TW202420695A - 無線電力轉移 - Google Patents
無線電力轉移 Download PDFInfo
- Publication number
- TW202420695A TW202420695A TW112143162A TW112143162A TW202420695A TW 202420695 A TW202420695 A TW 202420695A TW 112143162 A TW112143162 A TW 112143162A TW 112143162 A TW112143162 A TW 112143162A TW 202420695 A TW202420695 A TW 202420695A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- power
- communication
- signal
- power transfer
- carrier signal
- Prior art date
Links
- 238000012546 transfer Methods 0.000 title claims abstract description 304
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 392
- 230000004044 response Effects 0.000 claims abstract description 172
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 23
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 68
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 34
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims description 15
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 5
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 14
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 10
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 10
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 10
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 10
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 9
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 7
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 7
- 230000006870 function Effects 0.000 description 7
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 5
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 4
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 4
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 4
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 2
- 101001121408 Homo sapiens L-amino-acid oxidase Proteins 0.000 description 1
- 102100026388 L-amino-acid oxidase Human genes 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
Abstract
一種電力傳輸器(101)經由由一電力轉移線圈(103)產生的一電力轉移信號將電力無線地提供至一電力接收器(105)。一通訊驅動器(209)產生用於一通訊線圈(207)以產生一通訊載波信號的一通訊驅動信號。一通訊單元(205)使用該通訊載波信號的調變與該電力接收器(105)通訊並接收一組態訊息,該組態訊息包含指示由該電力接收器(105)從該通訊載波信號由電力提取所產生的一電力供應信號的一回應時序性質的一回應時序性質指示。一位準控制器(211)控制該通訊載波信號的該振幅;及一調適器(213)取決於該回應時序性質指示而調適該位準控制器的一控制參數。
Description
本發明係關於經配置以將電力從一電力傳輸器無線地轉移至一電力接收器的一無線電力轉移系統的操作。
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。無線電力轉移系統的一實例揭示於CN107834713B中。
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,且更多資訊可在例如其等的網站上發現:http://www.wirelesspowerconsorium.com/index.html,其中尤其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2.5KW的更高電力位準。
在許多系統中(具體而言,諸如Qi系統),從電力接收器至電力傳輸器的通訊可使用負載調變,其中電力轉移信號的負載取決於待傳輸的資料而變化。然而,此類負載調變可能難以偵測電力轉移信號的電力轉移負載是否同時變化。類似地,從電力傳輸器至電力接收器的通訊可藉由調變電力轉移信號(例如,振幅或頻率調變)而達成,但電力轉移信號之參數上之導因於例如變化的負載的變化可導致對此類調變的干擾。
在一些系統中,已因此提議使用完全分開的通訊的方法。具體而言,Ki無線電力轉移系統可使用近場通訊(Near Field Communication, NFC)標準建立雙向通訊鏈路。通訊係在電力轉移階段期間在短時間間隔中執行以避免或降低電力轉移與通訊之間的干擾。電力接收器經配置以偵測NFC載波以在短時間間隔期間執行通訊。
使用分開通訊載波之無線電力轉移系統的實例揭示在EP3756266B1及US2011/0285213A1中。
在電力轉移操作期間,電力接收器從電力轉移信號提取電力以用於負載。在許多情形中,電力提取亦用以對例如電力接收器本身的功能性(諸如處理單元、使用者介面等)供電。然而,此一方法需要額外功能性,且可能不在所有情境中皆係最佳的。
已提議電力可從NFC載波提取以對低電力消耗電子電路系統供電。然而,雖然此一方法在許多情境中可係有用的,但在一些方面其往往係次佳的。例如,其往往提供次佳的電力初始化及連續供應,其可能不在所有情形中對所供應的電路皆係理想的。例如,在一些情境中,所提供的電力可變化且未如最初所欲地穩定。在一些情境中,所提供的電力可能不對電力轉移情況及/或所提取之電力位準上的變化調適或不夠快及/或準確地調適。
因此,無線電力轉移系統的改善操作將係有利的,具體而言,允許增加彈性、降低成本、降低複雜性、改善通訊、額外功能性、具有例如改善電力調適及/或控制的改善二次電力提供、及/或改善效能的方法將係有利的。
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,該電力傳輸器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,該電力傳輸器包含:一電力轉移線圈,其經配置以產生該電力轉移信號;一電力轉移驅動器,其經配置以產生用於該電力轉移線圈的一電力轉移驅動信號,該電力轉移驅動器經配置以在一電力轉移階段期間產生該電力轉移驅動信號;一通訊線圈,其經配置以產生一通訊載波信號;一通訊驅動器,其經配置以產生用於該通訊線圈以產生該通訊載波信號的一通訊驅動信號;一通訊單元,其經配置以使用該通訊載波信號的調變與該電力接收器通訊;其中該通訊單元經配置以接收來自該電力接收器的一組態訊息,該組態訊息包含指示由該電力接收器從該通訊載波信號提取的一電力供應信號的一回應時序性質的一回應時序性質指示,該回應時序性質指示該電力供應信號上之由該通訊載波信號上的變化所產生的一變化速度;一位準控制器,其經配置以控制該通訊載波信號的一振幅;及一調適器,其經配置以藉由該位準控制器調適用於控制該通訊載波信號的該振幅的一控制參數。
