用于损耗电力检测的设备和方法
【技术领域】
[0001] 所描述技术大体上设及无线电力。更具体来说，本发明针对与检测存在于磁场中 的非相容的对象相关的装置、系统及方法。
【背景技术】
[0002] 松散禪合的无线电力系统包含电力传递单元(例如，充电装置)和待充电的一或多 个电力接收单元(例如，手机、膝上型计算机等）。当非相容对象存在于电力传递单元的充电 区内、附近或周围时，无线电力系统中的电能可能损耗。所损耗的电能可能伤害用户，损坏 装置或对象，引发火灾等。由此，需要检测何时电力系统体验电力损耗且恰当地作出反应。
【发明内容】
[0003] 本发明提供一种用于W无线方式传递电力的设备。所述设备包括无线电力发射 器，其经配置W在足W为定位于充电区内的可充电装置供电或充电的第一电力电平处W无 线方式发射电力。所述设备进一步包括控制器电路，其操作上禪合到所述无线电力发射器 且经配置W获得无线电力发射器的第一电力电平的第一电力测量值。控制器电路进一步经 配置W基于无线电力发射器的至少一个组件的容差值确定第一电力测量值的第一经调整 电力测量值。控制器电路进一步经配置W获得由可充电装置接收的第二电力电平的第二电 力测量值。控制器电路进一步经配置W基于可充电装置的至少一个组件的容差值确定第二 电力测量值的第二经调整电力测量值。控制器电路进一步经配置W确定所述第一与第二经 调整电力测量值之间的电力差是否超出阔值。
[0004] 本发明提供一种用于W无线方式传递电力的方法。所述方法包括在足W为定位于 充电区内的可充电装置供电或充电的第一电力电平处W无线方式发射电力。所述方法进一 步包括获得无线电力发射器的第一电力电平的第一电力测量值。所述方法进一步包括基于 无线电力发射器的至少一个组件的容差值确定第一电力测量值的第一经调整电力测量值。 所述方法进一步包括获得由可充电装置接收的第二电力电平的第二电力测量值。所述方法 进一步包括基于可充电装置的至少一个组件的容差值确定第二电力测量值的第二经调整 电力测量值。所述方法进一步包括确定所述第一与第二经调整电力测量值之间的电力差是 否超出阔值。
[000引本发明提供一种用于W无线方式传递电力的设备。所述设备包括用于在足W为定 位于充电区内的可充电装置供电或充电的第一电力电平处W无线方式发射电力的装置。所 述设备进一步包括用于获得无线电力发射器的第一电力电平的第一电力测量值的装置。所 述设备进一步包括用于基于无线电力发射器的至少一个组件的容差值确定第一电力测量 值的第一经调整电力测量值的装置。所述设备进一步包括用于获得由可充电装置接收的第 二电力电平的第二电力测量值的装置。所述设备进一步包括用于基于可充电装置的至少一 个组件的容差值确定第二电力测量值的第二经调整电力测量值的装置。所述设备进一步包 括用于确定所述第一与第二经调整电力测量值之间的电力差是否超出阔值的装置。
[0006] 本发明提供一种非暂时性计算机可读媒体。所述媒体包括代码，所述代码在执行 时致使一设备在足W为定位于充电区内的可充电装置供电或充电的第一电力电平处W无 线方式发射电力。所述媒体进一步包括代码，所述代码在执行时致使一设备获得无线电力 发射器的第一电力电平的第一电力测量值。所述媒体进一步包括代码，所述代码在执行时 致使一设备基于无线电力发射器的至少一个组件的容差值确定第一电力测量值的第一经 调整电力测量值。所述媒体进一步包括代码，所述在执行时致使一设备获得由可充电装置 接收的第二电力电平的第二电力测量值。所述媒体进一步包括代码，所述代码在执行时致 使一设备基于可充电装置的至少一个组件的容差值确定第二电力测量值的第二经调整电 力测量值。所述媒体进一步包括代码，所述代码在执行时致使一设备确定所述第一与第二 经调整电力测量值之间的电力差是否超出阔值。
【附图说明】
[0007] 图1是根据本发明的示范性实施例的示范性无线电力传递系统的功能框图。
