador 311, decidir si inicializar o no un proceso de detección de entidad. El proceso de detección de entidad se ajusta para detectar si otras entidades están presentes, tal como objetos ajenos u otros receptores de energía (que comprenden unidades de comunicación de corto alcance), que el receptor de energía 105/un dispositivo que comprende el receptor de energía 105 dentro de un alcance dado del proceso de detección.

El iniciador 313 se ajusta específicamente para activar el proceso de detección de entidad en respuesta a una detección de que la comparación muestra que un valor medido y el valor de referencia no cumplen con el criterio de similitud. Por ejemplo, si el valor actualmente medido excede el valor de referencia por más de una cantidad dada, esto se puede detectar por el comparador 311 y en respuesta, el iniciador 313 puede activar al controlador de transmisor de energía 303 para realizar una detección de entidad.

El valor medido que no cumple el criterio de similitud con respecto al valor de referencia almacenado puede ser una indicación de que se ha ocurrido un cambio en el medio electromagnético. Este cambio puede ser debido a la presencia de otra entidad que no estaba presente durante la medición del valor de referencia. Por lo tanto, la comparación puede indicar que ha entrado una nueva entidad al medio local.

Por ejemplo, si la señal de comunicación se genera por el transmisor de energía 101 y los valores de referencia y medidos indican una carga de la señal de comunicación, se puede provocar un cambio en la carga por la presencia de un objeto ajeno (tal como metal en el cual se inducen corrientes de Foucault) o la presencia de otra unidad de comunicación (tal como un receptor NFC pasivo alimentado por la señal de comunicación). Esto puede dar por resultado escenarios indeseables (por ejemplo sobrecalentamiento del objeto ajeno por el calor resultante de las corrientes inducidas provocadas por la señal de transferencia de energía, o por el cambio de datos de control de transferencia de energía que está con un receptor de energía diferente del receptor de energía involucrado en la transferencia de energía). El transmisor de energía 101 de la Figura en consecuencia puede proceder a realizar una detección de entidad para determinar si está presente esta entidad potencial. Si es así, el transmisor de energía puede, por ejemplo finalizar la transferencia de energía para evitar que se presenten escenarios de transferencia de energía indeseados. Por lo tanto, se puede lograr una operación más segura y más confiable.

De manera similar, en casos donde no se genera la señal de comunicación por la primera unidad de comunicación 305, sino por el receptor de energía 105, se puede monitorizar el nivel de señal recibido. El valor de referencia indica el nivel de señal en el momento donde se asume que no hay otras unidades de comunicación presentes que la del receptor de energía destinado 105. Por lo tanto, los valores de referencia corresponden al nivel de señal recibido de la señal generada por el receptor de energía 105. Sin embargo, si se detecta durante la transferencia de energía, que el nivel de señal medido recibido incrementa sustancialmente, esto puede ser debido a la introducción de una nueva unidad de comunicación que transmite una señal. Por ejemplo, una unidad de comunicación de NFC de otro receptor de energía también puede generar una señal de comunicación NFC. Esto puede dar por resultado un conflicto entre los dos receptores de energía y puede dar por resultado que el transmisor de energía 101 se comunique con el receptor de energía incorrecto. Por lo tanto, el iniciador 313 finaliza la transferencia de energía e inicializa un proceso de detección que determina cuantas unidades de comunicación compatibles están presentes. Por lo tanto, de nuevo, se pueden evitar escenarios potencialmente riesgosos e indeseados .

Una ventaja particular de este enfoque es que la comprobación se puede realizar de manera continua y es por lo tanto particularmente adecuado para la detección de cambios en la situación actual, tal como, por ejemplo, cuando un usuario mueve dispositivos que comprenden receptores de energía.

Se apreciará que el criterio de similitud, además del valor medido y valor de referencia actuales también pueden ser dependientes de otros factores y propiedades, que incluyen sean dependientes de otros valores medidos y como estos, por ejemplo, se relacionan al valor de referencia. Por ejemplo, el criterio de similitud puede requerir que dos valores no consecutivos medidos difieran del valor de referencia por más de una cantidad dada. Si el valor medido actual difiere por más de esta cantidad, el criterio de similitud se puede aun considerar cumplido si el valor medido anteriormente difirió por menos de la cantidad, pero no si el valor medido anterior difirió por más de la cantidad.

Como se mencionó previamente, el proceso de detección de entidad puede ser específicamente un proceso de detección que busca identificar cuantos candidatos potenciales de comunicación existen para la primera unidad de comunicación 305. Por lo tanto, como se ilustró en la Figura 4, el transmisor de energía 101 puede comprender un detector 401 que se ajusta para realizar el proceso de detección de entidad al detectar si (al menos) está presente una tercera unidad de comunicación. El proceso de detección puede por lo tanto detectar si está presente cualquier otro candidato de comunicación. Si es así, es posible que la primera unidad de comunicación 305 pueda recibir o transmitir datos de o al receptor de energía incorrecto y en consecuencia el transmisor de energía 101 puede tenerlo en cuenta para evitar esto durante la transferencia de energía, por ejemplo, al finalizar la transferencia de energía.

El proceso de detección de entidad puede comprender una detección o resolución de colisión de NFC específicamente para una implementación en NFC.

De hecho, la NFC comprende la funcionalidad para detectar el número de otros dispositivos NFC que una unidad de comunicación NFC dada puede ser capaz de comunicarse con, es decir, para determinar el número de otras unidades de comunicación NFC potenciales dentro del alcance de comunicación.

El enfoque exacto utilizado puede depender de la variante específica de la NFC utilizada y si la primera unidad de comunicación 305 está actuando como un iniciador o un objetivo. En la terminología NFC, un iniciador es la unidad de comunicación que inicializa el ajuste de un nuevo enlace de comunicación NFC y un objetivo es una unidad de comunicación que responde a esta inicialización. Los roles del iniciador y el objetivo se mantiene durante la duración de la comunicación, pero pueden variar durante diferentes enlaces de comunicación. Específicamente, diversas unidades de comunicación NFC son capaces de operar tanto como iniciador y objetivo.

La detección de colisión específica también puede depender de si se opera la comunicación en modo activo en donde la unidad de comunicación NFC que está transmitiendo actualmente datos también genera la señal portadora (en este modo ambas unidades de comunicación NFC usan modulación de amplitud de una señal portadora localmente generada) o en modo pasivo en donde solo el iniciador genera una señal portadora que puede ser modulada en amplitud cuando el iniciador está transmitiendo datos y la carga se modula cuando el objetivo está transmitiendo datos.

La actividad de resolución de colisión y la prevención de colisión de RF se pueden realizar con el estándar NFC (referencia por ejemplo, ISO/IEC_18092: Information technology-Telecommunications and Information exchange between systems - Near Field Communication Interface and Protocol (NFCIP-1), Segunda edición, 15 de Marzo del 2013).

Específicamente en el modo pasivo, el proceso de detección de entidad se puede realizar como una actividad de resolución de colisión. Una vez que se ha realizado esta actividad de acuerdo al estándar NFC, el iniciador tiene el conocimiento del número de objetivos y puede comunicarse con estos. Sin embargo, después de haber realizado la actividad de resolución de colisión, el iniciador solo es capaz de detectar objetivos que se comunican usando la misma teenología NFC (es decir NFC-A, NFC-B o NFC-F) como el iniciador. Por lo tanto, un proceso de detección rápida para detectar si están presentes algunos nuevos objetos/objetivos NFC mejorará la seguridad del sistema.

