无线功率发送器、无线功率接收器及其控制方法_2

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于30m。若无线功率发送器100采用 电磁感应方案,则无线功率发送器100和多个无线功率接收器110-1、110-2和110-n之间 的距离应当小于10cm。
[0051] 无线功率接收器110-1、110-2和110-n从无线功率发送器100接收无线功率,并 且采用接收到的功率对其中安装的电池充电。无线功率接收器110-1、110-2和110-n可W 向无线功率发送器100发送:用于请求无线功率的发送的信号、接收无线功率所需的信息、 无线功率接收器的状态信息、控制无线功率发送器100的信息、等等。发送信号信息将在W 下详细地被描述。
[0052]无线功率接收器110-1、110-2和110-n可W向无线功率发送器100传送指示它们 的充电状态的消息。
[0053] 无线功率发送器100可W包括诸如显示器的显示工具,并且基于从无线功率接 收器110-U110-2和110-n中的每个接收到的消息而在该显示器上显示无线功率接收器 110-U110-2和110-n中的每个的状态。此外,无线功率发送器100可W在该显示器上显 示,预期的到无线功率接收器110-U110-2和110-n中的每个被充满电为止的时间。
[0054] 无线功率发送器100可W向无线功率接收器110-1、110-2和110-n中的每个发送 用于禁用(dis油Ie)无线充电功能的控制信号。在从无线功率发送器100接收到用于禁用 无线充电功能的控制信号时,无线功率接收器禁用无线充电功能。
[00巧]图2是示出根据本发明的实施例的无线功率发送器和无线功率接收器的框图。
[0056] 如图2中所示,无线功率发送器200包括功率发送单元211、控制器212和通信单 元213。无线功率接收器250可W包括功率接收单元251、控制器252和通信单元253。
[0057] 功率发送单元211供应无线功率发送器200所要求的功率,并且可W将功率无线 地供应给无线功率接收器250。功率发送单元211用交流(AC)波形的形式来供电,或者可 W用直流值C)波形的形式来供电。在后一情况中,功率发送单元211使用逆变器将DC波 形转换为AC波形,并且用AC波形的形式来供电。功率发送单元211可WW内置电池的形 式来实现,或者可WW从外部接收功率并将接收到的功率供应给其他组件的功率接收接口 的形式来实现。对本领域普通技术人员将显而易见的是,只要能够W预定AC波形的形式来 供电,任何手段都可W替代功率发送单元211。
[0058]此外,功率发送单元211可WW电磁波的形式将AC波形提供给无线功率接收器 250。功率发送单元211还可W包括谐振电路,因此功率发送单元211发送或接收预定电磁 波。若功率发送单元211用谐振电路来实现,则谐振电路中的环形线圈的电感L可能会有 所变动。对本领域普通技术人员将显而易见的是,只要它能够发送和接收电磁波,任何手段 都可W替代功率发送单元211。
[0059]控制器212控制无线功率发送器200的总体操作。控制器212可W使用算法、程 序或应用来控制无线功率发送器200的总体操作,所述算法、程序或应用中的每个是从存 储器(未示出)读取并且是控制所需的。控制器212可WW中央处理单元(CPU)、微处理 器、迷你计算机等等的形式来实现。控制器212的详细操作将在W下更详细地被描述。
[0060]通信单元213使用预定通信方案来执行与无线功率接收器250的通信。通信单元 213可W使用近场通信(NFC)、紫蜂、红外数据协会(IrDA)、可见光通信(VLC)、蓝牙、蓝牙低 能量度LE),来执行与无线功率接收器250的通信单元253的通信。通信单元213还可W使 用带有冲突避免的载波侦听多址接入(CSMA/CA)算法。W上通信方案仅仅是说明性的,并 且本发明的范围将不限于在通信单元213中执行的具体通信方案。
[0061]通信单元213发送关于无线功率发送器200的信息的信号。通信单元213可W单 播、多播或广播该信号。W下表1示出根据本发明的实施例的、从无线功率发送器200发送 的信号的数据结构。无线功率发送器200W预设周期发送具有W下帖的信号,并且该信号 可W在此被称为'通知(Notice)'信号。
[0062]表 1
[0064]表1中,'帖类型'字段,作为指示信号的类型的字段,其指示该信号为'通知'信号。 '协议版本'字段,作为指示通信方案的协议类型的字段,它可W被分配例如4比特。'序列 号'字段,作为指示信号的序列号的字段,它可W被分配例如1字节。该序列号可W响应于 例如信号发送/接收的相位而一个接一个地增加。'网络ID'字段,作为指示无线功率发送 器200的网络ID的字段,它可W被分配例如1字节。'报告的接收器(RxtoR巧ort)(调 度掩码)'字段,作为指示将向无线功率发送器200进行报告的无线功率接收器的字段,它 可W被分配例如1字节。表2示出根据本发明的实施例的'报告的接收器(调度掩码)'字 段。
[00巧]表2
[0066]
[0067]表2中,Rxl至Rx8可W对应于第一至第八无线功率接收器。'报告的接收器(调 度掩码)'字段可W被实现为让具有调度掩码=1的无线功率接收器作出报告。