[0008] 图2是根据本发明的各种示范性实施例的可用于图1的无线电力传递系统中的示 范性组件的功能框图。
[0009] 图3是根据本发明的示范性实施例的包含发射或接收天线的图2的发射电路或接 收电路的一部分的示意图。
[0010] 图4说明根据本发明的示范性实施例的包含无线电力发射器及接收器的无线电力 系统。
[0011] 图5是根据本发明的示范性实施例的可用于图1的无线电力传递系统中的发射器 的功能框图。
[0012] 图6是根据本发明的示范性实施例的可用于图1的无线电力传递系统中的接收器 的功能框图。
[0013] 图7A和图7B说明用于确定非相容对象是否存在于充电区内、附近或周围的示范性 方法的流程图。
[0014] 图8为用W设定和变化由图5的发射器执行的电力损耗阔值的示范性过程的流程 图。
[0015] 图9为用于W无线方式传递电力且确定第一与第二经调整电力测量值之间的电力 差是否超出阔值的示范性方法的流程图。
[0016] 图式中说明的各种特征可能未按比例绘制。因此，为了清晰起见，可能任意扩大或 减小各种特征的尺寸。此外，图式中的一些可能并未描绘给定系统、方法或装置的所有组 件。最后，可在整个说明书和图式中使用相同的参考标号指代相同的特征。
【具体实施方式】
[0017] W下结合附图阐述的详细描述既定为本发明的某些实施方案的描述且无意表示 其中可实践本发明的仅有实施方案。在整个此描述中使用的术语"示范性"意指"充当实例、 例子或说明"且不一定应被解释为比其它示范性实施方案优选或有利。出于提供对所掲示 实施方案的透彻理解的目的，所述详细描述包含具体细节。在一些情况下，W框图形式展示 一些装置。
[0018] W无线方式传递电力可指将与电场、磁场、电磁场或其它者相关联的任何形式的 能量从发射器传递到接收器，而不使用物理电导体(例如，可通过自由空间来传递电力）。输 出到无线场（例如，磁场）中的电力可由"接收天线（receiving antenna)(或"接收天线 (receive antenna)" r接收、俘获或禪合W实现电力传递。
[0019] 图1是根据本发明的示范性实施例的示范性无线电力传递系统100的功能框图，所 述示范性无线电力传递系统可为松散禪合的无线电力系统。输入电力102可从电源（未展 示)提供到发射器104W用于产生用于提供能量传递的场105。接收器108可禪合到场105且 产生输出电力now供禪合到输出电力110的装置(未展示)存储或消耗。发射器104与接收 器108两者分开距离112。在一个示范性实施例中，发射器104与接收器108是根据相互谐振 关系而配置。当接收器108的谐振频率与发射器104的谐振频率实质上相同或接近时，发射 器104与接收器108之间的发射损耗最小。因此，与可能需要大线圈的纯电感解决方案(需要 线圈极接近(例如，几毫米））相比较，可在较大距离上提供无线电力传递。谐振电感截合技 术因此可允许在各种距离上且利用多种电感线圈配置的改进的效率和电力传递。
[0020] 当接收器108位于发射器104产生的能量场105中时，接收器108可接收电力。场105 对应于其中由发射器104输出的能量可由接收器105俘获的区。在一些情况下，场105可对应 于发射器104的"近场"，如下文将进一步描述。发射器104可包含用于输出能量发射的发射 天线114。接收器108进一步包含用于接收或俘获来自能量发射的能量的接收天线118。近场 可对应于其中存在由发射天线114中的电流及电荷产生的最低限度地福射电力远离发射天 线114的强反应性场的区。在一些情况下，近场可对应于在发射天线114的约一个波长(或其 分数）内的区。发射天线114和接收天线118根据应用和待与其相关联的装置而设定大小。如 上文所描述，高效能量传递可W通过将发射天线114的场105中的大部分能量禪合到接收天 线118而非在电磁波中将大多数能量传播到远场而发生。当定位在场105内时，可W在发射 天线114与接收天线118之间形成"禪合模式"。发射天线114和接收天线118周围的可发生此 禪合的区域在本文中被称作禪合模式区。在一个实施例中，发射天线114及接收天线118可 经由低功耗蓝牙(BLE)链路进行通信。
