曼彻斯特编码调制载波信号来响应。NFC-A的比特持续时间等于大约9.44微秒。因此，可实现106kbit/s的数据速率。
[0248]在该示例中，减小的功率时间间隔的典型持续时间可以大约2ms。在减小的功率时间间隔期间，发起者根据如在NFC数字协议、技术规范、版本1.0、NFC论坛、2010年11月17日中定义的比特级编码、帧格式、数据格式和有效载荷格式来传送数据分组。
[0249]图13中图示操作的时序图。在该示例中:
-选择传送的帧的第一比特以在减小的功率时间间隔/时间窗的开始处发生。在时间窗的开始和第一比特的转变之间引入小时间延迟(ta_t。)。
[0250]-选择传送的帧的最后比特(即帧的结尾的最后比特)在减小的功率时间间隔/时间窗的结尾之前发生。
[0251]因此，通过同步器在减小的功率时间间隔/时间窗的开始处触发通信单元。
[0252]如在图13中描绘的，帧延迟时间轮询一收听斤01。1141_)等于^在该图中，发起者正在一个减小的功率时间间隔窗期间发送数据，并且目标正在下一减小的功率时间间隔期间进行响应。可将FDTPcil^lsten设计为满足以下时序要求:
-FDTPc]11—Usten应当大于在NFC标准中定义的最小帧延迟时间。最小帧延迟时间在所有情况下小于时间周期t2-t1<3因此，该要求是固有满足的。
[0253]- FDTPc]11—Llsten应当小于在NFC标准中定义的响应等待时间(RWT)。响应等待时间定义了以下时间，在该时间内目标必须在轮询帧的结尾之后发送其响应的数据开始(SoD)。其通过以下公式计算:
RffT= (256 X 16/fc) x 2WT
其中f。是载波频率(即13.56MHz)，并且WT是在0到14的范围中的值。在目标激活活动期间，值WT被传送到发起者。为了具有安全操作，RWT被选择为大于功率时间间隔(t2-t!)。该值通常是大约8ms。因此，值WT必须等于或大于5，其对应于大约等于9.67ms的RWT。为了安全操作，可使用等于或大于6的值。
[0254]-如在图13中图示的，如果发起者在一个减小的功率时间间隔期间发送数据并且目标在下一减小的功率时间间隔期间进行响应，则FDTPc]1^lstan应当大于在其期间传送功率的时间窗(t2-ti)，并且小于时间窗t3-ti。
[0255]-如果目标在如由发起者传送其数据所使用的同一减小的功率时间间隔期间进行响应，则FDTPc]11w应当足够小(通常大约100微秒)，以便具有t rdt。。
[0256]帧延迟时间收听一轮询(FDTA，a)是在收听和轮询帧之间的时间。最大值FDTA，PauMax未定义。因此，在目标已响应后，发起者可自由选择其使用哪个减小的功率时间间隔来发送接下来的数据分组。
[0257]在一些实施例中，NFC通信可以根据NFC-F/NFC-DEP协议。
[0258]在该示例中，在两个传送方向(即轮询模式和收听模式)，传送的信号是使用具有ASK调制的曼彻斯特编码调制的13.56MHz载波信号。NFC-F相对于NFC-A的一个优点是可实现较大的数据速率。可实现212kbit/s或424kbit/s的数据速率。
[0259]还可在这样的实施例中应用如针对NFC-A/NFC-DEP协议图示的相同时序要求。
[0260]在一些实施例中，NFC通信可以根据NFC-A/Type 4A Tag/ISO-DEP协议。
[0261]还可在这样的实施例中应用如针对NFC-A/NFC-DEP协议图示的相同时序要求。
[0262]在一些实施例中，NFC通信可以根据NFC-F/Type 3 Tag/Half_duplex协议。
[0263]Type 3 Tag平台使用NFC-F帧延迟时间。其使用如由NFC标准针对时序要求定义的最大响应时间(MRT)。为了具有安全操作，选择MRT大于功率时间间隔(tfh)。MRT通过以下公式计算:
