用于无线电力传输的测试装置以及相关方法
【专利摘要】提供了一种供具有无线电力发射线圈(24)的无线电力发射装置(20)使用的测试装置(30)。测试装置(30)具有外壳(50)，外壳具有底部(53)和与底部(53)相对的顶部(54)，底部(53)适于放置在无线电力发射装置(20)的表面(25)上。无线电力接收线圈(34)设置在外壳中。测试装置(30)还具有热传感部件(31)和接口(33)，接口(33)用于提供来自所述热传感部件(31)的测量数据。热传感部件(31)至少包括第一温度传感器(55)和第二温度传感器(56)，第一温度传感器(55)适于测量在所述外壳(50)的内部的第一位置处的温度，第二温度传感器(56)适于测量在所述外壳(50)的外部的第二位置处的温度。
【专利说明】
用于无线电力传输的测试装置以及相关方法
技术领域
[0001]本发明一般涉及无线电力传输领域，更具体地涉及用于移动装置的无线电力传输。更具体地说，本发明涉及一种供具有无线电力发射线圈的无线电力发射装置使用的测试装置。本发明还涉及一种模拟当移动装置被具有无线电力发射线圈的无线电力发射装置进行无线电力传输所述移动装置的热暴露(thermal exposure)的方法。
【背景技术】
[0002]例如，对于诸如移动终端、平板电脑、膝上型计算机、相机、音频播放器、可充电牙刷、无线头戴式耳机、以及各种其他消费产品和应用之类的移动装置的无线电池充电来说，无线电力传输有望变得越来越普遍。
[0003]Wireless Power Consortium(无线充电联盟)已发展为被称作Qi的无线电力传输标准。其他已知的无线电力传输方案包括Alliance for Wireless Power(无线电力联盟)和Power Matters Alliance(电源事物联盟)。
[0004]在整个申请中不加以限制地将被Wireless Power Consortium称作为Qi的无线电力传输标准看作是可适用于本发明的目前优选的无线电力传输方式。然而，本发明一般还可适用于其他无线电力传输标准或方案，包括但并不限于上面提到的那些。
[0005]符合Qi的装置的操作依赖于平面线圈之间的磁感应。涉及两种装置，S卩，提供无线电力的装置(称作基站)以及消耗无线电力的装置(称作移动装置)。从基站到移动装置发生电力传输。为此目的，基站包含包括初级线圈的子系统(电力发射器)，而移动装置包含包括次级线圈的子系统(电力接收器)。在操作时，初级线圈和次级线圈将组成无芯谐振变压器的两个半部。
[0006]通常来说，基站具有平坦表面，在该平坦表面的顶部上用户能够放置一个或多个移动装置，从而对于放置在基站上的移动装置来说享受了无线电池充电或可操作的电源。
[0007]在操作过程中，在电力接收器的次级线圈中，即在移动装置中，磁感应将产生热量。此外，基站中的电力发射器将产生热量，该热量将从基站传递至移动装置。如果移动装置的热暴露变得过多，则可能出现一些不希望的影响。例如，移动装置中的重要组件，诸如智能电话中的锂离子电池或电子电路可能被损害。在严重过热时，移动装置附近的物体可能被损害，甚至导致火灾或有毒烟雾危害。此外，因为移动装置中的保护电路会介入来降低或者甚至暂缓充电电力，直到温度再次降低为止，所以充电周期的持续时间可能被延长。此夕卜，如果从基站的表面被拿起时移动装置太热，则预期的用户将通常变得多疑并针对移动装置(或基站)有负面看法。
[0008]因此，在不同利益集团之中存在一种需求，以便当移动装置被无线电力发射器进行无线电力传输时，测试，测量，评估，模拟亦或确定移动装置的热暴露。这种利益集团例如可涉及下面任意一个:移动装置的开发商、制造商或供应商;无线电力发射装置的开发商、制造商或供应商;无线电力传输领域的测试或合规实体(compliance entities)；以及消费品安全领域的测试或合规实体。
【发明内容】
[0009]本发明的目的是提供无线电力传输技术领域的改进。
[0010]本发明的一个方面是一种供具有无线电力发射线圈的无线电力发射装置使用的测试装置。所述测试装置包括外壳。所述外壳具有底部和与所述底部相对的顶部，所述底部适于放置在所述无线电力发射装置的表面上。
[0011]所述测试装置还包括热传感部件、接口和设置在所述外壳中的无线电力接收线圈，所述接口用于提供来自所述热传感部件的测量数据。所述热传感部件包括:第一温度传感器，所述第一温度传感器适于测量在所述外壳的内部的第一位置处的温度;和第二温度传感器，所述第二温度传感器适于测量在所述外壳的外部的第二位置处的温度。
