TW202232855A - 無線電力轉移系統中的異物偵測 - Google Patents

Abstract

一種電力傳輸器(101)包含一驅動器(201)，該驅動器產生用於一傳輸器線圈的一驅動信號以在一電力轉移時間間隔期間產生一電力轉移信號及在一異物偵測時間間隔期間產生一電磁測試信號。一組平衡偵測線圈(207、209)包含二個偵測線圈，該二個偵測線圈經配置使得由該傳輸器線圈產生的一電磁場在該二個偵測線圈中感應的信號彼此補償。一異物偵測器(205)耦接至該等偵測線圈並在該異物偵測時間間隔期間執行異物偵測。該異物偵測器(205)係經配置以回應於一異物偵測準則而偵測一異物，該異物偵測準則要求來自一組平衡偵測線圈(207、209)的至少一個信號超過一第一臨限，且要求不高於一給定臨限數量的該等信號的至少二者超過一第二臨限。

Description

無線電力轉移系統中的異物偵測

本發明係關於無線電力轉移系統中的異物偵測，且具體但未排他地關於提供感應式電力轉移給較高電力裝置（諸如例如，廚房器具）之電力傳輸器的異物偵測。

現今大多數的電產品需要專用電接觸件，以從外部電源供電。然而，此往往係不切實際的並要求使用者實體地插入連接器或以其他方式建立實體電接觸。一般而言，電力需求亦顯著地不同，且目前大多數裝置具備其自己的專用電源，導致一般使用者具有大數目的不同電力供應器，其中各電力供應器專用於特定裝置。雖然，內部電池組的使用可在使用期間避免至電源之有線連接的要求，由於電池組會需要再充電（或更換），此僅提供部分解決方案。電池組的使用亦可實質增加裝置的重量及潛在成本及大小。

為提供經顯著改善的使用者體驗，已建議使用無線電力供應器，其中電力係從電力傳輸器裝置中的傳輸器電感器感應地轉移至個別裝置中的接收器線圈。

經由磁感應的電力傳輸係已為人熟知的概念，大部分施用在具有在一次傳輸器電感器/線圈與二次接收器線圈之間之緊密耦合的變壓器中。藉由分開二個裝置之間的一次傳輸器線圈及二次接收器線圈，基於鬆耦合變壓器之原理，其等之間的無線電力轉移變得可能。

此一配置允許無線電力轉移至裝置，而不需要任何導線或進行實體電連接。實際上，可簡單地允許裝置放置成相鄰於傳輸器線圈或在該傳輸器線圈的頂部上以再充電或外部供電。例如，電力傳輸器裝置可配置有裝置可簡單地放置於其上以供電的水平表面。

此外，此類無線電力轉移配置可有利地設計使得電力傳輸器裝置可搭配各種電力接收器裝置使用。具體而言，已定義稱為Qi規格的一種無線電力轉移方法，且目前正進一步發展。此方法允許符合Qi規格的電力傳輸器裝置搭配亦符合Qi規格的電力接收器裝置使用，而不需要其等必需來自相同製造商或必需專用於彼此。Qi標準進一步包括允許調適於特定電力接收器裝置之操作（例如，取決於特定電力消耗）的一些功能。

Qi規格係由無線充電聯盟(Wireless Power Consortium)開發，而更多資訊可在，例如，其網站上發現：http://www.wirelesspowerconsortium.com/index.html，其中具體而言可發現已定義規格的文獻。

無線充電聯盟在Qi規格的基礎上持續開發Ki規格（亦稱為無線廚房規格(Cordless Kitchen Specification)），其致力於提供安全、可靠、且有效率的無線電力轉移至廚房器具。Ki支援至多2.2 KW之更高的電力位準。

無線電力轉移的潛在問題係電力可無意地轉移至，例如，恰巧在電力傳輸器附近的金屬物體。例如，若異物（諸如例如，硬幣、鑰匙、環等）放置在經配置以接收電力接收器的電力傳輸器平台上，由傳輸器線圈產生的磁通量會將渦電流引入金屬物體中，其將導致物體升溫。熱增加可係非常顯著的且可係高度不利的。

為減少此類場景出現的風險，已建議引入異物偵測，其中電力傳輸器可偵測異物的存在，且在正偵測發生時減少傳輸電力及/或產生使用者警示。例如，Qi系統包括用於偵測異物的功能性，及若偵測到異物，用於減少電力的功能性。具體而言，Qi規格版本1.2.1、第11節描述偵測異物的各種方法。

一種偵測此類異物的方法揭示於WO2015018868A1中。另一實例提供在WO 2012127335中，其揭示一種基於判定未知電力損失的方法。在該方法中，電力接收器及電力傳輸器二者測量其電力，且接收器將其所測量的經接收電力傳達給電力傳輸器。當電力傳輸器偵測到由傳輸器發送的電力與由接收器接收的電力之間的顯著差異時，可能潛在地存在非所要異物，且電力轉移可為安全理由而減少或中止。此電力損耗方法需要由電力傳輸器及電力接收器執行的同步準確電力測量。

例如，在Qi電力轉移標準中，電力接收器評估其所接收的電力，例如，藉由測量經整流電壓及電流、將其等相乘、並加上電力接收器中的內部電力損耗的評估（例如，整流器、接收器線圈、接收器之部分的金屬部件等的損耗）。電力接收器以，例如，每四秒的最小速率將所判定的經接收電力報告至電力傳輸器。

電力傳輸器評估其經傳輸電力，例如，藉由測量逆變器的DC輸入電壓及電流、將其等相乘、並藉由減去傳輸器中的內部電力損耗的評估（諸如例如，在逆變器、一次線圈、及電力傳輸器之部分的金屬部件中的經評估電力損耗）校正結果。

電力傳輸器可藉由從經傳輸電力減去所報告的經接收電力而評估電力損耗。若差異超過一臨限，傳輸器將假設太多電力耗散在異物上，且其接著可進行終止電力轉移。

替代地，已提議測量由一次線圈及二次線圈與對應電容及電阻一起形成的諧振電路的品質或Q因子。所測量之Q因子上的減少可指示異物存在。此方法常在電力轉移前使用。

在實務上，往往難以使用描述於Qi規格中的方法達成足夠的偵測準確度。此困難由與特定電流操作狀況有關的數個不確定性所加劇。

例如，特定問題係潛在地存在有用金屬（亦即，具現電力接收器或電力傳輸器之裝置的金屬部分），由於此等金屬的磁及電性質可能係未知的（且在不同裝置之間改變）且因此可能難以補償。

進一步地，非所欲的加熱可能源自甚至相對小量的電力耗散在金屬異物中。因此，甚至需要偵測在經傳輸電力與經接收電力之間的小電力差異，且當電力轉移的電力位準增加時，此可能特別困難。

Q因子劣化方法在許多場景中對偵測金屬物體的存在可具有較佳的敏感度。然而，其可能仍無法提供足夠的準確度且，例如，亦可能會遭受有用金屬的影響。

異物偵測的效能受制於在實際執行測試時存在的特定操作條件。此外，異物偵測一般係非常敏感的測試，其中所欲的是：在對其執行測試之可能具有巨大變化的操作狀況及場景的環境中，偵測到由異物的存在所導致的相對小變化。

對於較高電力位準而言，該問題往往會加劇。對於更高電力位準，異物偵測演算法需要更準確，以防止將異物加熱至高於安全溫度。實際上，溫度上昇係由絕對電力位準所給予，且因此對於更高電力位準，需要偵測的相對電力損耗可實質降低。

再者，對於更高電力位準，異物偵測的偵測準確度變得越來越關鍵，且因此對準確測量方法的要求變得越來越嚴格。實際上，許多適用於低電力使用的異物偵測方法不適合用於較高電力轉移的偵測。

用於異物偵測的目前方法及測量技術往往係次佳的，且在一些場景及實例中，可能提供小於最佳效能的效能。具體而言，其等可能導致異物的存在未被偵測到，或在無異物存在時誤偵測到異物。此外，更準確的方法往往係複雜且昂貴的。

因此，經改善的物體偵測會係有利的，且具體而言，允許增加靈活性、降低成本、降低複雜度、改善物體偵測、較少的誤偵測及錯漏偵測、反向相容性、改善較高電力位準轉移的適用性、及/或改善效能的方法會係有利的。

因此，本發明尋求單獨或採用任何組合較佳地緩和、減輕、或消除上文提及之缺點的一或多者。

根據本發明的一態樣，提供一種用於經由一感應式電力轉移信號無線地提供電力至一電力接收器的電力傳輸器；該電力傳輸器包含：一傳輸器線圈；一驅動器，其用於產生用於該傳輸器線圈的一驅動信號，該驅動器經配置以在一重複時間框之至少一電力轉移時間間隔期間產生用於該傳輸器線圈的該驅動信號以產生該電力轉移信號，並在該重複時間框的至少一異物偵測時間間隔期間產生用於該傳輸器線圈的該驅動信號以產生一電磁測試信號；複數組串聯耦合的平衡偵測線圈，各組平衡偵測線圈包含二個偵測線圈，該二個偵測線圈經配置使得由該傳輸器線圈產生的一電磁場在該二個偵測線圈中感應的信號彼此補償；一異物偵測器，其耦接至複數組平衡偵測線圈，且經配置以在該異物偵測時間間隔期間執行異物偵測，該異物偵測器經配置以回應於來自該複數組平衡偵測線圈之信號符合一異物偵測準則而偵測一異物，該異物偵測準則包括：一第一要求，其要求來自該複數組平衡偵測線圈中之至少一者的一信號指示在該複數組平衡偵測線圈中之至少一者之二個偵測線圈中所感應的信號之間的一不平衡超過一第一臨限；及一第二要求，其要求指示在該組平衡偵測線圈之該二個偵測線圈中所感應的信號之間的一不平衡超過一第二臨限之來自該複數組平衡偵測線圈之信號的一數量小於一臨限數量，該臨限數量係至少二個。

本發明可在許多實施例中提供改善的異物偵測。在許多場景及系統中，可達成更準確的異物偵測。該方法在許多實施例中可降低複雜度。具體而言，該方法可明確地適用於改善較高電力位準電力轉移系統中的異物偵測。

