TW202333437A - 無線電力轉移 - Google Patents

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安東尼爾斯 亞德瑞安 瑪莉亞 史戴林
阿列克謝 阿葛弗諾弗
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荷蘭商皇家飛利浦有限公司
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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Abstract

電力接收器(105)使用由碼片序列調變的負載調變資料符號來傳達至電力傳輸器(101),其中碼片序列經劃分成具有不同調變負載的負載時間間隔。電力傳輸器(101)包含接收器(207),其包括判定用於負載時間間隔的電力轉移信號之經測量負載值的負載測量器(209)。碼片判定器電路(211)從經測量負載值判定所接收碼片序列,其中所接收碼片序列包含碼片值之序列。回應於碼片之至少兩個調變負載時間間隔的經測量負載值之間的差異而判定各碼片值。儲存區(215)儲存一組碼片序列,其中各碼片序列係連結至一資料符號。偵測器(213)回應於該所接收碼片序列與該組碼片序列的碼片序列之間的相關性而偵測所接收資料符號值。

Description

無線電力轉移
本發明係關於無線電力轉移,且具體而言而非排他地,係關於電力轉移系統(諸如Qi無線電力轉移規格)中的通訊。
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線圈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。
為了支援有效率的無線電力轉移,無線電力轉移系統(諸如基於Q之系統)利用電力傳輸器與電力接收器之間的實質通訊。最初,Qi僅支援從電力接收器至電力傳輸器使用電力轉移信號之負載調變的通訊。因此,初始的Qi裝置僅支援從電力接收器至電力傳輸器之單向通訊。
然而,標準的發展已引入雙向通訊,且許多功能由電力接收器與電力傳輸器之間的通訊交換予以支援。在許多系統中,從電力傳輸器至電力接收器的通訊係藉由調變電力轉移信號而達成。
在一些系統中,已提議使用分開的及專用通訊功能,諸如藍牙或以NFC(近場通訊)為基礎的通訊。然而,雖然在許多情形中此類方法往往會提供有效率操作,然而亦與數個缺點相關聯,包括需要專用及複雜的通訊電路系統,且潛在地降低電力傳輸器確實與電力接收器通訊的確定性。再者,對於基於分開之通訊的更新型裝置,與基於Q之裝置的回溯相容性可能會有問題。
然而,使用電力轉移信號之負載調變將電力轉移至電力接收器的通訊亦往往具有一些相關聯的缺點。例如,負載調變往往會引入一些電雜訊,包括至裝置之信號的雜訊以及輻射電磁雜訊。負載調變會增加對其他裝置的電磁干擾,且經發現維持足夠或最佳電磁相容性具挑戰性。
亦已發現,實際上,負載調變會導致將非所欲寄生振盪引入至驅動信號及電力轉移信號。另一缺點係電力轉移信號之負載調變會導致聲雜訊。此雜訊可起因於由負載調變所造成的電磁場之變化對機械元件的影響,且具體而言,其會造成機械元件移動且振動而導致產生的潛在聲雜訊。
在一些情況下,負載調變通訊(如例如Qi規格之初始版本中所使用者)可能不具有完美的可靠性,且在一些情況下有可能發生一些位元錯誤。舉例而言,高位準的雜訊可能導致位元錯誤且/或可能需要增加的調變深度,其可能產生由負載調變所致之增加的電或聲雜訊。
儘管在某種程度上改為採用不同通訊方法係所欲的,但維持回溯相容性或減少現有設計及方法所需之改變的量係一主要挑戰,其常使此沒有吸引力。
因此,改善之方法將係有利的,具體而言,允許增加靈活性、降低成本、改善電力轉移操作、增加可靠性、降低通訊錯誤、改善回溯相容性、改善電磁相容性、減少電氣及/或聲雜訊、改善通訊及/或改善效能將係有利的。
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電磁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:一輸出電路,其包含經配置以回應於施加至該輸出電路的一驅動信號而產生該電力轉移信號的一傳輸器線圈;一驅動器,其經配置以產生該驅動信號;一接收器,其經配置以接收由一碼片序列調變的負載調變資料符號,一碼片序列的各碼片具有經劃分成複數個負載時間間隔的一持續時間,該負載調變之一調變負載針對該複數個負載時間間隔的連續時間間隔係不同,及由該複數個負載時間間隔之調變負載形成的一調變負載模式針對各碼片的不同碼片值係不同;其中該接收器包含:一負載測量器,其經配置以測量該電力轉移信號的負載來判定負載時間間隔的經測量負載值;一碼片判定器電路,其經配置以從該等經測量負載值判定一所接收碼片序列,該所接收碼片序列包含碼片值之一序列,各碼片值係回應於該碼片之至少兩個調變負載時間間隔的經測量負載值之間的一差異而判定;一儲存區,其經配置以儲存一組碼片序列,其中各碼片序列係連結至一資料符號;一偵測器經配置以回應於該所接收碼片序列與該組碼片序列的碼片序列之間的一相關性而偵測一所接收資料符號值。
在許多實施例中,本發明可允許改善之效能,且具體而言,在許多實施例中允許介於一電力接收器與一電力傳輸器之間改善的通訊。在許多實施例中,本發明可允許改善之電力轉移。
該方法可允許改善通訊,且在許多實施例中可允許改善不同參數與操作特性之間的權衡。該方法可例如允許高度可靠的通訊,而仍允許使用減少的調變深度。該方法可減少電雜訊及/或電磁干擾,且允許改善之電磁相容性。在許多情況中,可降低或防止聲雜訊。此外,該方法可提供有利的回溯相容性,及例如可允許相對容易修改現有方法,諸如由Qi規格使用之方法。該方法可常再使用來自此類現有方法之多種功能。該方法可允許低複雜性實施方案,而仍提供高效效能。該通訊方法可尤其有利地用於電力轉移系統,因為在此類系統中,頻寬考量可能較不關鍵。
在許多情形中,該方法可允許包括運算資源需求、資料偵測準確度、位元錯誤率、資料速率等之不同參數之間的改善權衡。
在許多實施例中,該方法可允許在電力傳輸器處的負載調變資料之改善的及/或促進的偵測。在許多情形中,可減少或移除為了偵測調變負載位準及變化而判定平均或標稱負載參考位準的需求。例如,在許多實施例中,可僅考慮在碼片本身內的調變負載值來判定碼片值。
在許多情形中,用於個別碼片的負載調變可不僅指示碼片值,而亦可提供用於判定碼片值的參考負載值。
在許多情形中,針對從電力接收器至電力傳輸器的資料傳遞,可達成對時間變化、雜訊、失真等的降低靈敏度。
碼片序列可係碼片值序列/模式。該等調變負載值中之各者可在負載時間間隔內恆定。不同資料符號之碼片序列具有不同的碼片值序列/模式。
在許多實施例中,碼片序列之長度不低於10且不高於1024個碼片。
經測量負載值可係指示電力轉移信號的負載之信號的樣本。經測量負載值可係驅動信號的參數的樣本。
負載測量器可經配置以判定各負載時間間隔的一個經測量負載值。
負載測量器可經配置以測量電力轉移信號的負載(loading)/負載(load)(具體而言由電力接收器)來判定負載時間間隔的經測量負載值。
碼片序列之各碼片可由調變負載模式表示,不同碼片值係由不同調變負載模式表示,且各調變負載模式係由負載時間間隔之序列形成,調變負載值在各負載時間間隔內係恆定並在不同時間間隔之間改變。
碼片序列之各碼片可經劃分成具有不同調變負載的至少兩個負載時間間隔,不同調變負載的模式針對不同碼片值係不同。
根據本發明之一可選特徵,碼片序列之各碼片經劃分成具有不同調變負載的兩個負載時間間隔。
此可允許改善的效能及/或經促進的操作及/或降低的複雜性。
根據本發明之一可選特徵,碼片序列之各碼片經劃分成具有不同調變負載的不少於三個負載時間間隔。
此可允許改善的效能及/或經促進的操作及/或降低的複雜性。
在一些實施例中,碼片序列之各碼片經劃分成不少於三個負載時間間隔,其中該碼片的相鄰負載時間間隔具有不同調變負載。
根據本發明之一可選特徵,該負載測量器經配置以使該電力轉移信號之該負載的測量與該電力轉移信號的循環同步。
此可允許改善的效能及/或經促進的操作及/或降低的複雜性。其可具體而言允許資料符號偵測的合適負載值之改善的及/或經促進的判定。
根據本發明之一可選特徵,各負載時間間隔具有該電力轉移信號之一個循環的一持續時間。
此可允許改善的效能及/或經促進的操作及/或降低的複雜性。在許多情形中,其可允許增加的資料速率。