[0012]有利的是，所述外壳具有下部壳体部和上部壳体部，所述下部壳体部包括所述底部，所述上部壳体部包括所述顶部。所述上部壳体部由具有与诸如智能电话之类的典型移动装置相似的热扩散特性的材料制成，所述无线电力发射装置是设计为供所述典型移动装置使用的。因此，所述上部壳体部有利地包括铝和玻璃中的至少之一。
[0013]优选的是，所述第一温度传感器位于座体中或位于座体处，所述座体从所述上部壳体部的内表面向下突出。所述座体可以是所述上部壳体部的整体部分并且由与所述上部壳体部相同的材料制成。所述座体优选具有一表面，所述表面具有尺寸上与用于所述无线电力接收线圈的铁氧体层的表面的水平伸展相匹配的面积。这使得所述座体可用作所述铁氧体层的安装部。
[0014]有利的是，热量传输层设置在所述座体的所述表面与所述铁氧体层的所述表面之间。所述热量传输层优选由弹性、粘性和导热材料制成，并且所述热量传输层适于建立所述无线电力接收线圈所产生的热量到所述上部壳体部的最佳传输。
[0015]所述测试装置可包括用于连接至主机装置的电缆。所述电缆可被包括在所述测试装置的所述接口中或者可被连接至所述接口。有利的是，所述第二温度传感器可位于所述电缆上，距离所述外壳一定距离。因而，所述第一温度传感器可适于提供表示与由所述无线电力接收线圈在所述测试装置的内部产生的热量有关的温度的测量数据，而所述第二温度传感器可适于提供表示与所述测试装置周围的环境空气有关的温度的测量数据。
[0016]可选地，所述测试装置的所述热传感部件进一步包括第三温度传感器，所述第三温度传感器适于测量第三位置处的温度，其中所述第三位置位于所述外壳的内部并且与所述第一位置不同。有利的是，所述第三温度传感器位于所述无线电力接收线圈与所述外壳的所述底部之间，其中所述第三温度传感器可适于提供表示与由所述无线电力发射装置的所述无线电力发射线圈所产生的热量有关的温度的测量数据。
[0017]从本发明实施方式的详细描述很显然的是，当移动装置被诸如移动电话的无线充电器之类的具有无线电力发射线圈的无线电力发射装置进行无线电力传输时，所述测试装置可有利地用于测试、测量、评估、模拟亦或确定移动装置的热暴露。
[0018]本发明的另一个方面是一种模式当移动装置被具有无线电力发射线圈的无线电力发射装置进行无线电力传输时所述移动装置的热暴露的方法。根据所述方法，提供测试装置，所述测试装置具有与所述无线电力发射线圈相匹配的无线电力接收线圈并且具有外壳，所述外壳具有与要被模拟的移动装置相匹配的热吸收及扩散特性。
[0019]根据所述方法，在操作时间期间操作所述无线电力发射装置，以给所述测试装置产生无线电力。在所述操作时间期间测量在所述测试装置的所述外壳的内部的第一位置处的第一温度。此外，在所述操作时间期间测量在所述测试装置的所述外壳的外部的第二位置处的第二温度。
[0020]然后，将在所述操作时间期间从所述第一温度的测量结果和所述第二温度的测量结果得到的测量数据提供给处理部件，所述处理部件可以是主机装置的一部分。
[0021]有利的是，所述处理部件记录所述测量数据，并且所述处理部件评估所述测量数据是否表示在所述操作时间期间或者结束时所述第一温度与所述第二温度之间的长期偏差超过了阈值。如果是，则产生报警信号。
[0022]正如本发明的第一个方面一样，所述第一位置可有利地位于所述无线电力接收线圈与所述测试装置的所述外壳的顶部之间，其中所述第一温度的测量结果将表示与由所述无线电力接收线圈在所述测试装置的内部产生的热量有关的温度。相应地，所述第二位置可有利地距离所述测试装置的所述外壳一定距离，其中所述第二温度的测量结果将表示与所述测试装置周围的环境空气有关的温度。
[0023]在一个实施方式中，还通过在所述操作时间期间测量在所述测试装置的所述外壳的内部的第三位置处的第三温度来改善热暴露测试。所述第三位置将与所述第一位置不同，并且提供给所述处理部件的所述测量数据将还包括所述第三温度的测量结果。
[0024]正如本发明的第一个方面一样，所述第三位置可有利地位于所述无线电力接收线圈与所述测试装置的所述外壳的底部之间，并且所述第三温度的测量结果将表示与由所述无线电力发射装置的所述无线电力发射线圈所产生的热量有关的温度。
[0025]本发明的实施方式由所附的从属权利要求限定，并且在详细描述部分中以及附图上进一步解释。
[0026]应当强调的是，当该说明书中使用时，术语“包括”是指定存在所述的特征、整体、步骤或组件，但并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整体、步骤、组件或它们的组群。权利要求中使用的所有术语要按照本技术领域中的通常含义来进行解释，除非在此另有明确定义。对“一/所述[元件、装置、组件、部件、步骤等]”的所有引用都要开放地解释为是指元件、装置、组件、部件、步骤等中的至少一个的情况，除非另有明确说明。在此公开的任何方法的步骤不必以公开的严格顺序执行，除非明确说明。