該方法可允許在該電力轉移階段期間改善異物偵測測試的準確性及/或可靠性。在許多實施例中，該方法可降低該等異物偵測測試的不確定性，從而改善效能。

本發明可在許多實施例及場景中提供改善及/或便利的異物偵測。當使用平衡偵測線圈時，該方法可提供用於改善偵測準確度之特別有效率的方法。

該方法可具體而言在許多實施例及情境中，針對一使用平衡偵測線圈之異物偵測方法減少誤判異物偵測之風險。在許多實施例中，該方法可允許在由異物及由其他事件（諸如該電力接收器器具/裝置之移動）所導致之不平衡之間進行區分。

該重複時間框之該異物偵測時間間隔可明確地定時以符合/包括該電力轉移信號及/或至該驅動器之輸出級的一變化（例如AC）供應電壓的振幅之零交叉、與該等零交叉同步。

在許多實施例中，該異物偵測時間間隔的一持續時間不多於該時間框的該持續時間的5%、10%、或20%。在許多實施例中，該（等）異物偵測時間間隔的該持續時間不小於該時間框的70%、80%、或90%。該（等）異物偵測時間間隔的一持續時間在許多場景中可不超過5 msec、10 msec、或50 msec。

該等偵測線圈係經平衡，因為該等偵測線圈經配置，使得由該傳輸器線圈產生的一電磁場在該二個偵測線圈中感應的信號彼此補償。該二個平衡偵測線圈上的該組合電壓低於在該二個平衡偵測線圈之各者上的該等電壓的最大者。該補償可係該二個信號之至少部分對消。

該電磁測試信號亦可稱為一測試電磁場，且該等用語可視為可互換的。

在一組平衡偵測線圈之二個偵測線圈中所感應之信號之間的（多個）不平衡可係藉由該電磁測試信號在該二個偵測線圈中所感應之信號之間的（多個）不平衡。在一組平衡偵測線圈之二個偵測線圈中所感應之信號之間的（多個）不平衡可係藉由該傳輸器線圈產生之電磁場在該二個偵測線圈中所感應之信號之間的（多個）不平衡。該組平衡偵測線圈可係未驅動的。該組平衡偵測線圈可耦接以提供淨電能輸出。

該電力傳輸器可經配置以不將電力/能量提供至該組平衡偵測線圈。該組平衡偵測線圈可耦接以僅藉由感應接收能量。在該組平衡偵測線圈中流通的唯一電流可係由感應所產生的電流。

該臨限數量可不多於該複數組平衡偵測線圈中之組數。在許多實施例中，臨限數量可不多於比該複數組平衡偵測線圈中之組數少一。

該等偵測線圈/該組平衡偵測線圈可串聯耦合。對於串聯耦合的偵測線圈/繞組，通過該等偵測線圈/繞組的電流可完全相同。

在一些實施例中，該驅動信號在該異物偵測時間間隔期間的一頻率比該驅動信號在電力轉移時間間隔期間的一頻率高不低於50%。

此可在許多實施例中提供改善及/或便利的異物偵測。可具體藉由該電力接收器的一負載提供降低的該加載的影響，並解諧，例如，一諧振負載。降低該負載的影響在許多實施例中可導致更準確的異物偵測。

在一些實施例中，該驅動信號在該異物偵測時間間隔期間的該頻率比該驅動信號在電力轉移時間間隔期間的一頻率高不小於100%或甚至200%。

在一些實施例中，該驅動信號在該異物偵測時間間隔期間的一電壓振幅不高於該驅動信號在電力轉移時間間隔期間的一電壓振幅的50%。

此可在許多實施例中提供改善及/或便利的異物偵測。可具體藉由該電力接收器的一負載提供降低的該加載的影響，並解諧，例如，一諧振負載。降低該負載的影響在許多實施例中可導致更準確的異物偵測。

在一些實施例中，該驅動信號在該異物偵測時間間隔期間的該電壓振幅不高於該驅動信號在電力轉移時間間隔期間的一電壓振幅的25%或10%。

在一些實施例中，該驅動信號的一電壓振幅在該異物偵測時間間隔期間實質上係恆定的。

此可在許多實施例中提供改善及/或便利的異物偵測。

各組平衡偵測線圈可包含二個偵測線圈，該二個偵測線圈經配置使得由一電磁場在該二個偵測線圈中感應的信號及由該傳輸器線圈產生的秒在來自該組平衡偵測線圈的該信號中彼此抵銷/補償/至少部分地對消。

來自一組平衡偵測線圈之一信號具體可係來自該組偵測線圈之該等偵測線圈之該等感應信號的一組合信號。該信號可係在該等偵測線圈之各者中所感應之電壓的合併/加總電壓（或包括此類電壓貢獻）。針對一組給定的偵測線圈，在該二個偵測線圈中感應的信號之間的不平衡可由該信號的一電壓（且具體一電壓振幅）及/或相位指示。

根據本發明之一可選特徵，該臨限數量不少於三個。

此可在許多實施例中提供特別有利的效能，且具體而言，在許多實施例及情境中，可提供第一要求的原因係異物或電力接收器已移動的可能性之間更清楚的區別。

根據本發明之一可選特徵，臨限數量等於複數組平衡偵測線圈中之平衡偵測線圈組的數量。

此可在許多實施例中提供特別有利的效能，且具體而言，在許多實施例及情境中，可提供第一要求的原因係異物或電力接收器已移動的可能性之間更清楚的區別。

根據本發明之一可選特徵，該電力傳輸器進一步包含一配接器，其回應於符合第二要求的判定而調適該電力轉移之一操作參數。

此在許多實施例及方案中具體可提供有利的性能。操作參數可例如係一電力控制迴路參數（例如，迴路增益、迴路頻率回應、或迴路時間常數）、該電力轉移信號的一最大電力限制、及/或該電力轉移信號的一當前電力位準。

根據本發明之一可選特徵，該電力傳輸器進一步包含一配接器，其回應於符合第二要求的判定而調適該異物偵測之一操作參數。

此在許多實施例及方案中具體可提供有利的性能。可在許多實施例中提供改善的異物偵測，且具體而言提供一般具有較少誤判為正偵測(false positive detection)的更準確異物偵測。

根據本發明之一可選特徵，該操作參數係該第一要求的一參數。

此在許多實施例及方案中具體可提供有利的性能。可在許多實施例中提供改善的異物偵測，且具體而言提供一般具有較少誤判為正偵測的更準確異物偵測。該操作參數可例如係該第一臨限，或可例如係用於判定與來自該（等）組偵測線圈之該（等）信號的臨限相比的一不平衡量測的一功能/計算/演算法的一部分。

根據本發明之一可選特徵，該操作參數係該第二要求的一參數。

此在許多實施例及方案中具體可提供有利的性能。可在許多實施例中提供改善的異物偵測，且具體而言提供一般具有較少誤判為正偵測的更準確異物偵測。該操作參數可例如係該第二臨限，或可例如係用於判定與來自該（等）組偵測線圈之該（等）信號的臨限相比的一不平衡量測的一功能/計算/演算法的一部分。

根據本發明之選用性特徵，該電力傳輸器進一步包含：一接收器，其經配置以接收來自該電力接收器的資料，該資料包括用於一電力接收裝置的物理性質資料，該電力接收裝置包含該電力接收器；回應於該物理性質資料而調適該異物偵測之一操作參數。

此在許多實施例及方案中具體可提供有利的性能。可在許多實施例中提供改善的異物偵測，且具體而言提供一般具有較少誤判為正偵測的更準確異物偵測。該物理性質資料可具體地指示包含該電力接收器之一裝置的廣泛物理性質。物理性質資料可例如指示該裝置之尺寸參數及/或金屬含量參數。

該操作參數可該第一要求的一參數。該操作參數可例如係該第一臨限，或可例如係用於判定與來自該（等）組偵測線圈之該（等）信號的臨限相比的一不平衡量測的一功能/計算/演算法的一部分。

根據本發明之一可選特徵，該操作參數係該第二要求的一參數。

此在許多實施例及方案中具體可提供有利的性能。可在許多實施例中提供改善的異物偵測，且具體而言提供一般具有較少誤判為正偵測的更準確異物偵測。該操作參數可例如係該第二臨限，或可例如係用於判定與來自該（等）組偵測線圈之該（等）信號的臨限相比的一不平衡量測的一功能/計算/演算法的一部分。

根據本發明之一可選特徵，該電力傳輸器進一步包含一補償器，其經配置以在無異物存在時針對至少一組平衡偵測線圈之二個偵測線圈中所感應的該等信號之間的一不平衡而補償來自該至少一組平衡偵測線圈的該信號。

此在許多實施例及方案中具體可提供有利的性能，且在許多實施例中可具體提供改善的異物偵測。

該補償器可經配置以在視為無異物存在之一時間時判定來自第一組平衡偵測線圈的一第一信號。接著可判定一補償信號，該補償信號在與該第一信號結合時降低該第一信號。該補償信號可與該第一信號結合，且該組合信號可用以評估用於該第一組平衡偵測線圈之異物偵測準則的第一要求及第二要求。

可產生該補償信號，使得當無異物存在時，導致抵銷/至少部分對消來自一組平衡偵測線圈之偵測線圈的組合電壓。該補償器可經配置以調適/補償/改變該驅動信號的一參數，該參數係該驅動信號的一電壓振幅及一相位中之至少一者。

根據本發明之一可選特徵，該補償器經配置以回應於符合第二要求而起始補償之調適。

此在許多實施例及方案中具體可提供有利的性能，且在許多實施例中可具體提供改善的異物偵測。其可允許對該等當前條件及操作方案之改善的調適。

根據本發明之一可選特徵，該補償器經配置以回應於該補償需要符合一準則之補償值的偵測而減少該電力轉移信號的一電力位準。

根據本發明之一可選特徵，該電力傳輸器進一步包含一配接器，其針對該複數組平衡偵測線圈之至少二組平衡偵測線圈，回應於在該組平衡偵測線圈之該二個偵測線圈中所感應之該等信號之間的不平衡而調適該電力轉移之一操作參數。

根據本發明之一可選特徵，該電力傳輸器進一步包含一電路，其回應於符合該第二要求的判定而產生一位置改變指示，該位置改變指示指示了該電力接收器之位置的一變化。

根據本發明之一可選特徵，該異物偵測準則包括：一第三要求，其要求來自該複數組平衡偵測線圈中之至少一者的該信號指示在該複數組平衡偵測線圈中之該至少一者的該二個偵測線圈中所感應的信號之間的一不平衡不超過一第二臨限；該第二臨限大於該第一臨限。

