无线电力发送器的制作方法

文档序号:11137712阅读:420来源:国知局

技术领域
:以下描述涉及一种无线电力发送器和无线电力传输方法。
背景技术
::根据无线技术的发展,已经实现了范围从数据传输到电力传输的各种无线功能。具体地,最近已开发了甚至能够在非接触状态下对电子装置进行充电的无线充电技术。在无线充电技术的领域中,期望确定无线电力接收器(例如充电目标)是否已经与无线电力发送器接近。为此,根据现有技术,可在预定时间段发送短信标信号以确定无线电力接收器是否已经进入到无线电力发送器附近。当确定了无线电力接收器已经进入到无线电力发送器附近时,无线电力发送器无线地发送电力。然而,根据现有技术,当无线电力发送器将电力无线地发送到无线电力接收器时,可能难以准确地确定新的无线电力接收器或外来物是否已经进入到无线电力发送器附近。技术实现要素:提供本
发明内容以介绍发明构思的选择,以下在具体实施方式中以简化形式进一步描述发明构思。本
发明内容并不意在确定所要求保护的主题的关键特征或必要特征,也不意在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。在一个总体方面,一种无线电力发送器包括:传感器,被构造为感测对象;电力发送器,被构造为将电力无线地发送到无线电力接收器;控制器,被构造为确定对象是否为无线电力接收器,且一经对象被确定为无线电力接收器,便控制电力发送器以将电力无线地发送到无线电力接收器,其中,所述传感器和所述电力发送器包括分开的线圈。所述电力发送器可被构造为使用发送线圈无线地发送电力,所述传感器可被构造为使用感测线圈感测进入到其附近的对象,所述感测线圈被构造为不论发送线圈是否正在操作都进行操作。所述传感器可被构造为在电力发送器将电力无线地发送到无线电力接收器的同时感测其附近的对象。所述传感器可被构造为在所述控制器的控制下发送短信标信号,并可感测短信标信号的阻抗的变化,以确定对象是否正进入其附近。所述电力发送器可包括:第一谐振器,包括发送线圈;第一功率放大器,被构造为将电力提供到所述第一谐振器。所述传感器可包括:第二谐振器,包括感测线圈;检测器,被构造为检测针对所述第二谐振器的电流或电压。所述传感器可包括被构造为将电力提供到所述第二谐振器的第二功率放大器。所述无线电力发送器还可包括:无线通信器,被构造为与无线电力接收器形成局域无线通信网络。响应于所述传感器被构造为感测对象,所述控制器可被构造为使用所述局域无线通信网络确定对应的对象是否为无线电力接收器。所述传感器可被构造为发送长信标信号以从无线电力接收器发起无线通信信号。在另一总体方面,一种无线电力发送器包括:电力发送器,包括被构造为磁耦合到无线电力接收器的接收线圈的发送线圈;传感器,包括被构造为感测对象的感测线圈;控制器,被构造为一经由所述传感器感测的对象被确定为无线电力接收器,便控制所述电力发送器将电力无线地发送到所述无线电力接收器。所述电力发送器可被构造为基于所述控制器的控制将电力提供到发送线圈,且所述发送线圈可被构造为将电力发送到接收线圈。所述传感器可被构造为根据所述控制器的控制将电力提供到所述感测线圈并发送短信标信号,且可感测所发送的短信标信号的阻抗的变化以感测对象。所述控制器被构造为控制传感器以通过所述感测线圈发送短信标信号,且响应于发送线圈将电力无线地提供到接收线圈,所述控制器可被构造为保持发送短信标信号。所述传感器可被构造为以预定的周期发送短信标信号,并感测所发送的短信标信号的阻抗的变化以确定对象的接近。所述无线电力接收器可结合到移动装置。所述传感器被构造为发送长信标信号以从无线电力接收器发起无线通信信号。通过下面的详细描述、附图和权利要求,其他特征和方面将变得显而易见。