[0027]方向和定位是针对测试装置的三维空间，如在此描述的，与位于水平表面上的测试装置相对应，方向和定位一般是相对于测试装置的水平定位进行表示。
【附图说明】
[0028]将从下面参照附图的详细描述呈现本发明实施方式的目的、特征和优点。
[0029]图1是用于对移动装置进行无线电力传输的无线电力发射装置的示意性框图；
[0030]图2是供无线电力发射装置使用的测试装置以及主机装置的示意性框图，所述测试装置具有热传感部件，所述主机装置用于处理测试装置提供的测量数据；
[0031]图3是放置于无线电力发射装置的表面上的、根据一个实施方式的测试装置的立体图；
[0032]图4和5是根据一个实施方式的测试装置的立体分解图；
[0033]图6和7是根据另一个实施方式的测试装置的立体分解图；
[0034]图8是图解可由测试装置的热传感部件获得的典型测量数据的图表；
[0035]图9是模拟当移动装置被无线电力发射装置进行无线电力传输时所述移动装置的热暴露的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0036]现在将参照附图描述本发明的实施方式。然而，本发明可以以一些不同的形式实施，不应解释为限于在此列出的实施方式;而是，提供这些实施方式是使本公开内容全面和完整，并将本发明的范围完全传递给本领域技术人员。附图中图解的特定实施方式的详细描述中所使用的术语并不旨在限制本发明。在附图中，相似的数字表示相似的元件。
[0037]图1图解了用于对移动装置10进行无线电力传输的无线电力发射装置20。移动装置例如可以是移动终端(例如智能电话)10a、平板电脑1b(例如surfpad)、膝上型计算机10c、相机、音频播放器、可充电牙刷、无线头戴式耳机或其他种类的消费产品或应用。
[0038]无线电力传输将被描述为符合Wireless Power Consortium的Qi标准；因此，无线电力发射装置20是Qi术语中的基站。然而，如已提到的，本发明一般还可适用于其他无线电力传输标准或方案，包括但并不限于背景部分中提到的那些。
[0039]无线电力发射装置20包括具有无线电力发射线圈24的无线电力发射器22。相应地，移动装置10包括具有无线电力接收线圈14的无线电力接收器12。在操作中，无线电力发射装置20将经由无线电力发射线圈24和无线电力接收线圈14，通过磁感应18的方式给移动装置10无线地传输电力。
[0040]无线电力接收线圈14接收的电力将驱动移动装置10中的负载16。通常来说，负载16可以是可充电电池，诸如锂离子电池；因此，无线电力发射装置20将充当移动装置10的无线电力充电器。在另一个方案中，负载16可以是移动装置中的电子电路，其中无线电力发射装置20将充当移动装置10的无线电源。
[0041]如背景部分中所解释的，在操作过程中，无线电力发射器22和线圈24将产生热量，该热量将从无线电力发射装置20传递至移动装置10。此外，在移动装置10的无线电力接收线圈14中，通过磁感应将产生热量。如果移动装置10的热暴露变得过多，则移动装置中的重要组件，诸如可充电电池或电子电路可能被损害。此外，移动装置过多的热暴露可能增加火灾或烟雾产生的风险。
[0042]为此，提供了测试装置30，图2-7中图解了测试装置30的实施方式。还提供了一种模拟当移动装置被无线电力发射装置进行无线电力传输时所述移动装置的热暴露的相关方法。图9图解了该方法。
[0043]图2是显示供无线电力发射装置20使用的测试装置30的示意性框图。无线电力发射装置20具有无线电力发射器22和无线电力发射线圈24，并且无线电力发射装置20可与图1中的无线电力发射装置20相同。如将在下面更详细描述的，测试装置30具有无线电力接收器32，无线电力接收器32具有无线电力接收线圈34，无线电力接收线圈34与要被模拟的移动装置(或移动装置的类型)的无线电力接收线圈相匹配。此外，测试装置30具有外壳，外壳具有与要被模拟的移动装置(或移动装置的类型)相匹配的热吸收及扩散特性。
[0044]在操作中，无线电力发射装置20在测试阶段的操作时间OT期间将经由无线电力发射线圈24和无线电力接收线圈34，通过磁感应18的方式给测试装置30无线地传输电力。结果，如上面针对图1所解释的，将产生热量。
[0045]为了测量被无线电力发射装置20进行无线电力传输导致的测试装置30的热暴露，在测试装置30中设置热传感部件31。在下面更详细描述的热传感部件31将经由接口 33给主机装置40提供测量数据，如图2中的35处所示。