Específicamente, en el modo activo, un iniciador es capaz de comunicarse con solo un objetivo. En este caso, el iniciador y/o el objetivo pueden realizar la evitación de colisión RF de acuerdo al estándar NFC como el proceso de detección de entidad. La evitación de colisión de RF es un proceso en donde el iniciador (o el objetivo) comprueba si se está generando otro campo de RF. No deberá generar su propio campo de RF, siempre que se detecte otro campo de RF. Por lo tanto, se puede detectar el campo de RF de un segundo receptor de energía (o segundo transmisor de energía) que contiene un dispositivo NFC activo, y que no es parte de la transferencia de energía entre un primer transmisor de energía y un primer receptor de energía. Este proceso, sin embargo no detecta dispositivos NFC pasivos. Por lo tanto, un proceso de detección rápida para detectar si están presentes algunos nuevos objetos/dispositivos NFC pasivos mejorará la seguridad del sistema. La técnica de evitación de colisión de RF también es aplicable a dispositivos NFC de modo pasivo.

De esta manera, el detector 401 puede detectar por lo tanto si están presentes o no otras unidades de comunicación que son candidatos potenciales de comunicación para la primera unidad de comunicación 305. Específicamente, se puede detectar si están presentes otras unidades de comunicación NFC con las cuales se puede comunicar de manera potencial la primera unidad de comunicación 305. Si es así, existe un riesgo de que el transmisor de energía 101 pueda transmitir datos que se recibirían por esta otra unidad de comunicación, y esto puede dar por resultado una operación potencialmente errónea. De manera similar, existe el riesgo de que los datos transmitidos de esta otra unidad de comunicación se puedan recibir por la primera unidad de comunicación 305 y se pueda pensar que se originan de la segunda unidad de comunicación, es decir, del receptor de energía 105. Por lo tanto, la operación de la transferencia de energía se puede distorsionar por la presencia de otra unidad de comunicación. Por ejemplo, los mensajes de error de control de energía de otro receptor de energía se puede pensar que son del receptor de energía 105 que se está alimentado, y por lo tanto puede dar por resultado que se ajusten niveles de energía incorrectos para la señal de transferencia de energía.

En consecuencia, si el detector 401 detecta la presencia de otra unidad de comunicación que la segunda unidad de comunicación (es decir, que la del receptor de energía 105), entonces el detector puede indicar esto al controlador de transmisor de energía 303. En respuesta, el controlador de transmisor de energía 303 puede proceder a inhibir la operación de transferencia de energía. Específicamente, el controlador de transmisor de energía 303 puede reducir el nivel de energía a un nivel que se considera intrínsecamente seguro. Por ejemplo, la señal de transferencia de energía se puede ajustar a un valor de energía fijo que se considera que va a ser suficiente para diversas operaciones de transferencia de energía, pero suficientemente bajo que se considera imposible que de por resultado un sobrecalentamiento etcétera. Como otro ejemplo, el controlador transmisor de energía 303 puede proceder en respuesta a la detección de otra unidad de comunicación a terminar la transferencia de energía de manera completa.

El controlador de transmisor de energía 303 puede además generar, una alerta de usuario que puede alertar al usuario permitiendo por lo tanto que el usuario remedie la situación, por ejemplo, al remover un dispositivo cercano que comprende un receptor de energía.

Se apreciará que en algunas modalidades, el transmisor de energía 101 puede proceder a restringir el nivel de energía de la señal de transferencia de energía (por ejemplo, al limitar la energía máxima o al finalizar la transferencia de energía/al salir de la fase de transferencia de energía) cuando se detecta otra entidad (por ejemplo, otra unidad de comunicación), es decir, después de la detección de entidad. Sin embargo, en algunas modalidades, la restricción de energía se puede realizar antes del proceso de detección de entidad, y se puede realizar específicamente cuando el comparador 311 ya haya detectado que no se cumple el criterio de similitud. Dependiendo del resultado del proceso de detección de entidad, el transmisor de energía 101 puede entonces decidir si entrar o no de nuevo a la fase de transferencia de energía.

En algunas modalidades, la detección de entidad puede incluir de manera alternativa o adicional una detección de objeto ajeno. En realidad, en diversos escenarios la presencia de un objeto que pueden no ser (o comprender) una unidad de comunicación aún puede afectar la señal de comunicación. Por ejemplo, si se coloca un elemento conductor, tal como un anillo o llave metálica, cerca de la antena de comunicación (y específicamente, una bobina de comunicación como se usa convencionalmente para, por ejemplo de comunicación NFC), la señal de comunicación puede inducir corrientes en el elemento. Esto puede dar por resultado que la carga de la señal de comunicación generada cambie con respecto al escenario donde no está presente este objeto. El valor de referencia representa el escenario donde no están presentes otros objetos, y la detección de un cambio en los valores medidos con respecto a la señal de referencia se puede provocar por un objeto ajeno que se coloca cerca del transmisor de energía.

En consecuencia, en algunas modalidades, una determinación de que el valor de referencia y el valor medido no cumplen el criterio de similitud puede provocar que el iniciador 315 inicialice una detección de entidad que es (o incluye) una detección de objetos ajenos. La detección de objetos ajenos puede ser específicamente una detección de pérdida de energía parásita (por ejemplo, la detección si la energía extraída de la señal de transferencia de energía excede el consumo de energía estimado del receptor de energía por más de un nivel dado).

Específicamente, el transmisor de energía 101 puede estimar la pérdida de energía parásita (es decir, la diferencia entre la energía proporcionada a la señal de energía por el transmisor de energía 101 y la consumida por el receptor de energía 105). Si esta excede un nivel dado, se considera probable que sea debido a un objeto ajeno que está presente y en consecuencia el transmisor de energía 101 puede proceder a finalizar la transferencia de energía.

En el estándar de transferencia de energía Qi, el receptor de energía estima su energía recibida por ejemplo, al medir el voltaje y la corriente rectificados, multiplicándolos y sumando una estimación de las pérdidas de energía internas en el receptor de energía (por ejemplo, pérdidas del rectificador, la bobina receptora, partes metálicas que forman parte del receptor, etcétera). El receptor de energía reporta la energía recibida determinada al transmisor de energía con una tasa mínima de, por ejemplo cada cuatro segundos.

El transmisor de energía estima su energía transmitida, por ejemplo, al medir la corriente y voltaje de entrada de DC del inversor, multiplicándolos, y corrigiendo el resultado al restar una estimación de las pérdidas de energía internas en el transmisor, tal como, por ejemplo la pérdida de energía estimada en el inversor, la bobina primaria y las partes metálicas que son parte del transmisor de energía.

El transmisor de energía 101 puede estimar la pérdida de energía al restar la energía recibida reportada del transmisor de energía. Si la estimación de pérdida de energía parásita resultante excede un umbral de detección, el transmisor de energía 101 asumirá que se disipa demasiada energía en un objeto ajeno, y entonces se puede proceder a finalizar la transferencia de energía.

Específicamente, la transferencia de energía se finaliza cuando la estimación de pérdida de energía parásita PT-PR es mayor que un umbral, donde PT es la estimación de energía de transmisión y PR es la estimación de energía de recepción.

Las mediciones se pueden sincronizar entre el receptor de energía y el transmisor de energía. A fin de lograr esto, el receptor de energía puede comunicar los parámetros de una ventana de tiempo al transmisor de energía durante la configuración. Esta ventana de tiempo indica el período en el cual el receptor de energía determina el promedio de la energía recibida. La ventana de tiempo se define con respecto a un tiempo de referencia, que es el tiempo cuando el primer bit de un paquete de energía recibido se comunica del receptor de energía al transmisor de energía. Los parámetros de configuración de esta ventana de tiempo consisten de una duración de la ventana y un tiempo de inicio con respecto al tiempo de referencia.

Cuando se realiza la modalidad de detección de objetos ajenos usando esta detección de pérdida de energía, es importante que la pérdida de energía se determine con suficiente precisión para asegurar que se detecta la presencia de un objeto ajeno.