此可允許改善的異物偵測操作，且可具體地允許較少誤判為正的異物偵測。在許多實施例中，第二臨限可不小於第一臨限的2、3、5或十倍。

根據本發明之另一態樣，提供一種操作用於一電力傳輸器之操作方法，該電力傳輸器經由一感應式電力轉移信號無線地提供電力至一電力接收器；該電力傳輸器包含：一傳輸器線圈；複數組串聯耦合的平衡偵測線圈，各組平衡偵測線圈包含二個偵測線圈，該二個偵測線圈經配置使得由該傳輸器線圈產生的一電磁場在該二個偵測線圈中感應的信號彼此補償；該方法包含：產生用於該傳輸器線圈的一驅動信號，以在一重複時間框之至少一電力轉移時間間隔期間產生該電力轉移信號，並在該重複時間框的至少一異物偵測時間間隔期間產生用於該傳輸器線圈的該驅動信號以產生一電磁測試信號；一異物偵測器，其耦接至複數組平衡偵測線圈，且在該異物偵測時間間隔期間執行異物偵測，該異物之偵測係回應於來自該複數組平衡偵測線圈之信號符合一異物偵測準則，該異物偵測準則包括：一第一要求，其要求來自該複數組平衡偵測線圈中之至少一者的一信號指示在該複數組平衡偵測線圈中之至少一者之二個偵測線圈中所感應的信號之間的信號之間的一不平衡超過一第一臨限值；及一第二要求，其要求指示在該組平衡偵測線圈之該二個偵測線圈中所感應的信號之間的一不平衡超過一第二臨限之來自該複數組平衡偵測線圈之信號的一數量小於一臨限數量，該臨限數量係至少二個。

本發明的此等及其他態樣、特徵、及優點將參考下文描述的（一或多個）實施例闡明且將係顯而易見的。

以下描述聚焦在可應用至使用電力轉移方法（諸如自Qi規格或Ki規格所知者）之無線電力轉移系統之本發明的實施例。然而，將理解本發明不限於此應用，而可應用至許多其他無線電力轉移系統。

圖1繪示根據本發明的一些實施例之電力轉移系統的實例。電力轉移系統包含電力傳輸器101，該電力傳輸器包括（或耦接至）傳輸器線圈/電感器103。系統進一步包含電力接收器105，該電力接收器包括（或耦接至）接收器線圈/電感器107。

系統提供可將電力從電力傳輸器101感應地轉移至電力接收器105的電磁電力轉移信號。具體而言，電力傳輸器101產生電磁信號，該電磁信號藉由傳輸器線圈或電感器103傳播為磁通量。電力轉移信號一般可具有在約20 kHz至約500 kHz之間的頻率，且通常對於Qi相容系統一般係在從95 kHz至205 kHz的範圍中，或對於Ki相容系統一般係在20 kHz至80 kHz之間的範圍中。傳輸器線圈103及電力接收線圈107係鬆耦合的，且因此電力接收線圈107拾取來自電力傳輸器101的（至少部分）電力轉移信號。因此，電力經由從傳輸器線圈103至電力接收線圈107的無線電感耦合從電力傳輸器101轉移至電力接收器105。用語電力轉移信號主要用於指在傳輸器線圈103與電力接收線圈107之間的感應信號/磁場（磁通量信號），但應理解藉由等效性，其亦可視為並使用為對提供至傳輸器線圈103或由電力接收線圈107拾取之電信號的參考。

在實例中，電力接收器105具體而言係經由接收器線圈107接收電力的電力接收器。然而，在其他實施例中，電力接收器105可包含金屬元件，諸如金屬加熱元件，在該情形中，電力轉移信號直接感應渦電流，導致元件的直接加熱。

系統經配置以轉移實質電力位準，且具體而言，電力傳輸器在許多實施例中可支援超過500 mW、1 W、5 W、50 W、100 W、或500 W的電力位準。例如，對於Qi對應應用，電力轉移對於低電力應用（基本電力曲線）一般可在1至5W的電力範圍中；對於Qi規格版本1.2係至多15 W；對於較高的電力應用（諸如電力工具、膝上型電腦、無人機、機器人等）係在至多100 W的範圍中；且對於非常高電力應用（諸如例如對於Ki廚房應用）係超過100 W且至多多於2000 W。

在下文中，電力傳輸器101及電力接收器105的操作將具體參考通常根據Qi或Ki規格（除了本文描述（或隨之發生）的修改及加強外）或適用於正由無線充電聯盟開發之更高電力廚房規格的一實施例來描述。具體而言，電力傳輸器101及電力接收器105可遵循或實質上相容於Qi規格版本1.0、1.1、或1.2的要件（除了本文描述（或隨之而來）的修改及變化）。

在無線電力轉移系統中，物體（一般係從電力轉移信號提取電力且非電力傳輸器101或電力接收器105之部分的導電元件，亦即，係電力轉移的非預期、非期望、及/或干擾元件）的存在在電力轉移期間可能係高度不利的。此一非期望物體在本領域中稱為異物。

異物可不僅藉由將電力損耗加至操作而減少效率，且亦可使電力轉移操作本身劣化（例如，藉由干擾電力轉移效率或提取不直接由，例如，電力轉移迴路控制的電力）。此外，電流在異物中的感應（具體而言，在異物之金屬部件中的渦電流）可能導致常高度非所欲之異物的加熱。

為處理此類場景，無線電力轉移系統（諸如Qi或Ki）包括用於異物偵測的功能性。具體而言，電力傳輸器包含尋求偵測異物是否存在的功能性。若如此，電力傳輸器可，例如，終止電力轉移或降低可轉移之電力的最大量。

異物偵測可在電力接收器進入電力轉移階段之前（例如，在電力轉移的初始化期間）或在電力轉移階段期間執行。電力轉移階段期間的偵測常基於經測量的經傳輸電力及經接收電力的比較，然而在電力轉移階段前發生的偵測常基於反射阻抗的測量，例如，藉由使用小測量信號測量傳輸器線圈的品質因子。

Qi規格所提議的電流方法係基於偵測電力損失（藉由比較經傳輸電力及所報告的經接收電力）或偵測在輸出諧振電路之品質Q上的劣化。然而，在目前使用中，已發現此等方法在許多場景中提供次佳效能，且其等可具體地引起導致錯漏偵測及/或誤警的不準確偵測，其中儘管沒有此類異物存在，卻偵測到異物。

習知異物偵測往往係次佳的，部分歸因於執行異物偵測之特定操作狀況及場景中的變化及不確定性，包括在電力傳輸器性質、電力接收器性質、所施用之測試條件等上的變化及不確定性。

異物偵測測試之挑戰性的實例係執行足夠準確測量以達成充分可靠的異物偵測的要求。此可能引起產生儘可能強大的信號以增加偵測準確度的期望。然而，此可能增加電力接收器中及存在的任何異物中的電力消耗。偵測效能可對所施加的特定信號位準敏感，且一般會有衝突要求。

圖1之系統使用尋求為異物偵測提供經改善權衡之用於異物偵測的方法。該方法在許多實施例中可提供改善的異物偵測，且在許多實施例中可具體地提供更準確及/或可靠的異物偵測。該方法可進一步允許低複雜性及低資源需求。

如將於下文更詳細地描述的，該方法在電力轉移階段期間利用分時方法，其中異物偵測及電力轉移可，例如，在分開的時間間隔中執行，從而允許其等之間的干擾（具體而言，電力轉移在異物偵測上的影響）實質地降低。

在下文中，圖1的系統將更詳細地描述。在實例中，電磁電力轉移信號及用於異物偵測的電磁測試信號係由相同線圈產生。此外，信號/場將以不同用語指稱，亦即在電力轉移時間間隔期間產生的電磁信號/場將稱為電力轉移信號，且在異物偵測時間間隔期間產生的電磁信號/場將稱為電磁測試信號，或僅稱為測試信號。

圖2更詳細地繪示圖1之電力傳輸器101的元件。

電力傳輸器101包括驅動器201，該驅動器可產生饋送至傳輸器線圈103的驅動信號，該傳輸器線圈繼而產生電磁電力轉移信號，從而將電力轉移提供給電力接收器105。電力轉移信號係在電力轉移階段的電力轉移時間間隔期間提供。

驅動器201產生饋送至傳輸器電感器103的電流及電壓。驅動器201一般係呈反流器之形式的驅動電路，該反流器從DC電壓產生交流信號。驅動器201的輸出一般係藉由開關電橋之開關的適當切換而產生驅動信號的開關電橋。圖3顯示半橋式開關電橋/反流器。控制開關S1及S2使得其等絕不在同一時間閉合。替代地，當S2斷開時，S1閉合，且當S1斷開時，S2閉合。開關以所欲頻率斷開及閉合，從而在輸出處產生交流信號。一般而言，反流器的輸出經由諧振電容器連接至傳輸器電感器。圖4顯示全橋式開關電橋/反流器。控制開關S1及S2使得其等絕不在同一時間閉合。控制開關S3及S4使得其等絕不在同一時間閉合。替代地，在S2及S3斷開時，開關S1及S4閉合，且接著在S1及S4或斷開時，S2及S3閉合，從而在輸出處產生方波信號。開關係以所欲頻率斷開及閉合。

電力傳輸器101進一步包含電力傳輸器控制器203，該電力傳輸器控制器經配置以根據所欲操作原理來控制電力傳輸器101的操作。具體而言，電力傳輸器101可包括根據Qi規格或Ki規格執行電力控制所需的許多功能性。

電力傳輸器控制器203經具體配置以控制由驅動器201所進行之驅動信號的產生，且其可具體地控制驅動信號的電力位準，並因此控制所產生之電力轉移信號的位準。電力傳輸器控制器203包含電力迴路控制器，該電力迴路控制器回應於在電力控制階段期間從電力接收器105接收的電力控制訊息而控制電力轉移信號的電力位準。

圖1之系統使用尋求調適操作以為異物偵測提供經改善權衡之用於異物偵測的方法。該方法在許多實施例中可提供改善的異物偵測，且在許多實施例中可具體地提供更準確及/或可靠的異物偵測。該方法可進一步允許低複雜性及低資源需求。