附图说明图1是示出根据实施例的无线电力发送器和无线电力接收器的示例的示图;图2是示出根据实施例的无线电力发送器的框图;图3是示出根据另一示例性实施例的无线电力发送器的框图;图4是示出根据实施例的无线电力接收器的框图;图5A至图5C是示出根据实施例的各个组件的输出的曲线图;图6A和图6B是示出根据实施例的通常的无线电力发送器的输出的曲线图;图7是示出了根据实施例的无线电力传输方法的示例的流程图。在整个附图和具体实施方式中,相同的标号指示相同的元件。附图可不按照比例绘制,为了清楚、说明以及方便起见,可夸大附图中元件的相对尺寸、比例和描绘。具体实施方式提供以下具体实施方式,以帮助读者获得在此所描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而,在此描述的方法、设备和/或系统的各种改变、修改及等同物对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。在此所描述的操作顺序仅仅是示例,除了必须以特定顺序发生的操作外,并不局限于在此阐述的示例,而是可做出对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的改变。此外,为了增加清楚性和简洁性,可省略对于本领域的普通技术人员而言公知的功能和结构的描述。在此描述的特征可按照不同的形式实施,并且将不被解释为局限于在此描述的示例。更确切地说,已经提供了在此描述的示例,以使本公开将是彻底的和完整的,并且将把本公开的全部范围传达给本领域的普通技术人员。将明显的是,虽然在此可使用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种构件、组件、区域、层和/或部分,但是这些构件、组件、区域、层和/或部分不应被这些术语限制。这些术语仅用于将一个构件、组件、区域、层或部分与另一构件、组件、区域、层或部分区分开。因此,在不脱离示例性实施例的教导的情况下,下面论述的第一构件、组件、区域、层或部分可称作第二构件、组件、区域、层或部分。除非另外指明,否则第一层“在”第二层或基板“上”的陈述将被解释为涵盖第一层直接接触第二层或基板的情况和一个或更多个其他层设置在第一层与第二层或基板之间的情况两者。诸如“在……下面”、“在……下方”、“在……之下”、“下方”、“底部”、“在……之上”、“在……上方”、“上方”、“顶部”、“左”和“右”的描述相对空间关系的词语,可用来方便地描述一个装置或元件与其它装置或元件的空间关系。这样的词语将被解释为包含附图中所示出的装置的方位和装置在使用或操作中的其它方位。例如,基于附图中示出的装置的方位,装置包括设置在第一层之上的第二层的示例也包含当装置在使用或操作中翻转颠倒时的装置。在此使用的术语仅用来描述特定的实施例,并不意图限制本公开。除非上下文另外清楚的指明,否则如在此使用的单数形式也意于包括复数形式。还将理解的是,当在说明书中使用术语“包括”和/或“包含”时,列举存在所陈述的特征、整数、步骤、操作、构件、元件和/或它们的组,而不排除存在或增加一个或更多个其它特征、整数、步骤、操作、构件、元件和/或它们的组。图1是示出根据实施例的无线电力发送器和无线电力接收器的示例的示图。如图1中所示,无线电力发送器100将电力无线地发送到无线电力接收器200。无线电力接收器200将接收的电力无线地提供到电子装置300。例如,电子装置可为诸如智能电话、膝上型电脑、手表或平板PC的移动装置。无线电力发送器100包括发送线圈,其中,发送线圈磁耦合到无线电力接收器200的接收线圈,以将电力无线地提供到接收线圈。虽然所示示例示出了一个发送线圈,但仅仅是说明性的。例如,无线电力发送器100可包括多个发送线圈。无线电力发送器100可包括用于感测外部对象的感测线圈。无线电力发送器100可使用感测线圈发送诸如信标信号的感测信号。