[006引表1中,'保留'字段,作为保留给将来使用的字段,可W被分配例如5比特。'Rx的数目'字段,作为指示无线功率发送器200周围的无线功率接收器的数目的字段,它可W 被分配例如3比特。
[0069] 通信单元213从无线功率接收器250接收功率信息。功率信息包括无线功率接收 器250的容量、电池电量水平化att&rylevel)、充电的次数(numberofcharging)(电池 的充电次数)、使用率、电池容量和电池电量百分比化att&rypercentage)中的至少一个。
[0070] 通信单元213发送充电功能控制信号W用于控制无线功率接收器250的充电功 能。充电功能控制信号可W是通过控制无线功率接收器250的功率接收单元251来使能或 禁用充电功能的控制信号。更具体地,功率信息可W包括关于有线充电端子的插入、从独立 (SA)模式到非独立式(NSA)模式的转变,W及错误情况的发布的信息,所有的运些将在W 下被描述。
[0071] 通信单元213可W不仅从无线功率接收器250接收该信号,还从至少一个无线功 率发送器(未示出)接收该信号。例如,通信单元213可W从另一无线功率发送器接收表 1中的帖的'通知'信号。
[0072] 虽然功率发送单元211和通信单元213在图2中被配置为不同的硬件结构,因而 无线功率发送器200看起来是W带外方式进行通信,但运仅仅是说明性的。在本发明中,功 率发送单元211和通信单元213可W被实现为单个硬件结构,因而无线功率发送器200可 WW带内方式执行通信。
[0073] 无线功率发送器200从无线功率接收器250接收各种信号/向无线功率接收器 250发送各种信号。因此,其中无线功率接收器250加入由无线功率发送器200管理的无 线功率网络的过程和其中无线功率接收器250通过无线功率发送/接收来充电的过程被执 行,并且其详细描述将在W下给出。
[0074] 图3是示出根据本发明的实施例的无线功率发送器和无线功率接收器的详细框 图。
[00巧]如图3中所示,无线功率发送器(或功率发送单元(PTU))200包括功率发送单元 211、控制器/通信单元(或MCU&带外信令单元)212/213、驱动器214、放大器215和匹配 器216。无线功率接收器(功率接收单元(PRU)) 250包括功率接收单元251、控制器/通信 单元(或MCU&带外信令单元)252/253、整流器254、DC/DC转换器255、开关256W及负载 单元257。
[0076] 驱动器214输出具有预设电压值的DC功率。从驱动器214输出的DC功率的电压 值是由控制器/通信单元212/213控制的。
[0077] 从驱动器214输出的DC电流被输出到放大器215。放大器215用预定增益放大该 DC电流。此外,放大器215还基于从控制器/通信单元212/213接收到的信号来将DC电流 转换为AC电流。相应地,放大器215输出AC电流。
[0078] 匹配器216执行阻抗匹配。例如,匹配器216调整从匹配器216所见的阻抗从而 控制输出功率W具有高效率和高功率。匹配器216在控制器/通信单元212/213的控制下 调整阻抗。匹配器216可W包括线圈或电容器中的至少一个。控制器/通信单元212/213 可W控制与线圈或电容器中的至少一个的连接状态,并根据其来执行阻抗匹配。
[0079] 功率发送单元211向功率接收单元251发送输入AC功率。功率发送单元211和 功率接收单元251中的每个可W通过具有相同谐振频率的谐振电路来实现。例如,谐振频 率可W是被确定为6. 78MHz。
[0080] 控制器/通信单元212/213执行与无线功率接收器250中的控制器/通信单元 252/253的通信,并且可W执行例如在2. 4GHz频率处的双向通信。
[0081] 功率接收单元251接收充电功率。
[0082] 整流器254将在功率接收单元251处接收的无线功率整流为DC功率,并且可WW 例如桥式二极管的形式来实现。DC/DC转换器255用预设增益来转换所整流的功率。例如, DC/DC转换器255可W转换经整流的功率,从而它的输出端子259可W具有5V的电压。可 用于DC/DC转换器255的前端258的电压的最小值和最大值可W事先设定。
[0083] 开关256将DC/DC转换器255连接到负载单元257。开关256在控制器252的控 制下保持开/关状态。若开关256处在开状态,负载单元257存储从DC/DC转换器255接 收到的已转换的功率。
[0084] 图4是示出根据本发明的实施例的无线功率发送器和无线功率接收器的操作的 流程图。
[0085] 如图4中所示,在步骤S401中,无线功率发送器(或PTUMOO被通电。在通电时, 在步骤S402中,无线功率发送器400配置(或设置)环境。
[0086] 在步骤S403中,无线功率发送器400进入省电模式。在省电模式中,无线功率发 送器400W不同检测目的的功率信标的自有周期应用不同检测目的的功率信标,并且其详 细的描述将参照图6来给出。例如,如图4中,无线功率发送器400可W应用检测目的的功 率信标404和405,并且检测目的的功率信标404和405可W在功率值的量值上彼此不同。 检测目的的功率信标404和405中的全部或一些可W具有能够驱动无线功率接收器(
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