用于确定异物检测方法的执行频率的方法与流程

电磁感应早已被世人所知并且其已经在很多应用中得以运用。电磁感应中，时变的磁通量将电动势引入闭合的导体回路。反之，时变的电流产生变化的磁通量。在变压器中，这种现象被利用来经由电感耦合的线圈将能量从一个电路无线地传递至另一个电路。初级线圈将交流电流转换成变化的磁通量，该变化的磁通量被配置为流经次级线圈。随后，该变化的磁通量在次级线圈上产生交流电压。

无线充电是一种其中电磁感应被用于通过空气传递能量的应用。无线充电系统包括具有初级线圈的充电设备(即WLC发射器)和具有次级线圈的将要被充电的设备，也就是接收设备(即WLC接收器)。充电设备中的电流通过这些电磁耦合的线圈被传递至接收设备，并且感应电流可被进一步处理并且被用于对被充电设备的电池进行充电。能量通过电感耦合从充电设备被发射至被充电设备，该被充电设备可使用该能量对电池进行充电或者将其用作直接功率。无线充电设备包括充电区域，接收设备被布置在该充电区域上以接收来自充电设备的无线能量。然而，在无线能量发射期间，该充电区域内的其他不需要的金属异物可能发热，并且除了功率损耗之外还引起安全危害。

技术实现要素：

现已发明出改进的方法和实施该方法的技术设备，上述问题通过该方法和技术设备得到缓解。本发明的各个方面包括方法、装置和包括存储于其中的计算机程序的计算机可读介质，其特征在于独立权利要求中阐述的内容。本发明的各个实施例被公开在从属权利要求中。

根据第一方面，提供一种方法，包括：确定被发射的无线能量的功率电平值，以及基于所述被发射的无线能量的功率电平值调节异物检测方法的频率。

根据一个实施例，该异物检测方法的频率根据所述被发射的无线能量的功率电平值而增加。根据一个实施例，该异物检测方法的频率线性地、指数地或渐进地增加。根据一个实施例，增加异物检测频率包括缩短相邻异物检测之间的时间间隔。根据一个实施例，所述被发射的无线能量的功率电平来源于从无线能量接收器接收的第二功率电平值。

根据第二方面，提供一种装置，包括：至少一个处理器、包括计算机程序代码的存储器，该存储器和计算机程序代码被配置为借助于至少一个处理器使得装置执行至少如下的步骤：确定被发射的无线能量的功率电平值，以及基于所述被发射的无线能量的功率电平值调节异物检测方法的频率。

根据一个实施例，该异物检测方法的频率根据所述被发射的无线能量的功率电平值而增加。根据一个实施例，该异物检测方法的频率线性地、指数地或渐进地增加。根据一个实施例，增加异物检测频率包括缩短相邻异物检测之间的时间间隔。根据一个实施例，所述被发射的无线能量的功率电平来源于从无线能量接收器接收的第二功率电平值。

根据第三方面，提供一种装置，包括：

用于确定被发射的无线能量的功率电平值的设备，和用于基于所述被发射的无线能量的功率电平值调节异物检测方法的频率的设备。

根据第四方面，提供一种被集成在非暂时性计算机可读介质上的计算机程序产品，包括计算机程序代码，该计算机程序代码被配置为当在至少一个处理器上执行时，使得装置：确定被发射的无线能量的功率电平值，以及基于所述被发射的无线能量的功率电平值调节异物检测方法的频率。

根据一个实施例，该异物检测方法的频率根据所述被发射的无线能量的功率电平值而增加。根据一个实施例，该异物检测方法的频率线性地、指数地或渐进地增加。根据一个实施例，增加异物检测频率包括缩短相邻异物检测之间的时间间隔。根据一个实施例，所述被发射的无线能量的功率电平来源于从无线能量接收器接收的第二功率电平值。