在許多實施例中,本發明可允許改善效能。在許多系統及實施例中,其可允許整體改善電力轉移操作。
該方法可提供利用通訊路徑的經改善二次/輔助電力轉移路徑,從而在通訊與輔助電力提供之間提供協同互操作性。
在許多實施例中,該方法可允許電力接收器的複雜度降低,且在許多情形中,可移除電力接收器包括用於從電力轉移信號提取電力以用於內部電力接收器電路系統之功能性的需要。
通常可達成輔助電力提供的控制及一般動態效能的改善。該方法可例如允許改善輔助電力提供對電力提供條件及/或所提取之電力上的變化及/或對較佳輔助電力提供性質上的變化的調適。在許多實施例及情境中,可達成電力提供的改善穩定性及準確性。例如,可達成從通訊載波信號電力提取所產生的供應電壓的更準確及/或更穩定及/或更適應性的控制。
回應時序性質可係指示回應於通訊載波信號之電力位準/振幅上的變化/由該變化產生之在電力供應信號上之變化的時序的性質。
控制參數可係動態控制參數,且可具體地係動態回應參數。控制參數可控制通訊載波信號之振幅的控制的回應速度。
位準控制器可藉由控制通訊驅動信號的振幅而控制通訊載波信號的振幅。
用語「通訊驅動信號的振幅」可依需要以用語通訊載波信號強度置換。
回應時序性質指示可指示從通訊載波信號之振幅上的變化所產生之電力供應信號的上升時間性質。
回應時序性質指示可指示相對於標稱及/或預定回應時序性質值的回應時序性質。除非由經接收回應時序性質指示指示不同的回應時序性質值,標稱及/或預定回應時序性質值可由位準控制器使用。
通訊載波信號的調變可藉由從電力接收器至電力傳輸器之載波的負載調變及/或藉由從電力傳輸器至電力接收器的振幅調變。通訊可係NFC通訊。組態訊息可係NFC通訊的NDEF訊息。
位準控制器可藉由控制通訊驅動器以調適/改變/變化/控制通訊驅動信號的振幅而控制通訊載波信號的振幅。
電力轉移驅動器可經配置以在電力轉移階段期間產生電力轉移驅動信號以採用包含至少一電力轉移時間間隔及一通訊時間間隔的重複時間框,該電力轉移驅動器經配置以在電力轉移時間間隔期間產生該電力轉移驅動信號且不在通訊時間間隔期間產生該電力轉移驅動信號。
電力轉移驅動器可經配置以產生在電力轉移時間間隔期間具有非零振幅且在通訊時間間隔期間具有零振幅的電力轉移驅動信號,且因此產生電力轉移信號。
在許多實施例中,通訊時間間隔的持續時間不多於時間框的持續時間的5%、10%、或20%。在許多實施例中,(多個)電力轉移時間間隔的持續時間不少於重複時間框的持續時間的70%、80%、或90%。
根據本發明的一可選特徵,該通訊單元經配置以從該電力接收器接收電力位準訊息;且其中該位準控制器經配置以回應於該等電力位準訊息而藉由調整該通訊載波信號的該振幅與該電力接收器形成一電力控制迴路。
在許多實施例中,此可允許改善操作及/或促進實施方案及/或操作。
該方法可允許特別有利的操作,且一般可允許經由通訊載波信號的高效率電力轉移。一般可提供改善的輔助電力提供。電力位準訊息可係電力控制誤差訊息。
根據本發明的一可選特徵,該控制參數係用於該電力控制迴路的一迴路參數。
在許多實施例中,此可允許改善操作及/或促進實施方案及/或操作。
迴路參數可係影響電力控制迴路的動態行為(諸如回應時間、上升時間、頻率回應等)的迴路參數。
迴路參數可係濾波器回應、增益、積分常數、回應時間常數等。
根據本發明的一可選特徵,該電力傳輸器進一步包含一階段控制器,其經配置以在起始一電力轉移時將該電力傳輸器從一連接階段切換至該電力轉移階段;且其中該電力轉移驅動器經配置以在該電力轉移階段中時但不在該連接階段中時產生該電力轉移信號,且該通訊驅動器經配置以產生在該連接階段期間存在的該通訊載波信號;且其中該位準控制器經配置以在該連接階段期間回應於該等電力位準訊息而調整該通訊載波信號的該振幅。
在許多實施例中,此可允許改善操作及/或促進實施方案及/或操作。在許多情境中可尤其允許時序間隙的更準確偵測,且因此可改善同步操作,導致改善效能。
在一些實施例中,該電力傳輸器包含一階段控制器,其經配置以在起始一電力轉移時將該電力傳輸器從一連接階段切換至該電力轉移階段;且其中該電力轉移驅動器經配置以在該電力轉移階段中時但不在該連接階段中時產生該電力轉移信號,且該通訊驅動器經配置以產生在該連接階段期間存在的該通訊載波信號;且其中該位準控制器經配置以在該連接階段期間但不在該電力轉移階段期間回應於該等電力位準訊息而調整該通訊載波信號的該振幅。
在一些實施例中,該電力傳輸器包含一階段控制器,其經配置以在起始一電力轉移時將該電力傳輸器從一連接階段切換至該電力轉移階段;且其中該電力轉移驅動器經配置以在該電力轉移階段中時但不在該連接階段中時產生該電力轉移信號,且該通訊驅動器經配置以產生在該連接階段期間存在的該通訊載波信號;且該位準控制器經配置以在該連接階段期間但不在該電力轉移階段期間形成該電力控制迴路。
根據本發明的一可選特徵,該位準控制器經配置以針對該電力轉移階段將該通訊載波信號的一電力位準設定成一恆定值。
在許多實施例中,此可允許改善操作及/或促進實施方案及/或操作。
在一些實施例中,電力控制迴路可在連接階段期間但不在電力轉移階段期間有效。
根據本發明的一可選特徵,該回應時序性質指示指示該電力供應信號的一步階回應時序性質。
在許多實施例中,此可允許改善操作及/或促進實施方案及/或操作。
根據本發明的一可選特徵,該電力傳輸器進一步包含一階段控制器,其經配置以在起始一電力轉移時將該電力傳輸器從一連接階段切換至該電力轉移階段;且該電力轉移驅動器經配置以在該電力轉移階段中時但不在該連接階段中時產生該電力轉移信號,且該通訊驅動器經配置以產生在該連接階段期間存在的該通訊載波信號;且其中該通訊單元經配置以在切換至該電力轉移階段之前接收該組態訊息。
在許多實施例中,此可允許改善操作及/或促進實施方案及/或操作。
在一些情境或實施例中,組態訊息可在連接階段期間接收。
在一些情境或實施例中,組態訊息可在連接階段之前接收,諸如在組態階段期間。
在一些實施例中,該位準控制器經配置以不在該電力轉移階段期間調適該電力位準控制
根據本發明的一可選特徵,該通訊單元經配置以重複地將電力位準訊息請求傳輸至該電力接收器;且其中該調適器經配置以回應於該回應時序性質指示而藉由調適該等電力位準請求的一傳輸頻率而調適該電力位準控制操作。
在許多實施例中,此可允許改善操作及/或促進實施方案及/或操作。
根據本發明的一可選特徵,該通訊單元經配置以將一組態請求訊息傳輸至該電力接收器,該組態請求訊息係用於該電力接收器以傳輸該組態訊息的一請求。
在許多實施例中,此可允許改善操作及/或促進實施方案及/或操作。
根據本發明的一可選特徵,該組態訊息指示一組預定回應時序性質指示中的一個預定回應時序性質指示。
在許多實施例中,此可允許改善操作及/或促進實施方案及/或操作。該方法可尤其允許降低複雜度並促進實施方案,同時仍允許改善效能。
根據本發明的一態樣,提供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:一感應式電力提取元件,其經配置以在一電力轉移階段期間從該電力轉移信號提取電力;一通訊線圈,其用於接收一經接收通訊載波信號;一通訊單元,其經配置以使用該通訊載波信號的調變與該電力傳輸器通訊;一電力提取器,其耦接至該通訊線圈且經配置以從該通訊線圈提取一電力供應信號並由該電力供應信號供應該電力接收器的一電路;其中該通訊單元進一步經配置以傳輸一組態訊息至該電力傳輸器,該組態訊息包含指示該電力供應信號的一回應時序性質的一回應時序性質指示,該回應時序性質指示該電力供應信號上之由該通訊載波信號上的變化所產生的一變化速度。
在許多實施例中,此可允許改善操作及/或促進實施方案及/或操作。在許多情境中,其可允許提供較低複雜度及/或較低成本的電力接收器。在許多情境中,該方法可降低或甚至避免對於從電力轉移信號提取電力以用於內部電力接收器功能之電路系統的需求。
電力轉移信號在電力轉移階段期間可採用包含至少一電力轉移時間間隔及一通訊時間間隔的重複時間框,該電力轉移信號在電力轉移時間間隔期間存在且在通訊時間間隔期間不存在。
根據本發明的一可選特徵,該電力提取器經配置以偵測藉由該電路從該電力供應信號提取之電力上的一變化;且該通訊單元經配置以回應於偵測到從該電力供應信號提取之電力上的該變化而傳輸該組態訊息。
根據本發明的一態樣,提供一種無線電力轉移系統,其包括如上文所述的一電力傳輸器及一電力接收器。
根據本發明的一可選態樣,提供包含如上文所述的電力傳輸器及電力接收器的無線電力轉移系統。
在許多實施例中,此可允許改善操作及/或促進實施方案及/或操作。變化可係步階變化。
根據本發明的一態樣,提供一種操作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的一電力傳輸器的方法,該方法包含:一電力轉移線圈產生該電力轉移信號;在一電力轉移階段期間產生用於該電力轉移線圈的一電力轉移驅動信號;一通訊線圈產生一通訊載波信號;產生用於該通訊線圈以產生該通訊載波信號的一通訊驅動信號;使用該通訊載波信號的調變與該電力接收器通訊;接收來自該電力接收器的一組態訊息,該組態訊息包含指示由該電力接收器從該通訊載波信號提取的一電力供應信號的一回應時序性質的一回應時序性質指示,該回應時序性質指示該電力供應信號上之由該通訊載波信號上的變化所產生的一變化速度;控制該通訊載波信號的一振幅;及調適用於控制該通訊載波信號的該振幅的一控制參數。