Primeramente, se debe asegurar que se detecta un objeto ajeno que absorbe energía significativa del campo magnético. A fin de asegurar esto, cualquier error en la estimación de la pérdida de energía calculada de la energía transmitida y recibida debe ser menor que el nivel aceptable para absorción de energía en un objeto ajeno. De manera similar, a fin de evitar falsas detecciones, la precisión del cálculo de pérdida de energía debe ser suficientemente preciso para no dar por resultado valores de pérdida de energía estimados que son muy altos cuando ningún objeto ajeno está presente.

Es sustancialmente más difícil determinar las estimaciones de energía transmitida y recibida, de manera suficientemente precisa en niveles de energía mayores que para niveles de energía menores. Por ejemplo, asumiendo que una incertidumbre de las estimaciones de la energía transmitida y recibida es ± 3%, esto puede conducir a un error de ± 150 mW a 5 W de energía transmitida y recibida, y + 1.5 W a 50 W de energía transmitida y recibida.

Por lo tanto, mientras que esta precisión puede ser aceptable para una operación de baja transferencia de energía no es aceptable para una operación de alta transferencia de energía.

Convencionalmente, se requiere que el transmisor de energía pueda ser capaz de detectar el consumo de energía de objetos ajenos de solo 350 mW o incluso menores. Esto requiere estimación muy precisa de la energía recibida y la energía transmitida. Esto es particularmente difícil a altos niveles de energía, y frecuentemente es difícil que los receptores generen estimaciones que son suficientemente precisos. Sin embargo, si el receptor de energía sobreestima la energía recibida, esto puede dar por resultado que no se detecte el consumo de energía por objetos ajenos. Al contrario, si el receptor de energía subestima la energía recibida, esto puede conducir a detecciones falsas donde el transmisor de energía finaliza la transferencia de energía a pesar de que no están presentes objetos ajenos.

En el sistema de la Figura 1, la precisión se puede mejorar por la detección de objetos ajenos realizada por el transmisor de energía 101 que se realiza usando condiciones de prueba específicas. Por ejemplo, en respuesta a la detección del valor medido actual difiere del valor de referencia por más de un umbral dado, el transmisor de energía 101 antes de inicializar la detección de entidad procede a finalizar la transferencia de energía. Puede entonces ordenar al receptor de energía 105 desconectar la carga (si es posible) y ajustar un nivel dado (seguro) de la señal de energía. En algunas modalidades, esto puede reducir la demanda de energía por el receptor de energía 105 a niveles insignificantes y el transmisor de energía 101 simplemente puede medir la demanda de energía y compararla con un umbral. Si la demanda de energía excede el umbral, esto es probable que sea debido a la presencia de un objeto ajeno y el transmisor de energía 101 puede proceder en consecuencia, por ejemplo, al generar una alerta de usuario. Puesto que la detección se puede realizar a baja energía (y por lo tanto para duraciones mayores) y con la carga desconectada, se puede realizar una pérdida de energía parásita/detección de objetos ajenos más precisas.

En algunas modalidades, puede no ser insignificante la demanda de energía debido a la presencia receptor de energía 105. Sin embargo, en diversas modalidades, puede ser posible estimar la demanda de energía durante las condiciones de prueba con una precisión suficiente, por ejemplo con base en el conocimiento anterior o una calibración realizada cuando ningún objeto ajeno está presente (por ejemplo, como se confirme por una entrada de usuario). El análisis de la demanda de energía entonces se puede compensar por la energía que se demanda por el receptor de energía 105, por ejemplo, al reducir el consumo de energía medido al incrementar el umbral de detección.

En algunas modalidades, algunas o todas las funcionalidades descritas pueden estar comprendidas de manera alternativa o adicional en el receptor de energía 105. Un ejemplo de esto se ilustra en la Figura 5 donde bloques funcionales correspondientes están referenciados por los mismos signos de referencia como en la Figura 3 y 1 respectivamente.

En el ejemplo, el receptor de energía 105 comprende un controlador de transferencia de energía 501 que está acoplado a la bobina receptora 107 y el cual recibe la señal de transferencia de energía. El controlador de transferencia de energía 501 está acoplado además a una carga 503 y es capaz de recibir la señal de transferencia de energía y generar una señal de alimentación adecuada para la carga 503. El controlador de transferencia de energía 501 puede comprender por ejemplo un rectificador (de puente completo), circuitería de filtrado, y circuitería de control de voltaje o energía como serán bien conocidos por la persona experta en la téenica. En muchos casos, el receptor de energía contiene uno o más capacitores para realizar un circuito de resonancia con la bobina receptora 107 para una frecuencia elegida.

El controlador de transferencia de energía 501 es capaz además de controlar el receptor de energía 105 y, específicamente, de soportar la operación de función de transferencia que incluye soportar las diferentes fases de una transferencia de energía Qi.

En el ejemplo, el receptor de energía 105 comprende además una segunda unidad de comunicación 505 que corresponde a la primera unidad de comunicación 305 del transmisor de energía 101. Específicamente, la segunda unidad de comunicación 505 puede ser la segunda unidad de comunicación con la que la primera unidad de comunicación 305 se comunica con (sin embargo, se apreciará que los términos primera y segunda son intercambiables, es decir, la unidad de comunicación del receptor de energía 105 se puede denotar como la primera unidad de comunicación y la unidad de comunicación del transmisor de energía se puede denotar como la segunda unidad de comunicación).

Por lo tanto, en el ejemplo, la segunda unidad de comunicación 505 es una unidad de comunicación de corto alcance. Específicamente, la segunda unidad de comunicación 505 puede comunicar datos al transmisor de energía 101 en un enlace de comunicación inversa y recibir datos del transmisor de energía 101 en un enlace de comunicación directa. Los enlaces de comunicación son enlaces de comunicación RF de corto alcance y en consecuencia el receptor de energía 105 también comprende una antena 111 acoplada a la segunda unidad de comunicación 505.

En el ejemplo específico, la segunda unidad de comunicación 505 es una unidad de comunicación NFC y por lo tanto los enlaces de comunicación son enlaces de comunicación NFC. La antena 111 puede ser específicamente una bobina plana NFC.

La segunda unidad de comunicación 505 puede por lo tanto intercambiar mensajes de datos con el transmisor de energía 101 usando comunicación de corto alcance, y específicamente usando comunicación NFC. La segunda unidad de comunicación 505 puede transmitir mensajes de datos al transmisor de energía 101 sobre el enlace de comunicación NFC, o puede recibir mensajes de datos del transmisor de energía 101 sobre el enlace de comunicación NFC. Específicamente, la segunda unidad de comunicación 505 puede transmitir un mensaje al transmisor de energía 101 sobre el enlace de comunicación inversa NFC. El transmisor de energía 101 entonces puede responder a este mensaje al transmitir un mensaje de respuesta de nuevo al transmisor de energía 101 sobre el enlace de comunicación directa en NFC.

Como otro ejemplo, el transmisor de energía 101 puede implementar un iniciador NFC y el receptor de energía 105 puede implementar un objetivo NFC. El iniciador NFC (es decir, el transmisor de energía 101) puede enviar una solicitud en el enlace de comunicación directa NFC y el objetivo NFC (es decir, el receptor de energía 105) puede enviar una respuesta en el enlace de comunicación inversa NFC. Esta respuesta puede ser, o puede incluir, una confirmación de que el enlace de comunicación directa NFC es en realidad un enlace al receptor de energía 105 correcto.

El receptor de energía 105 comprende además un procesador de referencia 307, un monitor 309, un comparador 313 y un iniciador 313 que son equivalentes a aquellos descritos previamente para el transmisor de energía 101.

Por lo tanto, en el ejemplo, el receptor de energía 105 puede medir y almacenar un valor de referencia para la señal de comunicación, tal como convencionalmente una indicación de intensidad de señal de una señal de comunicación de RF no generada por el receptor de energía 105. Los valores medidos durante la transferencia de energía se pueden comparar con este valor de referencia, y si, por ejemplo, se detecta que el nivel de señal medido difiere del nivel de referencia por más de una cantidad dada, es posible que esto sea debido a que está cerca otro transmisor de energía que se comunica usando NFC.