MRT = T X ((A+l) + η (B+l)) χ 4Ε其中:
-参数η表示在CHECK或UPDATE命令中的块字段的尺寸(即块的数量)。
[0264]-值T 等于 302.1 微秒(256xl6/fc)。
[0265]-当其探查到操作场时，参数A、B和E被传送到发起者。如在图13中示出的，这些参数必须被选择以便大于帧延迟时间轮询一收听(t-tb)。
[0266]在下文中，将特别参考NFC实施例来提供涉及可能物理定位的一些评论。
[0267]物理布置可以寻求防止在功率传送器中实施的NFC通信单元(发起者或目标)能够与在另一功率传送器中实施的NFC通信单元通信。因此，为了获得在两个功率传送器之间的最小可能距离，NFC通信单元的线圈(即它们的天线)可以是:
-被放置在与功率线圈相同的平面。
[0268]-与功率线圈的中心对准。
[0269]该配置在图14中描绘。如示出的，在两个NFC线圈之间的距离可被选择为大于10cm，其大约是可实现的最大通信距离。因此，在两个功率传送器之间的中心到中心距离D可被选择为大于dNrc+10cm，其中dNrc是NFC线圈的直径。在NFC模拟规范的附件中，提供参考设计。NFC线圈具有7cm的外直径。因此，D可被选择为大于17cm。如果使用比在参考设计中提供的线圈更大的NFC线圈，则可增大距离。
[0270]还可采用类似线圈拓扑(即与功率线圈的中心对准的NFC线圈)用于在功率接收器中实施的NFC线圈。在该情况下，在功率传送器和功率接收器之间的通信链路可仅在这两个实体被对准用于功率传输的情况下发生，尽管仍然允许小的未对准(其取决于与台面厚度和通信范围)。如果无线供电器械包括感应加热(即智能平底锅)而非功率接收器线圈，则NFC可被选择为与感应加热系统的中心对准。
[0271]因为功率接收器可使其NFC线圈与其功率传送器的NFC线圈远离10cm并且仍然能够通信，所以第二功率传送器应当被放置在大于2*dNrc+10cm的距离D处，以便防止在功率接收器和第二功率传送器之间的通信链路；“是即(:线圈的直径。该配置在图15中示出。作为最坏情况，考虑等于零的台面厚度。利用在NFC模拟规范中提供的参考设计的尺寸，D应当大于24cm。
[0272]如果第二无线供电器械被放置在台面表面上，其NFC线圈应当被放置为远离传送器的NFC线圈的中心大于10cm，以便不具有在功率传送器和该第二器械之间的通信链路。
[0273]将认识到，上面的描述为了清楚起见已经参考不同功能电路、单元和处理器描述了本发明的实施例。然而，将明显的是，可以使用在不同功能电路、单元或处理器之间的功能的任何适当分布，而不偏离本发明。例如，被图示为由分离的处理器或控制器执行的功能可以由同一处理器或控制器执行。因此，对特定功能单元或电路的引用仅仅应被视为对用于提供所描述的功能的适当构件的引用，而不是指示严格的逻辑或物理结构或组织。
[0274]本发明可以以包括硬件、软件、固件或这些的任意组合的任何适当形式实施。本发明可以可选地被至少部分实施为运行在一个或多个数据处理器和/或数字信号处理器上的计算机软件。本发明的实施例的元件和部件可以以任何适当方式物理地、功能地和逻辑地实施。实际上，功能可以被实施在单个单元中、在多个单元中或作为其它功能单元的部分。因此，本发明可以在单个单元中实施，或可以物理地和功能地分布在不同单元、电路和处理器之间。
[0275]尽管已经结合一些实施例描述了本发明，但是其并非意图受限于本文阐述的特定形式。相反，本发明的范围仅由所附权利要求限制。附加地，尽管特征可能看起来是结合特殊实施例描述的，但是本领域技术人员将辨识到，可以根据本发明组合描述的实施例的各个特征。在权利要求中，术语包括并不排除其它元件或步骤的存在。