在實例中，驅動器201及傳輸器線圈103經配置以產生針對轉移電力至電力接收器之目的的電磁電力轉移信號及用於異物偵測的電磁測試信號二者。電力傳輸器可在電力轉移階段期間將重複時間框用於驅動信號，其中該時間框包含至少一電力轉移時間間隔及一個異物偵測時間間隔。此一重複時間框的實例繪示於圖5中，其中電力轉移時間間隔係藉由PT指示，而異物偵測時間間隔係藉由D指示。在實例中，各時間框FRM僅包含一個異物偵測時間間隔及一個電力轉移時間間隔且此等間隔（以及時間框本身）在各框中具有相同的持續時間。然而，將理解在其他實施例中，其他時間間隔亦可包括在時間框中（諸如例如，通訊間隔）或複數個異物偵測時間間隔及/或電力轉移時間間隔可包括在各時間框中。此外，不同時間間隔（及實際上時間框本身）的持續時間在一些實施例中可動態地改變。

在該方法中，異物偵測及電力轉移因此在時域中分開，從而導致電力轉移對異物偵測的交叉干擾降低。因此，可將由電力轉移之操作狀況中的變化所導致的變異性及不確定性與異物偵測隔絕，導致更可靠及準確的異物偵測。

在電力轉移相位中，電力傳輸器因此經配置以在時間框的電力轉移時間間隔期間執行電力轉移。具體而言，在此等時間間隔期間，電力傳輸器101及電力接收器105可操作電力控制迴路（電力控制迴路可基於電力轉移時間間隔內的通訊，或可，例如，基於在電力轉移時間間隔外（諸如在專用通訊時間間隔中）的通訊。例如，各異物時間間隔可由複數個交替的電力轉移時間間隔及通訊時間間隔分開。因此，可動態地改變正在轉移之電力的位準。在電力轉移階段之時間框的異物偵測時間間隔中，一般將驅動信號的至少一參數，且因此將電磁測試信號的至少一參數設定成預定值，或，例如，在異物偵測時間間隔之前執行之調適操作期間判定的值。因此，在異物偵測時間間隔中，參數可設定成預定值（亦即，在異物偵測時間間隔之前判定，且常在電力轉移階段之前判定）。相反地，參數在電力轉移時間間隔期間可不受限於此預定值。

例如，在電力轉移時間間隔期間，系統可操作電力控制迴路，該電力控制迴路允許電力轉移信號的電力位準回應於來自電力接收器的電力控制訊息而改變。電力控制迴路可控制/改變驅動信號/電力轉移信號之電流、電壓、及頻率中之至少一者。相反地，在異物偵測時間間隔期間，在電力轉移時間間隔期間由電力控制迴路改變的參數可設定成在電力轉移階段之前判定之用於電流、電壓、及/或頻率的預定值。

在許多實施例中，在異物偵測時間間隔期間設定驅動信號的恆定（一般較低）振幅（一般係電壓）。額外地或替代地，在異物偵測時間間隔期間可設定用於驅動信號的預定頻率，且此一般可實質高於在電力轉移時間間隔期間的驅動信號。

因此，在電力轉移時間間隔期間產生的電磁信號（電力轉移信號）一般具有與在異物偵測時間間隔期間產生的電磁信號（電磁測試信號）實質不同的性質。在電力轉移時間間隔期間產生的電磁信號或場將稱為電力轉移信號，且在異物偵測時間間隔期間產生的電磁信號或場將稱為電磁測試信號，或僅稱為測試信號。然而，將理解，在圖2的系統中，在電力轉移時間間隔及異物偵測時間間隔二者中，電磁信號從相同線圈產生，且實際上相同的驅動器等用於電力轉移時間間隔及異物偵測時間間隔二者。實際上，對測試信號的參考在許多實施例中可視為等效於異物偵測時間間隔期間的電力轉移信號。

電力傳輸器101包含異物偵測器205，該異物偵測器經配置以執行異物偵測測試，亦即，以具體偵測任何非所欲導電元件是否可能存在於所產生的電磁場內。

在執行異物偵測的間隔期間，亦即，在異物偵測時間間隔期間，異物偵測器205因此評估狀況以判定是否將異物視為存在。在異物偵測時間間隔期間，電力傳輸器101產生電磁測試信號，且異物偵測係基於評估此信號之特性及性質。

在系統中，異物偵測係基於在平衡偵測線圈組中由電磁測試信號感應的偵測信號，該組平衡偵測線圈包含至少二個偵測線圈207、209，該二個偵測線圈經配置使得其等在均質磁場存在且在由傳輸器線圈103產生的電磁場存在（諸如具體而言電磁測試信號）時彼此負抵銷。具體而言，電力傳輸器包含複數組平衡偵測線圈，其等包含第一偵測線圈207及第二偵測線圈209，該等偵測線圈耦合成使得由傳輸器線圈產生的電磁場（至少部分地）彼此補償。平衡偵測線圈組亦將稱為感應平衡。

下文首先將聚焦於針對單一感應平衡（亦即，針對單組平衡偵測線圈）（諸如，例如圖6所繪示者）的操作。針對該組平衡偵測線圈，由傳輸器線圈103產生的電磁場將在第一偵測線圈207中感應信號，且將在第二偵測線圈209中感應信號。然而，感應電壓將具有相對極性，使得由傳輸器線圈103產生之電磁場所導致的偵測線圈207、209之串聯耦接的電壓（振幅）低於由傳輸器線圈103產生之電磁場所導致的個別偵測線圈207、209之其中一者的至少該最大者之上的電壓（振幅）且一般低於其中任一者的電壓（振幅）。因此，第一偵測線圈207及第二偵測線圈209耦接成使得來自由傳輸器線圈103產生之電磁場的感應電壓至少部分地彼此對消。

偵測線圈具體地經配置以對應於至少二個繞組，當無異物存在時，在該至少二個繞組中的相對信號係由電磁測試信號產生。相對信號可因此至少部分地彼此對消，且因此，跨偵測線圈207、209之串聯耦接的經測量感應信號的位準將降低，且可能實質上對消。此可允許將大幅增加的磁場強度用於異物偵測。實際上，在許多實施例及場景中，所得的感應電壓可（理想地）僅歸因於繞組之間的磁通量的差。繞組之間的此類差異或不對稱性可能由異物導致，且因此在許多場景中可達成異物在磁場上之效應（且因此達成感應信號）的更準確測量。

偵測線圈配置的實例顯示於圖6中。在實例中，將第一偵測線圈207形成為第一繞組L1，並將第二偵測線圈209形成為（反）串聯耦接的第二繞組L2，使得對於均質電磁場，該二個繞組的組合電壓彼此抵銷。在實例中，將偵測線圈207、209/繞組L1、L2定位成相對且對稱地圍繞中心點。其等進一步形成在平面中，且傳輸器線圈103進一步形成在相同平面（或至少實質平行的平面）中。在實例中，偵測線圈213形成在傳輸器線圈103內側。進一步地，將偵測線圈213形成為具有實質相同的輪廓並覆蓋實質相同的區域。

結果，通過二個偵測線圈213的電磁通量實質相同，但係在相對方向上。結果，二個偵測線圈207、209中的感應電壓實質相同，但具有相對相位/極性，且二個串聯耦接的偵測線圈213上的組合電壓對消至實質零。

因此，偵測線圈207、209經配置使得在均質場存在時及/或在不具有其他物體存在的情況下由傳輸器線圈103產生的電磁場存在時，感應信號/電壓至少部分地彼此對消/補償，理想地導致零組合電壓。

圖2及圖6的配置使得二個偵測線圈之第一者的感應信號具有與該二個偵測線圈之第二者的感應信號相對的電壓。二個偵測線圈的感應信號對均質場具有相對相位。二個偵測線圈中的感應信號具有相對相位。二個偵測線圈串聯地且反相地耦接，使得感應信號具有相對極性。此等性質對均質場且對由傳輸器線圈103產生的無扭曲場存在。

然而，在金屬異物存在時，磁場將扭曲，一般在二個偵測線圈207、209的場之間導致不對稱性。一般而言，對於金屬異物，所產生的電磁測試信號將感應渦電流，其導致異物產生電磁場，使得組合電磁場相對於所產生之電磁測試信號的場扭曲。所得的不對稱場將導致在第一偵測線圈207及第二偵測線圈209中感應不同信號，如圖7所指示。因此，與無異物存在且通過二個偵測線圈207、209的通量對稱導致實質零之組合電壓的情況相反，異物的存在導致不對稱且因此導致所得電壓。二個偵測線圈207、209之感應信號的差可用以偵測異物的存在。

在圖2的系統中，該對偵測線圈207、209的組合電壓可直接經測量並用以執行異物偵測。在一些實施例中，可使用更複雜的方法（諸如，將偵測線圈與變壓器串聯地耦合，使得通過偵測線圈207、209的電流亦流過變壓器的一次繞組）。因此，偵測線圈207、209及一次繞組可係串聯電路的部分，在偵測線圈207、209中感應的電流通過其流動。二次繞組接著可耦接至異物偵測器205，且例如通過二次繞組之電流可經測量並用作二個偵測線圈207、209中的感應信號之間的不平衡之測量。

由自感應平衡之信號所指示的不平衡（具體地係輸出電壓）可用作異物存在的指示，且具體地，若來自一組平衡偵測線圈的信號符合一準則（諸如，例如絕對值超過偵測臨限），則此可被視為指示異物可能存在。

該方法因此可實施利用平衡偵測線圈207、209之組的異物偵測。在具體實例中，二個偵測線圈207、209定位成彼此相對且在與傳輸器線圈103相同的磁平面中。若將此一感應平衡暴露於由傳輸器線圈103產生的對稱偵測電磁場，在偵測線圈207、209之端子處的電壓在理想理論情形中實質為零。

若將金屬片置於感應平衡的一側上，如圖7，偵測電磁測試信號/場的密度不再對稱，且可在感應平衡的端子處測量到電壓。

在該方法中，在平衡偵測線圈在均質場的情形（一般係在無異物存在的情形）中彼此實質補償的情況下，信號在各偵測線圈中感應。偵測線圈207、209的輸出係耦接至異物偵測器205。因此，信號係在偵測線圈207、209中（由傳輸器線圈產生的電磁場）感應，且跨平衡偵測線圈207、209之輸出所得的（差異）感應信號係饋送至異物偵測器205。接著藉由異物偵測器205評估所得信號。由異物偵測器205評估的信號因此係在偵測線圈207、209中所感應之信號的表示，且具體地係經補償差/加總感應信號。

該異物偵測器可經配置以回應於來自感應平衡之感應信號的性質符合異物偵測準則而偵測異物。

如先前提及的，電力傳輸器可經配置以控制驅動信號，以在異物偵測時間間隔期間展現與在電力轉移時間間隔期間不同的參數。此可具體由電力接收器利用以降低加載在電磁測試信號上的效應及影響。

