如每250 ms的最小速率将这样的控制误差传达给电力发射器501以向电力发射器501指示这些误差，以及针对电力信号的改变或不改变的期望。因此，在电力传送阶段中，电力接收器505还在负载调制间隔内执行电力信号的负载调制以便将信息传达给电力发射器501。
[0108]图5的电力传送系统利用电力发射器501与电力接收器505之间的通信。
[0109]在Qi规范版本1.0和1.1中已经标准化用于从电力发射器到电力发射器的通信的方法。
[0110]根据该标准，通过将电力信号用作载波实现从电力接收器到电力发射器的通信信道。电力接收器调制接收器线圈的负载。这导致电力发射器侧处的电力信号中的对应变化。通过发射器线圈电流的幅度和/或相位中的改变，或者可替换地或附加地通过发射器线圈的电压中的改变，可以检测负载调制。基于该原理，电力接收器可以对电力发射器所解调的数据进行调制。该数据在字节和分组中格式化。在还被称为Qi无线电力规范的经由 http://www.wirelesspowerconsortium.com/downloads/wireless-power-specification-part-1.html可获得的“由无线电力协会公布的系统说明，无线电力传送，第I卷:低电力，第I部分:接口定义，2010年7月版本1.0”中，特别地第6章:通信接口中，可以找到更多信息。
[0111]应指出，Qi无线电力规范版本1.0和1.1仅定义从电力接收器到电力发射器的通信，即其仅定义单向通信。
[0112]图5的系统使用与Qi无线电力规范版本1.0和1.1中所公开的那个不同的通信方法。然而，将理解到，该不同的通信方法可以与包括Qi无线电力规范版本1.0和1.1的通信方法的其它通信方法一起使用。例如，对于Qi型系统而言，Qi无线电力规范版本1.0和1.1的通信方法可以用于指定要由Qi无线电力规范版本1.0和1.1执行的所有通信，但是其中附加通信由以下所描述的不同方法支持。例如，Qi无线电力规范版本1.0和1.1的方法可以用于将数据从电力接收器505传达到电力发射器501，其中使用新方法将数据从电力发射器501传达到电力接收器505。
[0113]在图5的系统中，在专用的重复的时间间隔中特别地执行通信。自此以后，重复的时间间隔将被称为通信时间间隔。在通信时间间隔期间，电力传送终止或降低到较低水平，从而降低电力传送操作对通信操作的影响。而且，在通信间隔期间，电力接收器505将典型地将其电力负载与接收感应器507解耦合，使得电力传送信号不通过此加载，从而降低负载变化对通信性能的影响。
[0114]在通信间隔期间，可以生成通信载波信号，并且该通信载波信号然后可以被调制以承载信息。可以通过电力发射器501和/或电力接收器505生成载波。可以通过生成载波的设备执行调制，例如可以对载波进行幅度调制、频率调制和/或相位调制。这样，可以将数据从生成载波的设备传达到另一设备。可替换地或附加地，可以通过不生成载波的设备执行调制，例如通过载波信号的负载调制。这样，可以将数据从不生成载波的设备传达到生成载波的设备。
[0115]图6图示了图5的电力发射器501的一些元件的示例。
[0116]电力发射器501包括电源601，其生成电源信号。在示例中，电源601特别地是AC-DC转换器，其接收AC信号并且生成具有变化的电平的DC信号。
[0117]在特定示例中，电源601接收频率为50Hz或60Hz的市电导出的正弦波信号。电源601对正弦波信号执行全波整流。因此，生成对应于图2的Udc_abs信号的电源信号。
[0118]在特定示例中，电源601不包括任何平滑化电容器，并且因此电源信号对应于全波整流正弦波信号。然而，在其它实施例中，电源601可以包括电容器，其使整流信号平滑化，从而生成具有较低电平变化的电源信号。然而，在大多数实施例中，电容器可以是相对小的，从而导致具有至少针对一些负载大幅变化的电平的电源信号。例如，在许多场景中，纹波可以是全负载的至少25%或50%。
[0119]因此，生成具有变化的电压的DC电源信号。变化的电压是由于AC电平的变化，并且因此DC电源信号是周期信号，其周期为市电频率的两倍，即对于50Hz输入信号周期为10ms ο
[0120]电源601耦合到电力信号发生器603，其接收电源信号并且由此生成用于感应器503的驱动信号，所述感应器503耦合到电力信号发生器603。
