TWI701887B - 用於精確感應電力測量的行動設備測試器和用於其的標定單元 - Google Patents
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Abstract
提供了一種用於測試行動設備的感應充電能力的測試單元及其方法。更具體地,提供了用於標定測試單元的標定器單元。
Description
本發明涉及一種用於測試行動設備的感應充電能力的測試單元。更具體地,本發明涉及一種用於測試行動設備的感應充電能力且具有精確標定的電力輸出的測試單元。
為了評估諸如行動電話或智慧手機這樣的行動設備的感應充電能力,使用測試單元。
現有測試單元的一個問題是,這種在用的測試單元所傳輸的感應電力的準確性較差。
於是,改進的測試單元將是具有優點的。
根據一個方面,用於測試行動設備的感應充電的測試單元具有精確標定的電力輸出。測試單元包括由DC電源供電的電路,該電路能夠以多種頻率 f 中的每一頻率產生電力,該電路包括用於向使用中的行動設備的次級接收線圈感應地
發射電力的初級發射線圈和與初級發射線圈串聯連接以獲得以特定頻率諧振的諧振電路的電容器。測試單元還包括控制單元,該控制單元以電力標定模式和測試模式操作。在電力標定模式,控制單元被配置為:接收由初級發射線圈提供的電壓 U 的測量結果;接收流經初級發射線圈的電流 I 的測量結果;以及對於至少一個電力頻率 f :在其中沒有次級接收線圈感應地連接至初級發射線圈的狀態下:獲得時間補償參數 Δt(f) ,該時間補償參數 Δt(f) 補償在所述電路中的信號路徑中在測量電壓 U 和測量電流 I 之間的相移,以使得作為 U 和 I 的乘積在一段時間上的積分的從初級發射線圈發射的感應電力由於利用時間補償參數對測得的 U 或者測得的 I 進行時間補償而等於零,並且將時間補償參數 Δt(f) 保存在記憶體中,和使用測量在初級發射線圈上的參考電壓的外部電壓計,獲得電壓放大常數 K U-MDT (f) ,以使得對於每一電力頻率,電壓放大常數 K U-MDT (f) 乘以測量電壓 U 等於參考電壓,在其中標定器單元的次級接收線圈感應地連接至初級發射線圈的情況,從標定器單元接收包含資料的信號,該資料包括了從初級發射線圈發射的實際感應電力 P TX-ACTUAL (f) 的資訊;及對於每一電力頻率,獲得使計算的從初級發射線圈發射的感應電力 P TX (f) 等於發射的實際感應電力 P TX-ACTUAL (f)
所需的電流放大常數 K I-MDT (f) ,並將該放大常數保存在記憶體中。
根據另一方面,提供用於標定測試單元的標定器單元。所述標定器單元包括一電路,該電路包括:次級接收線圈,用於接收來自使用中的測試單元的初級發射線圈的具有特定頻率的電力;及電阻器,與次級接收線圈串聯連接並具有明確限定的電阻 R CAL 。標定器單元還包括標定器控制單元,所述標定器控制單元被配置為:對於至少一個電力頻率
接收電阻器上的電壓測量結果 U CAL (f) ;通過使用歐姆定律,僅僅基於測量電壓和電阻器的電阻,計算由次級接收線圈接收的實際感應電力 P TX-ACTUAL (f) ,以及向使用中的測試單元發射包含資料的信號,該資料包括了計算的由次級接收線圈接收的實際感應電力 P TX-ACTUAL (f) 的資訊。
根據另一個方面,提供了使用具有精確標定的電力輸出且以標定模式操作的測試單元測試行動設備的感應充電的方法。該方法包括:測量在測試單元的初級發射線圈上提供的電壓 U ;測量流經初級發射線圈的電流 I ;以及對於至少一個電力頻率 f :在其中沒有次級接收線圈感應地連接至初級發射線圈的狀態下:
獲得時間補償參數 Δt(f) ,該時間補償參數 Δt(f) 補償在電路的信號路徑中在測量電壓 U 和測量電流 I 之間的相移,以使得作為 U 和 I 的乘積在一段時間上的積分的從初級發射線圈發射的感應電力由於利用時間補償參數對測得的 U 或者測得的 I 進行時間補償而等於零,並且使用測量在初級發射線圈上的參考電壓的外部電壓計獲得電壓放大常數 K U-MDT (f) ,以使得對於每一電力頻率,電壓放大常數 K U-MDT (f) 乘以測量電壓 U 等於參考電壓,在其中標定器單元的次級接收線圈感應地連接至初級發射線圈的狀態下,從標定器單元接收包含資料的信號,該資料包括了從初級發射線圈發射的實際感應電力 P TX-ACTUAL (f) 的資訊;及對於每一電力頻率,獲得使計算的從初級發射線圈發射的感應電力 P TX (f) 等於發射的實際感應電力 P TX-ACTUAL (f) 所需的電流放大常數 K I-MDT (f) ,並將該放大常數保存在記憶體中。
根據一些實施方式的優點是,由測試單元實現了非常精確的電力輸出測量。這使得在連接至測試單元時,能夠對行動設備的感應充電能力進行非常準確的品質評估。
10:測試單元
11:電路
12:控制單元
20:標定器單元
21:電路
22:標定器控制單元
30:行動設備
40:方法
41:步驟
42:步驟