已提議在短異物偵測時間間隔期間斷開電力接收器的負載，例如，藉由以主動地針對此目的斷開之一開關來運行的電力接收器。然而對於在kW範圍中的更高電力位準，由於斷開開關引入額外損耗並增加成本，此解決方案並不理想。實際上，在諸如例如負載係在其中渦電流直接由電力轉移信號感應以導致加熱的感應加熱金屬元件的一些高電力應用中，實施此類切換簡單而言係不可行的。

相對於電力轉移時間間隔，在異物偵測時間間隔期間調適用於驅動信號的參數可解決此並可用以減輕電力接收器之負載在異物偵測上的效應。

在許多實施例中，驅動器201經配置以在異物偵測時間間隔期間相較於電力轉移時間間隔期間增加驅動信號的頻率，且具體地經配置以將驅動信號頻率設定成比在電力轉移時間間隔期間驅動信號的頻率高不小於50%。驅動器201可因此產生電磁測試信號，以具有比電力轉移信號實質更高的頻率。

在許多場景中，增加頻率可實質改善偵測並減少電力接收器負載的影響。例如，電力傳輸器及電力接收器二者可均具有針對電力轉移形成的諧振電路，例如，傳輸器線圈103及接收器線圈107二者可均係，例如，具有fres = 25 kHz之諧振頻率的諧振電路的部分。在異物偵測時間間隔期間增加驅動頻率（例如，至50 kHz）將導致電力傳輸器諧振電路以感應模式操作，導致傳輸器線圈103中的電流降低。此外，因為不再調諧系統，接收器線圈電流亦減少。此將進一步降低電力傳輸器電流。整體效應將對應於由部分切斷負載所導致的效應。

在許多實施例中，驅動器201可經配置以在異物偵測時間間隔期間相對於電力轉移時間間隔降低驅動信號的電壓，且可具體地將在異物偵測時間間隔期間該驅動信號的電壓振幅設定成不高於在電力轉移時間間隔期間該驅動信號之電壓振幅的50%（或常不高於25或甚至10%）。

該經降低電壓可產生具有降低強度的電磁測試信號，且因此在異物偵測時間間隔期間產生的電磁場比在電力轉移時間間隔期間更低，且藉由負載的加載可對應地降低。在許多場景中，此可允許改善偵測。在一些實施例中，由於經降低電壓可導致電力接收器負載的斷開，其可係優點。例如，若電壓降低至某個位準，由於感應電壓不會變得足以使整流器運行，包括整流器及電池組的電力接收器將由電池組驅動。此將有效地將負載與電磁測試信號斷開，其可改善異物偵測效能。

在許多實施例中，驅動器201可經配置以在異物偵測時間間隔期間將驅動信號的電壓振幅設定成恆定。此可導致產生更均質的電磁測試信號，其可改善基於平衡偵測線圈207、209的異物偵測。例如，若電壓振幅係時變的，則偵測信號將改變，且除非可補償此變化或將此變化納入考量，否則偵測準確度將降低。

在許多實施例中，驅動器201可經配置以產生驅動信號以在異物偵測時間間隔期間具有恆定且比在電力轉移時間間隔時間的驅動信號低至少50%的電壓振幅及高至少50%的頻率。

作為一實例，在電力轉移時間間隔期間，將驅動信號經產生具有接近電力傳輸器及電力接收器二者之諧振頻率的第一操作頻率，以高效率傳輸無線電力。

在異物偵測時間間隔期間，驅動信號的第一操作頻率從電力傳輸器及電力接收器二者的諧振頻率移離至第二較高操作頻率。驅動信號的此第二較高操作頻率可固定在預定值，該預定值比第一操作頻率（亦即，電力轉移信號的頻率）高至少1.5倍。

此外，將驅動信號電壓Uinv改變成其係恆定的且比電力轉移時間間隔期間低的第二振幅（例如，由不同電壓源提供）。

使用具有第二較高操作頻率及第二較低且恆定電壓振幅的驅動信號，通過傳輸器線圈103線圈的電流強烈地降低並保持恆定。此外，因為驅動器電流係滯後於驅動器信號電壓，切換雜訊因為在驅動器201之輸出處的反流器係在零電壓切換場景中操作而強烈地降低。

用於此一場景之驅動信號振幅的實例顯示於圖8中，其中在電力轉移時間間隔期間的操作稱為模式1，且在異物偵測時間間隔期間的操作稱為模式2。在此實例中，電壓振幅在電力轉移時間間隔期間亦係恆定的，例如，導因於反流器係以恆定電壓源供應。

圖9繪示電壓振幅在電力轉移時間間隔期間改變的對應實例。此可例如藉由其以係經整流（但未經平滑）AC電壓之電壓供應的反流器達成。異物偵測時間間隔期間的供應電壓（其可與AC信號的零交叉同步）係由提供實質恆定電壓的交流電源提供。可產生此一驅動信號之電路的實例繪示於圖10中。在該電路中，除了當經整流電壓下降至低於由第二供應電路（第2 Udc）饋送之平滑電容器C3的給定電壓（在此實例中係48 V）外，輸出反流器電路(M1, M2, Cp1, Cp2)係由經整流AC幹線電壓驅動。在此時間期間，反流器電路係由平滑電容器C3經由D5供應，導致實質恆定的供應電壓且因此恆定的驅動信號電壓振幅。

在此類實例中，傳輸器線圈103產生對應於在異物偵測時間間隔期間用於異物偵測之實質恆定電磁場的電磁測試信號，其中該電磁測試信號具有較高的預定之第二操作頻率。異物偵測電磁場/電磁測試信號的振幅主要係由驅動器201的第二較低輸出電壓決定。在此情形中，電力接收器的非斷開負載有效地自電力傳輸器解諧，且因此其對電磁場/電磁測試信號具有降低的影響。

在所述的特定系統中，電力傳輸器包含複數個感應平衡（亦即，複數組平衡偵測線圈），且異物偵測係基於來自此等平衡偵測線圈組中之二或更多者的輸出信號來執行。一般而言，異物偵測係基於考慮來自所有平衡偵測線圈組之信號的一準則。

例如，如圖11所繪示，電力傳輸器可經產生以包括三組平衡偵測線圈，其中各組包含二個楔形線圈。在此實例中，異物偵測可測量來自三個平衡偵測線圈對之各者的輸出信號，並使用此等信號執行異物偵測。所使用之確切準則將取決於個別實施例之偏好及要求，且在下文將更詳細地描述。

在許多實施例中，如實際上在圖11的實例中，平衡偵測線圈係位於傳輸器線圈103內。此一般可提供改善效能，且可具體提供針對不同線圈均質的電磁測試信號/場。

在許多實施例中，且如圖2所指示，所有感應平衡/平衡偵測線圈組的輸出係饋送至異物偵測器205，該異物偵測器可測量來自感應平衡之全部者的信號。異物偵測器205可在異物偵測時間間隔期間針對平衡偵測線圈組之各者判定電壓及/或電流，例如，一般而言，各組平衡偵測線圈的電壓可經判定並用於異物偵測。

異物偵測器205經配置以將異物偵測準則施加至來自異物偵測時間間隔期間的感應平衡的信號。該等信號之各者此後將為了簡潔亦稱為偵測信號。異物偵測準則包含至少二個要求，應符合該至少二個要求以便異物偵測器205判定已偵測到異物。

第一要求係：針對平衡偵測線圈組中之至少一者，至少一個偵測信號指示在二個偵測線圈中所感應之信號之間的一不平衡超過一第一臨限值。此要求可獨立於其他偵測信號中之任一者而施加至各偵測信號。該第一要求可要求來自至少一個感應平衡的偵測信號指示超過一臨限的不平衡。該不平衡可係在感應平衡之偵測線圈中所感應之信號間的差的指示。

可藉由判定來自一偵測信號之偵測值來評估第一要求，其中該偵測值指示在偵測線圈中所感應之信號之間的不平衡程度。在許多實施例中，偵測信號的電流及/或電壓振幅指示不平衡，其具有指示增加不平衡的振幅。因此，在許多實施例中，偵測值可直接產生作為偵測信號之振幅值或作為振幅之單調遞增函數。單調遞增函數可係複合函數，或可例如係偵測信號振幅的簡單按比例調整或放大。

在許多實施例中，第一要求可簡單地係：來自至少一組平衡偵測線圈之偵測信號的振幅超過偵測臨限。因此可藉由考慮各偵測信號本身及比較由各偵測信號提供至臨限值的不平衡指示來評估第一要求。

在許多實施例中，偵測線圈相關於平移/旋轉而等效且對稱。其一般亦將相關於傳輸器線圈103及電力轉移設置的其他性質而對稱且等效。一般而言，相同臨限將會被施加至所有平衡偵測線圈組。然而，在一些實施例中，偵測臨限可係所評估之平衡偵測線圈組的函數。因此，在一些實施例中，偵測臨限可變化且對於不同偵測線圈係不同的，例如補償其物理性質上之差異或在其與傳送器線圈103及所產生之測試信號的關係上的差異。

在該方法中，異物偵測準則可因此包括第一要求，其指示至少一組平衡偵測線圈存在不平衡。如先前所描述，此一不平衡可由存在之異物引起，且因此所符合之第一要求係可能有異物存在的強指標。

然而，在該方法中，異物偵測準則不僅包括此要求，且異物偵測未被視為已發生僅是因為偵測信號中之一者指示（足夠）高的不平衡。而是，此外，必須符合將偵測信號（或偵測信號的至少一些者）一起列入考慮的第二要求。

實際上，該異物偵測準則包含該第二要求，其要求指示在該組平衡偵測線圈之該二個偵測線圈中所感應的信號之間的一不平衡超過一第二臨限之來自該組平衡偵測線圈之信號的一數量（此後為了簡潔亦稱為偵測數量）小於一臨限數量，該臨限數量係至少二個。

該第二要求包括評估有多少偵測信號指示高於一第二臨限的不平衡。此評鑑可如針對第一要求地執行，例如，信號振幅可與臨限相比，且若該振幅超過該臨限，則其可被判定。如同第一要求，該第二要求可取決於所評估的是何組平衡偵測線圈，且因此針對不同組可不相同。