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,該電力接收器包含:一感應式電力提取元件在一電力轉移階段的電力轉移時間間隔期間從該電力轉移信號提取電力;一通訊線圈接收一經接收通訊載波信號;使用該通訊載波信號的調變與該電力傳輸器通訊;從該通訊線圈提取一電力供應信號;由該電力供應信號供應該電力接收器的一電路;及傳輸一組態訊息至該電力傳輸器,該組態訊息包含指示該電力供應信號的一回應時序性質的一回應時序性質指示,該回應時序性質指示該電力供應信號上之由該通訊載波信號上的變化所產生的一變化速度。
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(諸如由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。電力轉移信號可對應於代表從電力傳輸器至電力接收器之能量轉移的電磁電力轉移分量,且可視為對應於經產生電磁場之將電力從電力傳輸器轉移至電力接收器的分量。例如,若不存在接收線圈107的負載,將沒有電力由電力接收器從經產生電磁場提取(除了損耗外)。在此一情境中,傳輸器線圈103的驅動可產生可能高場強度的電磁場,但電力轉移信號的電力位準將係零(除了損耗外)。在異物存在的一些情況下,電力轉移信號可視為包括對應於至異物之電力轉移的分量,且因此電力轉移信號可視為對應於從電力傳輸器所產生之電磁場提取的電力。
電力轉移信號一般可具有在約20 kHz至約500 kHz之間的頻率,且對於Ki相容系統,一般在20kHz至80kHz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。電力接收器可因此藉由包含感應式電力提取元件而將負載提供給電力轉移信號,該感應式電力提取元件可具體地係在其中由電力轉移信號感應電流的電力提取線圈或電(例如,加熱)元件。
系統經配置以轉移可觀電力位準,且具體而言,電力傳輸器可支援超過50W、100W、500W、或1 kW的電力位準。例如,對於Ki類型應用,電力轉移常可超過100 W,且對於非常高的電力應用可至多大於2500W。
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正由無線充電聯盟發展的規格的實施例描述(除了本文描述(或隨之而來)的修改及加強外)。具體而言,電力傳輸器101及電力接收器105可遵循或實質相容於Ki標準的要件。
許多無線電力轉移系統(且具體地諸如Ki的高電力系統)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。
圖2繪示電力傳輸器101的元件,且圖3更詳細地繪示圖1之電力接收器105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,該電磁電力轉移信號將電力轉移提供給電力接收器105。電力轉移信號(至少)在電力轉移階段的電力轉移時間間隔期間提供。
如將為所屬技術領域中具有通常知識者所熟知的,驅動器201一般可包含採逆變器之形式的輸出電路,一般藉由驅動全橋接器或半橋接器而形成。
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經具體配置以控制藉由驅動器201進行的驅動信號的產生,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。
為接收來自電力接收器105的資料及訊息,電力傳輸器101包含第一通訊器205,該第一通訊器經配置以接收來自電力接收器105的資料及訊息以及將資料及訊息傳輸至電力接收器105(如所屬技術領域中具有通常知識者將理解的,資料訊息可提供一或多個位元的資訊)。
在該方法中,通訊係藉由調變由第一通訊線圈207產生的通訊載波信號而執行。電力傳輸器具體地包含耦接至第一通訊線圈207的通訊驅動器209。通訊驅動器209經配置以產生饋送至第一通訊線圈207以產生通訊載波信號的通訊驅動信號。通訊驅動器209一般可經配置以產生具有與電力轉移驅動信號/電力轉移信號實質不同之頻率的通訊驅動信號/通訊載波信號。在許多實施例中,通訊載波信號的頻率可以不小於10、100、或500倍高於電力轉移信號的頻率。在許多實施例中,通訊驅動信號/通訊載波信號的頻率可具有不小於500kHz、1 MHz、或10 MHz的頻率。具體而言,對於NFC實施方案,通訊載波信號頻率可係13.56 MHz。
第一通訊器205耦接至通訊驅動器209且經配置以控制其調變通訊驅動信號/通訊載波信號以將資料傳輸至電力接收器(在下文中,對通訊驅動信號的參考亦依需要包括對通訊載波信號的隱含參考)。
調變在特定實例中係通訊驅動信號的振幅調變,且具體地使用使用幅移鍵控(Amplitude Shift Keying, ASK)的二進位通訊。然而,應理解,在其他實施例中,調變可使用其他方法,諸如通訊驅動信號的相位或頻率調變。
在一些實施例中,第一通訊器205可例如接收待從電力傳輸器控制器203傳輸至電力接收器的資料,且作為回應,產生饋送至通訊驅動器209的控制調變信號。控制調變信號可例如係與待傳輸之資料匹配的二進位信號,且通訊驅動器209可經配置以產生具有對應振幅變化的通訊驅動信號。
對於從電力接收器至電力傳輸器的通訊,通訊驅動信號的調變可係負載調變。電力接收器可經配置以根據待傳輸的資料而藉由改變由傳輸器線圈103產生之電力轉移信號的負載而調變電力轉移信號。第一通訊器205可經配置以感測傳輸器線圈103之電壓及/或電流上的變化,且基於此等解調變負載調變。所屬技術領域中具有通常知識者將知道負載調變的原理且因此將不進一步詳細描述此等原理。
在許多實施例中,通訊可根據近場通訊(NFC)規格且電力接收器可具體地包括NFC功能性。在許多實施例中,第一通訊器205、通訊驅動器209、及第一通訊線圈207可實施(至少)NFC讀取器的功能性。因此,在許多實施例中,通訊驅動信號/通訊載波信號係恆定位準(除了調變外)13.56 MHz信號。
以下描述將聚焦在電力傳輸器與電力接收器之間的通訊係藉由NFC通訊,且具體而言,在從電力傳輸器至電力接收器之方向上的NFC載波的調變係藉由幅移鍵控(ASK)且在從電力接收器至電力傳輸器之方向上的NFC載波的調變係藉由負載調變的實例。
在圖1至圖3的系統中,通訊在電力轉移階段期間係在通訊時間間隔中執行。具體而言,傳輸器控制器203可包含/實施同步器206,該同步器經配置以同步第一通訊器205,使得通訊操作(一般而言,接收及傳輸資料)係在電力轉移階段的通訊時間間隔中(且一般僅在其中)執行,亦即,在經指派用於通訊的時間間隔中執行。
此可實質改善通訊效能。
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,其中諸如異物偵測及通訊的操作及電力轉移可例如在不同的時間間隔中執行,從而允許其等之間的干擾(具體而言,電力轉移在異物偵測/通訊上的影響)實質地降低。
具體而言,對於無線電力轉移系統,電力轉移信號經受包含至少一個電力轉移時間間隔及一個通訊時間間隔的重複時間框。
電力傳輸器可經配置以在通訊時間間隔期間斷開電力轉移信號,且電力接收器在一些實施例中可經配置以在降低電力時間間隔期間切斷負載。
電力傳輸器(且一般而言,電力接收器)可接著對待在通訊時間間隔期間執行的一或多個操作(功能、程序(process)、程序(procedure))配置,亦即,其可使電力傳輸器的一或多個操作的執行同步化成在通訊間隔期間發生。例如,其一般可將異物偵測及通訊的執行同步化成在通訊時間間隔期間發生。以此方式,可實現可將電力轉移及電力轉移信號在給定操作(具體而言,異物偵測及通訊)上的影響降低且常可最小化。
圖3繪示電力接收器105的一些例示性元件。
接收器線圈107耦接至電力接收器控制器301,該電力接收器控制器使接收器線圈107經由開關305耦接至負載303(亦即,其係可切換負載305)。電力接收器控制器301包括電力控制路徑,該電力控制路徑將由接收器線圈107提取的電力轉換成負載303的合適供應。額外地,電力接收器控制器301可包括執行電力轉移所需的各種電力接收器控制器功能性,且具體而言,根據Qi或Ki規格執行電力轉移所需的功能。
為支援從電力接收器105至電力傳輸器101的通訊,電力接收器105包含第二通訊器307及第二通訊線圈309。第二通訊線圈309經配置以耦接至第一通訊線圈207,且因此通訊載波信號在第二通訊線圈309中感應一電流(至少一電動勢)。
第二通訊器307耦接至第二通訊線圈309,且經配置以判定感應信號中的振幅變化並解調變通訊載波信號的振幅調變。因此,第二通訊器307經配置以藉由通訊載波信號的振幅調變而解碼從電力傳輸器傳輸的資料。應理解,在其他實施例中,第二通訊器307可經配置以使用其他調變格式(諸如頻率或相位調變)解碼調變至通訊載波信號上的資料。