也就是说,由于根据实施例的无线电力发送器100包括单独的发送短信标信号的感测线圈,所以在无线电力发送器100通过发送线圈无线地发送电力的同时,可使用感测线圈感测进入到无线电力发送器100附近的外部对象。在下文中,虽然将以示例的方式描述关于短信标信号的感测信号,但是可以以根据一个或更多个实施例的其它信号代替所述感测信号。在下文中,无线电力发送器100的各种实施例将参照图2和图3进行描述。图2是示出根据实施例的无线电力发送器的框图。参照图2,无线电力发送器100包括电源100、电力发送器120、传感器130和控制器140。根据实施例,无线电力发送器100还包括无线通信器150。电源110将所需的电力提供到无线电力发送器100的各个组件。例如,电源100可为接收交流(AC)电力并将接收的AC电力转换为各种直流(DC)电力信号以将转换的DC电力信号提供到无线电力发送器100的各个组件的供电模块。电力发送器120将电力无线地发送到无线电力接收器。电力发送器120包括电力发送线圈,其中,电力发送线圈能够磁耦合到无线电力接收器的接收线圈,以将电力无线地发送到无线电力接收器。传感器130感测进入到其附近的对象。传感器130包括用于感测进入到与其附近的对象的感测线圈。这里,无论是否操作发送线圈均可操作感测线圈。也就是说,感测线圈和发送线圈可彼此独立地进行操作。因此,即使当电力发送器120将电力无线地发送到无线电力接收器时,传感器130也可感测进入到其附近的对象。控制器140控制由传感器130发送的短信标信号。传感器130感测已发送的短信标信号的阻抗的变化以确定对象是否在附近或正在进入到其附近。根据实施例,传感器130检测针对短信标信号的电流或电压。也就是说,由于阻抗响应于电流或电压的变化而变化,因此传感器130基于检测到的针对短信标信号的电流或电压的变化确定对象是否进入到其附近。根据实施例,例如,可由控制器140来执行基于检测到的电流或电压的变化确定对象是否进入到其附近。因此,控制器140确定由传感器130感测的对象是否为无线电力接收器。如果所感测的对象为无线电力接收器,则控制器140控制电力发送器120以将电力无线地发送到无线电力接收器。根据实施例,控制器140控制传感器130以发送短信标信号。也就是说,传感器130在控制器140的控制下发送短信标信号。如果传感器130检测到针对短信标信号的阻抗的变化,则其通知控制器140所检测到的阻抗的变化。根据另一实施例,在没有来自于控制器140的控制的情况下,传感器130发送短信标信号。也就是说,传感器130根据预设信息发送短信标信号,检测针对短信标信号的阻抗的变化,并通知控制器140所检测到的阻抗的变化。即使当控制器140控制电力发送器120以无线地提供电力时,控制器140也可控制传感器130以发送短信标信号。也就是说,即使当发送线圈将电力无线地提供到接收线圈时,控制器140也控制传感器130以便感测线圈发送短信标信号。无线通信器150与无线电力接收器形成局域无线通信网络。例如,无线通讯器150包括例如诸如蓝牙模块或Zigbee模块的局域无线通信模块。无线通信模块可包括用于发送和接收无线通信信号的天线。根据实施例,当传感器130感测到对象正进入到其附近时,控制器140使用局域无线通信网络确定对象是否为无线电力接收器。例如,控制器140控制无线通信器150以与无线电力接收器形成局域无线通信网络,并使用形成的局域无线通信网络确定进入到其附近的对象是否为无线电力接收器。根据实施例,控制器140可控制电力发送器120或传感器130以发送长信标信号。根据实施例,长信标信号还可由电力发送器120和传感器130两者发送。长信标信号唤醒无线电力接收器的无线通信模块。无线通信器150与由长信标信号唤醒的无线电力接收器的无线通信模块形成局域无线通信网络。