En respuesta a esta detección, el iniciador 313 puede indicarle al controlador de receptor de energía 501 que puede estar próximo un segundo transmisor de energía posible. El controlador de energía 501 puede reducir en consecuencia el nivel de energía de la señal de transferencia de energía al enviar una secuencia de solicitudes de disminución de energía o al finalizar la transferencia de energía. El iniciador 313 puede inicializar además (por ejemplo, mediante el controlador de receptor de energía 501) una detección de entidad que se opera por el detector 401.

En diversas modalidades, la detección de entidad puede ser una resolución o detección de colisión que identifica cuantas unidades de comunicación NFC son candidatos posibles para la comunicación NFC por la segunda unidad de comunicación 505. Si (y solo si) el número resultante es igual a uno, el receptor de energía 105 puede continuar o reanudar la transferencia de energía.

Se apreciará que en algunas modalidades, el enfoque descrito se puede realizar en el transmisor de energía 101, en otras se puede realizar en el receptor de energía, y en aun otras se puede realizar (posiblemente de forma independiente), en ambos del transmisor de energía y receptor de energía.

La siguiente descripción se enfocará para claridad y brevedad en el ejemplo de la funcionalidad que se implementa en (solamente) el transmisor de energía 101. Sin embargo, se apreciará que los comentarios se aplican por analogía de igual forma a las otras modalidades.

Como se mencionó anteriormente, la característica que se utiliza para la comparación puede ser diferente en diferentes modalidades.

En diversas modalidades, el transmisor de energía 101 puede generar la señal de transmisión. En estas modalidades, la característica puede ser una carga de la señal de comunicación. Por ejemplo, cuando se coloca un objeto metálico u otra unidad de comunicación muy cerca a la antena 109, puede incrementar la carga de la señal de comunicación.

Por ejemplo, para la NFC, se utilizan convencionalmente antenas de bobinas planas. Una unidad de comunicación NFC (por ejemplo que operan en modo pasivo) puede extraer energía de la señal generada en un escenario donde las dos bobinas corresponden efectivamente a un transformador débilmente acoplado. Este consumo de potencial adicional se puede detectar. De manera similar, un objeto metálico dentro del campo cercano de la antena 109 puede dar por resultado que se induzcan corrientes de Foucault y por lo tanto una carga incrementada de la señal de comunicación. Se pueden detectar estas cargas cambiadas.

En algunas modalidades, se pueden detectar al menos de un voltaje, corriente y fase de una señal de antena de la antena de comunicación. La presencia de otro objeto en el campo de la antena 109 dará por resultado un cambio en el campo electromagnético que de nuevo dará por resultado un cambio en la corriente, voltaje y/o fase. En algunas modalidades, se pueden detectar estos cambios con respecto a los valores de referencia y utilizar para inicializar una detección de entidad.

Por ejemplo, el monitor 309 y el procesador de referencia 307 pueden medir la amplitud del voltaje a través de la bobina de comunicación y/o la corriente a través de la bobina de la comunicación.

En algunas modalidades, el transmisor de energía 101 se puede ajustar para evaluar los valores de una impedancia y/o una inductancia (equivalente) de la antena de comunicación 109 que puede ser específicamente una bobina. La impedancia y la inductancia son dependientes del medio electromagnético y los cambios en el mismo se pueden en consecuencia detectar de las mediciones de estas propiedades.

En particular, en escenarios en donde la señal de comunicación se genera por el receptor de energía 105, el transmisor de energía 101 puede proceder a medir y evaluar una indicación de la intensidad de señal de la señal recibida.

Específicamente, se puede medir el voltaje o corriente recibidos de la antena 109 y comparar con el valor de referencia previamente medido y almacenado. Si las mediciones exceden el valor de referencia almacenado por más de una cantidad dada, esto puede indicar que se está recibiendo más de una señal NFC por la antena y por lo tanto puede indicar que posiblemente puede estar cerca otro receptor de energía al transmisor de energía 101.

Como se ilustra en la Figura 6, en algunas modalidades, el transmisor de energía 101 puede comprender una terminal de entrada 601 entre la primera unidad de comunicación 305 y la antena 109. La terminal de entrada 601 puede incluir por ejemplo funcionalidades de filtración, igualación de impedancia, y amplificación. Por ejemplo, la primera unidad de comunicación 305 se puede considerar que corresponde a un circuito integrado que implementa una unidad de comunicación NFC y esta unidad puede estar en interfaz con la antena 109 mediante una terminal de entrada que comprende componentes discretos.

En estas modalidades, los valores medidos y el valor de referencia se pueden determinar en la interfaz entre la primera unidad de comunicación 305 y la terminal de entrada 601 en lugar de en la interfaz entre la terminal de entrada 601 y la antena 109. Por lo tanto, los valores medidos pueden indicar una propiedad en la interfaz entre la primera unidad de comunicación 305 y la terminal de entrada 601. Específicamente, la propiedad puede ser una propiedad que indica una carga de una salida de transmisor de la primera unidad de comunicación 305 o una intensidad de señal en una entrada de receptor de la primera unidad de comunicación 305. En particular, se puede utilizar una propiedad de las señales en la salida del transmisor o la salida del receptor.

Como un ejemplo particular, se puede considerar al menos uno de un voltaje, corriente y fase de una señal en la entrada de receptor de la primera unidad de comunicación 305. Por ejemplo, si el voltaje o la corriente medidos difieren de (y en la mayoría de las modalidades excede) el voltaje o corriente de referencia corriente por más de una cantidad dada, se puede inicializar una detección de entidad.

De manera alternativa o adicional, se puede considerar al menos uno de un voltaje, corriente y fase de una señal en la salida de transmisor de la primera unidad de comunicación 305. Como otro ejemplo, se puede utilizar la impedancia de la salida de la terminal de entrada. Como se describió previamente, la impedancia de la antena 109 puede cambiar como una función de los cambios en el medio electromagnético. El cambio en la impedancia de antena reflejará convencionalmente también un cambio en la inpedancia en la entrada de la terminal de entrada 601, y en consecuencia este valor se puede evaluar a fin de detectar cambios.

Se apreciará que en diferentes modalidades, el valor de referencia se puede generar en diferentes momentos.

Sin embargo, en diversas modalidades, el procesador de referencia 307 se puede ajustar de manera ventajosa para medir y almacenar el valor de referencia durante la inicialización de la fase de transferencia de energía. De manera específica, el valor de referencia se puede generar para reflejar la característica en un momento antes del comienzo de la fase de transferencia de energía.

En algunas modalidades, la inicialización puede incluir un proceso de estimación de cuantas otras unidades de comunicación están presentes con las cuales se puede comunicar de manera potencial la primera unidad de comunicación 305. Si el número es igual a uno, el procesador 307 puede proceder a generar el valor de referencia con base a las características actuales. Esto puede asegurar que el valor de referencia refleje un escenario donde solo está presente un receptor de energía.

Específicamente, para una implementación NFC, la inicialización de la fase de transferencia de energía puede incluir una inicialización de la comunicación NFC. Esta inicialización puede incluir de nuevo actividades de comunicación NFC tal como detección de teenología, resolución de colisión y activación de dispositivos. La determinación del valor de referencia en este escenario se puede hacer después de la resolución de colisión.

En la Figura 7 se muestra un ejemplo específico de la temporización posible. Como se ilustra, la actividad de resolución de colisión de NFC se realiza antes de que el transmisor de energía comience a transmitir energía al receptor de energía en la fase de transferencia de energía. En el modo de comunicación pasiva, esta actividad permite que el transmisor de energía si se está comunicando y transmitiendo energía o no a un solo receptor de energía. Por lo tanto, después de la resolución de colisión, el transmisor de energía conoce si están presentes más de un receptor de energía dentro de su alcance de comunicación. Si este es el caso, el transmisor de energía no procederá a la fase de transferencia de energía y no determinará un valor de referencia. Sin embargo, si solo está presente un candidato de comunicación, el transmisor de energía procede a determinar y almacenar el valor de referencia que entonces se utiliza como una referencia durante la fase de transferencia de energía.