不平衡超過臨限之感應平衡的數量可經判定，且該第二要求只在此數量少於臨限數量（亦即，少於指示一不平衡高於該第二臨限之感應平衡的臨限數量）才符合。

在許多實施例中，第一臨限及第二臨限可係相同，且評估第一要求之程序亦可直接提供允許判定偵測數量的資料。

偵測數量可因此與臨限數量相比，且僅在偵測數量小於臨限值時將會符合第二要求且因此符合異物偵測準則。

因此，根據該方法，經符合之第一需求可被視為可能已偵測到異物的指示，但如果此情況的感應平衡數量不低於臨限數量，則此判定可由第二要求覆設。實際上，若此為足夠多的平衡偵測線圈組的情況，若該組平衡偵測線圈中之一者偵測到不平衡，則可被視為發生之異物偵測可被覆設。

在許多實施例中，臨限數量可不少於三個，及/或臨限數量可等於複數組平衡偵測線圈中的平衡偵測線圈組的一數量。

例如，對於電力傳輸器在其中包含三個感應平衡之圖11的實例，第二要求可使用三作為臨限數量，若偵測信號的全部者指示足夠高的不平衡則導致來自分別評估該等偵測訊號之各者的任何異物偵測指示將被覆設。在此情況下，異物偵測器205將不會偵測出異物存在。

該方法可在許多實施例及情境中提供改良之效能，且可實質上減少基於平衡偵測之可發生的誤判異物偵測的數量。具體而言，發明人已實現在許多情況下，在平衡偵測線圈組上之異物的影響可藉由不僅考慮來自平衡偵測線圈組之個別信號，亦考慮它們如何彼此相關，而與其他事件或原因分開。因此，藉由包括更全局/整體考量，可避免許多誤判異物偵測。發明人已特別意識到，該方法可允許在有異物存在的情境與包含或形成電力接收器之裝置或器具相對於電力傳輸器（且具體而言係傳輸器線圈103及偵測線圈）移動的情境之間的區別。

在許多實施例中，特別有效率的操作可藉由使臨限數量等於平衡偵測線圈組的數量來達成。在一些實施例中，第二要求僅在若所有偵測信號指示足夠高的不平衡時覆設第一要求的異物偵測。此可在一些實施例中提供更可靠的異物偵測，其具有朝向偵測異物偵測之存在的進一步加權，亦即具有朝向偵測的偏差。其可將覆設限制為僅在大到足以影響感應平衡的全部者之物體存在時啟動（亦即，可將較小型裝置視為異物）。由於在電力轉移期間，電力接收器器具/裝置不僅存在，且亦接近傳輸器線圈103（且具體地一般在此處中央），可定位異物係不可能的，使得其將實質影響所有的平衡偵測線圈組，且因此所有平衡偵測線圈組的不平衡極不可能係由電力接收器裝置/器具之移動以外者所引起。此類限制可進一步藉由例如偵測線圈及傳輸器線圈線103之幾何性質來強調。

類似地，相較於使用二作為臨限數量，使用三作為臨限數量可提供一些具體優點。具體而言，鑑於可定位異物使得其將導致兩組平衡偵測線圈中的不平衡係可行或甚至有可能的（例如，若跨用於不同平衡偵測線圈組之二個偵測線圈的區域定位），可定位異物使得其將對三組平衡偵測線圈造成強烈衝擊係較為不可能的。實際上，此一般將要求異物跨三個不同的偵測線圈延伸，鑑於為了發生電力轉移而必須要有電力接收器存在，其在許多應用中將係高度不可能的（或甚至不可行的）。

在一些實施例中，異物偵測準則包括一第三要求，其要求來自展示超過一給定第一異物偵測臨限之不平衡的該複數個感應平衡中之至少一者的信號不超過高於該第一異物偵測臨限的一第二臨限，且一般可係比該第一異物偵測臨限高出不小於2、3、5或10倍的振幅臨限。因此，若不平衡高於一給定位準，則除非高至超過第二臨限值，否則可視為存在異物。

此一方法可因此藉由異物對感應平衡所造成之不平衡來偵測異物。然而，若造成之不平衡極高，則可能係由於電力接收器被移動而非存在的異物而導致。

因此，在實例中，異物偵測可不僅藉由不平衡不應影響多個感應平衡的第二要求所覆設，亦可藉由不平衡不應過大的第三要求所覆設。

例如，若不平衡信號不僅變得大於第一臨限，且不平衡信號的振幅甚至變得比第二較高臨限更大，則可假定此係由於接受器已移動。此可導致異物偵測重新校準至電力接收器之新位置，而非例如引起異物偵測。

應瞭解一異物偵測方法，其中異物偵測準則包括第三要求（而非第二要求）將係可行的，且在許多系統中及在許多情況下將提供有利的效能。

在許多實施例中，圖2的電力傳輸器進一步包含補償器211，該補償器經配置以在無異物存在時，針對二個偵測線圈中所感應的信號之間的一不平衡而補償來自平衡偵測線圈組中之一者、多者、及一般係全部者之信號。在一些實施例中，補償可係靜態補償，該靜態補償例如補償在相同平衡偵測線圈組中之不同偵測線圈之幾何性質上的差異。然而，在大多數實施例中，補償器211經配置以執行動態補償，其中補償值可在操作期間（諸如，例如當特定事件發生時）調適。

實務上，偵測線圈207、209可經生成以儘可能相同，並可經設計以盡可能地消除感應信號。然而，實務上，已發現在偵測線圈207、209的參數上以及可能在電磁環境上（甚至在無異物存在時）往往有一些不對稱及不同。進一步地，不對稱及不平衡在許多場景中可在偵測線圈207、209上導致組合電壓，該組合電壓具有與由所欲偵測到的一些異物所導致的電壓相同的數量級。因此，即使使用平衡電感/偵測線圈在一些實施例中仍可能導致困難的或不盡理想的偵測效能。

補償器211可經配置以藉由在異物偵測時間間隔期間（其中，假設無異物存在）測量一值來補償信號，亦即，得自測試信號的信號可在假設無異物存在時進行判定。此可例如藉由已得出未偵測到異物之合適的異物偵測來指示，或者可例如視為回應於經提供以指示無異物存在之特定使用者輸入的情況。例如，使用者可按下按鈕以初始化校準/補償測量。在一些情況下，補償測量可在下列時間執行：當偵測到新的電力接收裝置時，以及當使用者將新的電力接收裝置定位在電力傳輸器上指示使用者已檢查到無異物存在時。

基於不平衡（其反映無異物存在時來自平衡偵測線圈組之信號）的測量，可判定補償值並將補償值施加至信號之各者。一般而言，補償值可係經測量之不平衡的相反。例如，來自平衡偵測線圈組之輸出信號的電壓或電流振幅可在無異物存在時進行測量。隨後，可由來自平衡偵測線圈組之信號的測量振幅減去此測量振幅，以產生經補償的信號振幅。這些經補償的信號振幅接著可用於評估異物偵測準則而非信號的測量振幅。

補償器211具體可產生補償值，該補償值從在無（假設無）異物存在時所測量之一組平衡偵測線圈的信號值偏移（具有相反的相位/極性）。

在一些實施例中，補償可非單一值（諸如，補償電流或電壓振幅），但可係補償信號（諸如，例如，與所測量的信號具有相同振幅，但具有相反相位者（因此與不平衡信號對消））。例如，可產生補償信號，以具有與所測量之信號相同（且因此與電磁測試信號相同）的頻率。可將相位及/或振幅設定成提供所欲補償的值。

在一些實施例中，相位及/或振幅可係預定值。例如，在製造或設計期間，可評估（基於理論分析及/或測量）偵測線圈之間相關於所產生的電磁測試信號的不對稱性，並可判定合適的補償驅動信號參數值。此等接著可在異物偵測時間間隔期間施加。

然而，在許多實施例中，補償電路1103可經配置以動態地調適補償信號的ㄧ參數，且可具體地經配置以調適例如補償信號的電壓振幅及/或相位。

補償在許多實施例中可提供改善的異物偵測。實際上，即使在製造階段期間將偵測線圈207、209完美地平衡及/或完美地特徵化，電磁場及因此感應信號亦將取決於特定環境，且尤其將傾向於取決於例如使用哪個電力接收器具及其確切地定位的位置而改變。因此，能夠動態地調適補償並具體地對目前電磁環境校準可實質改善效能。補償可有用的減輕或降低偵測線圈之間及/或此等線圈周圍的環境的不平衡。此可在許多場景中提供改善的效能，並可具體地提供更準確的異物偵測。

作為一實例，可針對異物偵測在其中基於來自各包含二個偵測線圈(L1, L2)、(L3, L4)、及(L5, L6)之平衡偵測線圈組的測量電壓振幅Ufod的系統考慮圖12之配置。

在此實例中，於起始電力轉移之前，可執行異物偵測系統的動態校準，以從電壓Ufod(L1-L2)、Ufod(L3-L4)、及Ufod(L5-L6)補償/移除原始偏移。這些偏移電壓可導因於不均勻的偵測H場。在實例中，傳輸器線圈103之繞組並非對稱地安裝在線圈成形器上的完整圓形。在此實例中，感應平衡L3-L4及L5-L6擷取更多或更少相同的均勻偵測H場。然而，由感應平衡L1-L2所擷取的磁場並不均勻，導因於傳輸器線圈103在線圈L2下方的局部配線佈局。對於此狀態，可藉由以針對電壓U_Tx具有正確振幅及相位的信號Ucomp(L1-L2)補償感應平衡L1-L2的電壓Ufod (L1-L2)而施加主動校準。

圖13展示偏移電壓之另一個原因。若電力接收器裝置/器具1301在失準的情況下經定位在電力傳輸器的主動區域上，咸預期來自傳輸器線圈103的偵測H場甚至更為扭曲且變得不均勻，若器具包括金屬部分尤是如此。

在此實例中，亦可執行主動偏移校準。導因於相對主動區域大小之器具1301的大小，來自傳輸器線圈103之偵測H場的分布在大區域上方且可能在整個區域上方變得不均勻係有可能的。結果，所有三個感應平衡均受影響，並產生具有偏移的信號。在此情況下，三個獨立的補償電壓Ucomp(L1-L2)、Ucomp(L3-L4)、及Ucomp(L5–L6)可經判定並分別施加至三個感應平衡，其中這些者之各者具有針對電壓感應偏移不平衡信號之正確的振幅及相位。

在圖14之實例中，在已執行主動校準之後，且在補償經施加的情況下，將異物FO放置在主動區域上。導因於其在主動區域上的位置，咸預期來自傳輸器線圈103的偵測H場在感應平衡L1-L2及L5-L6附近變得不均勻。因此，偵測電壓出現在這些感應平衡兩者的終端，導致符合異物偵測準則的第一要求。然而，異物將引起第三感應平衡L3-L4之不平衡係不可能的，且若臨限數量經設定為感應平衡之數量（亦即，三個），則亦滿足第二要求。因此，異物偵測器205判定已偵測到異物。因此，如所繪示，即使失準器具位在主動區域的頂部上，三重感應平衡系統仍能夠偵測異物。