[0046]主机装置40具有接口41，接口 41用于接收由测试装置30中的热传感部件31获得的测量数据。接口 33和41可以是任何合适的类型，包括简单的配线、诸如USB之类的串行接口、诸如WiFi或Bluetooth之类的无线接口等等。
[0047]主机装置40还具有处理部件42，处理部件42用于处理从测试装置30接收的测量数据。处理部件42可包括:诸如微控制器、中央处理单元(CPU)、数字信号处理器(DSP)或具有适当软件和/或固件的现场可编程门阵列(FPGA)之类的可编程装置;和/或诸如专用集成电路(ASIC)之类的专用硬件。
[0048]此外，主机装置40具有报告部件43，报告部件43用于传达或呈现由处理部件42获得的测量处理结果。这可涉及在主机装置40的本地用户界面(例如显示器)上呈现图形信息、产生可看见和/或可听见的报警、或者与外部装置的信息通信，如45处所示。
[0049]为了测试阶段的目的，处理部件42还可控制和/或驱动无线电力发射装置20，如44处所示。
[0050]可设置适当的负载36来处理由测试装置30中的无线电力接收线圈34接收的过多电力。例如，可使用适当大小的电阻器。
[0051]现在将参照图3-7描述测试装置30的实施方式。图4-5图解了第一实施方式，而图6-7图解了第二实施方式，除提供了热传感部件31的附加元件之外，第二实施方式与第一实施方式相同。图3对于两个实施方式来说是共用的。在本发明的范围内，所图解的实施方式以外的其他实施方式也是可能的。
[0052]如图3中具体所示，测试装置30本质上具有边缘和角部被圆化的薄盒子的形状。该公开的实施方式用于模拟智能电话形式的移动装置；因此，测试装置30具有熟悉的智能电话形状。在该公开的实施方式中，测试装置30具有占用尺寸(footprint dimens1ns)为130mmX 70mm的夹层设计(sandwich design)。该夹层设计包括具有下部壳体部51、中间壳体部70和上部壳体部52的外壳50。
[0053]下部壳体部51具有适于放置在无线电力发射装置20的表面25上的底部53。上部壳体部52具有与底部53相对的顶部54。下部壳体部51由适于在无线电力发射装置20的无线电力发射线圈24与无线电力接收器32的无线电力接收线圈34之间允许感应耦合18的塑料或者其他材料制成。
[0054]中间壳体部70由适于给夹层设计提供充分稳定性的塑料或者其他材料制成。
[0055]上部壳体部52由具有与典型移动装置相似的热扩散特性的材料制成，无线电力发射装置20是被设计为供所述典型移动装置使用的。有利地是，上部壳体部52可包括铝或具有相似热扩散特性的诸如玻璃之类的其他材料，或者它们的组合。
[0056]在图3的公开实施方式中，无线电力发射装置20具有电缆44a，如图2中的44处所示，电缆44a可连接至主机装置40 ο测试装置30具有电缆35a，如图2中的35处所示，电缆35a可以是至主机装置40的接口 33的一部分。
[0057]现在参照图4和5中的分解立体图，图4和5分别图解了从其长边之一和其短边之一观看时的测试装置30的第一实施方式。为了增强清楚性，从图4和5中(以及图6和7中)的示图去除了中间壳体部70。
[0058]从图4和5看出，测试装置30在内部也具有夹层设计。作为夹层设计的层之一，无线电力接收线圈34设置在外壳50中。就在无线电力接收线圈34的上方，设置有用于无线电力接收线圈34的铁氧体(€61'1^6)层58。
[0059]图4和5中同样未示出接口33，但接口 33例如可由在用于电缆35a的开口附近、位于外壳50内的小型印刷电路板实现，所述开口是由上部壳体部52和下部壳体部51中的半圆形切口 35u，35ι形成的。
[0060]作为热传感部件31的一部分的第一温度传感器55设置在无线电力接收线圈34的上方。第一温度传感器55适于测量在外壳50的内部的第一位置处的温度。更具体地说，第一温度传感器55位于无线电力接收线圈34与外壳50的顶部54之间。尤为具体地说，第一温度传感器55位于从外壳50的上部壳体部52的内表面向下突出的座体(SOCket)59(也称作基座或底座)中或处。
[0061 ]在图示的实施方式中，座体59是上部壳体部52的整体部分，因此座体59由与上部壳体部52相同的材料、即优选由铝或具有相似热扩散特性的诸如玻璃之类的材料制成。具有其座体59的上部壳体部52用作无线电力接收线圈34所产生的热量的接收部或积聚部。因此，有利地选择具有其座体59的上部壳体部52的尺寸、质量和材料，使得它们组合后的热扩散特性将与诸如智能电话之类的典型移动装置的热扩散特性相似，无线电力发射装置20是被设计为供所述典型移动装置使用的。当这种典型移动装置例如通过充电被无线电力发射装置20进行无线电力传输时，这将能够进行这种典型移动装置的热暴露的精确模拟。