Como se muestra en la Figura 7, esta tarea se puede realizar justo después de la que la actividad de resolución de colisión se finaliza y se puede completar de manera ventajosa (en diversos escenarios) antes de que el transmisor de energía empiece a transmitir energía en la fase de transferencia de energía.

Durante la fase de transferencia de energía, la señal de transferencia de energía puede tener un alto nivel de energía y esto puede tener potencialmente un efecto en los valores medidos. Por lo tanto, en diversas modalidades, es ventajoso para las condiciones durante la determinación de los valores medidos que se igualen las condiciones cuando se determinó el valor de referencia. Por lo tanto, es deseable para las condiciones de medición y el medio que sean lo más similar posible para el valor de referencia y las determinaciones de valores de medición.

Esto puede se puede lograr por ejemplo al determinar el valor de referencia antes de la fase de transferencia de energía, pero durante un intervalo de tiempo en el cual se proporciona una señal de transferencia de energía al receptor de energía. Específicamente, cuando se realiza la medición utiliza para generar el valor de referencia, el transmisor de energía puede encender la señal de transferencia de energía con un nivel de energía que corresponde al nivel de energía esperado durante la fase de transferencia de energía.

Este enfoque puede ser particularmente adecuado para escenarios en donde la señal de transferencia de energía tiene un nivel relativamente constante durante la fase de transferencia de energía, con las variaciones en la señal de transferencia de energía que son debidas al control de energía del receptor de energía.

Sin embargo, en otras modalidades, la determinación de los valores medidos se puede realizar específicamente durante intervalos de tiempo donde la fase de transferencia de energía es relativamente baja.

De hecho, en algunas modalidades, la señal de transferencia de energía puede tener una energía periódicamente variable, y el monitor 309 se puede ajustar para sincronizar las determinaciones de los valores medidos con intervalos de tiempo en los cuales la energía de la señal de transferencia de energía está por debajo de un umbral.

Como ejemplo, en algunas modalidades, el transmisor de energía se puede ajustar para generar la señal de transferencia de energía de una señal de transferencia de energía de CD variable.

Un ejemplo de este controlador se ilustra en la Figura 8. La Figura 9 ilustra ejemplos de formas de onda de señal para las señales del controlador 301.

El controlador 301 comprende una fuente de alimentación 801 que genera una señal de alimentación. La fuente de alimentación 801 está específicamente en el ejemplo de un convertidor de CA a CD que recibe una señal de CA y genera una señal de CD con un nivel variable.

En el ejemplo específico, la fuente de alimentación 801 recibe una señal de onda sinusoidal derivada de la red eléctrica con una frecuencia de 50 Hz o 60 Hz (red eléctrica U de la Figura 9). La fuente de alimentación 801 realiza una rectificación de onda completa de la señal de onda sinusoidal. Por lo tanto se genera una señal de alimentación que corresponde a la señal Udc_abs de la Figura 9.

En el ejemplo específico, la fuente de alimentación 801 no incluye ningún capacitor de filtrado y por lo tanto la señal de alimentación corresponde a una señal de onda sinusoidal rectificada de onda completa. Sin embargo, en otras modalidades, la fuente de alimentación 801 puede comprender un capacitor que filtra la señal rectificada generando por lo tanto una señal de alimentación con menos variación de nivel. Sin embargo, en la mayoría de las modalidades, el capacitor puede ser relativamente pequeño dando por resultado una señal de alimentación con un nivel que varía sustancialmente, al menos para algunas cargas. Por ejemplo en muchos escenarios, el rizo puede SER al menos 25% o 50% de la carga completa.

Por lo tanto, se genera una señal de alimentación de CD que tiene un voltaje/amplitud variable. El voltaje/ amplitud variables de debido a las variaciones del nivel de CA y por lo tanto la señal de alimentación de CD es una señal periódica con un período de dos veces la frecuencia de la red eléctrica, es decir, con un período de 10 ms para una señal de entrada de 50 Hz.

La fuente de alimentación 801 se acopla a un generador de señales de transferencia de energía 803 que recibe la señal de alimentación y que a partir de esta genera una señal de excitación para el inductor 103 que se acopla al generador de señales de transferencia de energía 803.

El generador de señales de transferencia de energía 803 comprende específicamente un convertidor de frecuencia 805 que se ajusta para generar la frecuencia de la señal de excitación para que sea mayor que la frecuencia de la señal de transferencia de energía. El convertidor de frecuencia puede incrementar una frecuencia de la señal de excitación con respecto a la señal de transferencia de energía. El inductor 103 se excita por una señal de excitación que tiene una frecuencia sustancialmente mayor que la frecuencia de la señal de alimentación. El período de la señal de alimentación es convencionalmente no menos de 2.5mseg o incluso 5 mseg (que corresponde a una frecuencia de 400 Hz o 200 Hz, respectivamente). Sin embargo, la señal de excitación convencionalmente tiene una frecuencia de al menos 20 kHz a 200 kHz. Durante los intervalos de transferencia de energía, la señal de excitación se puede dar específicamente como: d(t)=p(t)·x(t) donde p(t) es la señal de alimentación y x(t) es una señal con una frecuencia mayor que p(t), y convencionalmente con una frecuencia mucho mayor (por ejemplo, convencionalmente 100 veces mayor o más). A fin de reducir las pérdidas, x(t) es convencionalmente una señal de CA, es decir, tiene un valor promedio de cero. x(t) puede ser por ejemplo una onda sinusoidal. Sin embargo, en el ejemplo de la Figura 8, x(t) corresponde a una señal de onda cuadrada. La conversión de frecuencia se realiza en el ejemplo por una operación de conmutación en lugar de por una multiplicación. Específicamente, el convertidor de frecuencia 805 comprende un circuito de conmutación para el cual se proporciona la señal de alimentación como un voltaje de alimentación y que se acopla al inductor 103 mediante elementos de conmutación que proporciona un efecto que corresponde a la multiplicación de la señal de alimentación y una señal de conversión de frecuencia x(t).

En el sistema de la Figura 8, el convertidor de frecuencia 805 incluye un circuito de excitación en la forma de un inversor que genera una señal alterna del voltaje de CD variable de la señal de alimentación que se utiliza como un voltaje de alimentación. La Figura 10 muestra un ejemplo de un inversor del medio puente. Los conmutadores SI y S2 se controlan de tal manera que nunca se cierran al mismo tiempo. De manera alternativa SI se cierra en tanto que S2 está abierto, y S2 se cierra en tanto que SI está abierto. Los conmutadores se abren y se cierran con la frecuencia deseada, generando por lo tanto una señal alterna en la salida. La Figura 11 muestra un inversor de puente completo. Los conmutadores SI y S2 se controlan de tal manera que nunca se cierran al mismo tiempo. De manera similar, los conmutadores S3 y S4 se controlan de tal manera que nunca se cierran al mismo tiempo. De manera alternativa los conmutadores SI y S4 se cierran, en tanto que S2 y S3 están abiertos, y entonces S2 y S3 se cierran en tanto que SI y S4 están abiertos, creando por lo tanto una señal de onda cuadrada en la salida. Los conmutadores se abren y se cierran con la frecuencia deseada.

La señal resultante Uac_HF se ilustra en la Figura 9. La aplicación de esta señal a la bobina transmisora 103 que incluye convencionalmente una señal de resonancia daría por resultado la señal Uac_TX de la Figura 9.