[0276]此外，尽管被单独地列出，但是多个构件、元件、电路或方法步骤可通过例如单个电路、单元或处理器实施。附加地，尽管可以在不同权利要求中包括各个特征，但是这些可以可能地有利组合，并且包括在不同权利要求中不隐含特征的组合不是可行和/或有利的。而且，将特征包括在一个种类的权利要求中不隐含限制于该种类，而是相反指示该特征视情况同等地适用于其他权利要求种类。此外，权利要求中的特征的顺序不隐含特征必须被操作的任何特定顺序，并且特别地在方法权利要求中各个步骤的顺序不隐含这些步骤必须以该顺序来执行。相反，步骤可以以任何适当顺序执行。附加地，单数引用不排除多个。因此对“一”、“一种”、“第一”、“第二”等的引用不排除多个。权利要求中的参考符号仅仅被提供为澄清示例，其不应当被解释为以任何方式限制权利要求的范围。
【主权项】
1.一种用于无线功率传输系统的装置，所述无线功率传输系统包括被布置为经由无线感应式功率传输信号提供功率传输到功率接收器(105)的功率传送器(101)，在功率传输阶段期间的所述功率传输信号被提供在重复的功率传输信号时间帧的功率时间间隔中，所述功率传输信号时间帧进一步包括减小的功率时间间隔，所述功率传输信号的功率针对相对于所述功率时间间隔的所述减小的功率时间间隔被减小；所述装置包括: 功率传输电感器(103、107)，用于所述功率传输信号的传输； 通信天线，用于短距通信； 短距通信单元(305、405)，耦合到所述通信天线并且被布置为使用所述短距通信与作为所述功率传送器(101)和所述功率接收器(105)中的至少一个的第二实体传达数据消息，所述短距通信具有不超过20cm的范围并且使用与所述功率传输信号分离的载波信号；以及 同步器(309、409)，被布置为将所述短距通信与所述功率传输信号时间帧同步使得所述短距通信受限于所述减小的功率时间间隔。2.权利要求1所述的装置，其中所述载波的载波频率不小于所述功率传输信号的频率的两倍。3.权利要求1所述的装置，其中在第一时间帧中在减小的功率时间间隔期间的所述功率传输信号的功率水平不多于在所述第一时间帧期间在功率时间间隔期间的所述功率传输信号的功率水平的20%。4.权利要求1所述的装置，其中所述短距通信是近场通信、NFC通信，并且所述短距通信单元(305、405)可操作以操作作为发起与所述第二实体的短距通信链路的发起者。5.权利要求1所述的装置，其中所述短距通信单元(305、405)被布置为在从所述第二实体接收数据消息所在的所述减小的功率时间间隔中对从所述第二实体接收的数据消息进行答复。6.权利要求1所述的装置，其中所述短距通信单元(305、405)被布置为在随后于从所述第二实体接收数据消息所在的所述减小的功率时间间隔的减小的功率时间间隔中对从所述第二实体接收的数据消息进行答复。7.权利要求1所述的装置，其中所述短距通信单元(305、405)被布置为在进入功率传输阶段之前执行至少第一操作，所述至少第一操作包括选自以下的操作: 所述第二实体的通信能力的检测； 通信冲突检测； 在所述装置和所述第二实体之间的通信会话初始化； 所述第二实体的设备激活。8.权利要求1所述的装置，其中所述短距通信单元(305、405)被布置为重复地传送所述装置的标识到所述第二实体。9.权利要求1所述的装置，还包括功率传输控制器(303)，其被布置为响应于未接收到匹配预期标识值的所述第二实体的身份的指示而禁止功率传输。10.权利要求1所述的装置，其中所述装置是功率传送器(101)。11.权利要求10所述的装置，还包括 功率源(801)，用于提供周期性变化的功率源信号，所述功率源信号中的周期性变化的频率不多于1kHz ； 功率传输信号发生器(803)，用于从所述功率源信号生成用于功率传送电感器(103)的驱动信号，所述功率传输信号发生器(803)包括: 频率转换器(805)，被布置为生成将比所述功率源信号中的周期性变化的频率更高的驱动信号的频率，以及 限制器(807)，用于在所述减小的功率时间间隔中限制被馈送到所述功率传送电感器(103)的所述驱动信号的功率低于阈值；以及功率源同步器，用于将所述减小的功率时间间隔与所述功率源信号中的周期性变化同步。