无线电力发送器、无线电力接收器、及其控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明一般涉及无线电力发送器、无线电力接收器、及其控制方法，更具体地，涉 及能够无线地发送/接收充电电力的无线电力发送器、无线电力接收器、及其控制方法。
【背景技术】
[0002] 诸如移动电话、个人数字助理（PDA)等等的移动终端由可充电电池驱动，并且移 动终端的电池是通过利用单独的充电装置所供应的电能来充电的。通常，单独的接触端子 被布置在充电装置和电池的外部，并且所述充电装置和电池通过接触端子之间的接触来电 连接至彼此。
[0003] 然而，因为接触端子以这样的接触类型充电方案向外伸出，所以接触端子容易地 被杂质（rogue substance)污染，因而可能不能正确地执行电池充电。另外，在接触端子暴 露于湿气中的情况下，可能也无法正确地执行电池充电。
[0004] 最近，无线充电或者非接触充电技术已经被研发，并且被用于电子设备以解决以 上问题。
[0005] 这样的无线充电技术利用无线电力发送/接收，并且对应于，例如这样的系统：其 中如果电池被放在充电垫上则该电池能够被自动地充电，而无需将移动电话连接到单独的 充电连接器。通常，电子产品通过无线充电技术被无线地充电，并且因为没有必要提供有线 充电装置，所以电子设备的便携性可以增加。因此，在即将到来的电动汽车时代，期望显著 地发展与无线充电技术相关的技术。
[0006] 无线充电技术主要包括使用线圈的电磁感应方案、使用谐振的谐振方案、和将电 能转换为微波然后发送微波的RF/微波辐射方案。
[0007] 到目前为止认为电磁感应方案是主流，但是凭借最近通过使用微波向相距几十米 的目的地无线地发送电力的成功实验，期望在不久的将来，所有的电子产品将无论何时无 论何地被无线地充电而无需电线。
[0008] 通过电磁感应的电力传输方法对应于在第一线圈和第二线圈之间发送电力的方 案。当磁体在线圈中移动时，感应电流出现。通过使用感应电流，在输送端产生磁场，并且 根据所述磁场的变化而感应出电流，从而在接收端创造能量。这个现象被称为磁感应，并且 使用磁感应的电力传输方法具有较高的能量传输效率。
[0009] 对于谐振方案，即使要被充电的设备与充电设备分开若干米，电力仍使用基于耦 合模理论的谐振方案的电力传输原理被无线地输送。无线充电系统利用物理上的这个概 念：谐振是当音叉以特定频率振动时，紧挨着音叉的酒杯以相同频率振动的趋势。类似地， 可以使包含电能的电磁波谐振，并且只有当存在具有当前的谐振频率的接收设备时，被谐 振的电能才能被直接输送。未被使用的剩余电能被重新吸收到电磁场中而不是被传播到空 中，从而不同于其它电磁波，所述电能不影响周围的机器或者人。
【发明内容】
[0010] 技术问题
[0011] 同时，对无线充电方法的研究当前正在进行，但是针对以下各项的标准还没有被 提出：无线充电次序、对于无线电力发送单元/接收单元的搜索、对于无线电力发送单元/ 接收单元之间的通信频率的选择、无线电力控制、对于匹配电路的选择、以及在一个充电循 环中对于每个无线电力接收单元的通信时间分布等。特别地，存在对于针对这样的配置和 程序的标准的需要：无线电力接收单元选择将接收无线电力的无线电力发送单元。
[0012] 具体地，存在研发这样的技术的需要：当无线电力发送单元具有与布置在充电范 围外面的无线电力接收单元的通信连接时，将相应的无线电力接收单元排除。
[0013] 技术方案
[0014] 已经做出本发明以解决至少上述问题和缺点，以及提供至少下述优点。因此，本发 明的一方面提供确定形成交叉连接的无线电力接收单元和排除所确定的无线电力接收单 元的无线电力发送单元及其控制方法。本发明的另一方面提供无线电力接收单元及其控制 方法，在该控制方法中，无线电力发送单元确定形成交叉连接的无线电力接收单元。
[0015] 根据本发明的一方面，提供了一种向无线电力接收单元发送充电电力的无线电力 发送单元的控制方法。所述控制方法包括：从一个或多个无线电力接收单元接收第一信 号；基于所接收的第一信号的接收强度，从所述一个或多个无线电力接收单元当中分类出 (classifying)要与之通信的无线电力接收单元；发送具有预定电平的无线传输电力；从 所分类出的无线电力接收单元接收包括所分类出的无线电力接收单元的电压信息的第二 信号；以及基于所述无线传输电力和第二信号的电压信息，与所分类出的无线电力接收单 元当中的至少一个无线电力接收单元通信。