图3是示出根据另一实施例的无线电力发送器的框图。图3示出了电力发送器120和传感器130的一个示例。参照图3,DC/DC转换器111将电力提供到无线电力发送器100的其他组件。在示出的示例中,虽然仅示出了DC/DC转换器111,但是根据需要,在DC/DC转换器111的前面的级中还可包括功率因子校正电路。电力发送器120无线地发送电力。电力发送器120包括第一谐振器121和第一功率放大器122。第一谐振器121包括发送线圈。第一谐振器121可磁耦合到无线电力接收器的谐振电路。根据实施例,第一谐振器121还可包括至少一个电容器或至少一个线圈,或两者。第一功率放大器122将电力提供到第一谐振器121。第一功率放大器122由控制器140控制。电力发送器120还可包括振荡器。由振荡器产生的振荡信号可被第一功率放大器122放大,以被提供到第一谐振器121。传感器130发送短信标信号。传感器130包括第二谐振器131和检测器132。根据实施例,传感器130还包括第二功率放大器133。第二谐振器131包括感测线圈。如上所述,无论是否操作发送线圈均可操作感测线圈。当第二谐振器131发送短信标信号时,检测器132从短信标信号检测阻抗的变化。在发送短信标信号的同时其他对象设置在无线电力发送器100的周围的情况下,对应的对象引起第二谐振器131中阻抗的变化。因此,当第二谐振器131发送短信标信号时,检测器132从短信标信号检测阻抗是否发生了变化,且如果阻抗发生了变化,则检测器132通知控制器140阻抗的变化。根据实施例,检测器132监测第二谐振器131中的电流或其电压以从短信标信号检测阻抗的变化。例如,检测器132从发送线圈中的电流检测感测电压。控制器140利用感测电压的变化确定发送线圈的阻抗的变化。根据实施例,检测器132监测从第二功率放大器133输出的电流或电压以检测阻抗的变化。例如,检测器132从第二功率放大器133的输出电流检测感测电压。控制器140利用感测电压的变化确定发送线圈的阻抗的变化。第二功率放大器133将电力提供到第二谐振器131。第二功率放大器133由控制器140控制。根据实施例,第二功率放大器133可从振荡器接收振荡信号。控制器140可包括一个或更多个处理器。根据实施例,控制器140还可包括存储器1120。处理器可包括例如中央处理单元(GPU)、图形处理单元(GPU)、微处理器、专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA)并可具有多个核。存储器可以是易失性存储器(例如,随机存取存储器(RAM))、非易失性存储器(例如,只读存储器(ROM)或闪存)或它们的组合。图4是示出根据实施例的无线电力接收器的框图。参照图4,无线电力接收器200包括电力接收单元210、整流器220、转换器230和控制器240。根据实施例,无线电力接收器200还可包括无线通信器250。电力接收单元210包括接收线圈。由接收线圈接收的电力由整流器220进行整流并由转换器230进行转换以被提供到负载。控制器240控制整流器220或转换器230的操作,或两者的操作。图5A至图5C是示出根据本公开中的实施例的各个组件的输出的曲线图。图5A示出了第一功率放大器的输出,即,发送线圈的输出,图5B示出了第二功率放大器的输出。图5C示出了由检测器检测到的电压(或电流)。如图5A至图5C中所示,第二功率放大器周期性地发送短信标信号(S1)。在第一对象进入到其附近之前,检测器的输出(Sa)被一致地保持。当第一对象进入到其附近时(511),检测器的输出(Sb)相应地变化。由于第一对象与无线电力发送器保持距离,所以检测器的输出(Sb)也被保持。在进入到其附近的对象为无线接收器的情况下,电力可通过第一功率放大器被无线地发送(510)。