附图说明

在下文中将参照附图更详细地描述本发明的各个实施例，其中：

图1示出根据实施例的设备的示例；

图2示出根据实施例的WLC系统的示例；

图3示出根据实施例的用于对WLC系统/发射器的异物检测方法确定执行频率的方法的流程图的示例；以及

图4a和4b示出根据实施例的根据TX功率变化的FOD检测频率和间隔长度的一些示例。

具体实施方式

下文中，将在无线能量接收设备(例如无线充电(WLC)接收器)和为接收设备发射无线能量的无线能量充电设备(即WLC发射器)的上下文中描述本发明的数个实施例。值得注意的是，不同的实施例可以在其中装置适用于传递无线能量的任一环境中得到广泛应用。在实施例中，无线能量充电设备可被用于将无线能量无线地传递至无线能量接收设备，并且因此如本说明书各个部分所描述的，该无线能量充电设备可被一般性地称为WLC发射器。此外，在实施例中，无线能量接收设备可被用于无线地接收来自WLC发射器的无线能量，并且因此如本说明书各个部分所描述的，该无线能量接收设备可被一般性地称为WLC接收器。

包括初级WLC线圈的WLC发射器适用于通过电感耦合或者磁共振(即通过电感能量线路)将无线能量发射至包括次级WLC线圈的WLC接收器。WLC接收器可以例如是移动电话、移动计算机、移动协同设备、移动互联网设备、智能电话、平板计算机、平板个人计算机(PC)、个人数字助理、掌上型游戏控制台、便携式媒体播放器、数字静态摄像机(DSC)、数字视频摄像机(DVC或数字摄录像机)、传呼机或者个人导航设备(PND)。WLC发射器也可以被实施在适用于对此种设备进行充电的物体中，该物体例如是手袋、枕头、桌子、织物等。在一些实施例中，无线功率或能量传递可以包括与发射器和接收器的电容耦合。

诸如无线充电的无线功率传递过程可以包括四个阶段：选择、探测(ping)、识别和配置、以及功率传递。

在选择阶段，WLC发射器可以监控充电区域以监控物体(如WLC接收器)的放置和移除。这一阶段也可以被称作模拟探测。术语“充电区域”可以指如下的接口表面：即WLC发射器在该接口表面上向WLC接收器传递无线能量。通常，术语“充电区域”指的是其中能够将无线功率从WLC发射器传递至WLC接收器的相对于WLC发射器的任一位置。

在探测阶段，发射器可以执行数字探测(Digital Ping)并且侦听响应。WLC发射器可以应用功率信号并且检测WLC接收器是否调制了该功率信号以发送信号强度分组。例如可以通过负载调制来实施该功率信号的调制，其中附加负载被接通和断开以改变从WLC发射器得到的功率。还可以使用另一通信路径(例如，诸如蓝牙的短距离无线电线路)来实施WLC发射器和WLC接收器之间的通信。

在识别和配置阶段，WLC发射器可以识别所选择的WLC接收器，并且获得配置信息，诸如WLC接收器试图在其输出端提供的最大功率额。WLC发射器使用这一信息来创建功率传递契约(Power Transfer Contract)。

在功率传递阶段，WLC发射器可以向WLC接收器连续提供功率，其中响应于从WLC接收器接收的控制数据(控制误差分组)来调节功率电平。WLC接收器可以通过发送至少一个整流功率分组来向WLC发射器报告接收功率。在整个这一阶段，WLC发射器可以监控包含在功率传递契约内的参数(如最大接收功率)。违反对那些参数中任一参数的任一指定限制，可能引起WLC发射器取消功率传递。

在功率传递阶段，如上文所述，发射器还可以例如通过比较接收功率和发射功率来执行异物检测(FOD)方法。在FOD方法中，WLC接收器可以向WLC发射器报告接收功率，并且WLC发射器可以比较接收功率和发射功率。通过FOD方法，WLC发射器可以发现除了WLC接收器以外，是否有不需要的金属异物(FO)在WLC发射器的充电区域上或者在该充电区域附近。在这个上下文中，异物可以算上除功率接收装置(如用于接收无线能量的WLC接收器的次级线圈)之外的所有其他金属物体。在功率传递期间，充电区域上的不需要的金属异物可能发热，并且因此可能增加功率消耗，即功率损耗。此外，在功率发射期间在充电区域上的不需要的金属异物的发热可能引起安全危害。如果任一不需要的金属异物被置于充电区域上或者充电区域附近，则电流被引入该不需要的金属异物内。这样可导致不需要的金属异物发热并且损害该不需要的金属异物，以及还可能引起火灾事故。