43a/b:步驟
44:步驟
45:步驟
46:步驟
51:步驟
52:步驟
53:步驟
54:步驟
55:步驟
56:步驟
111:初級發射線圈
112:電容器
113:DC電源
114:開關結構
211:次級接收線圈
212:電阻器
為了解釋本發明,下面參考附圖描述本發明的多個實施方式,其中:圖1是根據一個實施方式的測試單元的示意圖;圖2顯示了根據一個實施方式的測試單元的電路;
圖3是根據一個實施方式的標定器單元的示意圖;圖4顯示了根據一個實施方式的標定器單元的電路;圖5顯示了根據一個實施方式,當測試單元感應耦合至標定器單元時,測試單元的總電路和標定器單元的電路;圖6圖示了根據一個實施方式的方法的流程圖。
本發明的總的想法是提供一種用於測試行動設備的感應充電的測試單元,其中該測試單元具有精確標定的電力輸出。在標定模式,測試單元計算決定精確標定的輸出所需的多個常數。於是,在執行標定模式之後,測試單元能夠計算其感應電力輸出,而與感應連接的任何設備的次級接收線圈的類型無關。在測試模式,測試單元計算當感應連接了行動設備時的電力輸出,並將這個計算的輸出與接收到的由行動設備發送的感應電力的測量值進行比較,以決定行動設備的感應充電能力的品質評估。
術語「測試單元」在本說明書中還會稱作行動設備測試(MDT)單元,用於測試行動設備的感應充電能力。
術語「行動設備」在本說明書中可以是能夠感應充電的行動終端,例如行動電話或智慧型電話。
根據圖1和2,在一個實施方式中,提供用於測試行動設備30的感應充電的測試單元10。測試單元10包括由DC電源113供電的電路11。該電路能夠以多種頻率 f 中的每一頻率產生電力。電路11包括用於向使用中的行動設備的次級接收線圈感應地發射電力的初級發射線圈111。電路11還包括與初級
發射線圈串聯連接以獲得以特定頻率諧振的諧振電路的電容器112。測試單元10還包括被配置為以標定模式和測試模式操作的控制單元12。控制單元12可以是傳統的具有記憶體的處理器。控制單元能夠將任何獲得的參數、計算及/或所作的處理的結果保存在其記憶體中。
標定模式
在標定模式,控制單元12被配置為接收通過初級發射線圈111提供的電壓 U 的測量結果。使用高精度ADC(未顯示)測量在初級發射線圈111上的電壓。從圖2可以看到,開關結構114根據源自DC電源的在左側看到的DC信號建立在圖2的開關結構114的右側看到的AC信號。控制單元12還接收流經初級發射線圈的電流 I 的測量結果。可以使用連接至高精度ADC(未顯示)的電流感測變換器測量電流測量結果。
為了控制單元12能夠精確計算從初級發射線圈111發射的感應電力,執行影響電力輸出的多個參數。在第一步驟中,沒有次級接收線圈有效耦合至初級發射線圈,對於由電源提供的電力的每一電力頻率 f ,獲得時間補償參數 Δt(f) 。時間補償參數 Δt(f) 補償在電路11的信號路徑中在測量電壓 U 和測量電流 I 之間的相移。時間補償參數是通過使測量電流 I 相對於測量電壓 U 進行時移或相移而得到的,以使得當沒有次級接收線圈感應地耦合至初級發射線圈時, IΔt(f) 和 U 的乘積在一段時間上的積分為零。控制單元將每一時間補償參數保存在其記憶體中。時間補償參數是用於計算從初級發射線圈發射的感應電力的數學算式所需要的。
應當認識到,時間補償參數 Δt(f) 定義了測量電流 I 和測量電壓 U 之間的關係,以使得在沒有次級接收線圈感應地耦合至初級發射線圈時, I 和 U 在一段時間上的乘積的積分、即計算的電力為零。於是,或者電流被利用時間補償參數進行時移或相移,或者測量電壓可以被時移或相移。為了簡化及便於理解本說明書,測量電流 I 被利用時間補償參數進行時間補償,儘管本說明書的範圍還涵蓋測量電壓可被時間補償的實施方式。
使用外部電壓計(未顯示),控制單元12可以決定電壓放大常數 K U-MDT (f) 。電壓放大常數 K U-MDT (f) 是在沒有次級接收線圈感應地耦合至初級發射線圈的狀態下測得的。在一個實施方式中,電壓放大常數對於每一電力頻率為一個單獨的值。然而,在某些情況,也可以為了簡化而決定與多個電力頻率相關的平均常數。外部電壓計直接在初級發射線圈上測量電壓,從而提供參考電壓。獲得電壓放大常數 K U-MDT (f) ,以使得對於每一電力頻率,由高精度ADC測量的電壓與電壓放大常數 K U-MDT (f) 的乘積等於參考電壓。一旦由控制單元獲得在電力頻率範圍上的每一電壓放大常數 K U-MDT (f) ,就斷開外部電壓計。
控制單元還從標定器單元20接收包含資料的信號,該資料包括了從初級發射線圈發射的實際感應電力 P TX-ACTUAL (f) 的資訊,標定器單元20包括感應地耦合至使用中的初級發射線圈111的次級接收線圈211。
使用從初級發射線圈發射的實際感應電力
P TX-ACTUAL (f) ,控制單元12獲得當初級發射線圈111感應地耦合至次級接收線圈211時的電流放大常數 K I-MDT (f) 。