第二通訊器307進一步經配置以負載調變通訊載波信號以將資料從電力接收器傳輸至電力傳輸器。具體而言,第二通訊器307可包含負載(諸如,電容器),其取決於傳輸的資料可在耦接至第二通訊線圈309與不耦接至第二通訊線圈309之間切換。此等負載調變接著可由電力傳輸器的第一通訊器205偵測。
在特定實例中,第二通訊線圈309及第二通訊器307可提供NFC相容通訊操作。具體而言,第二通訊線圈309可經配置以提供對應於NFC標籤的功能性,且根據NFC規格解碼已ASK調變至通訊載波信號上的資料。
因此,第二通訊器307經配置以回應於待傳輸至電力傳輸器101的資料而藉由改變接收器線圈107的負載將資料傳輸至電力傳輸器。如將為所屬技術領域中具有通常知識者所已知的,負載變化接著由電力傳輸器101偵測及解調變。
在該實例中,第二通訊器307進一步經配置以解調變通訊載波信號的振幅、頻率、及/或相位調變,以檢索傳輸自電力傳輸器的資料。
系統在電力轉移階段期間施加重複時間框,其中該時間框包含至少一個電力轉移時間間隔及至少一個通訊時間間隔。此一重複時間框的實例繪示於圖4中,其中電力轉移時間間隔係藉由PT指示且通訊時間間隔係藉由C指示。在該實例中,各時間框FRM僅包含一個通訊時間間隔及一個電力轉移時間間隔。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或複數個通訊時間間隔及/或電力轉移時間間隔可包括在各時間框中。
電力轉移驅動器201係由電力傳輸器控制器205所控制,以僅在電力轉移時間間隔期間且不在通訊時間間隔期間產生驅動信號。因此,驅動器在電力轉移時間間隔期間產生驅動信號且因此產生電力轉移信號,然而驅動信號且因此電力轉移信號在通訊時間間隔期間斷開。
在電力轉移階段中,電力傳輸器因此經配置以在電力轉移階段之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,電力傳輸器及電力接收器可操作電力控制迴路(電力控制迴路可基於在對應於重複時間間隔的通訊時間間隔內的通訊)。因此,可動態地改變正在轉移之電力的位準。
然而,在電力轉移階段之時間框的通訊時間間隔中,電力驅動信號經斷開,且因此在通訊時間間隔期間沒有電力轉移信號產生。
電力傳輸器與電力接收器之間的通訊係在電力轉移階段期間在通訊時間間隔中執行,且一般僅在通訊時間間隔中執行。經由第一通訊線圈207及第二通訊線圈309的通訊僅在通訊時間間隔中執行,且具體而言,通訊載波信號的調變僅在通訊時間間隔中發生。
在該系統中,第一通訊器205因此經配置以僅傳輸資料,且因此僅在通訊時間間隔期間(例如,振幅)調變通訊載波信號。同樣地,一般將僅尋求在通訊時間間隔期間解調變資料。
類似地,當在電力轉移階段中時,第二通訊器307經配置以僅在通訊時間間隔期間通訊。在該系統中,第二通訊器307因此經配置以僅傳輸資料,且因此僅在通訊時間間隔期間負載調變通訊載波信號。同樣地,一般將僅尋求在通訊時間間隔期間解調變資料。
因此,在電力轉移階段期間,第一通訊器205及第二通訊器307經配置以僅在通訊時間間隔期間通訊。此一方法可提供高度有利的效能,且尤其已發現提供大幅改善的通訊效能。具體而言,該方法降低來自電力轉移信號之對通訊操作的干擾,從而提供具有降低位元錯誤的更可靠且穩固的通訊。
通訊可如何在重複時間框的通訊時間間隔中執行的實例顯示於圖5中,其顯示電力轉移信號501係在電力轉移時間間隔PT期間產生且經調變通訊載波503信號係在通訊時間間隔C期間產生。圖5實施電力轉移與通訊之間的分時,其中各操作係在專用時間間隔中執行。
通訊載波信號除了通訊外,亦可提供從電力傳輸器至電力接收器的輔助電力提供。輔助電力轉移/路徑可提供可用以供應內部電路系統(諸如使用者介面或電力接收器控制功能性)的低電力供應。
通訊載波信號可因此用以提供從電力傳輸器至電力接收器的第二低位準電力轉移路徑。為支援此,電力接收器包含經配置以從通訊載波信號提取電力的電力提取器311。在該特定實例中,電力提取器311可因此從NFC載波信號提取電力。電力提取器311耦接至可將由電力提取器311從通訊載波信號提取的電力提供給其的負載電路313。負載電路313一般可係電力接收器的控制邏輯/支援功能/電路,及/或可包括電力接收器的使用者介面。負載電路313可例如包括電力接收器控制器301及/或第二通訊器307的元件或由該等元件組成。
因此,電力可經由通訊載波信號/NFC載波電力收集而從電力傳輸器提供至電力接收器。此可將電力提供至低電力位準,且例如低電壓電壓電子設備(諸如NFC硬體或使用者介面)。例如,對於NFC實施方案,經提取電力可至多約200 mW。
對於許多實際應用,該方法因此可允許實質降低複雜度及成本。例如,包括作為負載之加熱元件的電力接收裝置可直接以在加熱元件中感應電流的電力轉移信號供應。實際上,在此一實例中,所述方法在許多情形中可允許實施控制及支援電路系統以及使用者介面並完全從通訊載波信號,且具體而言,從NFC載波供電。因此,在一些情形中,該方法可允許設計不包括由電力轉移信號供電之電子電路的電力接收裝置。因此,可完全避免複雜的高電壓電力提取電路系統。
電力提取器311可係相對簡單的,且將電力提取電路系統/電力路徑的實例繪示於圖6中。
圖6繪示電力提取器311之電力路徑之實例的元件的電路圖。在該實例中,第二通訊線圈309係藉由名稱LRX指稱,且當此經受通訊載波信號時,在線圈中感應對應的AC電壓/電流。第二通訊線圈309耦接至整流器橋接器B1,該整流器橋接器具有耦接至橋接器之輸出的平滑電容器C1。因此,DC電壓在電容器C1上產生。DC電壓上之漣波的量值將取決於平滑電容器的大小以及由電力提取器311所供應的負載RL。
橋接器B1及平滑電容器C1經由開關S1耦接至負載RL,該開關可用以接通及切斷電力提取/收集。應理解,在許多實施例中,電力提取器311可在沒有開關存在的狀況下直接且永久地耦接至負載RL。負載RL表示藉由負載電路313對電力提取器311呈現的負載。
圖6進一步繪示負載調變電容器C2,該負載調變電容器可基於開關S2的切換而與第二通訊線圈309並聯連接或斷開。第二通訊器307可在通訊時間間隔期間控制開關S2以提供所欲負載調變。
因此,電力提取器311可藉由低複雜度及低成本電路實施。
為提供用於由電力接收器提取電力的合適通訊載波信號,電力傳輸器包括經配置以控制通訊載波信號之振幅的位準控制器211。
位準控制器211可經配置以回應於來自通訊載波信號之電力提取上的變化及/或回應於從第一通訊線圈207至第二通訊線圈309之感應電力路徑上的差異而調適通訊載波信號的振幅。具體而言,位準控制器211可經配置以回應於所提取之電力的量上及/或通訊線圈之間的耦接上的變化而調適通訊載波信號的振幅,該振幅今後亦將稱為通訊振幅。例如,若負載增加,使得更多電力由電力提取器311提取(或期望由電力提取器提取),位準控制器211可經配置以增加通訊振幅。作為另一實例,若耦合因子增加,可降低通訊振幅以補償及提供更一致的電力供應信號。
位準控制器211可具體地調適/改變通訊振幅以降低電力供應信號上之例如由於通訊線圈之間的耦合上或所提取之電力上的變化所導致的變化。其可尤其經配置以導致降低變化及所產生之電力供應信號的更穩定/恆定的電壓。
在一些實施例中,位準控制器211可取決於測量各種參數且作為回應調適通訊振幅。例如,在一些實施例中,耦合因子可連續地測量/評估,且在耦合因子上的變化發生時,位準控制器211可增加或減少振幅以補償此變化。
作為另一實例,在一些實施例中,電力接收器可經配置以在來自通訊載波信號的經提取電力上的任何變化之前傳輸訊息至電力傳輸器。電力接收器可例如在執行改變之前指示預期有多少電力/負載變化。作為一特定實例,使用者可執行接通顯示器的動作,該顯示器從電力供應信號供電。在接通顯示器之前,電力接收器可將指示顯示器正在接通的訊息傳輸至電力傳輸器。回應於接收到此訊息,位準控制器211可增加通訊振幅。實際上,在一些實施例中,可增加通訊振幅以提供導致顯示器導通的額外電力(例如,當具備足夠電力時,顯示器可自動地導通)。
在一些實施例中,位準控制器211可實施前饋控制,其中通訊振幅係基於一組輸入參數而調適,此係回應於耦合因子測量及/或(預期)電力提取。
在許多實施例中,位準控制器211可經配置以實施回授控制迴路。在許多實施例中,位準控制器211可經配置以回應於表示電力供應信號之性質(諸如電力供應信號的電壓、電流、或電力位準)的值而調適通訊振幅。
具體而言,位準控制器211可經配置以回應於接收自電力接收器的電力位準訊息而藉由調整通訊載波信號的振幅與電力接收器形成電力控制迴路。
在一些實施例中,電力提取器311可規律地測量電力供應信號的電壓及/或電力位準,且第二通訊器307可規律地(比如說,每200 msec)傳輸電力控制訊息至第一通訊器205。第一通訊器205可將此等電力控制訊息提供至位準控制器211,該位準控制器可因此調適通訊振幅。