[0016] 根据本发明的另一方面，提供了一种向无线电力接收单元发送充电电力的无线电 力发送单元。所述无线电力发送单元包括：通信单元，从一个或多个无线电力接收单元接收 第一信号；控制器，其基于所接收的第一信号的接收强度，从所述一个或多个无线电力接收 单元当中分类出要与之通信的无线电力接收单元；和电力发送器，其发送具有预定电平的 无线传输电力，其中，所述通信单元从第一分类出的无线电力接收单元接收包括第一分类 出的无线电力接收单元的电压信息的第二信号，并且所述控制器被配置为基于所述无线传 输电力和第二信号的电压信息，与所分类出的无线电力接收单元当中的至少一个无线电力 接收单元通信。
[0017] 发明的有益效果
[0018] 本发明有可能防止由于交叉连接导致的无线电力发送单元的浪费电力（waster power)。另外，可以防止由于交叉连接而导致过电力被施加在无线电力接收单元的状况。
[0019] 虽然已经参考本发明的某些示范性实施例示出和描述了本发明，但是本领域技术 人员将理解，可以在这里进行各种形式和细节上的改变，而不脱离如所附权利要求定义的 本发明的精神和范围。因此，各种修改的实施方式可以被做出，而不脱离所附权利要求中要 求保护的本发明的实质，并且修改的实施方式不应该与本发明的技术构想或者构思分开地 解释。
【附图说明】
[0020] 从以下结合附图的详细描述，本发明的以上及其它方面、特征和优点将更加清楚， 其中：
[0021] 图1示出了用于描述无线充电系统的总体操作的构思；
[0022] 图2是根据本发明的实施例的无线电力发送单元和无线电力接收单元的框图；
[0023] 图3是详细地示出根据本发明的实施例的无线电力发送单元和无线电力接收单 元的框图；
[0024] 图4是示出根据本发明的实施例的无线电力发送单元和无线电力接收单元的操 作的流程图；
[0025] 图5是示出根据本发明的另一个实施例的无线电力发送单元和无线电力接收单 元的操作的流程图；
[0026] 图6是关于由无线电力发送单元施加的电量的X坐标的图形；
[0027] 图7是示出根据本发明的实施例的无线电力发送单元的控制方法的流程图；
[0028] 图8是关于根据图7的实施例的由无线电力发送单元施加的电量的X轴的图形；
[0029] 图9是示出根据本发明的实施例的无线电力发送单元的控制方法的流程图；
[0030] 图10是关于根据图9的实施例的由无线电力发送单元施加的电量的X轴的图形；
[0031] 图11是根据本发明的实施例的无线电力发送单元和无线电力接收单元的框图；
[0032] 图12A是示出根据本发明的实施例的无线电力接收单元的控制方法的流程图；
[0033] 图12B是用于描述根据本发明的实施例的无线电力发送单元的控制方法的流程 图；
[0034] 图13是示出根据本发明的实施例的无线电力发送单元和无线电力接收单元的操 作的流程图；
[0035] 图14是根据本发明的实施例的无线电力接收单元的通信单元和外围组件的框 图；
[0036] 图15A是示出根据本发明的实施例的无线电力接收单元的控制方法的流程图；
[0037] 图15B是示出根据本发明的实施例的无线电力接收单元的控制方法的流程图；
[0038] 图15C是示出根据本发明的实施例的无线电力发送单元的控制方法的流程图；
[0039] 图16A和图16B是根据本发明的实施例的无线电力接收单元和无线电力发送单元 的控制方法的流程图；
[0040] 图17示出用于描述交叉通信的构思（cone印t);
[0041] 图18示出用于描述无线电力发送单元和无线电力接收单元之间的布置关系的构 思；
[0042] 图19是示出根据本发明的实施例的确定交叉连接的无线电力接收单元的方法的 流程图；
[0043] 图20A是示出根据本发明的实施例的无线电力发送单元的传输电力的改变的图 形；
[0044] 图20B是示出根据本发明的实施例的无线电力接收单元的电压的改变的图形；
[0045] 图21是示出根据本发明的另一个实施例的确定交叉连接的无线电力接收单元的 方法的流程图；