獲得的電壓放大常數和電流放大常數是計算從初級發射線圈發射的感應電力 P TX (f) 所需的,以使得對於測得的電壓 U 、電流 I 和時間補償參數 Δt , P TX (f) 等於 P TX-ACTUAL (f) 。
在一個實施方式中,從初級線圈發射的感應電力 P TX (f) 是通過使用以下一般算式(公式1)計算的: P TX (f)=ʃU*K U-MDT (f)*IΔt(f)*K I-MDT (f)-R ESR (f)*I 2 *K I-MDT (f) 2
這裡, U 代表測量電壓, K U-MDT (f) 代表獲得的電壓放大常數, IΔt(f) 代表經過時間補償的測量電流, K I-MDT (f) 代表獲得的電流放大常數, R ESR (f) 代表已知的對於電力頻率 f 的發射線圈等效串聯電阻,可以通過外部儀錶得到發射線圈等效串聯電阻。積分是在一段時間上進行的。
在測量電壓而不是測量電流 I 被時間補償的情況下,公式1定義為: P TX (f)=ʃUΔt(f)*K U-MDT (f)*I*K I-MDT (f)-R ESR (f)*I 2 *K I-MDT (f) 2
這裡, UΔt(f) 代表經過時間補償的測量電壓 U 。
從公式1獲得電流放大常數 K I-MDT (f) ,其中 P TX (f) 被替代為 P TX-ACTUAL (f) 。基於公式1,當標定器單元20的次級接收線圈211感應地連接至測試單元10的初級發射線圈111時,可以對於每一電力頻率調諧電流放大常數 K I-MDT (f) 。理論上,電流放大常數還可以由其中 P TX (f) 被替換為 P TX-ACTUAL (f) 的公式1計算得到。
可以看到,公式1基於歐姆定律P=U*I,但是還考慮
到放大常數、時間補償參數以及由於初級發射線圈中的熱而耗散的感應電力損失。初級發射線圈中導致從初級發射線圈散熱的感應電力損失 P LOSS (f) 對應於 R ESR (f)*I 2 *K I-MDT (f) 2 。
在一個實施方式中,可以對於發射的感應電力被設置為零的情況計算經過時間補償的測量電流 IΔt(f) 。使用上面的公式1並設置 P TX (f) 為零,得到: IΔt(f)=R ESR (f)*I 2 *K I-MDT (f)/(U*K U-MDT (f)) (公式2)
然而,實踐中, Δt 可以變化,直至 P TX (f) 為零。
測試模式
在測試模式,控制單元對於每一相關電力頻率接收包含資料的信號,該資料包括了從行動設備30接收的感應電力 P RX (f) 的測量的資訊,該行動設備包括感應地耦合至使用中的初級發射線圈111的次級接收線圈(未顯示),例如與圖5中的次級感應線圈211類似。
在這種與行動設備感應耦合的狀態中,控制單元接收在初級發射線圈上提供的電壓 U 的另一測量結果以及流經初級發射線圈111的電流 I 的另一測量結果。另外,控制單元使用公式1計算從初級發射線圈111發射的電力 P TX (f) 。
另外,控制單元12通過將計算的從初級發射線圈發射的感應電力 P TX (f) 與接收的感應電力 P RX (f) 相比較,決定行動設備30的感應充電能力的品質評估。品質評估可以以信號發射至外部單元,例如具有記憶體的處理單元。在接收的感應電力 P RX (f) 與計算的感應電力 P TX (f) 相差超過預定程度或閾值的情況,作出行動設備不滿足感應充電認證需求的判斷。
判斷可以由測試單元的控制單元或者由外部單元作出。
採樣
在一個實施方式中,測試單元10在預定時間段中採樣電壓測量結果,以獲得在所述時間段中的平均rms電壓。在這個實施方式中,由控制單元在計算和相關的公式中使用該平均rms電壓 U ,而不是由控制單元接收的離散電壓測量結果。
在一個實施方式中,測試單元10在預定時間段中採樣電流測量結果,以獲得在所述時間段中的平均rms電流。在這個實施方式中,在控制單元在計算和與計算相關的公式中使用該平均rms電流 I ,而不是離散電流測量結果。
多項式
根據設備、例如行動設備或標定器的從初級發射線圈接收感應電力的電路的構造,發射至所述設備的感應電力及其電力頻率會不同。為了考慮到這些,在一些情況中,使用獲得的經時間補償的測量電流 IΔt(f) 值、經時間補償的測量電壓 UΔt(f) 、電流放大常數 K I-MDT (f) 或電壓放大常數 K U-MDT (f) 中的一個是不可行的。
作為替代,可以由控制單元例如通過對標定模式中由控制單元計算的離散時間補償參數進行內插,而產生將任一電力頻率與時間補償相關聯的第一連續多項式函數。於是,在一個實施方式中,控制單元還產生描述在任一電力頻率和相應時間補償 Δt(f) 之間的關係的第一多項式函數。
而且,可以由控制單元例如通過對標定模式中由控
制單元計算的離散電流放大常數進行內插,而產生將任一電力頻率與電流放大常數相關聯的第二連續多項式函數。於是,在一個實施方式中,控制單元還產生描述在電流放大常數 K I-MDT (f) 與電力頻率之間的關係的第二多項式函數。
標定器單元