如图5B所示,即使在电力被无线地发送的状态下(510),短信标信号S1也被周期性地发送(520)。第二对象可在无线地发送电力的同时接近(512),且由第二功率放大器发送的短信标信号的阻抗可随着第二对象的接近而改变。结果,检测器的输出改变为Sc。因此,根据实施例,可在无线地发送电力的同时准确地确定另一对象的接近。由于发送线圈和感测线圈在实施例中单独地使用,所以可在操作发送线圈时使用感测线圈准确地确定对象的接近。图6A和图6B是示出通常的无线电力发送器的输出的曲线图。图6A和图6B中示出的曲线图示出了使用一个线圈发送短信标信号并随后无线地发送电力的常见的示例中的输出。如图6A中所示,在对象在电力被无线地发送(610)的同时进入到其附近的(620)情况下,检测到的电流或电压中可出现一些差异(630)。然而,由于上述差异还可通过由于接收电力的无线电力接收器的位置移动导致的电力的变化而产生,或还可由外部外来物的接近而引起,所以不能准确地确定变化的原因。图7是示出根据本公开中的实施例的无线电力传输方法的流程图。可由以上参考图1至图5C描述的无线电力发送器执行以下将要进行描述的无线电力传输方法的各种实施例。参照图7,无线电力发送器使用感测线圈发送短信标信号(S710)。无线电力发送器检测针对短信标信号的电流或电压(S720)。如果检测到电流或电压的变化(在S730中,是),则无线电力发送器使用发送线圈将电力无线地发送到无线电力接收器(S740)。根据实施例,无线电力发送器在使用发送线圈无线地发送电力的同时使用感测线圈发送短信标信号。根据实施例,无论是否操作发送线圈,无线电力发送器都使用感测线圈发送短信标信号。如果未检测到电流或电压的变化(在S730中,否),则无线电力发送器连续不断地发送短信标信号(S710)。如上所述,根据本公开中的实施例,即使在执行无线充电的同时,无线电力发送器也可准确地确定外部对象的接近。图1至图5C中示出的执行在此参照图5A至图7描述的操作的设备、单元、模块、装置和其它组件通过硬件组件来实现。硬件组件的示例包括控制器、传感器、发生器、驱动器、存储器、比较器、算术逻辑单元、加法器、减法器、乘法器、除法器、积分器和本领域的普通技术人员已知的任何其他电子组件。在一个示例中,通过计算机硬件实现硬件组件,例如,通过一个或更多个处理器或计算机。通过一个或更多个处理元件来实现处理器或计算机,例如,逻辑门阵列、控制器和算术逻辑单元、数字信号处理器、微型计算机、可编程逻辑控制器、现场可编程门阵列、可编程逻辑阵列、微处理器或本领域的普通技术人员已知的能够以限定的方式来响应并执行指令以获得预期结果的任何其他装置或装置的组合。在一个示例中,处理器或计算机包括(或连接到)一个或更多个存储通过处理器或计算机执行的指令或软件的存储器。通过处理器或计算机实现的硬件组件执行指令或软件(例如操作系统(OS)和一个或更多个在OS上运行的软件应用)以执行在此参照图5A至图7描述的操作。硬件组件还响应于指令和软件的执行来访问、操作、处理、创建并存储数据。为了简单起见,单数术语“处理器”或“计算机”可用于描述在此所描述的示例,但是在其他示例中使用多个处理器或计算机,或者,处理器或计算机包括多个处理元件或多种类型的处理元件,或包括二者。在一个示例中,硬件组件包括多个处理器,在另一示例中,硬件组件包括处理器和控制器。硬件组件具有任意一个或更多个不同的处理配置,其示例包括:单处理器、独立处理器、并行处理器、单指令单数据(SISD)多处理器、单指令多数据(SIMD)多处理器、多指令单数据(MISD)多处理器和多指令多数据(MIMD)多处理器。通过如上所述的执行指令或软件的处理器或计算机来执行图5A至图7中示出的执行在此参照图5A至图7描述的操作的方法,以执行在此描述的操作。