En este ejemplo, las mediciones utilizadas para generar los valores medidos se pueden sincronizar con las variaciones de amplitud periódicas. Específicamente, las mediciones se pueden sincronizar con los mínimos de la energía periódico/variación de amplitud. Por lo tanto, las mediciones se pueden realizar durante intervalos de tiempo en los cuales la señal de transferencia de energía está por debajo de un nivel dado. Específicamente, las mediciones se pueden sincronizar con los cruces por cero del voltaje de alimentación de entrada de la red eléctrica U provisto al controlador.

Además, las mediciones se pueden sincronizar con los intervalos de tiempo en los cuales toma lugar la comunicación entre el transmisor de energía y el receptor de energí .

Esto es especialmente aplicable si los intervalos de tiempo de comunicación toman lugar durante los intervalos de tiempo en los cuales la amplitud de la señal de energía es baja a fin de reducir la interferencia de la señal de energía en el enlace de comunicación.

Este enfoque puede reducir el impacto de la señal de transferencia de energía en los valores generados medidos, y puede dar por resultado mediciones que corresponden de manera más estrecha a las mediciones para el valor de referencia realizadas antes de la fase de transferencia de energía sin que esté presente (o de amplitud baja) la señal de transferencia de energía. En consecuencia, se logra la precisión incrementada del proceso de detección.

Un problema particular que enfrenta el uso de señales de comunicación separadas para la comunicación es que estas a menudo se pueden influenciar por la señal de transferencia de energía. En particular, a menos que la señal de comunicación utilice una frecuencia portadora que es muy diferente de la frecuencia de señal de energía, la presencia cercana y la alta intensidad de señal de la señal de transferencia de energía es probable que provoque interferencia significativa en la señal de comunicación dando por resultado tasas de errores incrementadas o en realidad dando por resultado que la comunicación fiable no sea factible. En algunas modalidades, estos problemas se pueden abordar al operar la señal de transferencia de energía y la señal de comunicación usando multiplexación por división de tiempo a fin de separar las dos señales en dominio del tiempo. Específicamente, la comunicación se puede realizar durante intervalos de tiempo dedicados de un periodo de tiempo con la señal de transferencia de energía, por ejemplo que se apaga durante estos intervalos de tiempo dedicados.

Específicamente, en algunas modalidades, se proporciona la señal de energía en un intervalo de tiempo de energía de un intervalo de tiempo de señal de transferencia de energía repetitivo con el período de tiempo de señal de transferencia de energía que comprende además un intervalo de tiempo de energía reducido. En estas modalidades, la comunicación (NFC) no se puede implementar solamente de forma independiente de la transferencia de energía, sino que las operaciones se pueden integrar y coordinar la una con la otra. La integración puede ser de tal manera que la transferencia de energía y la comunicación en NFC operan en un arreglo multiplexado por división de tiempo y sincronizado.

Específicamente, la transferencia de energía se puede modificar de tal manera que no es una transferencia de energía continua, sino que se usa una señal de transferencia de energía discontinua. En realidad, tanto la transferencia de energía y la comunicación NFC se pueden configurar para operar de acuerdo con un período de tiempo repetitivo. El período de tiempo repetitivo comprende al menos un intervalo de tiempo en el cual se realiza la transferencia de energía. Este intervalo de tiempo por lo tanto es referido como un intervalo de tiempo de energía (o intervalo de tiempo de transferencia de energía). Cada período de tiempo comprende además al menos un intervalo de tiempo en el cual se reduce la energía de la señal de transferencia de energía, y convencionalmente se reduce sustancialmente a cero. El intervalo de tiempo en consecuencia es referido como un intervalo de tiempo de energía reducido.

La Figura 12 ilustra un ejemplo de un diagrama de tiempos para este sistema.

En el ejemplo, cada período de tiempo repetitivo comprende un intervalo de tiempo de energía y un intervalo de tiempo de energía reducida. En el ejemplo, la energía de la señal de transferencia de energía se reduce a cero en el intervalo de tiempo de energía reducida. En la Figura 12 el intervalo de tiempo de energía es referido como "ventana P" y los intervalos de tiempo de energía reducida son referidos como "Ventana Z".

Se apreciará que en algunas modalidades o escenarios, la energía de la señal de transferencia de energía no se puede reducir a cero en los intervalos de tiempo la energía reducida, pero se puede limitar a un nivel inferior que es un nivel que es menor que la energía máxima posible de la señal de transferencia de energía durante los intervalos de tiempo de energía, tal como, por ejemplo, al restringir el nivel de energía a un nivel de energía para el cual se conoce que va a ser aceptable la interferencia provocada por la comunicación NFC.

En este sistema, la comunicación NFC no se realiza simplemente para cumplir el estándar de comunicación NFC, sino se realiza para integrarse con la operación de transferencia de energía y específicamente la comunicación NFC se realiza de manera sincrónica con el período de tiempo de la señal de transferencia de energía, es decir, se sincroniza con las variaciones de la energía de la señal de transferencia de energía.

Específicamente, la primera unidad de comunicación 305 se puede ajustar para sincronizar la comunicación (NFC) de corto alcance con el período de tiempo de señal de transferencia de energía de tal manera que la comunicación (NFC) de corto alcance se restringe a los intervalos de tiempo de energía reducida.

De manera similar, la unidad de comunicación del receptor de energía 105 se puede ajustar para sincronizar la comunicación (NFC) de corto alcance con el período de tiempo de señal de transferencia de energía de manera que la comunicación (NFC) de corto alcance se restringe a los intervalos de tiempo de energía reducida.

Por lo tanto, la primera y segunda unidad de comunicación 305, 505 pueden operar de tal manera que se limita la comunicación sobre el enlace de comunicación NFC a los intervalos de tiempo de energía reducida. Específicamente, la transmisión de un mensaje de datos se realiza solo durante un intervalo de tiempo de energía reducida y no se presentan transmisiones de datos fuera de estos (aunque en algunas modalidades el transmisor NFC de una señal de la primera y segunda unidad de comunicación 305, 405 puede, por ejemplo, transmitir de manera continua una portadora no modulada, por ejemplo, para alimentar una unidad de comunicación NFC pasiva).

Por ejemplo, la comunicación NFC se puede realizar en un modo pasivo en donde el objetivo es una entidad de comunicación NFC pasiva que no comprende la funcionalidad para autoalimentarse. En el modo pasivo, el iniciador genera un campo de RF y el objetivo se alimenta por este campo. El objetivo responde al modular el campo de RF existente. Como se mencionó anteriormente, el iniciador se puede implementar en la parte lateral del transmisor de energía o en la parte lateral del receptor de energía. Sin embargo, si se coloca el objetivo en la parte lateral del receptor de energía, el objetivo se puede alimentar directamente del iniciador. Esta solución puede impedir la implementación de una fuente de alimentación interna (por ejemplo, una batería) y la generación de una señal portadora (es decir, un oscilador local) en el receptor de energía.

En algunas modalidades, la primera unidad de comunicación 305 y la segunda unidad de comunicación 505 se ajustan para sincronizar la transmisión de un mensaje de datos con el período de tiempo de energía reducida. De manera similar, en algunas modalidades, la primera unidad de comunicación 305 y la segunda unidad de comunicación 505 se justa para sincronizar la recepción de un mensaje de datos con el período de tiempo de energía reducida. Esto puede asegurar que se puede lograr que transmitan solo mensajes de datos en los intervalos de tiempo correctos. Esto se puede utilizar para reducir la energía y/o para reducir de manera adicional el riesgo de los mensajes de datos se reciban de otras fuentes que el receptor de energía 105 destinado.

En la mayoría de modalidades, la duración del intervalo de tiempo de energía (o la duración combinada de los intervalos de tiempo de energía en caso donde exista más de uno) dentro de cada período de tiempo es mayor que el intervalo de tiempo de energía reducida (o la duración combinada de los intervalos de tiempo de energía reducida en caso de que exista más de uno) dentro de cada período de tiempo. En diversas modalidades, es al menos 2, 3, 5 o incluso 10 veces más grande. En algunas modalidades, en donde cada período de tiempo comprende solo un intervalo de tiempo de energía y un intervalo de tiempo de energía reducida, el ciclo de trabajo (para el intervalo de tiempo energía reducida) es convencionalmente no más de 20%, 10% o incluso 5%.

