用于促进避免无线充电交叉连接的系统和方法_2

文档序号:8532072阅读:来源:国知局
,所述代码当执行时致使无线充电器检测来自可充电装置的带外通信信号。所述媒体进一步包括当执行时致使所述无线充电器与至少一个其它无线充电器通信的代码。所述媒体进一步包括当执行时致使所述无线充电器确定所述无线充电器或所述至少一个其它无线充电器是否将连接到所述可充电装置的代码。
[0028]本发明的另一方面提供一种促进避免与无线充电器通信的可充电装置的交叉连接的方法。所述方法包括检测来自可充电装置的通信信号。所述方法进一步包括检测在接收到所述通信信号之前或之后的第一时间周期内由所述无线充电器产生的无线充电场中的阻抗改变。所述阻抗改变是由所述可充电装置进入所述无线充电场引起。所述方法进一步包括响应于确定所述通信信号的信号强度高于信号强度阈值且所述阻抗改变的量高于阻抗改变阈值而接受来自所述可充电装置的额外通信信号。在某些方面中,所述通信信号是经由不同于所述无线场的带外通信信道接收,且其中所述通信信号是在信标模式时间周期期间接收。
[0029]在某些此些方面中,所述方法由用于对可充电装置进行充电的无线充电器执行。所述无线充电器包括无线电力天线。所述无线充电器进一步包括无线电力发射器,其耦合到所述无线电力天线且经配置以在至少一个充电区中产生无线充电场。所述无线充电场包括多个电力信号。所述无线充电器进一步包括通信天线以及耦合到所述通信天线且经配置以经由所述通信天线与所述可充电装置通信的收发器。所述无线充电器进一步包括控制器,其经配置以检测所述通信信号,检测所述阻抗改变且接受所述额外通信信号。
[0030]本发明的另一方面提供一种无线充电器,其经配置以用于促进避免与无线充电器通信的可充电装置的交叉连接。所述无线充电器包括用于检测来自可充电装置的通信信号的装置。所述无线充电器进一步包括用于检测在接收到所述通信信号之前或之后的第一时间周期内由所述无线充电器产生的无线充电场中的阻抗改变的装置。所述阻抗改变是由所述可充电装置进入所述无线充电场引起。所述无线充电器进一步包括用于响应于确定所述通信信号的信号强度高于信号强度阈值且所述阻抗改变的量高于阻抗改变阈值而接受来自所述可充电装置的额外通信信号的装置。
[0031]本发明的另一方面提供一种包括代码的非暂时性计算机可读媒体,所述代码当执行时致使无线充电器检测来自可充电装置的通信信号。所述媒体进一步包括当执行时致使所述无线充电器检测在接收到所述通信信号之前或之后的第一时间周期内由所述无线充电器产生的无线充电场中的阻抗改变的代码。所述阻抗改变是由所述可充电装置进入所述无线充电场引起。所述媒体进一步包括当执行时致使所述无线充电器响应于确定所述通信信号的信号强度高于信号强度阈值且所述阻抗改变的量高于阻抗改变阈值而接受来自所述可充电装置的额外通信信号的代码。
【附图说明】
[0032]图1是根据本发明的示范性实施例的示范性无线电力传送系统的功能框图。
[0033]图2是根据本发明的各种示范性实施例的可用于图1的无线电力传送系统中的示范性组件的功能框图。
[0034]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不意图。
[0035]图4是根据本发明的示范性实施例的可用于图1的无线电力传送系统中的发射器的功能框图。
[0036]图5是根据本发明的示范性实施例的可用于图1的无线电力传送系统中的接收器的功能框图。
[0037]图6是可用于图4的发射电路中的发射电路的一部分的示意图。
[0038]图7A是根据本发明的示范性实施例的在存在多个发射器的情况下的接收器的功能框图。
[0039]图7B示意性地说明在存在两个发射器的情况下四个接收器之间的交叉连接的实例。
[0040]图7C是可并入有图4的发射电路及图5的接收电路的无线充电系统的框图。
[0041]图8是用以在无线充电器与可充电装置之间建立连接的无线充电器与可充电装置(例如图7A的无线充电器和可充电装置)之间的通信的时序和信号流图。
[0042]图9是根据本文所描述的某些实施例的促进避免与无线充电器通信的可充电装置的交叉连接的实例性第一解析方法的流程图。
[0043]图1OA是根据本文所描述的某些实施例的促进避免与无线充电器通信的可充电装置的交叉连接的第二解析方法的实例的流程图。
[0044]图1OB是根据本文所描述的某些实施例的促进避免与无线充电器通信的可充电装置的交叉连接的第二解析方法的另一实例的流程图。
[0045]图11是根据本文所描述的某些实施例的促进避免与无线充电器通信的可充电装置的交叉连接的第三解析方法的实例的流程图。
[0046]图12是根据本文所描述的某些实施例的促进避免与无线充电器通信的可充电装置的交叉连接的第四解析方法的实例的流程图。
[0047]图13是根据本文所描述的某些实施例的促进避免与无线充电器通信的可充电装置的交叉连接的第五解析方法的实例的流程图。
[0048]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】
[0049]在一些无线电力系统中且如下文将描述,发射器和接收器在与正用以传送电力的频率不同的频率上通信。在一些实施例中,期望独立于用以传送电力的无线电力场而建立此所谓的带外通信信道。带外通信信道可用于减少带内发射器和接收器电路的复杂性。因为带内电力传送和带外通信信道具有不同特性,所以接收器可能在来自发射器的无线电力的范围之外但在带外通信的范围内。因此,当多个发射器存在于给定空间内时,可导致交叉连接,其中电力发射器发送电力到电力接收器但将其控制信号连接到另一电力接收器,或电力接收器由电力发射器供电但具有连接到另一电力发射器的控制信号。此条件可导致不稳定操作、效率损失以及不良用户体验。因此,期望避免此交叉连接或者检测且补救此交叉连接并起始各种装置之间的恰当通信。
[0050]下文结合附图阐述的详细描述既定作为对本发明的示范性实施例的描述,且并不希望表示可在其中实践本发明的仅有实施例。贯穿此描述所使用的术语“示范性”意指“充当实例、例子或说明”,且未必应解释为比其它示范性实施例优选或有利。所述详细描述为了提供对本发明的示范性实施例的透彻理解而包括具体细节。在一些情况下,以框图形式展示一些装置。