根據本發明之一可選特徵,各負載時間間隔具有該電力轉移信號之複數個循環的一持續時間。
此可允許改善的效能及/或經促進的操作及/或降低的複雜性。在一些實施例中,其可提供對同步錯誤的降低靈敏度。
根據本發明之一可選特徵,該負載測量器經配置以每負載時間間隔執行一單一負載測量。
此可允許改善的效能及/或經促進的操作及/或降低的複雜性。
根據本發明之一可選特徵,該碼片判定器經配置以根據介於一碼片之兩個調變負載時間間隔的經測量負載值之間的差異之一正負號而變動地判定該碼片之一二進位碼片值。
此可允許改善的效能及/或經促進的操作及/或降低的複雜性。
根據本發明之一可選特徵,該碼片判定器經配置以回應於該等碼片之兩個調變負載時間間隔的經測量負載值之間的差異之量值而判定該所接收碼片序列包含軟式決定碼片值,且該偵測器經配置以回應於該等軟式決定碼片值而執行與該組碼片序列之該等碼片序列的該相關性。
此可允許改善的效能及/或經促進的操作及/或降低的複雜性。
根據本發明之一可選特徵,不同調變負載的模式係二進位調變負載值的模式。
此可允許改善的效能及/或經促進的操作及/或降低的複雜性。
根據本發明的一態樣,提供一種用於經由一電磁電力轉移信號無線地接收來自一電力傳輸器之電力的電力接收器,該電力接收器包含:一輸入電路,其包含經配置以從該電力轉移信號提取電力的一接收器線圈;一傳輸器,其經配置以藉由負載調變該電力轉移信號來傳輸資料符號至該電力傳輸器,各資料符號係藉由對應於一組碼片序列之一碼片序列的調變負載值之一序列來調變,該組碼片序列之碼片序列係連結至不同的資料符號值;其中該傳輸器經配置以藉由將一碼片序列之各碼片的一持續時間劃分成複數個負載時間間隔來調變該電力轉移信號,該負載調變之一調變負載針對該複數個負載時間間隔的連續時間間隔係不同,及由該複數個負載時間間隔之調變負載形成的一調變負載模式針對各碼片的不同碼片值係不同。
根據本發明之一可選特徵,該傳輸器經配置以使該至少兩個負載時間間隔與該電力轉移信號的循環同步。
根據本發明的一態樣,提供一種操作經由一電磁電力轉移信號無線地提供電力至一電力接收器的一電力傳輸器之方法,該電力傳輸器包含:一輸出電路,其包含經配置以回應於施加至該輸出電路的一驅動信號而產生該電力轉移信號的一傳輸器線圈;一驅動器,其經配置以產生該驅動信號;一接收器,其經配置以接收由一碼片序列調變的負載調變資料符號,一碼片序列的各碼片具有經劃分成複數個負載時間間隔的一持續時間,該負載調變之一調變負載針對該複數個負載時間間隔的連續時間間隔係不同,及由該複數個負載時間間隔之調變負載形成的一調變負載模式針對各碼片的不同碼片值係不同;其中該方法包含該接收器執行以下步驟:測量該電力轉移信號的負載來判定負載時間間隔的經測量負載值;從該等經測量負載值判定一所接收碼片序列,該所接收碼片序列包含碼片值之一序列,各碼片值係回應於該碼片之至少兩個調變負載時間間隔的經測量負載值之間的一差異而判定;儲存一組碼片序列,其中各碼片序列係連結至一資料符號;及回應於該所接收負載碼片序列與該組碼片序列的碼片序列之間的一相關性而偵測一所接收資料符號值。
根據本發明的一態樣,提供一種操作經由一電磁電力轉移信號無線地接收來自一電力傳輸器之電力的一電力接收器的方法,該方法包含:一輸入電路包含從該電力轉移信號提取電力的一接收器線圈;及藉由負載調變該電力轉移信號來傳輸資料符號至該電力傳輸器,各資料符號係藉由對應於一組碼片序列之一碼片序列的調變負載值之一序列來調變,該組碼片序列之碼片序列係連結至不同的資料符號值;其中傳輸該等資料符號包括藉由將一碼片序列之各碼片的一持續時間劃分成複數個負載時間間隔來調變該電力轉移信號,該負載調變之一調變負載針對該複數個負載時間間隔的連續時間間隔係不同,及由該複數個負載時間間隔之調變負載形成的一調變負載模式針對各碼片的不同碼片值係不同。
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)之高電力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的感應式電磁電力轉移信號。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,且在許多實際系統中可係約120至150 kHz。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(power transfer signal)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。
在該實例中,電力接收器105具體而言係經由接收器線圈107接收電力的一電力接收器。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。
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規格的實施例描述(除了本文描述(或隨之而來)的修改及加強外)。
許多無線電力轉移系統利用諧振電力轉移,其中傳輸器線圈103係諧振電路的一部分且一般接收器線圈107亦係諧振電路的一部分。在許多實施例中,諧振電路可係串聯諧振電路,且因此傳輸器線圈103及接收器線圈107可與一對應的諧振電容器串聯耦接。諧振電路的使用往往提供更有效率的電力轉移。
正常來說,無線電力轉移系統採用一電力控制迴路,以將該系統操控導向適當的操作點。此電力控制迴路改變從電力傳輸器傳輸至電力接收器的電力量。所接收之電力(或電壓或電流)可經測量,且一誤差信號可與設定點電力值一起產生。電力接收器將此錯誤信號發送至電力傳輸器中之電力控制功能以減少靜態錯誤(理想上減少至零)。
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。傳輸器線圈103係一輸出諧振電路的一部分,其包含傳輸器線圈103及電容器203。在該實例中,輸出諧振電路係一串聯諧振電路,但應理解在其他實施例中,該輸出諧振電路可係一並聯諧振電路。應理解,可使用任何合適的諧振電路,包括使用多個電容器及/或電容器者。
驅動器201產生電流及電壓,該電流及電壓經饋送至輸出諧振電路,且因此經饋送至傳輸器線圈103。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205,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規格執行電力控制所需的許多功能。
電力傳輸器控制器205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205包含電力迴路控制器,該電力迴路控制器回應於在電力轉移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5繪示電力接收器105的一些例示性元件。
在該實例中,接收器線圈107係經由一電容器503耦接至一電力接收器控制器501,該電容器與接收器線圈107一起形成一輸入諧振電路。因此,電力轉移可係諧振電路之間的諧振電力轉移。在其他實施例中,電力接收器及電力傳輸器中之一者或無任何者可利用諧振電路以進行電力轉移。
電力接收器控制器501經由一開關507將接收器線圈107耦接至一負載505。電力接收器控制器501包括一電力控制路徑,該電力控制路徑將由接收器線圈107提取的電力轉換成用於負載505的一合適供應。在一些實施例中,電力接收器控制器501可提供一直接電力路徑,該直接電力路徑僅將輸入諧振電路連接至開關507或負載505,即,電力接收器控制器501的電力路徑可僅由兩條電線來實施。在其他實施例中,電力路徑可包括例如整流器及可能的平滑電容器,以提供一DC電壓。在又其他實施例中,電力路徑可包括更複雜的功能,諸如電壓控制電路系統、阻抗匹配電路系統、電流控制電路系統等。類似地,應理解在一些實施例中可僅存在開關507,且在一些實施例中負載505可永久耦接至輸入諧振電路。
此外,電力接收器控制器501可包括執行電力轉移所需的各種電力接收器控制器功能,且具體地包括根據Qi規格執行電力轉移所需的功能。
電力接收器105經配置以將資料傳輸至電力傳輸器101。此類資料可具體而言包括用以實施一回饋電力迴路的電力控制迴路錯誤訊息,以用於在電力轉移期間控制電力轉移信號的電力位準,如所屬技術領域中具有通常知識者所將已知。在許多實施例中,電力接收器可能夠傳輸服務不同目的之一範圍的不同訊息,如所屬技術領域中具有通常知識者所已知。舉例而言,可傳輸一範圍的不同訊息,諸如在Qi規格中所指定之彼等者。訊息可包含一或多個資料位元/符號。