例如,電力位準訊息可指示電力供應信號的電壓及/或電力相對於所欲值的目前值(例如,比率或百分比)。位準控制器211可接著調適通訊振幅以將電力供應信號朝向所欲值偏置(例如,若電壓或電力位準低於所欲值,可增加通訊振幅,且若電壓或電力位準低於所欲值,可減少通訊振幅。
在一些實施例中,可回應於從電力傳輸器傳輸至電力接收器的請求訊息而傳輸電力位準訊息。例如,若給定無線電力轉移系統的規格未授權電力接收器將電力位準訊息規律地傳輸至電力傳輸器,但確實需要電力接收器回應對傳輸自電力傳輸器之電力位準訊息的請求,電力傳輸器可經配置以規律地傳輸此類請求訊息,從而導致電力接收器以電力位準訊息回應。
因此,在一些實施例中,電力控制迴路訊息可從電力傳輸器管理,其中此電力傳輸器重複地傳輸電力位準訊息請求至電力接收器,且其中此電力接收器以合適的電力控制/位準訊息回應。
圖7繪示電力傳輸器週期性地將請求電力位準訊息701傳輸至電力接收器及電力接收器作為回應傳輸電力位準訊息703的實例。此等訊息的通訊藉由調變通訊載波信號而在二個方向上。
電力控制迴路因此可藉由調適通訊振幅而將電力供應信號朝向所欲值偏置。
在操作期間,電力接收器可將包括回應時序性質指示的組態訊息傳輸至電力傳輸器,該回應時序性質指示指示由電力接收器從通訊載波信號電力提取所產生的電力供應信號的回應時序性質。第二通訊器307可將組態訊息傳輸至第一通訊器205。
在NFC用於通訊(且通訊載波信號係NFC載波)的具體實例中,組態訊息可係NDEF訊息。
回應時序性質指示可指示電力供應信號上之由通訊載波信號上之變化所產生的變化,且具體而言,在通訊載波信號的信號強度/位準/振幅/場強度上之變化的時序性質。
回應時序性質指示可例如指示取決於/反映電力供應信號/電力提取器的上升時間(對於給定的百分位數)、延遲、時間常數、或其他時序變化參數的值。
因此,回應時序性質指示可反映從通訊載波信號電力提取的動態操作。其可具體地指示電力供應信號上之接醏通訊載波信號上之變化的變化速度。
具體而言,回應時序性質指示可指示電力供應信號的步階回應時序性質。步階回應時序性質可反映作為通訊載波信號之信號強度/振幅/電力位準上之步階變化的回應/由於通訊載波信號之信號強度/振幅/功率位準上的步階變化而發生的電力供應信號的變化的時序參數。
圖1及圖2的電力傳輸器包含調適器213,該調適器經配置以調適由位準控制器211執行之電力位準控制的控制參數。調適器213經配置以回應於回應時序性質指示而調適控制參數,亦即,控制參數可基於由電力接收器提供之與產生電力供應信號之電力提取的動態效能有關的資訊而調適。
控制參數具體地係影響位準控制器211用以控制通訊載波信號之振幅的控制操作的參數。實際上,在一些實施例中,控制參數可係在振幅可變化的適應性控制與將振幅控制成固定的固定控制之間選擇的參數。
控制參數可具體地係影響由位準控制器211所執行之振幅控制的動態效能的控制參數。控制迴路參數可具體地係影響/作用於/控制振幅控制之動態效能(諸如振幅的變化速度)的參數。
具體而言,當位準控制器211實施電力控制迴路時,控制參數可具體地係迴路參數。迴路參數可係迴路之可設定以改變電力控制迴路之(動態)回應性質的可變參數。在許多實施例中,迴路參數可係迴路之可設定以改變電力控制迴路之回應的時序性質的可變參數。
迴路參數一般可係影響電力控制迴路之動態行為(諸如回應時間、上升時間、頻率回應等)的參數。迴路參數可係濾波回應(例如,頻率回應性質或脈衝回應性質)、增益、積分常數、回應時間常數等。
在許多實施例中,迴路參數可係影響電力控制迴路之穩定性的參數。例如,參數可係可調整以確保迴路穩定(或保持穩定)的參數。在一些實施例中,迴路參數可係PID(比例-積分-微分)迴路的積分器係數。
在所述方法中,調適器213因此基於從電力接收器接收之組態訊息中的回應時序性質指示調適可影響通訊載波信號之振幅之控制之動態行為的控制,且具體而言,迴路參數。
該方法可提供效能及操作改善。其可允許通訊載波信號的整體調適及控制的改善調適以提供改善的輔助電力轉移。該方法可允許電力接收器及電力傳輸器互動以提供整體動態效能改善。其可允許振幅控制及電力控制迴路的穩定性及準確度改善。
例如,輔助電力路徑的效能往往重度取決於可使電力控制迴路難以控制且可例如在控制迴路的穩定性、振盪、效能不佳及過衝效能、回應時間等時導致困難之通訊線圈之間的耦合。所述方法可例如提供可降低此類問題的控制改善並對耦接因子中的變化提供改善的恢復能力。
其他優點包括電力接收器的複雜度可由於可感應更穩定或更受控制的信號而降低,從而可能避免電力接收器的額外控制及/或安全電路系統的需要。
應理解控制參數及演算法之基於回應時序性質指示的確切調適將取決於特定實施例及所期望的操作及效能。
在一些實施例中,調適可係將迴路朝向穩定性偏壓,且可具體地調適迴路參數以確保所得電力控制迴路穩定。例如,取決於回應時序性質指示,控制迴路的增益可增加或減少以確保所得迴路穩定。例如,若回應時序性質指示指示在電力接收器實施較高增益,可降低電力傳輸器的增益,且反之亦然。
在許多實施例中,控制參數可經調適以增加指示電力接收器的回應速度降低的回應時序性質指示的回應速度。相等地,控制參數可經調適以減少指示電力接收器的回應速度增加的回應時序性質指示的回應速度。
例如,在一些實施例中,調適器213可經配置以接收指示電力接收器的回應時間有多快速的回應時序性質指示。例如,回應時序性質指示可指示用於電力提取器311之電路系統的時間常數或上升時間值。調適器213可接著經配置以調適迴路增益,使得對於較快的回應時間(亦即,對於降低的時間常數或上升時間),迴路增益降低。例如,調適器213可經配置以將迴路增益判定為係如回應時序性質指示所報告之時間常數及/或上升時間的單調遞增函數。
作為另一實例,在一些實施例中,調適器213可經配置以調適安定時間、PID控制器的係數。
在電力傳輸器經配置以重複地將電力位準訊息請求傳輸至電力接收器的一些實施例中,調適器213可經配置回應於回應時序性質指示而調適電力位準訊息請求的傳輸頻率。例如,取決於回應時序性質指示指示電力接收器的回應較快或較慢,調適器213可調整傳輸電力位準訊息請求的頻率。電力控制迴路可藉由傳輸電力位準訊息請求的電力傳輸器及經配置以藉由提供電力位準訊息(例如,指示電流位準、位準誤差、或期望變化)回應的電力接收器實施。取決於回應時序性質指示,調適器213可調適電力位準訊息請求之間的間隔,使得此等請求更頻繁或較不頻繁地傳輸。電力接收器將回應所接收的各訊息,且該方法可用以調適系統的更新率/報告率。此可調適迴路的動態效能,且可允許改善操作。
在許多實施例中,電力傳輸器可經配置以在四個不同的階段/模式中操作。
第一階段係閒置階段。在此階段中,電力傳輸器未偵測到電力接收器的存在。在閒置階段期間,無電力轉移信號產生,且無通訊載波信號產生。在閒置階段中,電力傳輸器監測電力接收器的存在。具體而言,電力傳輸器可以規律間隔產生電磁偵測信號,且若偵測到此信號的負載,電力傳輸器可認為電力接收器可能存在。當偵測到電力接收器時,電力傳輸器可轉變至組態階段。
在組態階段中,組態資訊/資料可在電力傳輸器與電力接收器之間交換。組態資訊/資料可將電力接收器及電力傳輸器之性質的資訊提供至互補裝置。各裝置可基於所交換的組態資料而調適操作參數。因此,組態階段可由電力傳輸器及電力接收器使用以交換特定裝置之特性上的特定資訊,從而允許其等對電力傳輸器及電力接收器的特定配對調適操作。
若組態階段不成功,諸如例如,若電力傳輸器未接收到來自電力接收器的合適訊息或接收到明確終止,電力傳輸器可返回至閒置階段。
若組態及通訊成功地結束,電力傳輸器繼續進行至連接階段。在連接階段中,電力傳輸器及電力接收器已建立通訊且裝置可彼此調適。然而,電力轉移尚未初始化。在連接階段期間,產生通訊載波信號且其可具體地在連接階段期間連續地存在。然而,在連接階段期間,無電力轉移信號產生。進一步地,在連接階段期間,可執行異物偵測。進一步地,可在電力傳輸器與電力接收器之間執行通訊。在許多情形中,電力接收器可經配置以在連接階段期間從通訊載波信號提取電力(例如,以對電力接收器的內部功能性供電)。
在許多情境中,連接階段可持續可觀時間,包括數小時或更長。例如,若包含如所述的無線電力接收器的廚房裝置(例如,攪拌器)定位在包含如所述的電力傳輸器的工作檯上,其等可通過組態階段且因此在經調適及連接模式中進入連接階段。裝置接著可在此情況下保持對應於裝置(例如,攪拌器)在工作檯上保持導通以對啟動就緒但未實際接通的長時間。
回應於偵測到合適事件,電力傳輸器及電力接收器可從連接階段轉變至電力轉移階段。事件一般可由電力接收器偵測,該電力接收器可傳輸訊息至電力傳輸器以請求進入電力轉移階段。例如,若使用者執行合適的使用者動作,諸如按壓導通按鈕,作為回應,電力接收器可繼續進行以將請求進入電力轉移階段的請求傳輸至電力傳輸器。
電力傳輸器(及電力接收器)可接著繼續進行以轉變至電力轉移。
在電力轉移階段中,電力傳輸器產生電力轉移驅動信號,且因此產生電力轉移信號。在電力轉移階段中,電力藉由電力轉移信號提供/轉移至電力接收器。如先前描述的,電力轉移信號可使用重複時間框,其中電力轉移信號係在電力轉移時間間隔中提供,且其中重複時間框亦包含通訊時間間隔及/或異物偵測時間間隔。在電力轉移階段期間,當通訊在通訊時間間隔期間執行時,亦可產生通訊載波信號。