在一個實施方式中,參考圖3和4,提供了用於標定測試單元10的標定器單元20。標定器單元20包括電路21,該電路包括用於從使用中的測試單元10的初級發射線圈接收特定頻率的電力的次級接收線圈211。電路21還包括與次級接收線圈串聯連接且具有明確限定的電阻 R CAL 的電阻器212。另外,標定器單元20包括標定器控制單元22。標定器控制單元可以包括處理器和記憶體。對於接收的感應電力的每一電力頻率,標定器控制單元22接收精密電阻器212上的電壓測量結果 U CAL (f) 。與測試單元類似,可以借助於高精度ADC獲得測量電壓 U CAL (f) 。為了獲得電壓放大常數 K U-CAL (f) 以及為了標定ADC測量結果,可以將外部電壓計(未顯示)連接至精密電阻器212。於是,獲得電壓放大常數,以使得 K U-CAL (f) 與由ADC測量的電壓的乘積等於由電壓計測量的參考電壓。標定器控制單元22還通過使用歐姆定律,僅僅基於測量電壓和電阻器的電阻計算由次級接收線圈211接收的實際感應電力 P TX-ACTUAL (f) 。另外,標定器控制單元22向使用中的測試單元10發射包含資料的信號,該資料包括了計算的由次級接收線圈接收的實際感應電力 P TX-ACTUAL (f) 的資訊。
在一個實施方式中,使用以下算式計算由次級接收
線圈接收的實際電力 P TX-ACTUAL (f) : P TX-ACTUAL (f)=U CAL (f) 2 *K U-CAL (f) 2 /R CAL
圖5顯示了根據一個實施方式,當測試單元10感應地耦合至標定器單元20時,測試單元10的總電路11和標定器單元20的電路21。
在一個實施方式中,根據圖5,提供了使用具有精確標定的電力輸出的測試單元10測試行動設備30的感應充電的方法40。步驟41至46涉及測試單元10的標定模式。該方法包括以下步驟:測量41在測試單元10的初級發射線圈上提供的電壓 U ;測量42流經初級發射線圈的電流 I ;以及對於至少一個電力頻率 f :在其中沒有次級接收線圈感應地連接至初級發射線圈111的狀態下:獲得43a時間補償參數 Δt(f) ,該時間補償參數 Δt(f) 補償在測試單元10的信號路徑中在測量電壓 U 和測量電流 I 之間的相移,以使得作為 U 和 I 的乘積在一段時間上的積分的從初級發射線圈發射的感應電力由於利用時間補償參數對測得的 U 或者測得的 I 進行時間補償而等於零,以及可選地將時間補償參數 Δt(f) 保存43b在記憶體中,使用測量在初級發射線圈111上的參考電壓的外部電壓計獲得44電壓放大常數 K U-MDT (f) ,以使得電壓放大常數 K U-MDT (f) 乘以測量電壓 U 等於參考電壓,
從標定器單元20接收45包含資料的信號,該資料包括了從初級發射線圈發射的實際感應電力 P TX-ACTUAL (f) 的資訊,該標定器單元20包括感應地耦合至使用中的初級發射線圈111的次級接收線圈211;對於每一電力頻率,獲得46使計算的從初級發射線圈發射的感應電力 P TX (f) 等於發射的實際感應電力 P TX-ACTUAL (f) 所需的電流放大常數 K I-MDT (f) ,並將該放大常數保存在記憶體中。
步驟51至56涉及測試單元10的測試模式。於是,該方法還包括以下步驟:對於每一相關電力頻率:接收51包含資料的信號,該資料包括了從使用中的行動設備30接收的感應電力 P RX (f) 的測量的資訊,該行動設備包括感應地耦合至初級發射線圈111的次級接收線圈31;接收52在初級發射線圈上提供的電壓 U 的測量結果;接收53流經初級發射線圈111的電流 I 的測量結果;使用以下兩個算式之一計算54從初級發射線圈發射的感應電力 P TX (f) : P TX (f)=UΔt(f)*K U-MDT (f)*I*K I-MDT (f)-R ESR (f)*I 2 *K I-MDT (f) 2 ,其中 K U-MDT (f) 代表獲得的電壓放大常數, UΔt(f) 代表經過時間補償的測量電壓 U , I 代表測量電流, K I-MDT (f) 代表獲得的電流放大常數, R ESR (f) 代表已知的對於電力頻率 f 的發射線圈
等效串聯電阻,或者 P TX (f)=U*K U-MDT (f)*IΔt(f)*K I-MDT (f)-R ESR (f)*I 2 *K I-MDT (f) 2 ,其中 K U-MDT (f) 代表獲得的電壓放大常數, IΔt(f) 代表經過時間補償的測量電流 I , U 代表測量電壓, K I-MDT (f) 代表獲得的電流放大常數, R ESR (f) 代表已知的對於電力頻率 f 的發射線圈等效串聯電阻,將接收的感應電力 P RX (f) 與計算的從初級發射線圈發射的感應電力 P TX (f) 相比較55,以對於每一電力頻率決定行動設備的感應充電能力的品質評估,以及發射56包括關於行動設備的感應充電能力的品質評估的資訊的信號。
10:測試單元
11:電路
12:控制單元
20:標定器單元
30:行動設備
Claims (15)