[0062]座体59还用作所图示实施方式中的铁氧体层58的安装部。为此，在图4-7中能够看出，座体59具有(附图中面向下方的)表面59s，表面598具有尺寸上与用于无线电力接收线圈34的铁氧体层58的表面58s的水平伸展相匹配的面积。本文中“相匹配”是指座体59的表面59s的面积相较于铁氧体层58的表面58s而言足够大，使得座体59可用作铁氧体层58的安装部。因此，“相匹配”不要求面积等大;在图4-7中能够看出，在这些实施方式中，座体59的表面59s稍小于铁氧体层58的表面58s。
[0063]有利的是，在座体59的表面59s与铁氧体层58的表面58s之间设置热量传输层60。热量传输层60将用于建立无线电力接收线圈34所产生的热量到具有其座体59的上部壳体部52的最佳传输，并且避免铁氧体层58直接紧靠在座体59上而可能出现的任何不希望的隔离效应(isolat1n effect)。因为具有其座体59的上部壳体部52实际接收的热量的量会比无线电力接收线圈34产生的热量少未知的程度，所以这种不希望的隔离效应可能危及具有其座体59的上部壳体部52的组合热扩散特性相对于典型移动装置而言相似的精确性。
[0064]热量传输层60优选由诸如娃脂(silicongrease)、导热胶或导热胶带之类的具有良好热传导能力的弹性及粘性材料制成。材料的粘性特性可以是固有的或者由其它粘合剂替代地提供。材料的弹性和粘性、即附着性通过按照在座体59的表面59s与铁氧体层58的表面58s之间正确地对齐的位置的方式以及按照与座体59的表面59s和铁氧体层58的表面58s接触的方式固定热量传输层60而使得测试装置30的组装变得容易。
[0065]有利的是，第一温度传感器55安装在座体59中的钻孔或岛中，或者安装在座体59的表面59s中的沟道或沟槽中。这保持了座体59的表面59s均匀和连续，因此能够与热量传输层60完全接触，结果，无线电力接收线圈34所产生的热量最佳传输到上部壳体部52。此外，因为与无线电力接收线圈34完美分离并且磁性隔离，所以第一温度传感器55的该位置也是有利的；因此，能够避免由无线电力接收线圈34中的感应产生的磁场的影响。
[0066]在可选择的实施方式中，第一温度传感器55例如可通过适当的紧固部件附接至座体59的表面59s或侧边缘59e。
[0067]热传感部件31还包括第二温度传感器56。第二温度传感器56适于测量外壳50的外部的第二位置处的温度。因此，与第一温度传感器55不同，第二温度传感器56不是位于外壳50之内，而是位于外壳之外。第二温度传感器56用于测量测试装置30周围的环境温度。更具体地说，在公开的实施方式中，第二温度传感器56位于电缆35a上，距离外壳50—定距离61。这在图3中看出。所述距离足以防止无线电力发射装置20或测试装置30所产生的热量对环境温度测量造成可察觉的影响。在一些实施方式中，足够的距离可以是距离外壳50至少150-200mmo
[0068]在公开的实施方式中，第一温度传感器55和第二温度传感器56是热电偶，诸如由位于英国曼彻斯特的Omega Engineering Limited公司制造的K型热电偶，该公司地址是One Omega Drive,River Bend Technology Centre,IrlamjManchester,M44 5BD,UnitedKingdom。热电偶产生较小的传感器输出电压值，该电压值被相关的转换器单元转换为摄氏度(°C)的校准温度值。转换器单元例如可被包括在接口 33中或者在主机装置40中。在其他实施方式中，可使用其他类型的温度传感器，诸如热敏电阻、电阻温度计或硅带隙温度传感器(silicon bandgap temperature sensor)。
[0069]现在将描述第一温度传感器55和第二温度传感器56的特点、功能和目的。
[0070]如图4-5中所示，第一温度传感器55位于外壳50的内部，靠近或在其顶部54处。第一温度传感器55适于提供表示与在测试装置30内部产生的热量、即由无线电力接收线圈34的磁感应产生的热量有关的温度的测量数据。该温度将还与在外壳50的顶部54处扩散的热量有关(并且一定程度上还与无线电力发射装置20的无线电力发射线圈产生的热量有关)。因此，这样一来，像在测试阶段的操作时间OT期间测试装置30所经历的一样，第一温度传感器55将用于评估被模拟的移动装置的内部元件将要暴露的热环境。另一方面，第二温度传感器56位于外壳50的外部，第二温度传感器56适于提供表不与测试装置30周围的环境空气有关的温度的测量数据。将把该测量数据作为评估被模拟的移动装置的内部元件的热暴露时的基准水平。