[0051]无线地传送电力可指将与电场、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送到接收器,而不使用物理电导体(例如,可通过自由空间来传送电力)。输出到无线场(例如,磁场)中的电力可由“接收天线”接收、俘获或耦合以实现电力传送。
[0052]图1是根据本发明的示范性实施例的示范性无线电力传送系统100的功能框图。输入电力102可从电源(未图示)提供到发射器104以用于产生用于提供能量传送的场105。接收器108可耦合到所述场105,且产生输出电力110供耦合到输出电力110的装置(未图示)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极为接近时,发射器104与接收器108之间的发射损失最小。由此,与可能需要大线圈极接近(例如,几毫米)的纯电感解决方案相比,可经由较大距离提供无线电力传送。谐振感应耦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善的效率和电力传送。
[0053]接收器108可在接收器108位于由发射器104产生的能量场105中时接收电力。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中的最低限度地辐射电力远离所述发射天线114的电流及电荷而产生的强反应性场的区。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及接收天线118根据应用及待与其相关联的装置而设定大小。如上所述,有效能量传送可通过将发射天线114的场105中的大部分能量耦合到接收天线118而非在电磁波中将大多数能量传播到所述远场而发生。当定位在场105内时,可在发射天线114与接收天线118之间形成“親合模式”。发射天线114及接收天线118周围的可发生此耦合的区域在本文中被称作耦合模式区。
[0054]图2是根据本发明的各种示范性实施例的可用于图1的无线电力传送系统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可经配置以产生所要频率(例如,468.75千赫、6.78兆赫或13.56兆赫)下的信号,所述所要频率可以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以在(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。驱动器电路224可以是切换放大器,其经配置以从振荡器222接收方波并且输出正弦波。举例来说,驱动器电路224可以是E类放大器。还可包含滤波与匹配电路226以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可在足以对电子装置充电或供电的电平下以无线方式输出电力。作为一个实例,所提供的电力可例如约300毫瓦到5瓦以对具有不同电力需求的不同装置供电或充电。也可以提供较高或较低电力电平。
[0055]接收器208可包含接收电路210,其可包含匹配电路232和整流器与切换电路234以从AC电力输入产生DC电力输出,以便为如图2中所展示的电池236充电,或者为耦合到接收器108的装置(未图示)供电。可包含匹配电路232以将接收电路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和发射器204可以或者使用无线场206的特性经由带内信令通信。
[0056]如下文更完全描述,接收器208 (其最初可以具有可选择性停用的相关联负载(例如,电池236))可经配置以确定由发射器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。另外,接收器208可经配置以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可经配置以直接利用从无线电力传送场接收的电力,而不对电池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以从无线电力传送场接收电力,且通过与无线电力传送场交互而通信及/或利用所接收电力与发射器204或其它装置通信。
[0057]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,用于包含下文所述的实施例的示范性实施例中的发射或接收电路350可包含天线352。天线352还可称为或经配置为“环形”天线352。天线352还可在本文中被称作或经配置为“磁性”天线或感应线圈。术语“天线”大体上指可无线地输出或接收用于耦合到另一“天线”的能量的组件。天线也可被称作经配置以无线地输出或接收电力的类型的线圈。如本文所使用,天线352为经配置以无线地输出及/或接收电力的类型的“电力传送组件”的实例。天线352还可经配置以包含空气芯或物理芯,例如铁氧体芯(未图示)。空气芯环形天线可在更大程度上容受放置在芯的附近的外来物理装置。此外,空气芯环形天线352允许将其它组件放置在芯区域内。此外,空气芯环可更容易允许将接收天线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)的耦合模式区可能更加强大。
[0058]如所陈述,在发射器104与接收器108之间匹配或几乎匹配的谐振期间,可以发生发射器104与接收器108之间的高效能量传送。然而,甚至在发射器104与接收器108之间的谐振不匹配时,也可以传送能量,只不过效率可能会受到影响。能量传送的发生是通过将能量从发射天线214线圈的场105耦合到驻留在其中建立此场105的邻域中的接收天线218,而不是将能量从发射天线214传播到自由空间中。
[0059]环形或磁性天线的谐振频率是基于电感和电容。电感可仅为天线352产生的电感,而可将电容添加到天线的电感以产生所要谐振频率下的谐振结构。作为非限制性实例,电容器352和电容器354可以添加到发射或接收电路350以形成在
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