Esto puede ser convencionalmente ventajoso al proporcionar tiempo suficiente para establecer un canal de comunicación o capacidad suficiente sin impactar de manera inaceptable en la transferencia de energía.

La distribución del período de tiempo convencionalmente estará fácilmente disponible en el transmisor de energía 101 como la misma base de tiempo que se utiliza para controlar (por ejemplo, compuerta) la señal de transferencia de energía se puede proporcionar a la primera unidad de comunicación 305. En el receptor de energía 105, la distribución se puede derivar de la señal de transferencia de energía misma por la detección de las transiciones entre los intervalos de tiempo de energía y el intervalo de tiempo de energía reducida con base a las variaciones de los niveles de energía (por ejemplo usando un circuito disparador Schmitt). Por ejemplo, se puede utilizar un primer bucle de enganche de fase con base en las transiciones de flanco de bajada (es decir, del intervalo de tiempo de energía al intervalo de tiempo de energía reducida) para generar una señal de base de tiempo sincronizada con las transiciones de los intervalos de tiempo de energía a los intervalos de tiempo energía reducida. Se puede utilizar un segundo bucle de enganche de fase con base en las transiciones de flanco de subida (es decir, de los intervalos de tiempo de energía reducida a los intervalos de tiempo de energía) para generar una señal de base de tiempo sincronizada con las transiciones de los intervalos de tiempo de energía reducida a los intervalos de tiempo de energía. Entonces, las dos señales generadas pueden tener un ciclo de trabajo de por ejemplo 50% y la señal de base de tiempo sincronizada con ambas transiciones se puede generar al combinar las dos señales generadas (utilizando por ejemplo una función O o Y).

La Figura 12 ilustra además un ejemplo de comunicación NFC sincronizada. En el ejemplo, un iniciador (que en diferentes modalidades y escenarios puede ser ya sea el transmisor de energía o el receptor de energía) transmite un mensaje de datos en un primer intervalo de tiempo de energía reducida. Un objetivo (que en diferentes modalidades y escenarios puede ser ya sea el receptor de energía o el transmisor de energía) recibe el mensaje de datos en el primer intervalo de tiempo de energía reducida. En el intervalo de tiempo de energía reducida posterior, el objetivo responde al transmitir un mensaje de respuesta al iniciador.

Por lo tanto, en el ejemplo, las unidades de comunicación 305, 505 se ajustan para responder a un mensaje de datos donde la respuesta se transmite en un intervalo de tiempo de energía reducida posterior a aquel en el cual se recibe el mensaje de datos.

Por lo tanto en el ejemplo, cada intervalo de tiempo energía reducida proporciona comunicación en una dirección. Después de un mensaje de datos que se transmite en una dirección, la parte receptora transmite un mensaje de respuesta en el siguiente intervalo de tiempo de energía reducida.

Debido a la actividad de intercambio de datos que opera en tiempo multiplexado con la transferencia de energía, se limita el tiempo disponible para transmitir los mensajes de datos. Esto puede reducir la cantidad de datos que se pueden transmitir, y específicamente la cantidad de datos que se pueden transmitir dentro de un intervalo de tiempo de energía reducida. La transmisión en una sola dirección en cada intervalo de tiempo puede proporcionar a menudo una comunicación más eficiente con menor sobrecarga permitiendo por lo tanto una mayor velocidad de datos total.

Sin embargo, en algunas modalidades puede ser deseable tener una respuesta más rápida a los mensajes de datos.

En algunas modalidades, las unidades de comunicación 305, 505 se pueden ajustar para responder a un mensaje de datos en el mismo intervalo de tiempo de energía reducida en el cual se recibe el mensaje de datos.

Al usar este enfoque de división por tiempo, se puede reducir el impacto de la señal de transferencia de energía en la señal de comunicación y convencionalmente puede llegar a ser insignificante. Sin embargo, en algunas modalidades, la eficiencia de señal de energía reducida debido a la energía reducida se puede considerar desventajosa. Sin embargo, en modalidades en donde la señal tiene una amplitud variable, los intervalos de tiempo de comunicación se pueden sincronizar con instantes de tiempo en los cuales la amplitud de la señal de transferencia de energía está por debajo de un umbral, y específicamente se pueden sincronizar con los mínimos de la amplitud (valor absoluto).

En la Figura 13 se muestra un ejemplo del enfoque al transmisor de energía de ejemplo descrito con referencia a las Figuras 9 a 11. En los ejemplos, la amplitud de la señal de transferencia de energía se reduce a cero en intervalos de tiempo repetitivos que se sincronizan los mínimos absolutos/cruces por cero del voltaje de alimentación proporcionado de la red eléctrica U. Durante estos intervalos de tiempo (indicados por la señal On_off_ZeroX), se genera la señal de comunicación (denotada por la portadora de la señal) (y específicamente la portadora de la señal puede representar la señal NFC).

Las distribuciones exactas del período de tiempo pueden depender de la modalidad individual. Sin embargo, convencionalmente los intervalos de comunicación serán relativamente cortos, por ejemplo, a menudo menos de 5 milisegundos, y convencionalmente alrededor de 2 milisegundos.

Estas cortas duraciones hacen que sea impráctico una detección completa de otros candidatos de comunicación. Por ejemplo, el tiempo requerido para realizar una detección/resolución de colisión NFC completa excede sustancialmente la duración de los intervalos de tiempo de comunicación convencionales.

Como se describió previamente, la presencia de más de un candidato de comunicación puede dar por resultado de manera potencial la operación no deseada, y por lo tanto la ausencia de tiempo para realizar la detección completa de otros candidatos de comunicación puede ser problemática en algunos escenarios.

Sin embargo, el presente ejemplo aplica el enfoque descrito previamente de comparar los valores medidos con un valor de referencia. Por ejemplo, siguiendo una resolución de colisión de NFC completa realizada como parte de la inicialización de una transferencia de energía, el sistema puede almacenar un valor de referencia para una característica de la señal de comunicación. Durante este intervalo de tiempo de comunicación de la fase de transferencia de energía posterior, el sistema puede generar un valor medido correspondiente y compararlo con el valor de referencia almacenado. Este valor medido no requiere un algoritmo de detección de colisión completa pero se puede determinar convencionalmente de manera rápida y confiable, y convencionalmente bien dentro de la duración de un intervalo de tiempo de comunicación. Por lo tanto, se puede realizar una detección rápida pero quizás menos precisa de otras unidades de comunicación en cada intervalo de tiempo de comunicación. Si la comparación indica que puede existir potencialmente otra unidad de comunicación presente, el sistema puede proceder a finalizar la fase de transferencia de energía e iniciar una detección/resolución de colisión NFC completa.

Por lo tanto, el enfoque descrito puede soportar y facilitar el uso de un período de tiempo con intervalos de tiempo de comunicación dedicados (cortos), permitiendo por lo tanto una comunicación más confiable en tanto que aun proporciona una operación robusta.

Se apreciará que la descripción anterior para claridad ha descrito modalidades de la invención con referencia a diferentes circuitos funcionales, unidades y procesadores. Sin embargo, será evidente que se puede utilizar cualquier distribución adecuada de funcionalidad entre diferentes circuitos funcionales, unidades o procesadores sin apartarse de la invención. Por ejemplo, la funcionalidad ilustrada que se va a realizar por procesadores o controladores separados se puede realizar por el mismo procesador o controladores. Por lo tanto, las referencias a unidades o circuitos funcionales específicos solo se van a ver como referencias a medios adecuados para proporcionar la funcionalidad descrita en lugar de indicar una estructura u organización lógica o física estricta.