電力接收器經配置以使用負載調變來將訊息傳輸至電力傳輸器。
如所屬技術領域中具有通常知識者所熟知,對於負載調變,電力轉移信號之負載的改變可由電力接收器引入,其中該等改變係根據待傳輸之資料值。接著可由電力傳輸器偵測此等變化,以解碼來自電力接收器的資料。
可根據例如Qi無線電力標準使用負載調變作為供電力接收器將控制訊息或其他資料傳達至電力傳輸器的方法。
一般而言,存在兩種執行負載調變的主要方式,亦即,直接改變輸入電路之電阻式負載/電力提取、及/或例如藉由改變輸入電路之反應性負載(一般在與待傳輸之資料一致地將電容器切換入/出)來解調諧輸入電路之諧振解除結構。可由電力接收器將類似方法用於負載調變電力轉移信號。
對應地,在電力傳輸器處,可使用諸如針對Qi規格系統的已知偵測方法來偵測負載變化。例如,可將驅動信號之電力位準或電流振幅的直接測量用作為負載之指示,且因此由電力接收器引入負載調變變化,如所屬技術領域中具有通常知識者將已知。
電力接收器105包含一資料傳輸器509,該資料傳輸器經配置以藉由負載調變電力轉移信號而傳輸資料至電力傳輸器101。例如,資料傳輸器509可經配置以將通訊電容器切換入/出,例如經定位以與電力接收器控制器501或與諧振電容器503並聯,從而能夠改變電力轉移信號的諧振頻率及負載。
資料傳輸器509可耦接至電力接收器控制器501,且可經配置以接收來自電力接收器控制器501的資料,以用於傳輸至電力傳輸器。
例如,資料傳輸器509可接收來自電力接收器控制器501的電力錯誤控制資料,且可使用負載調變將對應之電力錯誤控制訊息傳輸至電力傳輸器101。在操作中,該系統一般經配置以控制驅動信號,使得電力轉移信號獲得合適的操作參數/特性,且使得電力轉移在一合適的操作點下操作。為了這樣做,電力傳輸器經配置以使用一電力控制迴路來控制驅動信號的參數,其中該電力轉移信號/驅動信號的一電力特性係回應於從電力接收器接收的電力控制誤差訊息而經控制。
資料傳輸器509經配置以藉由以對應於一碼片序列之調變負載值的一序列而負載調變電力轉移信號來傳輸資料符號。
在所述方法中,採用負載調變,但各符號由包含複數個碼片之碼片序列表示,且一般具有包含10至1023個碼片之序列。因此,資料傳輸器509經配置以藉由一系列負載改變及變化(其中改變及變化係對於各符號而不同)而傳輸一給定符號(一般而言,係一位元),而非僅是根據各符號或位元來變化負載。具體而言,可針對各符號定義一碼片序列且當傳輸一給定符號時,資料傳輸器509可擷取用於特定符號之碼片序列且繼續進行以根據該符號之該碼片序列來負載調變電力轉移信號。
類似地,如稍後將更詳細地描述,電力傳輸器可藉由考慮整個碼片序列來偵測負載調變,且具體而言,可設法將所接收符號判定為其經測量負載變化碼片模式最密切匹配該符號之碼片序列模式者。
具體而言,此一方法可允許調變深度(亦即,負載變化的量值)被實質上減少,其可例如減少電磁雜訊及干擾、可減少聲雜訊、並可減少寄生振盪。在許多實施例中,其亦可導致改善信號對雜訊比,且可能導致實質上改善且通常較可靠的通訊,其具有例如通常一較低位元錯誤速率。因此,可達成大致整體改善的電力轉移。
圖6繪示兩個可能碼片序列之部分的實例。各碼片序列包含碼片之序列。一般而言,該組碼片值係二,對應於二進位碼片序列。因此,將符號時間劃分成複數個碼片間隔,其中碼片之碼片序列係針對不同資料符號而不同。通常,各序列包括至少十個碼片,且通常實質上更多。在許多實施例中,各碼片序列可具有2 N-1之長度,其中N係一般不小於4之整數。
所儲存碼片序列之各者被指派給一個符號。因此,可能需要被傳輸至電力傳輸器之各可能的資料符號值可具有一經連結/相關聯之碼片序列。例如,在僅兩個資料符號係可行的情況中(亦即,在實施二進位通訊的情況中),該組碼片序列可包含僅兩個碼片序列。
當電力接收器將要傳輸一資料符號時,將值從電力接收器控制器501饋送至資料傳輸器509,其繼續進行以判定經連結至待傳輸之資料符號值的碼片序列。
資料傳輸器509經配置以將碼片序列調變至電力轉移信號上。具體而言,可與該等碼片一致地將一調變負載切換入/出(開/關),亦即,負載可根據該碼片序列之調變負載值而改變。調變負載可係由於(負載)調變的電力轉移信號之負載的部分。調變負載可係由於(負載)調變而變化/可變的電力轉移信號之負載的部分。在許多情形中,可能存在電力轉移信號的負載的其他變化,包括意欲的變化(例如,終端負載的經提取電力的變化)及非意欲的變化(例如,在電力傳輸器附近的(例如,電力接收器)的金屬位置的改變)。
碼片序列係選自一組碼片序列,且在該實例中,資料傳輸器509儲存此一組碼片序列,其中各碼片序列係連結至一資料符號值。一般而言,該組碼片序列包含針對各可能的資料符號值的一碼片序列。舉例而言,若使用二進位通訊,則該第一組碼片序列可僅包含兩個碼片序列。應理解,資料傳輸器509可以任何合適的形式儲存碼片序列,且不需要儲存各可能的資料符號之完整序列。舉例而言,一或多個碼片序列可由與另一碼片序列之關係表示。舉例而言,針對二進位通訊,資料傳輸器509可僅儲存對應於二進位資料值之一者的單一碼片序列。其他二進位資料值的碼片序列可由相同的已儲存位元序列表示,因為其可給出作為已儲存位元序列之反向。因此,該組碼片序列常利用多對資料符號的互補反向碼片序列,且因此一般僅將已使用碼片序列之一半明確地儲存在資料傳輸器509中,而將剩餘的碼片序列自動地且隱含地儲存作為此等之反向。
在該組中之碼片序列一般具有相同的長度。
在許多系統及應用中,負載調變可提供有利的操作,且往往提供適用於其中為轉移電力之目的而產生電力轉移信號的電力轉移系統之可靠且低複雜度操作。再使用電力轉移信號作為通訊載波一般可減少複雜度且需要較少電路系統,從而降低成本。藉由使用具有允許在二進位資料值之間容易區分之一調變符號形狀的負載調變,Qi規格係利用從電力接收器至電力傳輸器之單向通訊來初始地實施。
然而,如例如Qi系統中所使用之負載調變亦可具有一些相關缺點。此等缺點可例如與諸如電磁相容性、通訊品質(位元錯誤速率)及可聽噪音之問題相關。
負載調變可產生在電磁頻譜中之額外分量,導致額外電磁干擾及電雜訊。此外,已發現在許多情況中,由負載調變造成的電磁場的變化會造成導致可聽噪音的機械力及移動。亦已發現,在無線電力系統中,強負載調變會干擾能量平衡,產生通訊載波頻譜內之寄生振盪。在寄生振盪的存在下,無線電力傳輸器通常無法適當地解調變信號,且因此其必須中斷電力遞送以維持安全操作。
對於較高電力轉移位準而言,問題往往會加劇。實際上,隨著電力轉移信號的電力位準增加,一般需要用於負載調變之負載改變亦增加。通常,所需的負載調變係電力轉移信號之電力位準之一合適分率或最大電力位準。例如,可能需要由負載調變所引起之負載調變具有不小於例如電力接收器之一般負載之約1%的振幅(亦即,可能需要由負載調變所造成的接收器線圈之負載變化不小於接收器線圈107之總負載之1%)。對於小於約莫5 W之較低電力應用,原先引入Qi。對於此類較低電力位準而言,負載調變缺點之影響係相對可管理或甚至實質上微不足道。然而,目前,Qi的最大電力位準已增加至最大值15 W,並且工作持續進行以進一步增加至最大位準45 W。然而,對於此類電力位準,上文所提及之缺點往往顯著,且會對Qi規格之進一步發展造成主要障礙物。
圖1、圖2及圖5之系統可利用在許多情況中可解決與負載調變相關聯之問題中之一或多者的方法。採用負載調變,但各符號由包含複數個碼片之碼片序列表示,且一般具有包含15至127個碼片之序列。因此,資料傳輸器509經配置以藉由一系列負載改變及變化(其中改變及變化係對於各符號而不同)而傳輸一給定符號(一般而言,係位元),而非僅是根據各符號或位元來變化負載。具體而言,可針對各符號定義一碼片序列且當傳輸一給定符號時,資料傳輸器509可擷取用於特定符號之碼片序列且繼續進行以根據該符號之該碼片序列來負載調變電力轉移信號。
電力傳輸器可藉由考慮整個序列來偵測負載調變,且具體而言,電力傳輸器可設法將所接收符號判定作為一所偵測負載變化模式最密切匹配該符號之碼片序列模式者。
具體而言,此一方法可允許調變深度(亦即,負載變化的量值)被實質上減少,其可例如減少電磁雜訊及干擾、可減少聲雜訊、並可減少寄生振盪。在許多實施例中,其亦可導致改善信號對雜訊比,且可能導致實質上改善且通常較可靠的通訊,其具有例如通常一較低位元錯誤速率。因此,可達成大致整體改善的電力轉移。