- 一種測試單元,用於測試一行動設備(30)的感應充電且具有一精確標定的電力輸出,包括:由一DC電源(113)供電的一電路(11),所述電路能夠以多種頻率 f 中的每一頻率產生電力,該電路(11)包括:一初級發射線圈(111),用於向使用中的該行動設備的一次級接收線圈感應地發射電力;和一電容器(112),與該初級發射線圈串聯連接,以獲得以一特定頻率諧振的一諧振電路,和一控制單元(12),以一電力標定模式和一測試模式操作,其中該控制單元在該電力標定模式中被配置為:接收由該初級發射線圈(111)提供的一電壓 U 的一測量結果;接收流經該初級發射線圈(111)的一電流 I 的一測量結果;以及對於該多種頻率中的至少一個電力頻率 f :在其中沒有次級接收線圈感應地連接至該初級發射線圈(111)的一狀態下:獲得一時間補償參數 Δt(f) ,該時間補償參數 Δt(f) 補償在該電路(11)中的信號路徑中在該測量電壓 U 和該測量電流 I 之間的相移,以使得從該初級發射線圈發射的感應電力係為一段時間上的 U 和 I 的一乘積的積分,並由於利用該時間補償參數針對該測得的 U 或者該測得的 I 進行時間補償而等於零,並 且將該時間補償參數 Δt(f) 保存在一記憶體中;和對於該至少一個電力頻率,基於在該初級發射線圈(111)上直接測量的一參考電壓,獲得一電壓放大常數 K U-MDT (f) ,以使得對於每一電力頻率,該電壓放大常數 K U-MDT (f) 乘以該測量電壓 U 等於該參考電壓;和在其中一標定器單元(20)的一次級接收線圈(211)感應地連接至該初級發射線圈(111)的一狀態下:從該標定器單元接收包含資料的一標定信號,該資料包括了從該初級發射線圈發射的實際感應電力 P TX-ACTUAL (f) 的資訊;及對於該至少一個電力頻率,獲得使一計算的從該初級發射線圈發射的感應電力 P TX (f) 等於發射的該實際感應電力 P TX-ACTUAL (f) 所需的一電流放大常數 K I-MDT (f) ,並將該電流放大常數保存在一記憶體中。
- 如請求項1之測試單元,其中從該初級線圈發射的該感應電力 P TX (f) 是通過使用以下算式計算的: P TX (f)=ʃU*K U-MDT (f)*IΔt(f)*K I-MDT (f)-R ESR (f)*I 2 *K I-MDT (f) 2 其中 K U-MDT (f) 代表獲得的該電壓放大常數, IΔt(f) 代表經過時間補償的該測量電流 I , U 代表該測量電壓, K I-MDT (f) 代表獲得的該電流放大常數, R ESR (f) 代表一已知的對於電力頻率 f 的發射線圈等效串聯電阻,並且其中該積分是在一段時間上進行的。
- 如請求項1之測試單元,其中從該初級線圈發射的該感應電力 P TX (f) 是通過使用以下算式計算的: P TX (f)=ʃUΔt(f)*K U-MDT (f)*I*K I-MDT (f)-R ESR (f)*I 2 *K I-MDT (f) 2 其中 K U-MDT (f) 代表獲得的該電壓放大常數, UΔt(f) 代表經過時間補償的該測量電壓 U , I 代表該測量電流, K I-MDT (f) 代表獲得的該電流放大常數, R ESR (f) 代表一已知的對於電力頻率 f 的發射線圈等效串聯電阻,並且其中該積分是在一段時間上進行的。
- 如請求項2或3之測試單元,其中在該測試模式中:對於每一相關電力頻率:接收包含資料的一信號,該資料包括了從使用中的一行動設備(30)接收的感應電力 P RX (f) 的一測量結果的資訊,該行動設備包括感應地耦合至該初級發射線圈(111)的一次級接收線圈(31);接收在該初級發射線圈(111)上提供的一電壓 U 的一測量結果;接收流經該初級發射線圈(111)的一電流 I 的一測量結果;計算從該初級發射線圈(111)發射的該感應電力 P TX (f) ,以及比較接收的該感應電力 P RX (f) 與計算的從該初級發射線圈發射的該感應電力 P TX (f) ,以對於每一電力頻率決 定該行動設備(30)的該感應充電能力的一品質評估,以及發射包括關於該行動設備(30)的該感應充電能力的該品質評估的資訊的一信號。
- 如請求項2之測試單元,其中該初級發射線圈中的一感應電力損失 P LOSS (f) 由以下算式決定: P LOSS (f)=R ESR (f)*I 2 *K I-MDT (f) 2 。
- 如請求項1-3中任一請求項所述的測試單元,其中每一電壓測量結果基於在一預定時間段上的多個電壓採樣。
- 如請求項1-3中任一請求項所述的測試單元,其中每一電流測量結果基於在一預定時間段上的多個電流採樣。
- 如請求項1-3中任一請求項所述的測試單元,其中該控制單元被進一步配置為:產生描述該時間補償參數 Δt(f) 與該電力頻率 f 之間的一關係的一第一多項式函數。
- 如請求項1-3中任一請求項所述的測試單元,其中該控制單元被進一步配置為:產生描述該電流放大常數 K I-MDT (f) 與該電力頻率 f 之間的一關係的一第二多項式函數。