[0071]测试阶段的持续时间OT可设为反映了被模拟的移动装置的无线电力传输阶段的典型持续时间的适当的最大值，当被模拟的移动装置为移动终端且无线电力发射装置20为无线电力充电器时，该适当的最大值为60分钟，或者该适当的最大值例如为90分钟，或者更普遍为在11与13分钟之间的时间量级内，但这并不是限制性的。在一个实施方式中，可考虑到由第一(和/或第三温度传感器)55(55’)提供的测量数据所表示的理想或获得的温度稳定性，来选择或设置无线电力传输阶段的持续时间0T。那么，温度稳定性的标准例如可以是在来自第一(或第三)温度传感器55(55’)的两个或更多个随后温度读数之间的偏差小于诸如1°C的阈值。
[0072]由第一温度传感器55和第二温度传感器56的温度测量获得的典型曲线见图8中。上面的曲线81代表从第一温度传感器55获得的测量数据，其在操作时间OT = 5000秒之后在大约36°C处达到最终温度。下面的曲线82代表从第二温度传感器56获得的测量数据，其在整个操作时间OT = 5000中在大约25 °C处的环境空气温度周围波动。
[0073]在图6-7中所示的可选择的实施方式中，热传感部件31进一步包括第三温度传感器55，，第三温度传感器55，适于测量第三位置处的温度。除此之外，图6-7中的可选择的实施方式可与图4-5中的实施方式相同。第三位置位于外壳50的内部且与第一位置不同。在图6-7的公开的实施方式中，第三温度传感器55’位于无线电力接收线圈34与外壳50的底部53之间。
[0074]第三温度传感器55’适于提供表示与从无线电力发射装置20传递到测试装置30中的热量有关的温度的测量数据。因此，这样一来，像在测试阶段的操作时间OT期间测试装置30所经历的一样，第三温度传感器55’可用于评估被模拟的移动装置的底部、即最靠近无线电力发射装置20处的热环境。
[0075]由于第三温度传感器55’位于无线电力接收线圈34的绕组达到的范围内，所以第三温度传感器55’可比第一温度传感器55更加易受到由无线电力接收线圈34中的感应所产生的磁场的影响。因此，在另一个实施方式中，可选择第三温度传感器55 ’位于下部壳体部51的末端(非中心)。下面参照图9中的步骤140描述可选择的方案。
[0076]当移动装置被无线电力发射装置进行无线电力传输时，通过第一温度传感器55和第二温度传感器56(以及第三温度传感器55’，如果可适用的话)提供的总计的测量数据将使处理部件42能够对移动装置的(被模拟的)热暴露进行各种分析。这种分析的结果例如可有利地被下面利益集团的任何一个或全部来使用:
[0077]?移动装置的开发商、制造商或供应商，
[0078].无线电力发射装置的开发商、制造商或供应商，
[0079].无线电力传输领域的测试或合规实体，
[0080].消费品安全领域的测试或合规实体。
[0081]图9是模拟当移动装置被具有无线电力发射线圈24的无线电力发射装置20进行无线电力传输时所述移动装置的热暴露的方法的流程图。所述方法涉及下述步骤。
[0082]在第一步骤110中，提供测试装置，所述测试装置具有与无线电力发射线圈24相匹配的无线电力接收线圈并且具有外壳，所述外壳具有与要被模拟的移动装置相匹配的热吸收及扩散特性。测试装置可有利地是上面图2-8描述的测试装置30。
[0083]在第二步骤120中，在操作时间OT期间操作无线电力发射装置20，以给测试装置30产生无线电力。
[0084]在第三步骤130中，在操作时间OT期间测量在测试装置30中的第一位置处的第一温度Tu
[0085]在第四步骤135中，在操作时间OT期间测量在测试装置30的外部的第二位置处的第二温度T2。
[0086]在第五步骤140中，该步骤是可选的，与图6和7中所示的实施方式有关，在操作时间OT期间测量在测试装置30中的第三位置处的第三温度T3。为避免或减小由在无线电力接收线圈34中的感应所产生的磁场对第三温度传感器55’的潜在影响，当测量第三温度T3时，无线电力发射装置20中的无线电力发射线圈24可被暂时暂停一较短时间段。
[0087]在测试阶段的操作时间OT期间将以适当的间隔，例如每X秒或每y分钟重复步骤130(和140，如果可适用的话)中的测量。可以以相同的间隔，或者可选择地以较长的间隔重复步骤135中的测量，因为环境空气的温度能够被认为在测试阶段的操作时间OT期间保持相当恒定。在一些实施方式中，步骤135中的测量仅进行一次(例如在测试阶段的操作时间OT的结束时)、两次(例如在测试阶段的操作时间OT的开始和结束时)、或者三次(例如，在测试阶段的操作时间OT的开始、中间和结束时)。