在許多實施例中,可使用二進位通訊,其中僅兩個資料符號值係可能的(對應於「0」位元值、或「1」位元值)。在此類情況中,一個位元值可係由給定碼片序列表示,且另一位元值可係與反向位元序列相關聯,亦即,得自於將各碼片值改變至相對值所產生的位元序列。因此,兩個位元序列一般係與得自另一者藉由乘以-1所產生者互補(其中碼片值係由+1及-1所表示)。
在此一情況中的具體優點在於,解調變係特別容易的,因為單一相關性可用以在位元值之間區分,這係因為對於碼片序列而言相關性之量值係相同的,但相關性值的正負號係相反的。
以下描述將聚焦在此一二進位通訊,但應瞭解,本發明不僅限於二進位通訊。
因此,資料傳輸器509可經配置以接收一般係從電力接收器控制器501待傳輸至電力傳輸器之資料符號,其可繼續進行以判定一對應的碼片序列,並藉由此碼片序列來負載調變電力轉移信號。一般而言,資料符號係二進位的,但在一些情況中,可使用較高階調變符號(亦即,具有多於兩個可能值)。在一些情況中,此類較高階資料符號可對應於所接收資料位元之組合。例如,兩個位元可組合成單一四元資料符號。當該等資料位元相關且當其等例如完全獨立時,此組合可係可行的。
較長的碼片序列可提供改善的雜訊抑制等,但亦可能降低資料速率,因為對於給定碼片速率而言符號時間增加。增加的碼片序列長度亦增加複雜度及資源需求,特別是在接收器處,其中具有較長序列的相關性可能實質上需要所需之運算數目。典型的合適值係N=5,且此為31個碼片的碼片長度。
碼片序列之各者被指派給一資料符號。因此,可能需要被傳輸至電力傳輸器之各可能的資料符號值可具有一經連結/相關聯之碼片序列。例如,在僅兩個資料符號係可行的情況中(亦即,在實施二進位通訊的情況中),該組碼片序列可包含僅兩個碼片序列。在此情況中,碼片序列可如先前所提及為彼此反向,且具體而言,一者可係得自於另一者乘以-1。
可行的是,第一組碼片序列可包括針對一給定資料符號之多於一個碼片序列,亦即,有可能多個序列係連結至相同資料符號(例如,其中碼片序列具有不同長度)。然而,一般而言,各碼片序列將連結至一個資料符號,且一個資料符號將僅與第一組碼片序列之一個碼片序列連結。
應瞭解,使用兩個反向碼片序列的此一二進位方法等效於考慮以下情況:兩個可能的二進位值係由相同碼片序列調變,但其資料符號具有相反的資料值(例如,+1及-1)
圖2之電力傳輸器101包含接收器207,其經配置以使用電力轉移信號的負載調變來接收由電力接收器105傳輸的負載調變資料符號。
接收器207包含負載測量器209,其經配置以測量電力轉移信號的負載來判定電力轉移信號的經測量負載值。經測量負載值可指示藉由電力接收器之電力轉移信號的負載,且因此可指示由電力接收器105施加至電力轉移信號的調變負載。
負載測量器209耦接至碼片判定器電路211,其經配置以從經測量負載值判定所接收碼片序列。所接收碼片序列可具體而言係二進位碼片值之序列,該等二進位碼片值對應於自負載測量導出的經估計碼片值。在一些實施例中,所接收碼片序列可係軟式決定值,其不僅指示一碼片資料值而亦指示此碼片資料值的信賴度。所接收碼片序列係因此從藉由測量電力轉移信號的負載而判定的負載變化來判定。
碼片判定器電路211耦接至偵測器213,所接收碼片序列係饋送至該偵測器。偵測器213耦接至儲存一組碼片序列的儲存區215,該組碼片序列具體而言對應於由電力接收器之資料傳輸器509所儲存且使用的碼片序列。因此,儲存區215儲存該組碼片序列之碼片序列,且電力接收器及電力傳輸器據此儲存相同碼片序列的本地複本而其中此等係連結至相同資料符號。電力傳輸器101包含由電力接收器所使用之碼片序列的一本地表示。電力接收器及電力傳輸器已儲存參考碼片序列與資料符號之間的對應連結。
在該實例中,儲存區215僅可儲存單一資料符號碼片序列,亦即,用以調變二進位資料符號(且因此其中該單一儲存資料符號碼片序列係等於表示一個二進位資料值的碼片序列、及表示另一二進位資料值的反向(一般而言,反向的正負號)碼片序列)。
偵測器213經配置以回應於(該組碼片序列的)所儲存碼片序列與所接收碼片序列的一相關性,而判定從電力接收器接收的資料符號。具體而言,在一些實施例中,負載偵測器213可使由偵測器213提供之經判定所接收碼片序列與該組碼片序列的所有已儲存資料符號碼片序列相關,以針對各者判定一相關性值。在諸如其中一些序列係彼此反向之所描述二進位情況的情況中,對於反映與兩個可能碼片序列之相關性的相關性值的正負號可僅執行一個相關性。
因此,偵測器213可使所接收碼片序列與(多個)參考碼片序列相關,以判定指示此等匹配有多密切的相關性值。
接著,偵測器213可將該資料符號判定作為與相關聯的相關性值係足夠高而超過一給定臨限的碼片序列連結者。在許多實施例中,該臨限可係一適應性臨限,例如該臨限可取決於與其他符號的相關性值而設定。作為一特定實例,可將該臨限設定為該下一最高相關性值之值(例如,受到一最小臨限值的影響),其導致資料符號被選擇為相關性值最高者(例如,受到其超過該最小臨限值的影響)。
因此,電力接收器能夠使用具有針對各資料符號之相對長的碼片序列的負載調變來傳輸資料至電力傳輸器,且電力傳輸器可經配置以接收此通訊。在許多實施例中,該方法可提供實質上改善之通訊及操作。具體而言,實質上改善之通訊效能及可靠性,且尤其是符號信號對雜訊比,可實質上增加。此可允許實質上減少調變深度,且具體而言,相對於電力轉移信號位準的調變負載變化/電力轉移位準。實際上,在許多情況中,調變深度可減少達10、100或甚至更多倍。此可減少及減輕使用負載調變的許多缺點,且可例如減少電磁干擾、減少電雜訊、減少機械操音、預防或減輕寄生振盪等。
例如,使用對應於Qi中所使用之位元速率(其可係至多係2 kBps通訊速率)的碼片速率,信號對雜訊比之改善可增加達對應於序列長度的量。例如,使用63或127之位元長度可使符號能量對雜訊比增加達允許調變深度被相對應地減少達63或127倍的一對應量,同時維持相同位元錯誤率。
此一方法之缺點可能係有效通訊速率可能降低。例如,使用63或127的序列長度可分別將雙速率減少至30.7或15.7 bp。為了解決此,可減少碼片時間間隔持續時間。該減少可係介於所欲通訊速率與位元錯誤效能之間的適合權衡,且可針對特定應用及實施方案進行選擇。增加碼片速率可具有可使負載調變之所需頻寬及頻譜頻譜相應地增加且可能增加達一高量的效應。然而,目前方法的特定優點係無線電力轉移系統中通訊一般不受頻寬限制或甚至對通訊頻寬敏感,且因此此一額外頻寬一般可供使用,但不影響其他功能或效能。
然而,雖然所描述之方法可在許多情形及實施例中提供較佳操作及效能,其亦提供一些挑戰。一個挑戰係如何在電力傳輸器處準確地偵測碼片值。一般而言,由負載調變所引起的負載變化係相對小,其使得難以準確地偵測碼片值。
可用以偵測碼片值之方法係比較經測量負載值與臨限。舉例而言,負載測量器209可經配置以每碼片值測量負載一次,亦即,負載測量值可係以每碼片一個樣本所產生的負載測量樣本。
例如,可測量驅動信號的負載值(例如,電流及/或電力),且在(預期)接收來自電力接收器之一訊息時的期間期間,以對應於碼片間隔之時間間隔予以取樣。因此,所接收碼片序列係從輸出電路之(多個)信號的取樣產生。
然而,因為特定操作條件往往實質上變化,所以固定的預定臨限一般不可行。而是,可基於信號條件來判定合適的臨限,且具體而言可導出對應於平均調變負載位準的臨限。
圖7繪示可如何藉由碼片序列之碼片來負載調變電力轉移信號的實例。在此實例中,以每二個電力信號循環一個碼片的速率使調變與電力轉移信號同步。圖7中之箭頭指示測量/取樣電力轉移信號的負載之時間。使取樣與電力轉移信號同步且針對各碼片產生一個樣本。
為了判定(二進位)碼片值,比較經取樣負載值與平均位準701。在特定實例中,電力轉移信號的負載係判定為經測量信號的峰循環值(其具體而言可係電力轉移信號的電流、電壓、相位或電力),且使取樣與電力轉移信號的峰值同步。此外,首先判定峰循環值的平均位準701,且接著基於經測量樣本值係高於或低於平均位準701來判定碼片值。
然而,雖然此一方法可在許多情況中提供非常有用的通訊連結,其可在一些情況中對雜訊、錯誤等敏感,且其可有時導致高於較佳者的位元錯誤速率。具體而言,針對參考圖7所描述之方法,重要的是以極佳準確度判定平均位準。偏差及錯誤可不僅對於個別碼片值、且亦對於用以判定資料符號本身的相關性結果具有顯著影響。其可導致實質上減少的峰值、峰值的強旁瓣、或甚至具有相反正負號的峰值等。其可據此導致實質位元錯誤。