- 如引用請求項2時的請求項8之測試單元,其中為了計算從該初級線圈傳輸的該感應電力 P TX (f) ,從該第一多項式函數獲得該時間補償參數 Δt(f) 。
- 如引用請求項2時的請求項9之測試單元,其中為了計算從該初級線圈傳輸的該感應電力 P TX (f) ,從該第二多項式函數獲得該電流放大常數 K I-MDT (f) 。
- 一種包含先前任一請求項所述之測試單元與用於標定該測試單元的一標定器單元的系統,該標定器單元包括:一電路(21),該電路包括:一次級接收線圈(211),用於接收來自使用中的該測試單元(10)的一初級發射線圈的具有一特定頻率的電力,一精密電阻器(212),與該次級接收線圈串聯連接並具有一明確限定的電阻 R CAL ,和一標定器控制單元(22),該標定器控制單元(22)被配置為:對於至少一個電力頻率接收該電阻器(212)上的一個電壓測量結果 U CAL (f) ,通過使用歐姆定律,僅僅基於該個電壓測量結果和該電阻器的電阻,計算由該次級接收線圈接收的該實際 感應電力 P TX-ACTUAL (f) ,以及向使用中的該測試單元(10)發射包含資料的一信號,該資料包括了計算的由該次級接收線圈(211)接收的該實際感應電力 P TX-ACTUAL (f) 的資訊。
- 如請求項12之系統,其中由該次級接收線圈接收的該實際感應電力 P TX-ACTUAL (f) 使用以下算式計算: P TX-ACTUAL (f)=U CAL (f) 2 *K U-CAL (f) 2 /R CAL ,其中 K U-CAL (f) 代表為該標定器單元(20)獲取的一電壓放大常數。
- 一種使用一測試單元測試一行動設備的感應充電的方法,所述測試單元具有一精確標定的電力輸出且以一標定模式操作,該方法包括以下步驟:測量(41)在該測試單元(10)的一初級發射線圈上提供的一電壓 U ;測量(42)流經該初級發射線圈的一電流 I ;以及對於至少一個電力頻率 f :在其中沒有次級接收線圈感應地連接至該初級發射線圈(111)的一狀態下:獲得(43a)一時間補償參數 Δt(f) ,該時間補償參數 Δt(f) 補償在該測試單元(10)的信號路徑中在該測量電壓 U 和該測量電流 I 之間的相移,以使得從該初級發射線圈發射的感應電力係為一段時間上的 U 和 I 的一乘積的積分,並由於利用該時間補償參數 針對該測得的 U 或者該測得的 I 進行時間補償而等於零,並且基於在該初級發射線圈(111)上直接測量的一參考電壓獲得(44)一電壓放大常數 K U-MDT (f) ,以使得對於該至少一個電力頻率,該電壓放大常數 K U-MDT (f) 乘以該測量電壓 U 等於參考電壓;在其中一標定器單元(20)的一次級接收線圈(211)感應地連接至該初級發射線圈(111)的一狀態下:從該標定器單元接收(45)包含資料的一標定信號,該資料包括了從該初級發射線圈發射的實際感應電力 P TX-ACTUAL (f) 的資訊;及對於該至少一個電力頻率,獲得(46)使一計算的從該初級發射線圈發射的一感應電力 P TX (f) 等於發射的該實際感應電力 P TX-ACTUAL (f) 所需的一電流放大常數 K I-MDT (f) ,並將該電流放大常數保存在一記憶體中。
- 如請求項14之方法,當該測試單元(10)以一測試模式操作時,該方法還包括以下步驟:對於每一相關電力頻率:接收(51)包含資料的一信號,該資料包括了從使用中的一行動設備(30)接收的感應電力 P RX (f) 的一測量結果的資訊,該行動設備包括感應地耦合至該初級發射線圈(111)的一次級接收線圈(31);接收(52)在該初級發射線圈(111)上提供的一電 壓 U 的一測量結果;接收(53)流經該初級發射線圈(111)的一電流 I 的一測量結果;使用以下兩個算式之一計算(54)從該初級發射線圈發射的一感應電力 P TX (f) : P TX (f)=ʃUΔt(f)*K U-MDT (f)*I*K I-MDT (f)-R ESR (f)*I 2 *K I-MDT (f) 2 ,其中 K U-MDT (f) 代表獲得的該電壓放大常數, UΔt(f) 代表經過時間補償的該測量電壓 U , I 代表該測量電流, K I-MDT (f) 代表獲得的該電流放大常數, R ESR (f) 代表一已知的對於電力頻率 f 的發射線圈等效串聯電阻,其中該積分是在一段時間上進行的,或者 P TX (f)=ʃU*K U-MDT (f)*IΔt(f)*K I-MDT (f)-R ESR (f)*I 2 *K I-MDT (f) 2 ,其中 K U-MDT (f) 代表獲得的該電壓放大常數, IΔt(f) 代表經過時間補償的該測量電流 I , U 代表該測量電壓, K I-MDT (f) 代表獲得的該電流放大常數 ,R ESR (f) 代表一已知的對於電力頻率 f 的發射線圈等效串聯電阻,其中該積分是在一段時間上進行的,比較(55)接收的該感應電力 P RX (f) 與計算的從該初級發射線圈發射的該感應電力 P TX (f) ,以對於每一電力頻率決定該行動設備的該感應充電能力的一品質評估,以及發射(56)包括關於該行動設備的該感應充電能力 的該品質評估的資訊的一信號。