12.权利要求11所述的装置，其中所述功率源同步器被布置为同步所述减小的功率时间间隔以对应于所述功率源信号的绝对值的周期性最小值。13.权利要求10所述的装置，其中所述短距通信单元(305)被布置为执行对能够通过短距通信来与之通信的可能通信实体的检测，并且所述装置还包括被布置为如果检测到多于一个可能通信实体则禁止功率传输的功率传输控制器(303)。14.权利要求10所述的装置，还包括被布置为响应于在时间间隔内未接收到预期来自所述第二实体的响应消息的检测而禁止功率传输的功率传输控制器(303)。15.权利要求10所述的装置，还包括被布置为响应于不存在来自所述第二实体的无线电信号的检测而禁止功率传输的功率传输控制器(303 )。16.权利要求1所述的装置，其中所述装置是所述功率接收器(105)。17.权利要求16所述的装置，还包括被布置为响应于不存在来自所述第二实体的通信信号的检测而减小到所述功率接收器(105)的负载(403)的功率的控制器(401)。18.权利要求16所述的装置，还包括被布置为响应于不存在来自所述第二实体的通信信号的检测而生成用户警告的用户接口。19.权利要求16所述的装置，其中所述短距通信单元(409)被布置为响应于所述功率传输信号是存在的检测而禁止与所述第二实体的通信链路终止。20.权利要求16所述的装置，其中所述同步器(409)被布置为响应于所述功率传输信号的周期性功率变化而确定所述功率传输信号时间帧的时序。21.一种用于无线功率传输系统的操作的方法，所述系统包括被布置为经由无线感应式功率传输信号提供功率传输到功率接收器(105)的功率传送器(101)，所述功率传输信号被提供在重复的功率传输信号时间帧的功率时间间隔中，所述功率传输信号时间帧进一步包括减小的功率时间间隔，所述功率传输信号的功率针对相对于所述功率时间间隔的所述减小的时间间隔被减小；所述方法包括在功率传输阶段期间执行以下步骤: 使用短距通信基于与所述功率传输信号分离的载波信号，并且使用与用于所述功率传输信号的传输的功率传输电感器(103、107)不同的通信天线，与作为所述功率传送器(101)和所述功率接收器(105)中的至少一个的第二实体传达数据消息，所述短距通信具有不超过20cm的范围；以及 将所述短距通信与所述功率传输信号时间帧同步，使得所述短距通信受限于所述减小的功率时间间隔。
【专利摘要】一种无线功率传输系统包括被布置为经由无线感应式功率传输信号提供功率传输到功率接收器（105）的功率传送器（101），其中功率传输信号被提供在重复的功率传输信号时间帧的功率时间间隔中。该时间帧进一步包括减小的功率时间间隔。（通常为功率接收器（105）或功率传送器（101））的装置包括被布置为使用短距通信与第二实体（其是互补单元，即功率传送器（101）或功率接收器（105））传达数据消息。短距通信具有不超过20cm的范围。该装置还包括被布置为将短距通信与功率传输信号时间帧同步使得短距通信受限于减小的功率时间间隔的同步单元（309、409）。该通信可具体地是NFC通信。
【IPC分类】H02J7/00, H02J50/10, H01F38/14
【公开号】CN105379055
【申请号】CN201480040439
【发明人】N.F.乔耶, A.范瓦根恩根, W.G.M.伊特斯
【申请人】皇家飞利浦有限公司
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2014年7月1日
【公告号】EP3022825A1, US20160156232, WO2015007518A1