当前的低功率WLC设备/系统使用闭合回路异物检测(FOD)方法(将RX功率与TX进行比较)，但是在高功率发射(例如，约5W或5W以上)中这些方法不够精确。目前存在一些足够精确的异物检测(FOD)方法，但是这些方法可能仅适用于不存在持续的功率传递(TX)的情况。例如，如果发射器线圈的接收器的Q因子被用于检测异物(FO)，就是这种情况。例如通过将能量脉冲施加于RC电路之后测量该RC电路的自振铃的长度，可以测量Q因子。当在FOD方法的执行期间不允许功率传递时，需要间或地暂停功率传递来执行FOD周期，以便检测可能已经到达磁场(即到达充电区域上或者充电区域附近)的异物(FO)。在充电区域上或者充电区域附近的异物的危险性取决于被传递的功率(TX)；较高的功率比较低的功率更危险；当较高的功率已经被发射时，与发射较低功率的情况相比，异物可更快地达到高温，该高温可引起上文提到的损害和/或火灾事故。因此，出于这个原因，与传递的功率(TX)电平为低的情况相比，当传递的功率(TX)电平为高时，更频繁地执行循环异物检测(FOD)方法可能更合适。更频繁地执行异物检测(FOD)方法(即增加异物检测频率)包括缩短相邻异物检测之间的时间间隔。换句话说，FOD检测间隔可与发射的功率成比例；当TX功率为低时，安全地使用较长的FOD间隔(即较低的FOD检测频率)是可能的，并且当TX功率为高时，安全地使用较短的FOD间隔(即较高的FOD检测频率)是可能的。当无需非常频繁地执行FOD检测时，由于不需要如此经常地中断功率传递，因此这提高了功率传递效率。

基于WLC系统中的功率损耗，可以进一步改变FOD间隔并且由此改变FOD检测频率。如果WLC系统的功率损耗处于被认为安全的范围内，例如在为其配置的一个阈值之下，则可以使用较长的FOD间隔。

FOD检测频率和相邻FOD之间的间隔长度可以例如线性地取决于TX功率。用于FOD检测频率的其他可能的度量标准可以是：例如，指数变化、对数变化或者任何其他期望的变化。在这些情况下，FOD检测频率可以根据TX功率电平值线性地、指数地或对数地增加。TX功率被分成多个功率电平范围也是可能的，使得FOD检测频率根据TX功率电平值渐进地逐步增加。TX功率的每个范围可与不同的FOD检测频率和/或不同的FOD检测间隔的长度相对应。还可以自由地选择功率电平范围的数量以及FOD间隔的持续时间。此外，不同的功率电平范围可与不同的FOD间隔相对应。TX功率可被分成例如四个范围，使得第一功率电平范围(例如0W-1W)具有10秒的FOD检测间隔，第二功率电平范围(例如1W-3W)具有3秒的检测间隔，第三功率电平范围(例如3W-5W)具有1秒的检测间隔，并且该TX功率的最后一个范围(例如5W-10W)具有0.5秒的检测间隔。

可以通过任一适当的方式来确定FOD检测频率，只要FOD检测频率，即间隔长度被配置为当TX功率接近0W时较长并且当TX功率电平较高时较短。换句话说，与低额的功率传递相比，在高额的功率传递中对异物的检测更有意义。与在无线充电过程中使用高功率的WLC发射器/系统相比，对于在无线充电过程中使用低功率的WLC发射器/系统来说，FOD检测频率可能比较低。

下文中，将在图1-4的上下文中描述数个实施例。然而值得注意的是，该实施例不应被理解为限制性示例。

图1示出具有用于确定FOD执行频率的电路110的设备100的示例，确定FOD执行频率被实施为设备100的附加功能。然而应理解，如所示出的并且在后文中描述的设备100仅阐述充电设备的一种类型(即具有初级线圈120的WLC发射器)，其可以受益于多个实施例并且因此不应被用来限制实施例的范围。如此，应理解，下文中结合设备100描述的至少一些部件可以是可选择的，并且因此，与结合图1的示例性实施例描述的那些相比，在一个示例性实施例中可以包括更多、更少或者不同的部件。