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US10116145B2 (en) * | 2015-10-16 | 2018-10-30 | uBeam Inc. | Performance adjustment for wireless power transfer devices |
EP3379268B1 (en) * | 2017-03-23 | 2022-05-04 | Rohde & Schwarz GmbH & Co. KG | Test and measurement device and operating method |
EP3547487B1 (en) * | 2018-03-29 | 2020-03-25 | NOK9 ip AB | A testing device for testing a wireless power transmitter device, and an associated method |
EP4089432A1 (en) | 2021-05-14 | 2022-11-16 | ElectDis AB | Methods and systems for providing a secondary reference for wireless power transfer measurements and for evaluating a wireless power measurement device |
WO2023153995A1 (en) * | 2022-02-11 | 2023-08-17 | Electdis Ab | Method for power calibration |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW201143250A (en) * | 2010-02-08 | 2011-12-01 | Access Business Group Int Llc | Input parasitic metal detection |
US20120206113A1 (en) * | 2011-02-14 | 2012-08-16 | Frank William Kogel | Parameter configuration method for elements of a power factor correction converter |
WO2012109610A1 (en) * | 2011-02-11 | 2012-08-16 | Qualcomm Incorporated | Systems and methods for calibration of a wireless power transmitter |
US20130026847A1 (en) * | 2011-07-28 | 2013-01-31 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Wireless power transmission system, method and apparatus for tracking resonance frequency in wireless power transmission system |
CN103545882A (zh) * | 2013-10-11 | 2014-01-29 | 华为技术有限公司 | 电池在位检测方法、装置及充电系统 |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2414120B (en) * | 2004-05-11 | 2008-04-02 | Splashpower Ltd | Controlling inductive power transfer systems |
WO2005109597A1 (en) * | 2004-05-11 | 2005-11-17 | Splashpower Limited | Controlling inductive power transfer systems |
US7952322B2 (en) * | 2006-01-31 | 2011-05-31 | Mojo Mobility, Inc. | Inductive power source and charging system |
DE102008034109B4 (de) * | 2008-07-21 | 2016-10-13 | Dspace Digital Signal Processing And Control Engineering Gmbh | Schaltung zur Nachbildung einer elektrischen Last |