在圖15之實例中，不存在異物，取而代之地，器具1301已在主動區域上移離原始定位。此位移導致全偵測區域上方之傳輸器線圈103之偵測H場（亦即，測試場）的分布改變。若三重感應平衡系統在此位移之前經適當校準，此將導致用於全部三個感應平衡的平衡條件受影響，並針對全部三個感應平衡產生偵測電壓。在此情況下，將符合異物偵測的第一要求，且因此觸發異物可存在之初始指示。然而，在三個感應平衡均展示實質不平衡/偵測信號時，不符合第二要求。因此，第一指示係經覆設，且異物偵測器205不產生異物之偵測。因此，可避免誤判為正的異物偵測。

補償器211可經配置以依據個別實施例的偏好及要求在不同時間及不同狀況下更新/調適/校準補償。在許多實施例中，補償器211可經配置以在偵測到新的電力接收器具經定位在電力傳輸器上時起始補償之調適。此可允許補償不僅適於靜電性質，且亦例如適於電力接收裝置在電力傳輸器上的定位。

在一些實施例中，補償器211經配置以回應於符合異物偵測準則之第二要求而起始補償調適。因此，若超出臨限數量的感應平衡偵測到不平衡，且常若針對所有感應平衡偵測到不平衡，則補償器211可起始新的補償調適。具體而言，來自不同感應平衡之信號（例如，電壓及/或電流的振幅及相位）的新值可經測量並用作向前的新補償信號。

如先前所述，影響所有感應平衡的不平衡可能導因於電力接收器的定位改變而非異物存在。類似地，極高之（高於第二臨限，亦即如果符合第三準則）一不平衡可指示電力接收器已移動而非異物存在。因此，補償調適可允許改善的異物偵測，因為其可調適至新的定位，允許更準確地測量可能由異物導致的不平衡。

在一些實施例中，補償器211可經配置以回應於補償之調適而調適電力轉移。在一些實施例中，補償器211可經配置以回應於該補償需要符合一準則之補償值的偵測而減少或限制電力轉移信號的電力位準。該準則可具體地對應於所判定之補償值（具體地係振幅）的一或多者超過臨限的準則。若符合臨限，則其指示至少一個不平衡高於一給定臨限。此可能是由於存在異物，且因此可減少電力位準。在許多情況下，由於電力接收裝置的位置實質上自理想集中位置偏離而可發生高不平衡。此可阻礙電力轉移及減少效率等。可因此減少電力位準。此通常可由使用者察覺（或實際上可提供專用使用者指示），且此一般可導致使用者重新定位電力接收裝置。

在許多實施例中，電力位準減少可具體地係電力轉移之終止或阻止。舉例而言，若補償器211在電力轉移之初始化期間偵測到補償值指示高於偵測臨限之感應平衡中之一或多者的一不平衡，則初始化可終止且補償器211可防止電力傳輸器進入電力轉移階段。若電力傳輸器已處於電力傳輸階段，則此可被終止。因此，補償值可用以偵測目前操作條件是否為可接受的，具體地是諸如電力接收裝置是否適合地定位在電力傳輸器主動區上。

在一些實施例中，電力傳輸器可經配置以回應於符合異物偵測準則之第二要求的條件的偵測而調適一操作參數。

該操作參數可係電力轉移之一操作參數，諸如電力位準、頻率、工作循環、功率轉移時間間隔之持續時間等。具體而言，相似於在調適該補償時判定之該等補償值指示一不平衡的偵測，符合該第二要求之該偵測可導致電力位準降低。例如，可針對電力轉移使用一最大電力位準，且若滿足第二要求，則可減少該最大電力位準。

如先前所提及，第二要求可被視為電力接收器具可能已移動的指示，此可能導致不同操作條件。異物偵測器205在此情況下可減少電力位準以確保安全且可靠的操作，且實際上作為一特定情況甚至可終止電力轉移。電力接收器接著可繼續進入操作模式，其中完全的電力轉移係藉由系統逐漸地調適至新的操作條件而逐漸地達成（例如，可使用慢速電力控制操作，或者若進行中的電力轉移經終止，則可執行電力轉移的完全重初始化）。

在一些實施例中，經調適之參數可係異物偵測之一操作參數，且具體地可係第一要求、第二要求、或二者之參數。

如果符合第二要求，則補償值的調適是此一調適的一個實例，因為補償值的應用是第一要求及第二要求二者之評估的部分（因為二者的比較可基於補償後的信號值）。

作為另一實例，在許多實施例中，在已偵測到符合第二準則時，用於第一要求及/或第二要求之偵測臨限可經調適。

例如，在一些實施例中，異物偵測器205可以第一要求之臨限的預定值開始。當電力轉移正在進行中且未偵測到異物，且例如偵測到的不平衡值實質上小於預定臨限時，該臨限可逐漸降低以使偵測對於更小異物更加敏感。然而，若符合第二要求，則臨限可返回至預定臨限，以反映新位置之確切條件的不確定性。相同方法可用於第二要求。

在一些實施例中，該等要求可包括信號值的計算或處理，且異物偵測器205可經配置以在符合第二要求時（且因此在偵測到電力接收器具的可能移動時）調適計算或處理。

在一些實施例中，配接器213可更通常經配置以回應於在感應平衡（特別是針對至少二個感應平衡）之偵測線圈中所感應之信號之間的不平衡而調適電力轉移之一操作參數。例如，上文所描述之操作參數之調適不必然必須回應於與異物偵測中所使用之偵測相同的偵測。例如，在一些實施例中，可應用不同臨限以用於判定是否進行對異物偵測操作的調適，而非用於實際異物偵測評估。

在許多實施例中，配接器213可經配置以調適電力轉移之一參數，使得若感應平衡之不平衡的量測超過一給定位準時，可減少電力位準。不平衡之量測可例如經判定為平均不平衡或總和不平衡或最大不平衡。

在一些實施例中，電力傳輸器可包含接收器215，其經配置以從電力接收器接收資料。在此類實施例中，電力接收器可經配置以傳輸物理性質資料至電力傳輸器，其中物理性質資料指示電力接收器之一或多個物理性質（且具體係延伸物理性質）。例如，物理性質資料可指示電力接收裝置之大小、延伸、尺寸等。物理性質資料因此可指示電力接收裝置的空間延伸性質。在一些實施例中，物理性質資料可替代或額外地指示空間延伸或例如為電力接收裝置之部分之導電材料（金屬）的量。

在此類實施例中，物理性質資料可饋送至配接器213，其可經配置以回應於物理性質資料而調適異物偵測之一操作參數。該操作參數可具體地係該第一要求之參數及/或第二要求之參數。該參數可具體地係該等要求的偵測臨限，及/或用於判定與該偵測臨限相比之該值的函數或演算法的參數。

該方法可具體對於調適第二要求係有利的。例如，對於小電力接收裝置，裝置的移動可不導致所有感應平衡中顯著的不平衡。此外，小電力接收裝置可允許大異物存在，且因此可潛在地經定位使得其可在所有感應平衡中產生不平衡，該不平衡可能可與電力接收裝置之失準所造成的不平衡相當。相比之下，對於足夠大的電力接收裝置，其可確保失準及移動影響所有感應平衡，且該裝置十分大而任何異物將因此太小，以至於無法對所有感應平衡具有顯著影響。在此類情況下，若物理性質資料指示具有小於一給定之預定大小的大小之電力接收裝置，則可關斷第二要求（例如，藉由將偵測臨限設定為無法發生之值），且可針對物理性質資料指示大於一預定大小的大小而開通。

該物理性質資料可在某些實施例中，額外地或替代地用以調適補償。例如，用以判定補償值之補償的調適僅可在若物理性質資料指示電力接收裝置包含超過一給定金屬量時執行。

在一些實施例中，電力控制器203經配置以回應於符合第二要求而產生位置改變指示。第二準則之符合可如先前所描述地視為電力接收器器具/裝置可能已移動而非存在異物的指示。在一些實施例中，第二要求之符合可（可能獨立於第一要求的評估）相應地用於指示已偵測到電力接收器之移動。

該改變移動指示可用於不同實施例中的不同事物。在一些實施例中，其可用以產生使用者指示（諸如聲音警報），向使用者指示電力接收器器具已移動且可能應（由使用者）移回至更佳定位以進行充電。

在其他實施例中，移動指示可用以調適電力轉移的操作參數（諸如最大電力轉移位準）。例如，若偵測到移動，則可在偵測之後立即將電力位準限制在電力下限。電力位準之後可針對新的操作狀況逐漸增加，同時確保電力轉移係可靠且安全的（例如，藉由確保持續一段延長時間未偵測到異物）。

在一些實施例中，移動指示可用以指示電力控制迴路的改變。例如，迴路增益、迴路濾波器回應、或迴路的時間常數可經調適。例如，在正規操作期間，迴路性能可已藉由緩慢地調適迴路增益同時確保迴路穩定性而針對當前操作方案最佳化。若電力接收器快速地移動，耦合因數之改變可導致實質上經改變的迴路行為，且此可針對當前迴路參數潛在地導致潛在的不穩定性。因此，電力控制器203可在產生移動指示時改變迴路增益至預定的安全值，其針對所有耦合因數確保穩定性。系統之後可再次開始調適迴路（且具體係迴路增益）以提供例如更快的迴路回應，同時仍針對當前條件確保穩定性。

應理解，為了清楚起見，上文描述已參考不同功能電路、單元、及處理器描述本發明之實施例。然而，將明白，可在不同功能電路、單元、或處理器之間使用任何合適的功能分布，而不減損本發明。例如，繪示為由分開的處理器或控制器執行之功能可由相同處理器或控制器實施例。因此，參考特定功能單元或電路僅被視為參考用於提供所描述之功能的合適手段，而非指示嚴格的邏輯或實體結構或組織。

本發明能以包括硬體、軟體、韌體、或彼等之任何組合的任何合適形式實作。本發明可任選地至少部分地實作為在一或多個資料處理及/或數位信號處理器上運行的電腦軟體。本發明之實施例的元件及組件可以任何合適方式實體地、功能地、及邏輯地實作。實際上，功能可以單一單元實施、以複數個單元實施、或實施為其他功能單元的部分。因此，本發明可以單一單元實作，或可實體地及功能地分布在不同單元、電路、及處理器之間。