设备100包括存储器130，该存储器130被配置为存储用于FOD执行频率确定方法的计算机程序代码。设备100包括处理器140，该处理器140执行程序代码以执行该设备的功能。此外，设备100包括用于功率接收器的充电区域150。那里存在WLC初级线圈110(无线充电线圈)，其适用于对包括至少一个WLC次级线圈的功率接收器进行充电，其中该WLC次级线圈用于当该功率接收器被布置/附接至充电区域150上时无线地接收能量。然而，除了线圈110，还可能存在不止一个WLC初级线圈。设备100还可以具有显示器、触摸屏、一个或多个物理按钮或者一个或多个触摸屏按钮(未示出)。设备100还可以包括按键，该按键或者被配置在显示器上作为触摸屏按键，或者被配置在装置的壳体上作为物理按键(未示出)。设备100还可以包括麦克风和扬声器(未示出)，以接收和发送音频。设备100还可以包括被配置为经由无线和/或有线网络将装置连接至另一设备并且通过所述无线/有线网络接收和/或发送数据的通信接口(未示出)。无线通信可以基于任一蜂窝或非蜂窝技术，例如GSM(用于移动通信的全球系统)、WCDMA(宽带码分多址)、CDMA(码分多址)。无线通信也可以与短距离通信相关，例如无线局域网(WLAN)、蓝牙等。设备100还可以包括输入/输出元件，以向显示器提供例如用户接口视图。另外，设备100可以包括扬声器，以向用户提供音频消息。设备100包括一些传感器也是可能的。设备100内部的电连接未示出。

图2示出根据一个实施例的WLC系统。WLC系统200包括WLC接收器210和WLC发射器220。WLC接收器210在充电时被布置在WLC发射器220的充电区域230上。WLC发射器220或者充电区域230的类型不限于所示的实施例。WLC发射器220被配置为执行FOD方法以确定充电区域230上是否存在金属异物。WLC发射器220被布置为确定TX功率，即由WLC发射器220发射的发射功率。所使用的TX功率可被确定，使得WLC接收器210可以确定功率电平，例如最大TX功率、期望的TX功率或实际的接收功率，并且将这个功率电平传输至WLC发射器220。WLC接收器220还可以发送调节(即增加或减少)TX功率的请求。WLC发射器220可以随后从由WLC接收器210发射/传输至WLC发射器220的功率电平值或者调节请求中获得所发射的无线能量(TX功率)的功率电平。所使用的TX功率也可以被确定，使得WLC发射器220被布置为对某类WLC接收器210发射某种TX功率电平，即，由WLC发射器220发射的所使用的TX功率可以取决于WLC接收器210的类型。使用一些其他的方法来确定用于由WLC发射器220发射无线能量的TX功率也是可能的。在所使用的TX功率的基础上，WLC发射器220可以将FOD执行频率调节为与所使用的TX功率电平相对应。

图3示出根据一个实施例的用于对WLC系统/发射器的异物检测方法确定执行频率的方法的流程图。在方法300中，在步骤310，确定被发射的无线能量的功率电平值，并且在步骤320，基于所述被发射的无线能量的功率电平值调节异物检测方法的频率。

图4a示出根据一个实施例的根据TX功率变化的FOD检测频率的一些示例。400是根据TX功率电平变化的FOD频率的指数图，420是根据TX功率电平变化的FOD频率的周期图，并且430是根据TX功率电平变化的FOD频率的线性图。在一些示例性实施例中，FO检测频率可以通过递增函数依TX功率而定。也就是说，当WLC发射器增加TX功率时，它还可以相应地增加FO检测频率。

图4b示出根据一个实施例的根据TX功率变化的相邻FOD之间的间隔长度的一些示例。440是根据TX功率电平变化的FOD间隔长度的指数图，450是根据TX功率电平变化的FOD间隔长度的周期图，并且460是根据TX功率电平变化的FOD间隔长度的线性图。在一些示例性实施例中，相邻FO检测之间的时间间隔可以通过递减函数依TX功率而定。也就是说，当WLC发射器增加TX功率时，它还可以相应地缩短FO检测间隔。

本发明的各个实施例可以借助于计算机程序代码来实施，该计算机程序代码驻留在存储器中并且使得相关装置执行本发明。例如，设备可以包括用于处理、接收和发送数据的电路和电子产品，存储器中的计算机程序代码，以及在运行计算机程序代码时使得设备执行实施例的特征的处理器。

很明显，本发明不仅限于上述实施例，可以在所附权利要求的范围内修改本发明。