在終止電力轉移後,電力傳輸器及電力接收器可取決於特定的終止原因而返回至閒置階段或連接階段(例如,若裝置被斷開,電力傳輸器可返回至連接階段,且若其經移除,電力傳輸器可返回至閒置階段)。
組態及連接階段可一起稱為初始化階段。
在圖2的電力傳輸器中,電力傳輸器控制器203經配置以控制電力傳輸器在上述階段中操作及在其間轉變。
在一些實施例中,組態訊息可在組態階段期間傳輸,且電力位準控制可在此階段期間調適且在連接階段期間及/或可能在電力轉移階段期間施加。在一些實施例中,組態訊息可替代地或額外地在連接階段及/或電力轉移階段期間傳輸組態訊息。
在一些實施例中,電力提取器311可經配置以僅在連接階段(且可能在組態及/或閒置階段)期間從通訊載波信號提取電力。具體而言,在一些實施例中,電力提取器311可經配置以在無電力轉移信號由電力傳輸器產生的連接階段期間提取電力。然而,其可切換以在產生電力轉移信號的電力轉移階段期間從電力轉移信號提取電力。在一些實施例中,內部電路系統可因此在連接階段期間由通訊載波信號供電且在電力轉移階段期間由電力轉移信號供電。在一些實施例中,電力提取器311可經配置以藉由在連接階段期間從通訊載波信號提取電力並藉由在電力轉移階段期間從電力轉移信號提取電力而產生將電力提供至電路的電力供應信號。
在許多實施例中,通訊驅動信號及通訊載波信號的控制在連接階段中及電力轉移階段中可不同,且具體而言,電力控制迴路可經配置以在連接階段中及電力轉移階段中不同地操作。
在一些實施例中,調適器213可經配置以在電力轉移階段中但不在電力轉移階段中時回應於回應時序性質指示而調適電力控制(且具體而言,電力控制迴路)的操作。
例如,在一些實施例中,位準控制器211可經配置以在連接階段中時執行通訊驅動信號/通訊載波信號的電力控制。電力接收器可在連接階段期間傳輸電力位準訊息(其具體地可係電力誤差訊息或絕對電力位準訊息),且位準控制器211可回應於此等訊息而調適通訊驅動信號的振幅,且因此調適通訊載波信號的振幅。在連接階段期間,電力提取器311可提取電力,且電力供應信號可經控制以經由電力控制迴路例如提供期望電壓。
然而,在電力轉移階段期間,電力控制(且具體而言,電力控制迴路)可經配置以,諸如例如,在不依賴回應時序性質指示的標準或預設操作模式中不同地操作。實際上,在一些實施例中,電力控制(且具體而言,電力控制迴路)在電力轉移階段期間不可操作。
在一些實施例中,位準控制器211可經配置以針對電力轉移階段將通訊載波信號的振幅設定成恆定值。因此,鑑於通訊振幅可在連接階段期間受控制,從而改善電力轉移,由於可提供恆定的通訊載波信號,在電力轉移階段期間(其中電力可經由電力轉移信號提供至電路)改變操作允許減少通訊、降低操作的複雜度、及例如可能改善通訊。
在一些實施例中,位準控制器211經配置以不在電力轉移階段期間調適電力位準控制。
在一些實施例中,組態訊息可指示複數個預定回應時序性質指示中的一者。
在一些實施例中,用於回應時序性質的複數個不同設定可係預定的,且例如指定在無線電力轉移系統的技術規格中。在一些實施例中,不同的預定設定可僅包括二個設定,諸如例如,快速及緩慢設定(例如,對應於二個不同電容器及/或電力設定)。 在其他實施例中,不同的預定設定可包括相對大數目的預定設定,諸如例如,若干個不同的時間常數或上升時間。
在此類實施例中,組態訊息可指示預定設定/預定回應時序值的一者,且調適器213可經配置以回應於此值而調適迴路參數/回應。
此一方法可提供有效率的通訊,且可允許回應時序性質指示非常有效率地編解碼,包括例如在一些實施例中僅係單一位元。在許多情形中例如其亦可促進及降低電力傳輸器或電力接收器之操作的複雜度。例如,電力傳輸器可經設計具有對應於特定可能設定的幾個不同的迴路濾波器,且可簡單地為經接收回應時序性質指示選擇適當的迴路濾波器。類似地,若電力接收器僅需要指示預定性質,其可促進在此電力接收器的操作。
在一些實施例中,僅將一個組態訊息從電力接收器傳輸至電力傳輸器。例如,在一些實施例中,當電力傳輸器及電力接收器初次偵測到彼此的存在時,電力接收器可經配置以在組態階段期間將組態訊息傳輸一次。其可進一步經配置以在連接階段期間或在電力轉移階段期間不傳輸任何組態訊息。因此,在一些實施例中,回應時序性質指示僅在電力傳輸器與電力接收器之間的接觸/連接的初始化後提供一次。一旦電力接收器與電力傳輸器之間的配對建立,可組態位準控制器211,且具體而言,電力迴路動態效能。
此一方法可降低複雜度及資源需求,在許多情境中仍可提供電力控制操作的有利調適。
然而,在其他實施例中,電力接收器可經配置以發送一個以上的組態訊息及一個以上的回應時序性質指示。額外組態訊息可例如在連接階段及/或電力轉移階段期間傳輸。
在一些實施例中,電力接收器可例如經配置以規律/週期性間隔傳輸新組態訊息。例如,在連接階段期間,新組態訊息可,比如說,每分鐘傳輸以提供新的回應時序性質指示,從而使電力控制迴路保持準確及更新。
在一些實施例中,電力接收器可尤其經配置以回應於偵測到電力接收器之電力提供時序上的變化而傳輸新的組態訊息及回應時序性質指示。例如,若電力接收器可在平滑電容器的二個不同值之間切換,電力接收器可經配置以每當平滑電容器切換時傳輸回應時序性質指示。
在一些實施例中,回應於偵測到從通訊載波信號提取之電力的電力位準改變,電力接收器傳輸具有新的回應時序性質指示的新組態訊息。
例如,若電力提取器311偵測到從電力供應信號提取的電力改變例如藉由測量從電力供應信號汲取的電流,其可通知第二通訊器307,該第二通訊器可繼續進行以產生及傳輸指示該變化的新組態訊息。
在一些實施例中,回應時序性質指示可簡單地指示改變已發生(例如,若僅支援諸如高功率消耗及低功率消耗的二種模式)。在其他實施例中,可提供更詳細的資訊,諸如例如,回應時序性質指示提供特定電力消耗位準的指示。
如先前所描述的,回應於接收到組態訊息,電力傳輸器可繼續進行以改變電力控制,且具體而言,電力控制迴路動態效能。
在一些情形中,回應於偵測到變化而傳輸的組態訊息可係從電力接收器傳輸至電力傳輸器的第一組態訊息/回應時序性質指示。例如,電力傳輸器可以對應於標稱電力位準(諸如例如,低電力位準)的標稱設定開始。電力接收器可經配置不以多於給定餘裕超出此標稱電力位準。只要電力提取保持低於臨限位準,不傳輸回應時序性質指示。然而,若偵測到電力位準增加至臨限之上,電力接收器可傳輸具有導致電力傳輸器因此調適的回應時序性質指示的組態訊息。
在一些實施例中,電力接收器可經配置以當其認為適當時傳輸組態訊息。例如,電力接收器可經配置以當其認為適當或需要時傳輸具有回應時序性質指示的組態訊息。例如,在一些實施例中,電力接收器可在進入組態階段後或在組態階段內的預定時間傳輸組態訊息。在其他實施例中,電力接收器可回應於偵測到變化(諸如從通訊載波信號提取之電力上的變化)而例如決定傳輸組態訊息。因此,當電力接收器認為顯著變化已在其回應行為中發生時,其可發送新組態訊息。
替代地或額外地,電力接收器可經配置以回應於接收到來自電力傳輸器的組態請求訊息而以包含回應時序性質指示的組態訊息回應。因此,在一些實施例中,電力傳輸器可在合適時間將組態請求訊息傳輸至電力接收器,且作為回應,電力接收器可傳輸提供新回應時序性質指示的新組態訊息。
因此,在一些實施例中,電力傳輸器可控制何時將回應時序性質資訊提供至電力傳輸器。此在許多情境及實施例中可係有益的且可提供改善效能。例如,允許電力接收器控制控制迴路效能的更新速率有多快。在一些實施例中,組態請求訊息可指示回應的較佳或所需性質。例如,若回應時序性質指示用以指示一組預定值中的一者,組態請求訊息可例如指示可於其間選擇的預定值。
在一些實施例中,電力提取的回應時序性質(諸如例如,平滑電容器值的指示)例如對於特定電力接收器可係固定或預定值。在其他實施例中,回應時序性質指示可例如回應於在電力接收器的測量值(諸如自電力供應信號汲取的電流或電力)而判定。
在一些實施例中,電力傳輸器及電力接收器可經配置以相互影響以判定回應時序性質。
具體而言,通訊驅動器209可經配置以在通訊載波信號的振幅上施加變化。振幅變化將導致在第二通訊線圈309中感應的信號變化,且因此導致電力供應信號變化。例如,電力供應器的電壓可由於振幅變化而變化。然而,在回應中一般會存在延遲且電力供應信號上的變化將不直接跟隨通訊振幅上的變化。電力提取器311可測量電力供應信號上之變化的性質並產生反映變化的回應時序性質指示。此回應時序性質指示接著可在組態訊息中傳輸至電力傳輸器,並用以更新電力控制迴路。
圖8顯示將步階變化施加至通訊驅動信號/電力轉移信號801的實例。電力供應信號803上的所得變化(例如,由對應於圖6的電路產生)亦繪示於圖8中。電力提取器311可例如測量時序性質(諸如變化梯度、上升時間值、至最終值之90%的時間等)。可將時序性質提供給第二通訊器307,且在合適的組態訊息中傳輸至電力傳輸器。
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。