圖8繪示此類方法的模擬之結果的實例。上圖顯示使用第5級碼片序列而調變至電力轉移信號上的經取樣信號(三個資料符號(兩個「0」及一個「1」)的實例之電力轉移信號的經取樣峰值)。下圖顯示用於使用簡單指數移動平均(exponential moving average, EMA)濾波器來判定平均位準的與碼片序列之相關性的輸出。吾人可清楚觀察到強旁瓣,其具有與主相關性峰值相反的正負號,從而潛在導致位元錯誤。此類旁瓣之存在或缺乏強烈地取決於EMA濾波參數,其中若降低濾波中之過去樣本的權重則假影變得更明顯。
然而,圖1、圖2、圖5之系統使用一種不同方法,且具體而言一種一般可提供改善的效能及/或經促進的操作之方法。
不需要準確平均位準的判定,該方法有效地將參考位準嵌入調變格式本身中。
在該方法中,將各碼片劃分成具有不同調變負載的兩個(或更多)負載時間間隔。因此,各碼片可包含具有不同調變負載的至少兩個負載時間間隔,且因此各碼片由至少兩個不同調變負載表示,且具體而言各碼片由針對至少兩個負載時間間隔不同的負載調變負載之模式表示。此外,不同調變負載的模式對給定碼片值係特定的。因此,不同碼片值係連結至負載調變的不同模式。
在該方法中,碼片序列之各碼片具有經劃分成複數個時間間隔(亦稱為負載時間間隔)的一持續時間,諸如在許多實施例中係兩個時間間隔。調變負載(值)在連續時間間隔之間的改變,且因此調變負載(值)針對不同時間間隔係不同。調變負載(值)可在各負載時間間隔內恆定。在許多情況中,可將時間間隔視為由調變負載改變的時間定義。碼片的持續時間據此延伸跨越至少兩個不同調變負載(值)的時間。而是,相較於碼片持續時間對應於單一恆定調變負載值,其延伸涵蓋至少兩個不同調變負載值。因此,調變負載模式存在於各碼片持續時間中,而非恆定調變負載。調變負載模式取決於碼片值,且不同碼片值與不同調變負載模式連結。
碼片序列之各碼片可由調變負載模式表示,不同碼片值係由不同調變負載模式表示,且各調變負載模式係由負載時間間隔之序列形成,調變負載值在各負載時間間隔內係恆定並在不同/連續時間間隔之間改變。在許多實施例中,系統可使用二進位調變負載,亦即,由電力接收器施加的調變負載可具有兩個可能負載值中之一者。此類方法係有利的,藉由允許低複雜度實施方案及經促進操作。其一般針對傳輸及接收功能兩者促進負載調變操作,且往往導致高效性能及可靠通訊。
作為一實例,資料傳輸器509一般可控制調變負載組件(諸如電容器或電阻器)的接通或斷開,且因此可施加至不同調變負載。
在許多實施例中,可因此使用二進位負載調變。此外,在許多實施例中,可將碼片時間間隔劃分成兩個負載時間間隔,其中一個二進位負載值係施加在一個負載時間間隔中而另一個負載值係施加在另一個負載時間間隔中。可接著判定兩個二進位碼片值對應於經分配給兩個負載時間間隔的兩個調變負載之兩個可能模式/順序。具體而言,在一些實施例中,可將各經傳輸碼片劃分成兩個半部,其中在該等半部之各者中有相反的調變負載,且其中其等之順序(亦即,將哪個調變負載分配給第一半部)取決於二進位碼片值。
此情況之實例係顯示在圖9中,其中頂部信號901繪示碼片序列而中間信號903繪示調變負載值變化。如所繪示,將各碼片劃分成兩個負載時間間隔,其中一者具有(較)高調變負載,而另一者具有(較)低調變負載。一給定碼片的第一負載時間間隔係(較)高或(較)低調變負載取決於碼片值。
具體而言,信號901顯示序列中的碼片,而信號903顯示藉由資料傳輸器509的調變負載之切換,亦即,其顯示在負載時間間隔中的調變負載位準。在該實例中,針對「1」碼片,資料傳輸器509在第一半部中斷開調變負載(或低)而在第二半部中接通調變負載(或高)。反之,針對「0」碼片,資料傳輸器509在第一半部中接通調變負載(或高)而在第二半部中斷開(或低)。
在該方法中,電力傳輸器經配置以藉由考慮碼片內的相對負載變化來判定資料符號。具體而言,負載測量器209經配置以測量電力轉移信號的負載來判定負載時間間隔的經測量負載值。可針對各負載時間間隔判定經測量負載值/樣本。
碼片判定器電路211經配置以回應於個別碼片之至少兩個調變負載時間間隔的經測量負載值之間的差異而判定個別碼片值。
具體而言,碼片判定器電路211可經配置以判定兩個負載時間間隔之間的差異,例如,可自第二負載時間間隔的負載值減去第一負載時間間隔的負載值。取決於結果,碼片判定器電路211可接著繼續進行以根據該差異而變動地判定碼片值。
在圖9中,信號905表示驅動信號/電力轉移信號的測量。如可見,各碼片包含具有高信號位準(對應於低調變負載)的一個負載時間間隔及具有低信號位準(對應於高調變負載)的一個負載時間間隔,其中此等的順序取決於碼片值。在該實例中,增加的信號位準(第二負載時間間隔的位準高於第一負載時間間隔的位準)經解碼為「1」的碼片值,且減少的信號位準(第一負載時間間隔的位準高於第二負載時間間隔的位準)經解碼為「0」。
在碼片之第一半部(第一負載時間間隔)中的驅動信號/電力轉移信號之振幅/位準可充當在碼片之第二半部(第二負載時間間隔)中所進行的測量之參考位準,或反之亦然。用於個別碼片的負載調變判定之參考因此係直接嵌入在調變格式內。可因此進行碼片值的判定而不需要估計或判定平均或參考位準。而是,可使用本地碼片內相對測量及比較來判定碼片值。
接著使用碼片值來產生所接收碼片序列,其係與藉由偵測器213的碼片序列比較來判定資料符號值。
具體而言,可將指示所接收碼片序列的負載值饋送至偵測器213的相關性,其中負載值係在碼片之兩個半部中的各者中所測量之驅動信號/電力轉移信號的(峰)值之間的差異。此類程序可移除找出平均位準的需求、以及用以如此做之任何濾波參數的最佳化等。另一個優點在於所提出的方法對電力信號中的緩慢或甚至快速變化不敏感。
該方法可提供實質上改善的效能及更可靠的資料通訊。作為一實例,圖10分別繪示得自負載調變和雜訊的電力轉移信號變化、以及根據圖7(使用簡單EMA濾波器)之方法的所得相關性值之實例。圖11顯示根據圖9之方法的對應結果。如可見,在後者情況中之相關性峰值清楚地實質上更為顯著。嵌入式資料使用第5級序列,以1%調變深度。
圖12及圖13分別對應於圖10及圖11的實例,但針對小振盪雜訊分量覆蓋電力轉移信號的情況。振盪之週期係約半位元長度。雖然使用簡單EMA濾波器的方法非常受此等振盪分量的影響,但所提出之新方法的效能完全不受影響。
圖14及圖15分別對應於圖10及圖11的實例,但針對在載波信號/電力轉移信號中存在步進的情況。清楚地,使用簡單EMA濾波方法,可靠的解調變不可行。然而,若有的話,則使用圖9之方法的解調變難以受影響。
圖16及圖17分別對應於圖10及圖11的實例,但針對載波信號/電力轉移信號遭受強雜訊、強振盪及陡步進的情況。該資料使用第7級序列嵌入,以1%調變深度。使用簡單EMA濾波,解調變不可行。然而,使用圖9之方法,可以高可靠性達成解調變。
在許多實施例中,碼片判定器電路211可經配置以判定碼片值為二進位碼片值。碼片判定器電路211可具體地經配置以選擇二進位碼片值以對應於在碼片之負載時間間隔中的負載值/測量之間的差異之正負號。例如,若信號峰值樣本在第一負載時間間隔中比在第二負載時間間隔中高,則可將碼片值判定為「1」,而若信號峰值樣本在第一負載時間間隔中比在第二負載時間間隔中低,則可將碼片值判定為「0」(或反之亦然)。在許多實施例中,碼片判定器電路211可判定在負載時間間隔中的負載值之間的差異且設定二元值以對應於正負號。
此類方法可提供所接收碼片序列之低複雜度而準確的判定,其適於低複雜度相關性。舉例而言,其可允許二進位相關性操作,其係實質上較低複雜度及資源需求的,因為可由簡單二進位操作(例如,簡單二進位互斥或(exor)操作)取代乘法。
在一些實施例中,碼片判定器電路211可經配置以判定所接收碼片序列包含軟式決定碼片值。所產生碼片值亦可指示碼片值的可靠性或信賴度位準,而非簡單二進位值。
例如,除了正負號之外,亦可考慮差異的量值。舉例而言,在無雜訊之給定標稱情況中,可判定差異的標稱量值(或例如,可藉由平均/低濾波複數個(且一般而言許多)碼片的差異來判定標稱差異)。對於此差異的特定碼片之差異的偏差可據此指示該決定為正確值的機率。然而,在大多數實施例中,差異的量值可僅指示信賴度或可靠性,且經測量差異越大則正負號越可能是正確的,亦即,差異量值越大則碼片值的信賴度越大。
與該組碼片序列之碼片序列的相關性可回應於軟式決定碼片值而執行,且具體地可使用軟式決定值來執行相關性。