[0121]电力信号发生器603特别地包括频率转换器605，其被布置为生成比电力信号的频率更高的驱动信号的频率。频率转换器可以相对于电力信号增加驱动信号的频率。感应器503由驱动信号驱动，所述驱动信号具有比电源信号的频率明显更高的频率。电源信号的周期典型地不低于2.5 ms或甚至5 ms (分别对应于400 Hz或200 Hz的频率)。然而，驱动信号典型地具有至少20 kHz至200 kHz的频率。在电力传送间隔，即通信间隔之间的间隔期间，驱动信号可以特别地给定为:
d(t)=p(t).x(t)
其中P(t)是电源信号，并且x(t)是具有比P (t)更高的频率且典型地具有高得多的频率(例如典型地高100倍或更多)的信号。为了降低损耗，x(t)典型地是AC信号，即其平均值为O。
[0122]x(t)可以例如是正弦波。然而，在图6的示例中，x(t)对应于方波信号。在示例中，通过开关操作而不是通过乘积来执行频率转换。特别地，频率转换器605包括开关电路，将电源信号作为供应电压提供给该开关电路，并且该开关电路经由开关元件耦合到感应器503，所述开关元件提供对应于电源信号和频率转换信号x(t)的乘积的效应。
[0123]在图6的系统中，频率转换器605包括以逆变器形式的驱动电路，所述逆变器从用作供应电压的电源信号的变化的DC电压生成交变信号。图7示出了半桥逆变器的示例。控制开关SI和S2使得其绝不同时闭合。可替换地，SI闭合，同时S2打开，并且S2闭合，同时SI打开。以期望的频率打开和闭合开关，从而在输出处生成交变信号。图8示出了全桥逆变器。控制开关SI和S2使得其绝不同时闭合。类似地，控制开关S3和S4使得其绝不同时闭合。可替换地，开关SI和S4闭合，同时S2和S3打开，并且然后S2和S3闭合，同时SI和S4打开，从而在输出处创建方波信号。以期望的频率打开和闭合开关。
[0124]在图6的系统中，由频率转换器605生成的信号未直接馈送到发射器线圈503。而是，将信号馈送到限制器607，其被布置为在重复的时间间隔期间，即在通信间隔期间，约束馈送到感应器的驱动信号的电力，使得该电力低于给定阈值。限制器607的输出馈送到发射器线圈503。典型地，该耦合包括谐振电路(其可以被认为是限制器607的一部分)。
[0125]作为特定示例，限制器607可以简单地通过从频率转换器605的输出断开发射器线圈503来约束馈送到发射器线圈503的信号的电力。因此，在示例中，来自频率转换器605的信号在由通信间隔中断的电力传送间隔期间耦合到发射器线圈503，来自频率转换器605的信号在所述通信间隔内未耦合到发射器线圈503。
[0126]限制器607也可以是逆变器的固有部分。作为特定示例，对于以意指开关SI和S4闭合同时S2和S3打开并且反之亦然的时间的至少一部分的相位差正常地开关的全桥逆变器中的开关，在没有意指开关SI和S3闭合同时S2和S4打开并且反之亦然的相位差的情况下，可以通过开关停止方波的生成。一般而言，可以通过全桥中的相位控制电力信号的强度。同相的开关越多，电力信号的幅度就越低，异相的开关越多，电力信号的幅度就越高。
[0127]图9图示了可以在图6的电力发射器501中发生的信号的示例。附图首先示出信号Umains，其是馈送到电源的市电信号。该信号经全波整流以生成对应于如2中所示的Udc_abs的信号电平变化的电源信号。频率转换器605然后将此转换为对应于图2和4的Uac_HF的高频信号。然而，不是仅仅将该信号馈送到发射器线圈503/谐振电路，而是根据图9的门控信号0n_0ff_ZerOX信号对信号进行门控(即连接和断开)。当该门控信号具有高值时，由频率转换器605所生成的电力传送信号耦合到发射器线圈503/谐振电路，并且当该门控信号具有低值时，由频率转换器605所生成的电力传送信号未耦合到发射器线圈503/谐振电路。因此，门控之后的所得信号被示为图9的Uac_HF，其在通过谐振电路的平滑化之后变为图9的信号Uac_Tx。因此，在该特定示例中，馈送到发射器线圈503的电力传送信号对应于图9的信号Uac_Tx。
[0128]作为示例，限制器607可以并入有半或全桥逆变器。当门控信号0n_0ff_ZerOX信号具有低值时，半或全桥逆变器的所有开关可以切换到非传导状态，从而使电力信号不耦合到发射器线圈。