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。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:
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:
一電力轉移線圈(103),其經配置以產生該電力轉移信號;
一電力轉移驅動器(201),其經配置以產生用於該電力轉移線圈(103)的一電力轉移驅動信號,該電力轉移驅動器(201)經配置以在一電力轉移階段期間產生該電力轉移驅動信號;
一通訊線圈(207),其經配置以產生一通訊載波信號;
一通訊驅動器(209),其經配置以產生用於該通訊線圈以產生該通訊載波信號的一通訊驅動信號;
一通訊單元(205),其經配置以使用該通訊載波信號的調變與該電力接收器(105)通訊;
其中該通訊單元(205)經配置以接收來自該電力接收器(105)的一組態訊息,該組態訊息包含指示由該電力接收器(105)從該通訊載波信號由電力提取所產生的一電力供應信號的一回應時序性質的一回應時序性質指示;
一位準控制器(211),其經配置以控制該通訊載波信號的一振幅;及
一調適器(213),其經配置以調適該電力位準控制器的一控制參數。
2. 如實施例1之電力傳輸器(101),其中該通訊單元(205)經配置以接收來自該電力接收器(105)的電力位準訊息;且其中該位準控制器(211)經配置以回應於該等電力位準訊息而藉由調整該通訊載波信號的該振幅與該電力接收器(105)形成一電力控制迴路。
3. 如實施例2之電力傳輸器(101),其中該控制參數係用於該電力控制迴路(211)的一迴路參數。
4. 如實施例2或3中任一者之電力傳輸器(101),其進一步包含一階段控制器(203),其經配置以在起始一電力轉移時將該電力傳輸器(101)從一連接階段切換至該電力轉移階段;且其中該電力轉移驅動器(201)經配置以在該電力轉移階段中時但不在該連接階段中時產生該電力轉移信號,且該通訊驅動器(209)經配置以產生在該連接階段期間存在的該通訊載波信號;且其中該位準控制器(211)經配置以在該連接階段期間回應於該等電力位準訊息而調整該通訊載波信號的該振幅。
5. 如實施例2至4中任一者之電力傳輸器(101),其中該位準控制器(211)經配置以針對該電力轉移階段將該通訊載波信號的一電力位準設定成一恆定值。
6. 如實施例1至5中任一者之電力傳輸器(101),其中該回應延遲性質指示指示該電力供應信號的一步階回應時序性質。
7. 如實施例1至6中任一者之電力傳輸器(101),其進一步包含一階段控制器(203),其經配置以在起始一電力轉移時將該電力傳輸器(101)從一連接階段切換至該電力轉移階段;且其中該電力轉移驅動器(201)經配置以在該電力轉移階段中時但不在該連接階段中時產生該電力轉移信號,且該通訊驅動器(209)經配置以產生在該連接階段期間存在的該通訊載波信號;且其中該通訊單元(205)經配置以在切換至該電力轉移階段之前接收該組態訊息。
8. 如實施例1至7中任一者之電力傳輸器(101),其中該通訊單元(205)經配置以重複地傳輸電力位準訊息請求至該電力接收器(105);且其中該調適器(213)經配置以回應於該回應延遲性質指示而藉由調適該等電力位準請求的一傳輸頻率而調適該電力位準控制操作。
9. 如實施例1至8中任一者之電力傳輸器(101),其中該通訊單元(205)經配置以將一組態請求訊息傳輸至該電力接收器(105),該組態請求訊息係用於該電力接收器(105)以傳輸該組態訊息的一請求。
10. 如實施例1至9中任一者之電力傳輸器(101),其中該組態訊息指示一組預定回應延遲性質指示的一個預定回應延遲性質指示。
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:
一感應式電力提取元件(107),其經配置以在一電力轉移階段期間從該電力轉移信號提取電力;
一通訊線圈(309),其用於接收一經接收通訊載波信號,
一通訊單元(307),其經配置以使用該通訊載波信號的調變與該電力傳輸器(101)通訊;
一電力提取器(311),其耦接至該通訊線圈(309)且經配置以從該通訊線圈(309)提取一電力供應信號並由該電力供應信號供應該電力接收器(105)的一電路(313);
其中該通訊單元(307)進一步經配置以傳輸一組態訊息至該電力傳輸器(101),該組態訊息包含指示該電力供應信號的一回應時序性質的一回應時序性質指示。
12. 如實施例11之電力接收器(105),其中該電力提取器(311)經配置以偵測藉由該電路(313)從該電力供應信號提取之電力上的一變化;且該通訊單元(307)經配置以回應於偵測到從該電力供應信號提取之電力上的該變化而傳輸該組態訊息。
13. 一種無線電力轉移系統,其包含如實施例1至10的一電力傳輸器(101)及如實施例11或12的一電力接收器(105)。
14. 如實施例13之無線電力轉移系統,其中該通訊驅動器(209)經配置以在該通訊驅動信號的振幅上產生一變化,且該電力接收器(105)經配置以在該通訊驅動信號的該振幅上的該變化之後回應於該供應信號上的一變化而判定該回應延遲性質。
15. 一種用於操作一電力傳輸器(101)的方法,該電力傳輸器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),該方法包含:
一電力轉移線圈(103)產生該電力轉移信號;
在一電力轉移階段期間產生用於該電力轉移線圈(103)的一電力轉移驅動信號;
一通訊線圈(207)產生一通訊載波信號;
產生用於該通訊線圈以產生該通訊載波信號的一通訊驅動信號;
使用該通訊載波信號的調變與該電力接收器(105)通訊;
接收來自該電力接收器(105)的一組態訊息,該組態訊息包含指示由該電力接收器(105)從該通訊載波信號電力提取所產生的一電力供應信號的一回應時序性質的一回應時序性質指示;
控制該通訊載波信號的一振幅;及
調適該位準控制器(211)的一控制參數。
16. 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)之電力的一電力接收器(105)的方法,該電力接收器(105)包含:
一感應式電力提取元件(107),其在一電力轉移階段的電力轉移時間間隔期間從該電力轉移信號提取電力;
一通訊線圈(309),其接收一經接收通訊載波信號,
使用該通訊載波信號的調變與該電力傳輸器(101)通訊;
從該通訊線圈(309)提取一電力供應信號;
由該電力供應信號供應該電力接收器(105)的一電路;及
傳輸一組態訊息至該電力傳輸器(101),該組態訊息包含指示該電力供應信號的一回應延遲性質的一回應延遲性質指示。
更具體而言,本發明由隨附之申請專利範圍來定義。
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;接收線圈
201:驅動器;電力轉移驅動器
203:電力傳輸器控制器;傳輸器控制器
205:第一通訊器;電力傳輸器控制器
206:同步器
207:第一通訊線圈
209:通訊驅動器
211:位準控制器
213:調適器
301:電力接收器控制器
303:負載
305:開關;可切換負載
307:第二通訊器
309:第二通訊線圈
311:電力提取器
313:負載電路
501:電力轉移信號
503:經調變通訊載波
701:請求電力位準訊息
703:電力位準訊息
801:通訊驅動信號/電力轉移信號
803:電力供應信號
B1:整流器橋接器;橋接器
C:通訊時間間隔
C1:平滑電容器;電容器
C2:負載調變電容器
FRM:時間框
LXR:第二通訊線圈
PT:電力轉移時間間隔
RL:負載
S1:開關
S2: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〕繪示根據本發明的一些實施例之電力接收器之元件的實例;
〔圖4〕繪示根據本發明的一些實施例之用於無線電力轉移系統的時間框的實例;
〔圖5〕繪示無線電力轉移系統中的電力轉移信號及通訊載波信號的實例;
〔圖6〕繪示用於無線電力轉移操作之電力轉移路徑之元件的實例;
〔圖7〕繪示根據本發明的一些實施例之無線電力轉移系統中的經調變通訊載波信號的實例;及
〔圖8〕繪示根據本發明的一些實施例之無線電力轉移系統中的通訊載波信號及經提取電力供應信號的實例。
103:傳輸器線圈/電感器
201:驅動器;電力轉移驅動器
203:電力傳輸器控制器;傳輸器控制器
205:第一通訊器
207:第一通訊線圈
209:通訊驅動器
211:位準控制器
213:調適器