ES2391139T3 (es) * | 2008-10-20 | 2012-11-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Dispositivo y procedimiento para la compensación de la potencia reactiva de un transformador de ensayo |
US9190851B2 (en) | 2011-06-24 | 2015-11-17 | Samsung Electro-Mechanics | Calibration and assignment processes in wireless power transfer systems |
US20140252866A1 (en) * | 2011-11-03 | 2014-09-11 | Jim Walsh | Presence and range detection of wireless power receiving devices and method thereof |
EP2909917B1 (en) | 2012-10-16 | 2020-11-11 | Koninklijke Philips N.V. | Wireless inductive power transfer |
US9391470B2 (en) * | 2013-11-06 | 2016-07-12 | Blackberry Limited | Energy transfer optimization by detecting and mitigating magnetic saturation in wireless charging with foreign object detection |
CN103728533B (zh) * | 2014-01-16 | 2016-05-18 | 北京航空航天大学 | 一种大功率非接触充电系统主电路故障检测装置 |
SE541339C2 (en) * | 2014-12-19 | 2019-07-16 | Nok9 Ip Ab | A mobile device tester for precise inductive power measurement and a calibration unit therefor |
US9985481B2 (en) * | 2016-03-28 | 2018-05-29 | Intel IP Corporation | Dynamic power adjustment mechanism for mitigating wireless power interference |
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-
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW201143250A (en) * | 2010-02-08 | 2011-12-01 | Access Business Group Int Llc | Input parasitic metal detection |
WO2012109610A1 (en) * | 2011-02-11 | 2012-08-16 | Qualcomm Incorporated | Systems and methods for calibration of a wireless power transmitter |
US20120206113A1 (en) * | 2011-02-14 | 2012-08-16 | Frank William Kogel | Parameter configuration method for elements of a power factor correction converter |
US20130026847A1 (en) * | 2011-07-28 | 2013-01-31 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Wireless power transmission system, method and apparatus for tracking resonance frequency in wireless power transmission system |
CN103545882A (zh) * | 2013-10-11 | 2014-01-29 | 华为技术有限公司 | 电池在位检测方法、装置及充电系统 |
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