舉例而言,在一些實施例中,相關性可執行為介於已儲存二進位碼片序列與由經判定差異之正負號所形成的所接收碼片序列之間的二進位互斥或操作,其中各互斥或操作的結果係以差異的量值(可能相對於標稱差異)加權(例如,乘),在該等結果的加總之前。作為另一實例,已儲存碼片序列可由+1及-1之碼片值表示,且此等值可直接乘以對應碼片負載差異(對應於所接收碼片序列)。接著可藉由加總相乘結果來判定相關性。
此類方法可能需要更複雜的操作,但在許多實施例及情形中可提供改善的效能,且具體地可允許更準確的資料符號偵測。
如在上文所描述之實例中,碼片時間間隔一般可與電力轉移信號之循環同步。類似地,負載時間間隔一般可與電力轉移信號之循環同步。在許多實施例中,系統可經配置以使負載調變通訊(且具體而言碼片時間間隔及負載時間間隔)與電力轉移信號/驅動信號同步。
在許多實施例中,資料傳輸器509可具體地經配置以使碼片序列之負載調變及負載時間間隔與電力轉移信號同步。電力轉移信號具有一般在10 kHz至500 kHz之範圍內且對於Qi通常係約100 kHz的一操作頻率。資料傳輸器509可調適碼片時間間隔及負載時間間隔之時序以與電力轉移信號之振盪及週期同步。例如,在許多實施例中,資料傳輸器509可使用係電力轉移信號週期之倍數的碼片持續時間/時間間隔及/或負載時間間隔(持續時間)。因此,各負載時間間隔可具有係電力轉移信號之週期時間之倍數的持續時間,亦即,負載時間間隔之持續時間可係N*T,其中N係整數且T係電力轉移信號/驅動信號之週期的持續時間。
在許多實施例中,資料傳輸器509不僅可使負載時間間隔之持續時間與電力轉移信號之週期之持續時間同步,亦可安排負載時間間隔之開始及/或停止時序與電力轉移信號之時序的時間。具體而言,負載時間間隔的調變位準之間的轉變時間可經同步以發生在電力轉移信號之零交越處,或例如具有相對於電力轉移信號之零交越的固定偏移。應瞭解,該同步可基於藉由電力轉移信號而在接收器線圈107中所感應之信號之時序。
類似地,電力傳輸器可經配置以從電力轉移信號/驅動信號之負載的樣本/測量產生所接收碼片序列(可能在施加經匹配濾波之後)。
負載測量器209可具體地取樣對應於電力轉移信號的輸出電路之信號,諸如驅動信號之電流及/或電力、在驅動信號的電流與電壓之間的相對相位、通過傳輸器線圈103的電流等。接著,負載調變接收器207可從在屬於給定碼片的不同負載時間間隔之給定取樣時間處的此類負載測量之間的差異產生所接收碼片序列。
在許多實施例中,負載測量器209可經配置以使取樣與電力轉移信號同步,且具體而言,此可藉由使其與驅動信號同步而達成。
在許多實施例中,該同步可為取樣使得例如每負載時間間隔進行一次取樣(可能在匹配濾波之後)。尤其,若負載時間間隔持續時間等於電力轉移信號之週期的N倍,則取樣亦可同步為每N次一次。因此,在許多實施例中,該同步可使得取樣率等於負載調變之負載時間間隔頻率。
在一些實施例中,該取樣可係兩個階段程序,其中數個樣本係以較高頻率予以產生且接著降低取樣至給定樣本速率。例如,對於電力轉移信號之週期十倍的負載時間間隔持續時間,取樣器可每週期進行一次取樣。接著,平均濾波器可增添最後十個樣本,亦即,可係方窗FIR濾波器,其加總十個最近的樣本(具有相等權重)。接著,取樣之輸出可係此濾波器之取樣輸出,諸如具體而言與濾波器重合的每十個週期之輸出係落在單一碼片內的十個週期之加總。因此,可藉由在濾波器之輸出處的適合地同步降低取樣來實現有效率地在同步瞬時時間取樣。
然而,在大多數實施例中,每負載時間間隔僅執行單一取樣/測量。在此一情況中,針對各樣本的取樣之時序可經同步成發生在測量信號/參數之循環的峰值處。若使負載時間間隔及取樣與電力轉移信號循環同步,則此可簡單地藉由在負載時間間隔的中心時間處取樣/測量來達成。
在許多實施例中,因此,驅動信號及電力轉移信號的操作頻率可係該輸出電路之該信號的該取樣之一取樣率的一整數倍數及/或該負載調變之一負載時間間隔及碼片頻率的一整數倍數。該倍數可具體而言係一。實際上,在許多實施例中,有利地,整數係相對低以允許有效率通訊及較高資料速率。在許多實施例中,有利地,整數不超過1、3、5、10或20。
在許多實際實施方案中,負載調變與電力轉移信號的同步可允許碼片速率及/或位元速率增加,因為其實現電力傳輸器必須執行的取樣量減少。在碼片頻率與電力轉移信號頻率相同的極端情況中,在電力轉移信號之每一循環,電力接收器可根據碼片序列來改變負載;而針對兩個負載時間間隔,該負載可在電力轉移信號之每半個循環改變。替代地,在電力信號之每N個循環,電力接收器可根據碼片序列來改變負載,而使碼片頻率減少達因數N。
同步調變藉由實現此以應用同步取樣技術並在該步驟之後使所偵測信號與調變序列互相關而易於在在電力傳輸器側處進行調變偵測。該方法一般可實質上有助於實施方案,同時達成有效率通訊。
碼片序列之長度可經選擇為個別實施例之特定偏好及需求,且可經選擇以提供通訊可靠性與效能(例如,位元速率)、資料速率、頻寬、調變深度及相關聯缺點等之間適合妥協。在大多數實施例中,對於無線電力轉移系統(諸如具體而言對於Qi系統),不小於8及/或不多於128個碼片之長度將提供適合且有利的效能。
在許多實施例中,第一組碼片序列可包括僅兩個碼片序列。在此類實例中,各符號可取決於符號值而由一個或其他碼片序列表示,且因此各符號可係一二進位符號(位元),且通訊可係一二進位通訊。
在一些實施例中,第一組碼片序列可包括多於兩個碼片序列,且多於兩個不同符號值係可行的。例如,在一些實施例中,第一組碼片序列可包含例如三個碼片序列,其允許由一碼片序列傳達各符號之三個不同符號值。在其他實施例中,可包括較大數目個序列,其允許各碼片序列/資料符號表示更多資料值,藉此增加有效的位元速率。具體而言,此一方法可適用於較長碼片序列,其中碼片序列之間的相關性值的較大差異係可行的。
例如,對於31個位元之碼片長度,2147483648個不同序列係可行的,且該系統可從該等序列中選擇具有高自相關與低交叉相關性的兩個序列。一般而言,該等序列可經選擇為具有非常高的自相關及二進位反向碼片序列的序列,因為此將具有最低交叉相關性(使用-1及1之二進位值的-1的正規化交叉相關性)。接著,該兩個序列可用於二進位通訊,而允許高可靠性,因為由負載調變接收器207執行的相關性將針對正被接收之兩個可能碼片序列產生實質上不同的相關性值。
所使用的具體序列及型樣可取決於個別實施例的偏好及要求。一般而言,該等序列經選擇以提供良好的相關性特性,且具體而言,該組碼片序列經選擇以由具有高自相關性值及低交叉相關性值之序列所組成。在許多實施例中,碼片序列可經選擇為最大長度序列。例如,在許多實施例中,碼片序列可經選擇為從一多項式所產生的最大長度序列,其中多項式階數係由電力接收器根據一所欲/所選擇調變深度及所欲通訊速度而選擇。具體而言,針對直接序列展頻通訊及分碼多重存取系統所開發且用於該等系統中的偽雜訊序列往往亦適用於所描述之方法。
如先前所提及,該組序列可包含鏡像或反向碼片序列,亦即,對於給定二進位碼片序列,該組碼片序列亦可包括其所有碼片具有互補值之碼片序列。例如,若負載值由1及-1予以表示,則該組碼片序列之每一碼片序列亦包括得自於乘以-1所產生的碼片序列(等效於針對由1及0之值所表示之碼片序列的所碼片,在0與1之間調換)。實際上,在一些實施例中,該組碼片序列可包含僅一個碼片序列及反向碼片序列。應瞭解,在此類實施例中,需要儲存僅一單一表示以表示一對碼片序列及反向碼片序列。
此一方法可特別適用於許多應用,且可導致良好的效能及低複雜度。例如,介於一所接收碼片序列與一參考碼片序列之間的一單一相關性可提供用於該參考碼片序列及用於反向碼片序列兩者的相關性值。實際上,若不存在雜訊,則參考碼片序列中之一者的相關性值可係+1,且反向參考碼片序列之相關性值則將係-1。因此,適用於兩個符號值/序列的單一相關性值可經判定且直接用於在兩個符號之間選擇。
應瞭解,使用反相參考碼片序列之方法可視為等於二進位資料符號與單一參考碼片序列(使用1及-1之值以代表二進位值)之乘法。
舉一具體實例,該系統可採用以下方法: 電力接收器大幅減少負載調變之深度使得不發生寄生振盪、降低電及聲雜訊等。
電力接收器運用陡自相關函數來將個別位元編碼為直接(例如,偽隨機)碼片序列。
電力接收器與電力轉移信號同步地操縱負載(通常改變負載或解調諧諧振電路)(例如,每電力信號循環轉變或每多個電力信號循環轉變)。
電力傳輸器搭配與電力轉移信號同步的取樣時間例如藉由測量傳輸器線圈電壓或線圈電流來測量負載改變(例如,每電力信號循環一個樣本、每電力信號循環多個樣本、或每多個電力信號循環一個樣本)。