Claims (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)的電力傳輸器(101),該電力傳輸器(101)包含: 一電力轉移線圈(103),其經配置以產生該電力轉移信號; 一電力轉移驅動器(201),其經配置以產生用於該電力轉移線圈(103)的一電力轉移驅動信號,該電力轉移驅動器(201)經配置以在一電力轉移階段期間產生該電力轉移驅動信號; 一通訊線圈(207),其經配置以產生一通訊載波信號; 一通訊驅動器(209),其經配置以產生用於該通訊線圈以產生該通訊載波信號的一通訊驅動信號; 一通訊單元(205),其經配置以使用該通訊載波信號的調變與該電力接收器(105)通訊; 其中該通訊單元(205)經配置以接收來自該電力接收器(105)的一組態訊息,該組態訊息包含指示由該電力接收器(105)從該通訊載波信號提取的一電力供應信號的一回應時序性質的一回應時序性質指示,該回應時序性質指示該電力供應信號上之由該通訊載波信號上的變化所產生的一變化速度; 一位準控制器(211),其經配置以控制該通訊載波信號的一振幅;及 一調適器(213),其經配置以藉由該位準控制器(211)調適用於控制該通訊載波信號的該振幅的一控制參數。
- 如請求項1之電力傳輸器(101),其中該通訊單元(205)經配置以接收來自該電力接收器(105)的電力位準訊息;且其中該位準控制器(211)經配置以回應於該等電力位準訊息而藉由調整該通訊載波信號的該振幅與該電力接收器(105)形成一電力控制迴路。
- 如請求項2之電力傳輸器(101),其中該控制參數係用於該電力控制迴路(211)的一迴路參數。
- 如請求項2或3中任一項之電力傳輸器(101),其進一步包含一階段控制器(203),其經配置以在起始一電力轉移時將該電力傳輸器(101)從一連接階段切換至該電力轉移階段;且其中該電力轉移驅動器(201)經配置以在該電力轉移階段中時但不在該連接階段中時產生該電力轉移信號,且該通訊驅動器(209)經配置以產生在該連接階段期間存在的該通訊載波信號;且其中該位準控制器(211)經配置以在該連接階段期間回應於該等電力位準訊息而調整該通訊載波信號的該振幅。
- 如請求項2至4中任一項之電力傳輸器(101),其中該位準控制器(211)經配置以針對該電力轉移階段將該通訊載波信號的一電力位準設定成一恆定值。
- 如前述請求項中任一項之電力傳輸器(101),其中該回應時序性質指示指示該電力供應信號的一步階回應時序性質。
- 如前述請求項中任一項之電力傳輸器(101),其進一步包含一階段控制器(203),其經配置以在起始一電力轉移時將該電力傳輸器(101)從一連接階段切換至該電力轉移階段;且其中該電力轉移驅動器(201)經配置以在該電力轉移階段中時但不在該連接階段中時產生該電力轉移信號,且該通訊驅動器(209)經配置以產生在該連接階段期間存在的該通訊載波信號;且其中該通訊單元(205)經配置以在切換至該電力轉移階段之前接收該組態訊息。
- 如前述請求項中任一項之電力傳輸器(101),其中該通訊單元(205)經配置以重複地傳輸電力位準訊息請求至該電力接收器(105);且其中該調適器(213)經配置以回應於該回應時序性質指示而藉由調適該等電力位準請求的一傳輸頻率而調適該電力位準控制操作。
- 如前述請求項中任一項之電力傳輸器(101),其中該通訊單元(205)經配置以將一組態請求訊息傳輸至該電力接收器(105),該組態請求訊息係用於該電力接收器(105)以傳輸該組態訊息的一請求。
- 如前述請求項中任一項之電力傳輸器(101),其中該組態訊息指示一組預定回應時序性質指示中的一個預定回應時序性質指示。
- 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: 一感應式電力提取元件(107),其經配置以在一電力轉移階段期間從該電力轉移信號提取電力; 一通訊線圈(309),其用於接收一經接收通訊載波信號, 一通訊單元(307),其經配置以使用該通訊載波信號的調變與該電力傳輸器(101)通訊; 一電力提取器(311),其耦接至該通訊線圈(309)且經配置以從該通訊線圈(309)提取一電力供應信號並由該電力供應信號供應該電力接收器(105)的一電路(313); 其中該通訊單元(307)進一步經配置以傳輸一組態訊息至該電力傳輸器(101),該組態訊息包含指示該電力供應信號的一回應時序性質的一回應時序性質指示,該回應時序性質指示該電力供應信號上之由該通訊載波信號上的變化所產生的一變化速度。
- 如請求項11之電力接收器(105),其中該電力提取器(311)經配置以偵測藉由該電路(313)從該電力供應信號提取之電力上的一變化;且該通訊單元(307)經配置以回應於偵測到從該電力供應信號提取之電力上的該變化而傳輸該組態訊息。
- 一種無線電力轉移系統,其包含如請求項1至10中任一項的一電力傳輸器(101)及如請求項11或12的一電力接收器(105)。
- 如請求項13之無線電力轉移系統,其中該通訊驅動器(209)經配置以在該通訊驅動信號的振幅上產生一變化,且該電力接收器(105)經配置以在該通訊驅動信號的該振幅上的該變化之後回應於該供應信號上的一變化而判定該回應時序性質。
- 一種操作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)之一電力傳輸器(101)的方法,該方法包含: 一電力轉移線圈(103)產生該電力轉移信號; 在一電力轉移階段期間產生用於該電力轉移線圈(103)的一電力轉移驅動信號; 一通訊線圈(207)產生一通訊載波信號; 產生用於該通訊線圈以產生該通訊載波信號的一通訊驅動信號; 使用該通訊載波信號的調變與該電力接收器(105)通訊; 接收來自該電力接收器(105)的一組態訊息,該組態訊息包含指示由該電力接收器(105)從該通訊載波信號提取的一電力供應信號的一回應時序性質的一回應時序性質指示,該回應時序性質指示該電力供應信號上之由該通訊載波信號上的變化所產生的一變化速度; 控制該通訊載波信號的一振幅;及 調適用於控制該通訊載波信號的該振幅的一控制參數。
- 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)之電力的一電力接收器(105)的方法,該電力接收器(105)包含: 一感應式電力提取元件(107)在一電力轉移階段的電力轉移時間間隔期間從該電力轉移信號提取電力; 一通訊線圈(309)接收一經接收通訊載波信號, 使用該通訊載波信號的調變與該電力傳輸器(101)通訊; 從該通訊線圈(309)提取一電力供應信號; 由該電力供應信號供應該電力接收器(105)的一電路;及 傳輸一組態訊息至該電力傳輸器(101),該組態訊息包含指示該電力供應信號的一回應時序性質的一回應時序性質指示,該回應時序性質指示該電力供應信號上之由該通訊載波信號上的變化所產生的一變化速度。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP22206952.8 | 2022-11-11 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW202420695A true TW202420695A (zh) | 2024-05-16 |
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN112005462B (zh) | 无线功率传输系统 | |
US10693323B2 (en) | Wireless inductive power transfer | |
US20220344978A1 (en) | Foreign object detection in a wireless power transfer system | |
KR20220058952A (ko) | 무선 전력 전송 | |
CN117223190A (zh) | 无线功率传输 | |
US20220294274A1 (en) | A power transmitter, system and method therefor | |
JP7291791B2 (ja) | 無線電力伝送 | |
TW202420695A (zh) | 無線電力轉移 | |
EP4369566A1 (en) | Wireless power transfer | |
KR20230150994A (ko) | 무선 전력 전송 | |
EP4102681A1 (en) | Wireless power transfer | |
US20240146123A1 (en) | Power transfer disablement switch in a wireless power reception apparatus | |
EP4376259A1 (en) | Wireless power transfer | |
US20240213816A1 (en) | Wireless power transfer | |
EP4054058A1 (en) | Wireless power transfer | |
WO2024028414A1 (en) | Wireless power transfer | |
JPWO2021047939A5 (zh) | ||
KR20230124677A (ko) | 무선 전력 전송 |