[0021] 图2是根据本发明的各种示范性实施例的可用于图1的无线电力传递系统100中的 示范性组件的功能框图。发射器204可包含发射电路206,其可包含振荡器222、驱动器电路 224和滤波与匹配电路226。振荡器222可经配置W产生所要频率（例如，8化化、6.78MHz或 13.56MHz)下的信号，所述所要频率可响应于频率控制信号223来调整。可将振荡器信号提 供到经配置W在(例如)发射天线214的谐振频率下驱动发射天线214的驱动器电路224。驱 动电路224可为经配置W从振荡器222接收方波并且输出正弦波的开关放大器。举例来说， 驱动器电路224可为E类放大器。还可包含滤波与匹配电路226W滤出谐波或其它不必要的 频率，且将发射器204的阻抗匹配到发射天线214。作为驱动发射天线214的结果，发射器204 可在足W对电子装置充电或供电的电平处W无线方式输出电力。作为一个实例，所提供的 电力可为例如约300毫瓦到20瓦W对具有不同电力需求的不同装置供电或充电。也可提供 更高或更低电力电平。在一个实施例中，发射天线214及接收天线218可经由低功耗蓝牙 (BLE)链路进行通信。
[0022] 接收器208可包含接收电路210,接收电路210可包含匹配电路232和整流器与切换 电路234W从AC电力输入产生DC电力输出，W便为如图2中所展示的电池236充电，或者为禪 合到接收器108的装置(未图示)供电。可包含匹配电路232W将接收电路210的阻抗匹配到 接收天线218。接收器208和发射器204可另外在单独的通信信道219(例如，蓝牙、紫蜂、蜂窝 式等)上通信。接收器208及发射器204可或者使用无线场206的特性经由带内信令通信。
[0023] 如下文更完全描述，接收器208(其最初可W具有可选择性停用的相关联负载(例 如，电池236))可经配置W确定由发射器204发射并且由接收器208接收的电力量是否适于 为电池236充电。此外，接收器208可W经配置W在确定电力量适当后即刻启用负载(例如， 电池236)。在一些实施例中，接收器208可经配置W直接利用从无线电力传递场接收的电 力，而不为电池236充电。举例来说，例如近场通信(NFC)或射频识别装置(RFID等通信装置 可经配置W从无线电力传递场接收电力，且通过与无线电力传递场交互而通信和/或利用 所接收电力与发射器204或其它装置通信。
[0024] 图3是根据本发明的示范性实施例的包含发射或接收天线352的图2的发射电路 206或接收电路210的一部分的示意图。如图3中所说明，用于示范性实施例中的发射或接收 电路350(包含下文描述的发射或接收电路)可包含天线352(或"环路"天线）。天线352可W 经配置W包含空气忍或物理忍，例如铁氧体忍（未图示）。空气忍环路天线可在对放置在忍 附近的外来物理装置更容忍。此外，空气忍环路天线352允许将其它组件放置在忍区域内。 此外，空气忍环路可更容易实现将接收天线218(图2)放置在发射天线214(图2)的平面内， 在所述平面中，发射天线214(图2)的禪合模式区可能更加强大。天线352可为线圈（例如，感 应线圈）和/或RF天线，或用W W无线方式接收或输出电力的任何其它合适的装置。天线352 可W利兹线实施或实施为针对低电阻设计的天线条带。天线352可不需要"应"为实用的尺 寸。天线352的示范性实施方案可为"电学上较小"（例如，波长的分数)且通过使用电容器来 界定谐振频率而经调谐W在可用的低频率下谐振。
[0025] 如上所述，在发射器104与接收器108之间匹配或几乎匹配的谐振期间，可发