電力傳輸器基於在個別碼片內的負載時間間隔之間的負載改變來判定所接收碼片序列。
電力傳輸器藉由使所接收碼片序列與已儲存碼片序列相關來解碼資料,以找出匹配碼片序列及因此找出資料符號值。
碼片序列及每符號之電力信號循環的數目可由電力接收器及電力傳輸器先驗已知。
在所述實例中,已將各碼片劃分成具有不同調變負載的兩個負載時間間隔。此可允許具有改善效能之有效率的操作。其可具體而言允許低複雜度及低資源使用,而同時在許多實施例中仍提供實質上改善的效能。
然而,在一些實施例中,可將各碼片劃分成具有不同調變負載的三個或更多個負載時間間隔。
舉例而言,在一些實施例中,可將各碼片劃分成三個負載時間間隔,其中第一負載時間間隔的負載位準係參考位準。在第二負載時間間隔中的負載可高於參考位準,而在第三負載時間間隔中的負載可低於第一二進位碼片值的參考位準。針對其他二進位值,負載在第二負載時間間隔中可低於參考位準而在第三負載時間間隔中可高於參考位準。接著,碼片判定器電路211可判定(例如,二進位)碼片值可偵測兩個負載改變是否存在以及該等改變係在個別負載時間間隔中在哪個方向。此類方法可允許在不同情形中改善的碼片值判定。例如,其可降低對負載改變之方向的靈敏度。
在其他實施例中,可使用具有不同負載值的更多負載時間間隔來表示非二進位碼片。例如,具有三個負載時間間隔可允許四個不同碼片值。
在許多實施例中,各負載時間間隔可具有電力轉移信號之單一循環的持續時間。在許多實施例中,此可係有利的,因為其可例如降低每碼片所需之最少時間,從而允許較高的資料速率或例如較長的待使用碼片序列。
然而,在一些實施例中,各負載時間間隔可具有電力轉移信號之複數個循環的持續時間。在一些實施例中,各負載時間間隔可具有電力轉移信號之不小於二、三、五或十個循環的持續時間。在許多情形中,此可藉由例如促進或改善測量程序而係有利的。舉例而言,與電力轉移信號/驅動信號的樣本峰值之同步可相對易於達成,但介於碼片與對應於碼片之各負載時間間隔的該組循環之間的同步可能更困難。例如,可能擾亂介於個別碼片的循環峰值與負載時間間隔之間的對準,導致電力傳輸器將負載測量分配至錯誤的負載時間間隔/碼片。
舉例而言,在許多實施例中,可藉由偵測電力轉移信號的零交越來判定下一電力轉移信號循環之判定。然而,由於雜訊等,有可能可偵測到假的額外零交越或者(較不可能)可遺漏零交越。針對各負載時間間隔具有一個功率轉移信號循環之持續時間的情況,此可能導致介於個別碼片的循環/測量與負載時間間隔之間的失準,導致偵測誤差。
然而,藉由具有其係電力轉移信號的複數個循環之持續時間的負載時間間隔,可減少此類錯誤。
為了增加該方法的穩健性,可增加每碼片/負載時間間隔的電力轉移信號循環之數目(以位元速率為代價)。此可增加對電力接收器在偵測電力循環之開始及因此對準測量與負載時間間隔時產生錯誤之通訊的彈性。各負載時間間隔具有四個電力轉移信號循環之持續時間的方法之實例係繪示在圖18中。在圖18中,第一列顯示電力循環與負載時間間隔之間的對準係正確的情況。在中間列中,在一個方向上存在一個循環偏移,而在下方列中在另一方向上存在一個循環偏移。雖然對準之此類偏移發生,但測量仍適合於正確的負載時間間隔,且因此結果方面無偵測錯誤可能發生。
調變負載可係由負載調變所引起/取決於負載調變/隨負載調變變化之電力轉移信號/驅動信號之負載的負載分量。
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作、以複數個單元實作、或實作為其他功能單元的一部分。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。
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。申請專利範圍中之元件符號僅提供作為一闡明實例,不應以任何方式解釋為限制申請專利範圍之範疇。
大致上,方法的實例由以下實施例指示。 實施例:
一種用於經由一電磁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:一輸出電路(203, 103),其包含經配置以回應於施加至該輸出電路(203, 103)的一驅動信號而產生該電力轉移信號的一傳輸器線圈(103);一驅動器(201),其經配置以產生該驅動信號;一接收器(207),其經配置以接收由一碼片序列調變的負載調變資料符號,將一碼片序列的各碼片劃分成具有不同調變負載的至少兩個負載時間間隔,不同調變負載的模式針對不同碼片值係不同;其中該接收器(207)包含:一負載測量器(209),其經配置以測量該電力轉移信號的負載來判定負載時間間隔的經測量負載值;一碼片判定器電路(211),其經配置以從該等經測量負載值判定一所接收碼片序列,該所接收碼片序列包含碼片值之一序列,各碼片值係回應於該碼片之至少兩個調變負載時間間隔的經測量負載值之間的一差異而判定;一儲存區(215),其經配置以儲存一組碼片序列,其中各碼片序列係連結至一資料符號;一偵測器(213)經配置以回應於該所接收碼片序列與該組碼片序列的碼片序列之間的一相關性而偵測一所接收資料符號值。
一種用於經由一電磁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:一輸出電路(203, 103),其包含經配置以回應於施加至該輸出電路(203, 103)的一驅動信號而產生該電力轉移信號的一傳輸器線圈(103);一驅動器(201),其經配置以產生該驅動信號;一接收器(207),其經配置以接收由一碼片序列調變的負載調變資料符號,一碼片序列之各碼片係由一調變負載模式表示,不同碼片值係由不同調變負載模式表示,且各調變負載模式係由負載時間間隔之一序列形成,一調變負載值在各負載時間間隔內係恆定且在不同時間間隔之間改變;其中該接收器(207)包含:一負載測量器(209),其經配置以測量該電力轉移信號的負載來判定負載時間間隔的經測量負載值;一碼片判定器電路(211),其經配置以從該等經測量負載值判定一所接收碼片序列,該所接收碼片序列包含碼片值之一序列,各碼片值係回應於該碼片之至少兩個調變負載時間間隔的經測量負載值之間的一差異而判定;一儲存區(215),其經配置以儲存一組碼片序列,其中各碼片序列係連結至一資料符號;一偵測器(213)經配置以回應於該所接收碼片序列與該組碼片序列的碼片序列之間的一相關性而偵測一所接收資料符號值。
一種用於經由一電磁電力轉移信號無線地接收來自一電力傳輸器(101)之電力的電力接收器(105),該電力接收器(105)包含:一輸入電路(107, 503),其包含經配置以從該電力轉移信號提取電力的一接收器線圈(107);一傳輸器(509),其經配置以藉由負載調變該電力轉移信號來傳輸資料符號至該電力傳輸器,各資料符號係藉由對應於一組碼片序列之一碼片序列的調變負載值之一序列來調變,該組碼片序列之碼片序列係連結至不同的資料符號值;其中該傳輸器經配置以藉由將該碼片序列之各碼片劃分成具有不同調變負載的至少兩個負載時間間隔來調變該電力轉移信號。
一種用於經由一電磁電力轉移信號無線地接收來自一電力傳輸器(101)之電力的電力接收器(105),該電力接收器(105)包含:一輸入電路(107, 503),其包含經配置以從該電力轉移信號提取電力的一接收器線圈(107);一傳輸器(509),其經配置以藉由負載調變該電力轉移信號來傳輸資料符號至該電力傳輸器,各資料符號係藉由對應於一組碼片序列之一碼片序列的調變負載值之一序列來調變,該組碼片序列之碼片序列係連結至不同的資料符號值;其中該傳輸器經配置以藉由以一調變負載模式表示一碼片序列的各碼片來調變該電力轉移信號,不同碼片值係由不同調變負載模式表示,且各調變負載模式係由負載時間間隔之一序列形成,一調變負載值在各負載時間間隔內係恆定且在不同時間間隔之間改變。
101:電力傳輸器 103:傳輸器線圈/電感器/輸出電路 105:電力接收器 107:接收器線圈/電感器/電力接收線圈/輸入電路 201:驅動器 203:電容器/輸出電路 205:電力傳輸器控制器 207:接收器 209:負載測量器 211:碼片判定器電路 213:偵測器 215:儲存區 501:電力接收器控制器 503:電容器/輸入電路 505:負載 507:開關 509:資料傳輸器/傳輸器 701:平均位準 901:頂部信號/信號 903:中間信號/信號 905:信號 S1:開關 S2:開關 S3:開關 S4:開關