雖然本發明已相關於一些實施例描述，未意圖受限於本文陳述的具體形式。更確切地說，本發明的範圍僅由隨附的申請專利範圍限制。額外地，雖然特徵可顯現為結合特定實施例描述，所屬技術領域中具有通常知識者會認知所描述之實施例的各種特徵可根據本發明組合。在申請專利範圍中，用語包含不排除其他元件或步驟的存在。

除了較佳值係在異物偵測初始化模式中判定的值之外，將理解對較佳值的參考並未暗示任何限制，亦即，由於其係在調適程序中判定的而係較佳的。對較佳值的參考可為對例如第一值的參考所取代。

另外，雖然個別地列舉，複數個構件、元件、電路、或方法步驟可藉由，例如，單一電路、單元、或處理器實作。額外地，雖然個別特徵可包括在不同的申請專利範圍中，可能有有利的組合，且包括在不同申請專利範圍中不暗示特徵的組合係可行及/或有利的。特徵包括在一類別之請求項中並未暗示對此類別的限制，反而指示該特徵可視需要同等地適用於其他請求項。包含在一獨立請求項的一依附請求項中的一特徵未暗示對此獨立請求項的限制，而是視情況，指示該特徵可同等地適用於其他獨立請求項。另外，在申請專利範圍中的特徵次序並未暗示特徵必須以該次序作用的任何具體次序，且方法項中之個別步驟的次序未特別暗示步驟必須以此次序執行。更確切地說，步驟可以任何合適次序執行。此外，單數型參照未排除複數型。因此，對「一(a)」、「一(an)」、「第一(first)」、「第二(second)」等的參照不排除複數。申請專利範圍中的參考標誌僅提供為闡明實例，不應以任何方式解釋為限制申請專利範圍的範圍。

101:電力傳輸器 103:傳輸器線圈/電感器 105:電力接收器 107:接收器線圈/電感器；電力接收線圈 201:驅動器 203:電力傳輸器控制器；電力控制器 205:異物偵測器 207,209:偵測線圈 211:補償器 213:偵測線圈；配接器 215:接收器 1301:電力接收器裝置/器具 D:異物偵測時間間隔 PT:電力轉移時間間隔 FO:異物 S1:控制開關；開關 S2:控制開關 S3:控制開關 S4:控制開關；開關 FRM:時間框 L1:繞組 L2:繞組；線圈 L3:線圈 L4:線圈 L5:線圈 L6:線圈 Ufod:電壓振幅

將僅以舉例之方式參考圖式描述本發明的實施例，其中 ［圖1］繪示根據本發明的一些實施例之電力轉移系統之元件的實例； ［圖2］繪示根據本發明的一些實施例之電力傳輸器之元件的實例； ［圖3］繪示用於電力傳輸器之半橋式反流器的實例； ［圖4］繪示用於電力傳輸器之全橋式反流器的實例； ［圖5］繪示用於圖1之無線電力轉移系統之時間框的實例； ［圖6］繪示根據本發明的一些實施例之用於電力傳輸器之偵測線圈的實例； ［圖7］繪示根據本發明的一些實施例之用於電力傳輸器之電磁場及偵測線圈的實例； ［圖8］繪示根據本發明的一些實施例之用於電力傳輸器之驅動信號的實例； ［圖9］繪示根據本發明的一些實施例之用於電力傳輸器之驅動信號的實例； ［圖10］繪示根據本發明的一些實施例之電力傳輸器之元件的實例； ［圖11］繪示根據本發明的一些實施例之用於電力傳輸器之偵測線圈的實例； ［圖12］繪示根據本發明的一些實施例之用於電力傳輸器之偵測線圈的實例； ［圖13］繪示根據本發明的一些實施例之用於電力傳輸器之電力接收器裝置及偵測線圈的實例； ［圖14］繪示根據本發明的一些實施例之用於電力傳輸器之電力接收器裝置及偵測線圈的實例；及 ［圖15］繪示根據本發明的一些實施例之用於電力傳輸器之電力接收器裝置及偵測線圈的實例。

103:傳輸器線圈/電感器

201:驅動器

203:電力傳輸器控制器；電力控制器

205:異物偵測器

207,209:偵測線圈

211:補償器

213:偵測線圈；配接器

215:接收器

Claims (16)

1. 一種用於經由一感應式電力轉移信號將電力無線地提供至一電力接收器(105)的電力傳輸器(101)；該電力傳輸器(101)包含： 一傳輸器線圈(103)； 一驅動器(201)，其用於產生用於該傳輸器線圈(103)的一驅動信號，該驅動器(201)經配置以在一重複時間框之至少一電力轉移時間間隔期間產生用於該傳輸器線圈(103)的該驅動信號以產生該電力轉移信號，並在該重複時間框的至少一異物偵測時間間隔期間產生用於該傳輸器線圈(103)的該驅動信號以產生一電磁測試信號； 複數組串聯耦接的平衡偵測線圈(207、209)，各組平衡偵測線圈(207、209)包含二個偵測線圈，該二個偵測線圈經配置使得由該傳輸器線圈(103)產生的一電磁場在該二個偵測線圈中感應的信號彼此補償； 一異物偵測器(205)，其耦接至複數組平衡偵測線圈(207、209)並經配置以在該異物偵測時間間隔期間執行異物偵測，該異物偵測器(205)經配置以回應於來自該複數組平衡偵測線圈(207、209)的信號符合一異物偵測準則而偵測一異物，該異物偵測準則包括： 一第一要求，其要求來自該複數組平衡偵測線圈(207、209)中之至少一者的一信號指示在該複數組平衡偵測線圈(207、209)中之該至少一者的該二個偵測線圈中所感應的信號之間的一不平衡超過一第一臨限；及 一第二要求，其要求指示在該組平衡偵測線圈(207、209)之該二個偵測線圈中所感應的信號之間的一不平衡超過一第二臨限之來自該複數組平衡偵測線圈(207、209)之信號的一數量小於一臨限數量，該臨限數量係至少二個。
2. 如請求項1之電力傳輸器(101)，其中該臨限數量不少於三個。
3. 如請求項1之電力傳輸器(101)，其中該臨限數量等於該複數組平衡偵測線圈(207、209)中之平衡偵測線圈(207、209)組的一數量。
4. 如前述請求項中任一項之電力傳輸器(101)，其進一步包含一配接器(213)，其回應於符合該第二要求的一判定而調適該電力轉移之一操作參數。
5. 如前述請求項中任一項之電力傳輸器(101)，其進一步包含一配接器(213)，其回應於符合該第二要求的一判定而調適該異物偵測之一操作參數。
6. 如請求項5之電力傳輸器(101)，其中該操作參數係該第一要求之一參數。
7. 如請求項5之電力傳輸器(101)，其中該操作參數係該第二要求之一參數。
8. 如前述請求項中任一項之電力傳輸器(101)，其進一步包含： 一接收器(215)，其經配置以接收來自該電力接收器(105)的資料，該資料包括用於包含該電力接收器(105)的一電力接收裝置的物理性質資料；回應於該物理性質資料而調適該異物偵測之一操作參數。
9. 如請求項8之電力傳輸器(101)，其中該操作參數係該第二要求之一參數。
10. 如前述請求項中任一項之電力傳輸器(101)，其進一步包含一補償器(211)，該補償器經配置以在無異物存在時，針對至少一組平衡偵測線圈(207、209)之該二個偵測線圈中所感應的該等信號之間的一不平衡而補償來自該至少一組平衡偵測線圈的該信號。
11. 如請求項10之設備，其中該補償器(211)經配置以回應於符合該第二要求而起始該補償之一調適。
12. 如請求項10或11之電力傳輸器(101)，其中該補償器(211)經配置以回應於該補償需要符合一準則之補償值的一偵測而減少該電力轉移信號的一電力位準。
13. 如前述請求項中任一項之電力傳輸器(101)，其進一步包含一配接器(213)，其針對該複數組平衡偵測線圈(207、209)之至少二組平衡偵測線圈(207、209)，回應於在該組平衡偵測線圈(207、209)之該二個偵測線圈中所感應之該等信號之間的不平衡而調適該電力轉移之一操作參數。
14. 如前述請求項中任一項之電力傳輸器(101)，其進一步包含一電路(203)，其回應於符合該第二要求的一判定而產生一位置改變指示，該位置改變指示指示了該電力接收器(105)之位置的一變化。
15. 如前述請求項中任一項之電力傳輸器(101)，其中該異物偵測準則包括： 一第三要求，其要求來自該複數組平衡偵測線圈(207、209)中之至少一者的該信號指示在該複數組平衡偵測線圈(207、209)中之該至少一者的該二個偵測線圈中所感應的信號之間的一不平衡不超過一第二臨限；該第二臨限大於該第一臨限。
16. 一種用於經由一感應式電力轉移信號將電力無線地提供至一電力接收器(105)的一電力傳輸器(101)之操作方法；該電力傳輸器(101)包含： 一傳輸器線圈(103)； 複數組串聯耦接的平衡偵測線圈(207、209)，各組平衡偵測線圈(207、209)包含二個偵測線圈，該二個偵測線圈經配置使得由該傳輸器線圈(103)產生的一電磁場在該二個偵測線圈中感應的信號彼此補償；該方法包含 在一重複時間框之至少一電力轉移時間間隔期間產生用於該傳輸器線圈(103)的一驅動信號以產生該電力轉移信號，及在該重複時間框的至少一異物偵測時間間隔期間產生用於該傳輸器線圈的該驅動信號以產生一電磁測試信號； 一異物偵測器(205)，其耦接至複數組平衡偵測線圈(207、209)並在該異物偵測時間間隔期間執行異物偵測，一異物之該偵測回應於來自該複數組平衡偵測線圈(207、209)的信號符合一異物偵測準則，該異物偵測準則包括： 一第一要求，其要求來自該複數組平衡偵測線圈(207、209)中之至少一者的一信號指示在該複數組平衡偵測線圈(207、209)中之該至少一者的該二個偵測線圈中所感應的信號之間的一不平衡超過一第一臨限；及 一第二要求，其要求指示在該組平衡偵測線圈(207、209)之該二個偵測線圈中所感應的信號之間的一不平衡超過一第二臨限之來自該複數組平衡偵測線圈(207、209)之信號的一數量小於一臨限數量，該臨限數量係至少二個。

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