[0088]在步骤150中，将在操作时间OT期间从第一温度!^和第二温度T2(以及可选的第三温度T3)的测量结果得到的测量数据提供给处理部件，例如图2中的主机装置40中的处理部件42。
[0089]有利的是，所述方法还涉及步骤160，在步骤160中，处理部件42例如通过将从测试装置30接收的测量数据存储在适当的存储器中来记录所述测量数据。此外，所述方法有利地涉及步骤170，在步骤170中，处理部件42评估测量数据是否表示在测试阶段的操作时间OT期间或者结束时第一温度T1与第二温度1~2之间的长期偏差(long-term deviat1n)超过了阈值。在图8所示的图表中，这种偏差将是在测试阶段的操作时间OT期间或者通常在测试阶段的操作时间OT结束时的指定时间段中，第一曲线81与第二曲线82之间的(°C)距离。所述阈值可设为适当的值，例如15 °C，或更普遍为10-20 °C (没有限制)。
[0090]如果在步骤170中发现在一定时间段(例如，一定数量的测量样品，或一定的秒数)期间，由第一温度传感器55测量的测试装置30中的内部温度T1超过了由第二温度传感器56测量的环境温度!^与阈值之和，则处理部件42在步骤175中就断定测试装置30已暴露于过高的温度。结果，处理部件42可在步骤180中产生报警信号。报警信号可以是由图2中的报告部件43在45处产生的信息的一部分，或者是单独的信号触发，例如可看见和/或可听见的报警，或者是作为过高温度情况的警报而传送给外部装置的控制信号。
[0091]上面针对图9描述的方法可具有与上面针对图2-8描述的测试装置30相同或功能对应的任意或全部特征。例如，第一位置优选位于无线电力接收线圈34与测试装置30的外壳50的顶部54之间，并且第一温度!^的测量结果表示与由无线电力接收线圈34在测试装置30的内部产生的热量有关的温度。
[0092]相应地，第二位置优选位于距测试装置30的外壳50—距离61处，并且第二温度T2的测量结果表示与测试装置30周围的环境空气有关的温度。
[0093]第三位置(如果可适用的话)优选位于无线电力接收线圈34与测试装置30的外壳50的底部53之间，并且第三温度T3的测量结果表示与由无线电力发射装置20的无线电力发射线圈24所产生的热量有关的温度。
[0094]上面已参照其实施方式详细描述了本发明。然而，本领域技术人员很容易理解到，在由所附权利要求界定的本发明的范围内，其他实施方式同样是可能的。
【主权项】
1.一种供具有无线电力发射线圈(24)的无线电力发射装置(20)使用的测试装置(30)， 所述测试装置包括:外壳(50)，所述外壳具有底部(53)和与所述底部(53)相对的顶部(54)，所述底部(53) 适于放置在所述无线电力发射装置(20)的表面(25)上；设置在所述外壳中的无线电力接收线圈(34);热传感部件(31);和接口(33)，所述接口(33)用于提供来自所述热传感部件(31)的测量数据，其中所述热传感部件(31)包括:第一温度传感器(55)，所述第一温度传感器(55)适于测量在所述外壳(50)的内部的第 一位置处的温度;和第二温度传感器(56)，所述第二温度传感器(56)适于测量在所述外壳(50)的外部的第 二位置处的温度。2.根据权利要求1所述的测试装置，其中所述第一温度传感器(55)位于所述无线电力 接收线圈(34)与所述外壳(50)的所述顶部(54)之间。3.根据权利要求1或2所述的测试装置，其中所述外壳(50)具有下部壳体部(51)和上部 壳体部(52)，所述下部壳体部(51)包括所述底部(53)，所述上部壳体部(52)包括所述顶部 (54)，其中所述上部壳体部(52)由具有与典型移动装置(10)相似的热扩散特性的材料制 成，所述无线电力发射装置(20)是设计为供所述典型移动装置(10)使用的。4.根据权利要求3所述的测试装置，其中所述上部壳体部(52)包括铝和玻璃中的至少 之一。5.根据权利要求3或4所述的测试装置，其中所述典型移动装置(10)是智能电话。6.根据权利要求3-5任意一项所述的测试装置，进一步包括座体(59)，所述座体(59)从 所述上部壳体部(52)的内表面(59s)向下突出，其中所述第一温度传感器(55)位于所述座 体(59)中或位于所述座体(59)处。7.根据权利要求6所述的测试装置，其中所述座体(59)是所述上部壳体部(52)的整体 部分并且由与所述上部壳体部(52)相同的材料制成，所述座体(59)具有表面(59s)，所述表 面(59s)具有尺寸上与用于所述无线电力接收线圈(34)的铁氧体层(58)的表面(58s)的水平 伸展相匹配的面积，所述座体(59)用作所述铁氧体层(58)的安装部。8.