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繪示根據本發明的一些實施例之電力接收器之元件的實例; 圖6繪示碼片序列的實例; 圖7繪示在無線電力轉移系統中之負載通訊的實例; 圖8繪示在無線電力轉移系統中之負載調變通訊的模擬結果之實例; 圖9繪示根據本發明之一些實施例的無線電力轉移系統中之負載通訊的實例; 圖10繪示在無線電力轉移系統中之負載調變通訊的模擬結果之實例; 圖11繪示根據本發明之一些實施例的無線電力轉移系統中之負載調變通訊的模擬結果之實例; 圖12繪示在無線電力轉移系統中之負載調變通訊的模擬結果之實例; 圖13繪示根據本發明之一些實施例的無線電力轉移系統中之負載調變通訊的模擬結果之實例; 圖14繪示在無線電力轉移系統中之負載調變通訊的模擬結果之實例; 圖15繪示根據本發明之一些實施例的無線電力轉移系統中之負載調變通訊的模擬結果之實例; 圖16繪示在無線電力轉移系統中之負載調變通訊的模擬結果之實例; 圖17繪示根據本發明之一些實施例的無線電力轉移系統中之負載調變通訊的模擬結果之實例;及 圖18繪示根據本發明之一些實施例的無線電力轉移系統中之負載通訊的實例。
105:電力接收器
107:接收器線圈/電感器/電力接收線圈/輸入電路
501:電力接收器控制器
503:電容器/輸入電路
505:負載
507:開關
509:資料傳輸器/傳輸器

Claims (15)

  1. 一種用於經由一電磁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: 一輸出電路(203, 103),其包含經配置以回應於施加至該輸出電路(203, 103)的一驅動信號而產生該電力轉移信號的一傳輸器線圈(103); 一驅動器(201),其經配置以產生該驅動信號; 一接收器(207),其經配置以接收由一碼片序列調變的負載調變資料符號,一碼片序列的各碼片具有經劃分成複數個負載時間間隔的一持續時間,該負載調變之一調變負載針對該複數個負載時間間隔的連續時間間隔係不同,及由該複數個負載時間間隔之調變負載形成的一調變負載模式針對各碼片的不同碼片值係不同; 其中該接收器(207)包含: 一負載測量器(209),其經配置以測量該電力轉移信號的負載來判定負載時間間隔的經測量負載值; 一碼片判定器電路(211),其經配置以從該等經測量負載值判定一所接收碼片序列,該所接收碼片序列包含碼片值之一序列,各碼片值係回應於該碼片之至少兩個負載時間間隔的經測量負載值之間的一差異而判定; 一儲存區(215),其經配置以儲存一組碼片序列,其中各碼片序列係連結至一資料符號; 一偵測器(213)經配置以回應於該所接收碼片序列與該組碼片序列的碼片序列之間的一相關性而偵測一所接收資料符號值。
  2. 如請求項1之電力傳輸器,其中一碼片序列之各碼片經劃分成具有不同調變負載的兩個負載時間間隔。
  3. 如請求項1之電力傳輸器,其中一碼片序列之各碼片經劃分成具有不同調變負載的不小於三個負載時間間隔。
  4. 如前述請求項中任一項之電力傳輸器,其中該負載測量器(209)經配置以使該電力轉移信號之該負載的測量與該電力轉移信號的循環同步。
  5. 如請求項4之電力傳輸器,其中各負載時間間隔具有該電力轉移信號之一個循環的一持續時間。
  6. 如請求項4之電力傳輸器,其中各負載時間間隔具有該電力轉移信號之複數個循環的一持續時間。
  7. 如前述請求項中任一項之電力傳輸器,其中該負載測量器(209)經配置以每負載時間間隔執行一單一負載測量。
  8. 如前述請求項中任一項之電力傳輸器,其中該碼片判定器(211)經配置以根據介於一碼片之兩個負載時間間隔的經測量負載值之間的該差異之一正負號而變動地判定該碼片之一二進位碼片值。
  9. 如請求項1至7中任一項之電力傳輸器,其中該碼片判定器(211)經配置以回應於該等碼片之兩個負載時間間隔的經測量負載值之間的該差異之一量值而判定該所接收碼片序列包含軟式決定碼片值,且該偵測器(213)經配置以回應於該等軟式決定碼片值而執行與該組碼片序列之該等碼片序列的該相關性。
  10. 如前述請求項中任一項之電力傳輸器,其中不同調變負載的模式係二進位調變負載值的模式。
  11. 一種用於經由一電磁電力轉移信號無線地接收來自一電力傳輸器(101)之電力的電力接收器(105),該電力接收器(105)包含: 一輸入電路(107, 503),其包含經配置以從該電力轉移信號提取電力的一接收器線圈(107); 一傳輸器(509),其經配置以藉由負載調變該電力轉移信號來傳輸資料符號至該電力傳輸器,各資料符號係藉由對應於一組碼片序列之一碼片序列的調變負載值之一序列來調變,該組碼片序列之碼片序列係連結至不同的資料符號值; 其中 該傳輸器經配置以藉由將一碼片序列之各碼片的一持續時間劃分成複數個負載時間間隔來調變該電力轉移信號,該負載調變之一調變負載針對該複數個負載時間間隔的連續時間間隔係不同,及由該複數個負載時間間隔之調變負載形成的一調變負載模式針對各碼片的不同碼片值係不同。
  12. 該電力接收器(105),其中該傳輸器(509)經配置以使該至少兩個負載時間間隔與該電力轉移信號的循環同步。
  13. 一種無線電力轉移系統,其包含如請求項11或12之電力傳輸器及如請求項1至10中任一項之電力接收器。
  14. 一種操作經由一電磁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)的方法,該電力傳輸器(101)包含: 一輸出電路(203, 103),其包含經配置以回應於施加至該輸出電路(203, 103)的一驅動信號而產生該電力轉移信號的一傳輸器線圈(103); 一驅動器(201),其經配置以產生該驅動信號; 一接收器(207),其經配置以接收由一碼片序列調變的負載調變資料符號,一碼片序列的各碼片具有經劃分成複數個負載時間間隔的一持續時間,該負載調變之一調變負載針對該複數個負載時間間隔的連續時間間隔係不同,及由該複數個負載時間間隔之調變負載形成的一調變負載模式針對各碼片的不同碼片值係不同; 其中該方法包含該接收器(207)執行以下步驟: 測量該電力轉移信號的負載來判定負載時間間隔的經測量負載值; 從該等經測量負載值判定一所接收碼片序列,該所接收碼片序列包含碼片值之一序列,各碼片值係回應於該碼片之至少兩個負載時間間隔的經測量負載值之間的一差異而判定; 儲存一組碼片序列,其中各碼片序列係連結至一資料符號;及 回應於該所接收負載碼片序列與該組碼片序列的碼片序列之間的一相關性而偵測一所接收資料符號值。
  15. 一種操作經由一電磁電力轉移信號無線地接收來自一電力傳輸器(101)之電力的電力接收器(105)的方法,該方法包含: 一輸入電路(107, 503)包含從該電力轉移信號提取電力的一接收器線圈(107);及 藉由負載調變該電力轉移信號來傳輸資料符號至該電力傳輸器,各資料符號係藉由對應於一組碼片序列之一碼片序列的調變負載值之一序列來調變,該組碼片序列之碼片序列係連結至不同的資料符號值; 其中 傳輸該等資料符號包括藉由將一碼片序列之各碼片的一持續時間劃分成複數個負載時間間隔來調變該電力轉移信號,該負載調變之一調變負載針對該複數個負載時間間隔的連續時間間隔係不同,及由該複數個負載時間間隔之調變負載形成的一調變負載模式針對各碼片的不同碼片值係不同。
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US9735584B2 (en) * 2013-10-17 2017-08-15 Access Business Group International Llc Wireless power communication
BR112018010386B1 (pt) * 2015-11-25 2022-12-13 Koninklijke Philips N.V. Transmissor de potência, sistema de transferência de potência sem fio, e método para operar um transmissor de potência
EP3787151A1 (en) * 2019-08-27 2021-03-03 Koninklijke Philips N.V. A power transmitter, system and method therefor

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