La invención se puede implementar en cualquier forma adecuada incluyendo hardware, software, firmware o cualquier combinación de éstos. La invención se puede implementar opcionalmente al menos en parte, como software de computadora que se ejecuta en uno o más procesadores de datos y/o procesadores de señales digitales. Los elementos y componentes de una modalidad de la invención se pueden implementar de forma física, funcional y lógica en cualquier forma adecuada. De hecho, la funcionalidad se puede implementar en una sola unidad, en una pluralidad de unidades o como parte de otras unidades funcionales. Como tal, la invención se puede implementar en una sola unidad o se puede distribuir física y funcionalmente entre diferentes unidades, circuitos y procesadores.

Aunque la presente invención se ha descrito junto con algunas modalidades, no se propone que se limite a la forma específica expuesta en la presente. Más bien, el alcance de la presente invención se limita solo por las reivindicaciones anexas. Además, aunque una característica pueda parecer que se va a describir junto con modalidades particulares, la persona experta en la téenica reconocerá que se pueden combinar diversas características de las modalidades descritas de acuerdo con la invención. En las reivindicaciones, el término que comprende no excluye la presencia de otros elementos o pasos.

Además, aunque se enliste de manera individual, se puede implementar una pluralidad de medios, elementos, circuitos o pasos de métodos por, por ejemplo un solo circuito, unidad o procesador. Además, aunque las características individuales se pueden incluir en diferentes reivindicaciones, éstas se pueden combinar posiblemente de manera ventajosa, y la inclusión en diferentes reivindicaciones no implica que una combinación de las características no sea factible y/o ventajosa. También la inclusión de una característica en una categoría de las reivindicaciones no implica una limitación a esta categoría, sino más bien indica que la característica es igualmente aplicable a otras características de reivindicaciones como sea apropiado. Además, el orden de las características en las reivindicaciones no implica ningún orden específico en el cual se deban trabajar las características y en particular el orden de los pasos individuales en una reivindicación de método no implica que los pasos se deban realizar en este orden. Más bien, los pasos se pueden realizar en cualquier orden adecuado. Además, las referencias singulares no excluyen una pluralidad. Por lo tanto, las referencias a "un", "una", "primero", "segundo", etcétera no excluyen una pluralidad. Los signos de referencia en las reivindicaciones se proporcionan simplemente como un ejemplo de aclaración no deben considerarse como que limitan el alcance de las reivindicaciones en ninguna manera.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la presente invención, es el que resulta claro a partir de la presente descripción de la invención.

Claims

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones:

1. Un aparato para un sistema de transferencia inalámbrica de energía que incluye un transmisor de energía y un receptor de energía, el transmisor de energía que se ajusta para generar una señal de transferencia inalámbrica de energía inductiva para alimentar el receptor de energía durante una fase de transferencia de energía, caracterizado porque comprende: una primera unidad de comunicación para comunicarse con una segunda unidad de comunicación de una primer entidad usando una señal de comunicación electromagnética, la primera entidad que es uno del receptor de energía y el transmisor de energía; un procesador de referencia para medir y almacenar un valor de referencia de una característica de la señal de comunicación; una unidad de medición para determinar de manera repetitiva durante la fase de transferencia de energía un valor medido de la característica de la señal de comunicación; un comparador para comparar los valores medidos con el valor de referencia; y un iniciador para activar un proceso de detección de entidad si la comparación indica que un valor medido y el valor de referencia no cumplen con un criterio de similitud, el proceso de detección de entidad que se ajusta para detectar una presencia de una entidad diferente de la primera entidad.

2. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además un detector ajustado para realizar el proceso de detección de entidad, y en donde el proceso de detección de entidad comprende una detección de una tercera unidad de comunicación.

3. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el procesador de referencia se ajusta para medir y almacenar el valor de referencia durante una inicialización de la fase de transferencia de energía.

4. El aparato de conformidad con la reivindicación 1 o 3, caracterizado porque comprende además un detector que es un detector de candidatos de comunicación ajustado para detectar un número de unidades candidatas de comunicación que se pueden comunicar con la primera unidad de comunicación, y en donde el procesador de referencia se ajusta para almacenar el valor de referencia solo si el número de las unidades candidatas de comunicación es igual a uno.

5. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la primera unidad de comunicación se ajusta para comunicarse con la segunda unidad de comunicación usando comunicación de corto alcance , la comunicación de corto alcance que tiene un alcance que no excede 30 cm.

6 . El aparato de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque la comunicación de corto alcance es una comunicación de campo cercano .

7 . El aparato de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque la señal de transferencia de energía tiene una energía periódicamente variable , y la unidad de medición se ajusta para sincronizar las determinaciones de los valores medidos con los intervalos de tiempo en los cuales la energía de la señal de transferencia de energía está por debaj o de un umbral .

8. El aparato de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque la primera unidad de comunicación se ajusta para generar la señal de comunicación y la característica refleja una carga de la señal de comunicación.

9. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la señal de comunicación no se genera por la primera unidad de comunicación, y el valor de referencia indica una intensidad de señal de la señal de comunicación .

10 . El aparato de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque comprende además un limitador de energía para restringir un nivel de energía de la señal de transferencia de energía en respuesta a al menos una de la detección de la presencia de una entidad diferente a la segunda entidad y de la detección de que la comparación indica que el valor medido y el valor de referencia no cumplen el criterio de similitud.

11. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el aparato es un transmisor de energía y la segunda entidad es el receptor de energía.

12. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el aparato es el receptor de energía y la segunda entidad es el transmisor de energía.

13. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además una antena de comunicación para comunicarse con la segunda unidad de comunicación, y en donde los valores medidos indican al menos uno de un voltaje, corriente y fase de una señal de antena de la antena de comunicación.

14. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además una antena de comunicación para comunicarse con la segunda unidad de comunicación, y en donde los valores medidos indican al menos uno de una impedancia y una inductancia de la antena de comunicación.

15. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además una antena de comunicación para comunicarse con la segunda unidad de comunicación y una terminal de entrada para acoplar la primera unidad de comunicación a la antena de comunicación; y en donde los valores medidos indican una propiedad en una interfaz entre la primera unidad de comunicación y la terminal de entrada.

16. El aparato de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque la propiedad es al menos una de: una impedancia de la terminal de entrada; al menos uno de un voltaje, corriente y fase de una señal en una entrada de receptor de la primera unidad de comunicación; y al menos uno de un voltaje, corriente y fase de una señal en una salida de transmisor de la primera unidad de comunicación.

17. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la señal de transferencia de energía se proporciona en un intervalo de tiempo de energía de un período de tiempo de señal de transferencia de energía repetitivo, en período de tiempo de señal de transferencia de energía que comprende además, un intervalo de tiempo energía reducido; y en donde la primera unidad de comunicación se ajusta para sincronizar la comunicación con el período de tiempo de señal de transferencia de energía de tal manera que se restringe la comunicación de corto alcance a los intervalos de tiempo de energía reducida.

18. Un método de operación para un sistema de transferencia inalámbrica de energía que incluye un transmisor de energía y un receptor de energía, el transmisor de energía que se ajusta para generar una señal de transferencia inalámbrica de energía inductiva para alimentar el receptor de energía durante una fase de transferencia de energía, caracterizado porque comprende: una primera unidad de comunicación que se comunica con una segunda unidad de comunicación de una primera entidad usando una señal de comunicación electromagnética, la primera entidad que es uno del receptor de energía y el transmisor de energía; medir y almacenar un valor de referencia de una característica de la señal de comunicación; determinar de manera repetitiva durante la fase de transferencia de energía un valor medido de la característica de la señal de comunicación; comparar los valores medidos con el valor de referencia; y activar un proceso de detección de entidad si la comparación indica que un valor medido y el valor de referencia no cumplen un criterio de similitud, y el proceso de detección de entidad que se ajusta para detectar una presencia de una entidad diferente de la primera entidad.