根据权利要求7所述的测试装置，进一步包括热量传输层(60)，所述热量传输层(60) 位于所述座体(59)的表面(59s)与所述铁氧体层(58)的表面(58s)之间。9.根据权利要求8所述的测试装置，其中所述热量传输层(60)是由弹性、粘性和导热材 料制成的，并且所述热量传输层(60)适于建立由所述无线电力接收线圈(34)所产生的热量 到所述上部壳体部(52)的最佳传输。10.根据前述任意一项权利要求所述的测试装置，进一步包括用于连接至主机装置 (40)的电缆(35a)，所述电缆(35a)被包括在所述接口(33)中或者被连接至所述接口( 33)， 其中所述第二温度传感器(56)位于所述电缆(35a)上，距离所述外壳(50) —定距离(61)。11.根据前述任意一项权利要求所述的测试装置，其中:所述第一温度传感器(55)适于提供表示与由所述无线电力接收线圈(34)在所述测试 装置(30)的内部产生的热量有关的温度的测量数据;并且所述第二温度传感器(56)适于提供表示与所述测试装置(30)周围的环境空气有关的 温度的测量数据。12.根据前述任意一项权利要求所述的测试装置，其中所述热传感部件(31)进一步包 括第三温度传感器(55’)，所述第三温度传感器(55’)适于测量第三位置处的温度，所述第 三位置位于所述外壳(50)的内部并且与所述第一位置不同。13.根据权利要求12所述的测试装置，其中所述第三温度传感器(55’)位于所述无线电 力接收线圈(34)与所述外壳(50)的所述底部(53)之间，所述第三温度传感器(55’)适于提 供表示与由所述无线电力发射装置(20)的所述无线电力发射线圈(24)所产生的热量有关 的温度的测量数据。14.根据前述任意一项权利要求所述的测试装置，其中所述测试装置适于以无线充电 器(20)的形式供所述无线电力发射装置(20)使用。15.—种模拟当移动装置被具有无线电力发射线圈(24)的无线电力发射装置(20)进行 无线电力传输时所述移动装置的热暴露的方法，所述方法涉及:提供(110)测试装置(30)，所述测试装置(30)具有与所述无线电力发射线圈(24)相匹 配的无线电力接收线圈(34)并且具有外壳(50)，所述外壳(50)具有与要被模拟的移动装置 相匹配的热吸收及扩散特性；在操作时间(OT)期间操作(120)所述无线电力发射装置(20)，以给所述测试装置(30) 产生无线电力；在所述操作时间(OT)期间测量(130)在所述测试装置(30)的所述外壳(50)的内部的第 一位置处的第一温度(Ti);在所述操作时间(OT)期间测量(135)在所述测试装置(30)的所述外壳(50)的外部的第 二位置处的第二温度(T2);以及将在所述操作时间(0T)期间从所述第一温度(TJ的测量结果和所述第二温度(T2)的测 量结果得到的测量数据提供(150)给处理部件(42)。16.根据权利要求15所述的方法，进一步涉及:通过所述处理部件(42)记录(160)所述测量数据；以及通过所述处理部件(42)评估(170)所述测量数据是否表示在所述操作时间(0T)期间或 者结束时所述第一温度与所述第二温度之间的长期偏差超过了阈值;并且如果是(175)，则产生(180)报警信号(45)。17.根据权利要求15或16所述的方法，其中:所述第一位置位于所述无线电力接收线圈(34)与所述测试装置(30)的所述外壳(50) 的顶部(54)之间，所述第一温度(TJ的测量结果表示与由所述无线电力接收线圈(34)在所 述测试装置(30)的内部产生的热量有关的温度;并且所述第二位置距离所述测试装置(30)的所述外壳(50) —定距离(61)，所述第二温度 (T2)的测量结果表示与所述测试装置(30)周围的环境空气有关的温度。18.根据权利要求17所述的方法，进一步涉及:在所述操作时间(0T)期间测量(140)在所述测试装置(30)的所述外壳(50)的内部的第 三位置处的第三温度(T3)，所述第三位置与所述第一位置不同，其中提供(150)给所述处理 部件(42)的所述测量数据还包括所述第三温度的测量结果。19.根据权利要求18所述的方法，其中所述第三位置位于所述无线电力接收线圈(34)与所述测试装置(30)的所述外壳(50)的底部(53)之间，所述第三温度(T3)的测量结果表示与由所述无线电力发射装置(20)的所述无线电力发射线圈(24)所产生的热量有关的温度。
【文档编号】G01K7/22GK105987763SQ201610170071
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2016年3月23日
【发明人】威克斯特仁·曼克奈斯
【申请人】nok9 AB公司