为了单独或集体地指示或配置处理器或计算机以作为机用计算机或专用计算机来执行如上所述的通过硬件组件和所述方法执行的操作,用于控制处理器或计算机以实现硬件组件并执行如上所述方法的指令或软件被写为计算机程序、代码段、指令或其任意组合。在一个示例中,指令或软件包括通过处理器或计算机直接地执行的机器代码,诸如由编译器产生的机器代码。在另一示例中,指令或软件包括使用解释器通过处理器或计算机执行的高级代码。本领域的普通程序员基于公开了用于执行通过如上所述的硬件组件和方法执行的操作的算法的附图中示出的框图和流程图以及说明书中相应的描述,能够容易地编写指令或软件。用于控制处理器或计算机以实现硬件组件并执行如以上所述的方法的指令或软件、以及任何相关联的数据、数据文件和数据结构被记录、存储或固定在一个或更多个非暂时性计算机可读存储介质之中或之上。非暂时性计算机可读存储介质的示例包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、闪速存储器、CD-ROM、CD-R、CD+R、CD-RW、CD+RW、DVD-ROM、DVD-R、DVD+R、DVD-RW、DVD+RW、DVD-RAM、BD-ROM、BD-R、BD-RLTH、BD-RE、磁带、软盘、磁光数据存储设备、光学数据存储设备、硬盘、固态盘和本领域普通技术人员已知的能够以非暂时性方式存储指令或软件以及任何相关联的数据、数据文件和数据结构并能够将指令或软件以及任何关联数据、数据文件和数据结构并能够将指令或软件以及任何相关联的数据、数据文件和数据结构提供到处理器或计算机以便处理器或计算机能够执行指令的任意装置。在一个示例中,指令或软件以及任何相关联的数据、数据文件和数据结构分布在连接互联网的计算机系统上,以便通过处理器或计算机以分布式方式存储、访问或执行指令或软件以及任何关联数据、数据文件和数据结构。仅作为非详尽的示例,如在此所述的终端、装置、单元和接收器可以是诸如蜂窝电话、智能电话、可穿戴的智能装置(例如,手环、手表、眼镜、手镯、脚镯、腰带、项链、耳环、头带、头盔或嵌在衣物里的装置)、便携式个人计算机(PC)(诸如膝上型电脑、笔记本电脑、小型笔记本电脑、上网本或超级移动PC(UMPC)、平板PC(tablet))、平板手机、个人数字助理(PDA)、数码相机、便携式游戏控制器、MP3播放器、便携式/个人多媒体播放器(PMP)、掌上型电子书、全球定位系统(GPS)导航装置,或传感器的移动装置,或诸如台式PC、高清晰度电视(HDTV)、DVD播放器、蓝光播放器、机顶盒或家用电器的固定装置,或能够进行无线通信或网络通信的任意其他移动或固定装置。在一个示例中,可穿戴的装置是被设计为可直接安装在使用者身上的装置,例如,一副眼镜或手镯。在另一示例中,可穿戴的装置是利用附着装置安装在使用者的身体上的任意装置,例如,使用臂环附着于使用者的手臂或使用挂绳挂绕在使用者的颈部的智能电话或平板。虽然本公开包括特定的示例,但是对于本领域的普通技术人员将显而易见的是,在不脱离权利要求及其等同物的范围和精神的情况下,可在这些示例中做出形式和细节上的各种改变。这里所描述的示例仅仅将被理解为描述性的含义,并非出于限制的目的。在每个示例中的方面或特征的描述将被理解为可适用于其他示例中的类似特征或方面。如果以不同的顺序执行所描述的技术,和/或以不同的方式组合所描述的系统、架构、装置或者电路中的组件,和/或用其它组件或者它们的等同物进行替换或者补充描述的系统、构造、装置或者电路中的组件,则可获得适当的结果。因此,本公开的范围不由具体实施方式限定,而是由权利要求及其等同物所限定,并且权利要求及其等同物范围内的所有改变将解释为被包含在本公开中。当前第1页1 2 3 当前第1页1 2 3 
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