[0046] 图22是示出根据本发明的实施例的来自无线电力接收单元的信号的强度的图 形；以及
[0047] 图23是示出根据本发明的另一个实施例的确定交叉连接的无线电力接收单元的 方法的流程图。
【具体实施方式】
[0048] 以下，将参考附图详细描述本发明的各种实施例。应该注意到，在附图中，附图的 相同组件始终由相同的参考标号指定。在下面的对本发明的描述中，当合并于此的对熟知 功能和配置的详细描述可能使得本发明的主题不清楚时，将省略该描述。
[0049] 图1示出了描述无线充电系统的一般操作的构思。如图1中所示，无线充电系统 包括无线电力发送单元100和一个或多个无线电力接收单元11〇 -1、110-2、…、和110-n。
[0050] 无线电力发送单元100向一个或多个无线电力接收单元110-1、110_2、…、和 110-n分别地无线地发送电力1-1、1-2、...、和1-n。更具体地说，无线电力发送单元100可 以仅仅向已经通过预定的认证程序进行了认证的无线电力接收单元无线地发送电力1-1、 1 _2、···、和 l_n〇
[0051] 无线电力发送单元100与无线电力接收单元11〇-1、11〇-2、···、和110-n形成电连 接。例如，无线电力发送单元100以电磁波的形式向无线电力接收单元11〇-1、11〇-2、…、 和110-n发送无线电力。
[0052] 同时，无线电力发送单元100可以与无线电力接收单元110-1、110_2、···、和110-n 执行双向通信。无线电力发送单元100和无线电力接收单元11〇-1、11〇-2、···、和110-n可 以处理或者发送包括预定帧的分组2-U2-2.....和2-n。所述帧将在下面被更详细地描 述。特别地，无线电力接收单元可以是移动通信终端、PDA、PMP、智能电话、等等。
[0053] 无线电力发送单元100向多个无线电力接收单元110-1、110_2、···、和110-n无线 地提供电力。例如，无线电力发送单元100通过谐振方案向一个或多个无线电力接收单元 110-1、110-2、…、和110-n发送电力。当无线电力发送单元100采用谐振方案时，最好是 无线电力发送单元100和一个或多个无线电力接收单元11〇 -1、11〇-2、···、和110-n之间的 距离小于或等于30米。另外，当无线电力发送单元100采用电磁感应方案时，最好是无线 电力发送单元100和多个无线电力接收单元110-U110-2、···、和110-n之间的距离小于或 等于10厘米。
[0054] 无线电力接收单元110-1、110-2、···、和110-n从无线电力发送单元100接收无线 电力以便为其中的电池充电。另外，无线电力接收单元11〇-1、11〇-2.....和110-n向无线 电力发送单元100发送用于请求无线电力传输的信号、无线电力接收所需的信息、无线电 力接收单元的状态信息、或者无线电力发送单元100的控制信息。关于所发送的信号的信 息将在下面被更详细地描述。
[0055] 另外，无线电力接收单元110-1、110_2、···、和110-n可以向无线电力发送单元100 发送指示无线电力接收单元110-1、110-2、…、和110-n中的每一个的充电状态的消息。
[0056] 无线电力发送单元100可以包括诸如显示器的显示装置，并且基于从无线电力接 收单元11〇-1、11〇-2、···、和110-n中的每一个接收的消息来显示无线电力接收单元110-1、 110-2、和110-n中的每一个的状态。另外，无线电力发送单元100还可以显示直到无线电 力接收单元110-1、110-2、…、和110-n中的每一个被完全充电为止预期要花费的时间。
[0057] 无线电力发送单元100可以向无线电力接收单元110-U110-2、···、和110-n中的 每一个发送用于禁用无线充电功能的控制信号。已经从无线电力发送单元100接收到无线 充电功能的禁用控制信号的无线电力接收单元将无线充电功能禁用。
[0058] 图2是示出根据本发明的实施例的无线电力发送单元和无线电力接收单元的框 图。
[0059] 如图2中所示，无线电力发送单元200包括电力发送器211、控制器212、和通信单 元213。另外，无线电力接收单元250包括电力接收器251、控制器252、和通信单元253。
[0060] 电力发送器211供