[0129]因此，门控信号限定电力传送驱动信号馈送到发射器线圈503的电力传送间隔。这些电力传送间隔由电力传送信号未馈送到发射器线圈503的重复的时间间隔中断。在图6的系统中，这些重复的时间间隔作为替代用于电力发射器501与电力接收器505之间的通信，即其用作通信间隔。
[0130]特别地，电力发射器501包括发射器通信单元609，其被布置为在通信间隔期间与电力接收器505通信。
[0131]可以特别地通过在通信间隔期间所生成的载波实现通信，例如，可以生成与图9中的信号表示的载波对应的载波，并且然后可以调制该载波以传达数据。可以通过电力发射器501或通过电力接收器505生成载波。类似地，载波的调制可以是通过生成载波的设备(例如通过对载波幅度调制)或是通过互补式设备(典型地通过负载调制)。
[0132]电力发射器501附加地包括同步器611，其被布置用于使重复的时间间隔与电源信号同步。特别地，同步器611被布置为取决于电源信号中的变化而控制重复的时间间隔的定时。例如，同步器611可以被布置为将AC分量与电源信号隔离并且使重复的时间间隔与AC分量中的周期性变化同步。
[0133]重复的时间间隔与电源信号的同步可以允许最小化引入用于通信的专用时间间隔对电力传送的影响。例如，可以选择重复的时间间隔的定时以与其中电力信号的电力最低的间隔重合。在许多场景中，其还可以促进电力发射器与电力接收器之间的同步，因为电力信号典型地包括取决于电源信号并且因此反映电源信号中的变化的信号分量。因此，电力接收器可能能够与电力信号中的变化同步，并且该同步可以固有地还使电力接收器与电源信号中的变化同步。因此，可以在不要求交换专用同步信息的情况下实现共同同步，并且因此可以以降低的开销实现。
[0134]图10更详细地图示了图5的电力接收器505。
[0135]接收器线圈507耦合到电力接收器控制器1001，其包括用于操作电力传送功能的各种功能性，并且在特定示例中被布置为根据Qi标准操作电力接收器505。例如，电力接收器505可以被布置为执行Qi标准的识别和配置以及电力传送阶段。
[0136]电力接收器控制器1001被布置为接收电力信号并且在电力传送间隔期间提取电力。电力接收器控制器1001耦合到电力负载1003，其是在电力传送阶段期间从电力发射器1001供电的负载。电力负载1003可以是外部电力负载，但是其至少一部分经常是通过电力接收器设备本身的负载，诸如例如通过电力接收器的电池、显示器或其它功能性(例如对于智能电话而言，电力负载可以对应于智能电话的组合式功能性)。
[0137]电力接收器控制器1001还包括用于将从感应器507所接收的电力信号与负载耦合和解耦合的功能性。特别地，在电力传送间隔期间，电力接收器控制器1001将电力信号耦合到负载(可能地经由中间电路系统)。然而，在通信间隔期间，电力接收器控制器1001将感应器与负载1003解耦合。因此，在通信间隔期间，负载1003对接收器线圈507负载没有任何影响，并且因此对无线感应信号没有影响。
[0138]在一些实施例中，电力信号可以用于直接馈送负载，例如对应于图9的Uac_Tx的信号可以馈送到负载1003。这可以例如适于其中负载是加热元件的应用。然而，在许多实施例中，负载1003可能期望稳定且基本上恒定的DC电压。在这样的情况中，电力接收器控制器1001可以包括整流器、平滑化/纹波电容器和电压调控器。电力信号可以作为输入馈送到该功能性，并且耦合和解耦合可以被布置为将感应器507与该电路系统连接/断开。在这样的实施例中，平滑化/纹波电容器可以在通信间隔期间将能量提供给负载。
[0139]在许多实施例中，可以经由诸如FET或继电器的开关元件将负载与接收器线圈507耦合和解耦合。
[0140]在其它实施例中，诸如例如对于马达器具而言，由于马达负载的特性表现，因而可以经由整流器耦合和解耦合负载。当电力信号由于电力发射器的电力限制器或由于电力发射器的市电信号的零交叉而降低时，马达的旋转电压可以比整流电压更大。这将导致负载在电力信号受约束的时间间隔期间断开的效应。
[0141]如果电力接收器控制器1001包括整流器和平滑化/纹波电容器以及特定负载，则这也会发生。如果跨平滑化/纹波电容器的电压比整流电压更高，则其导致负载在电力信号受约束的时间间隔期间断开的效应。
[0142]电力接收器505还包括同步器1005，其在图10的示例中直接耦合到接收器线圈507。同步器1005被布置为使重复的时间间隔与电力信号的幅度变化同步。同步器1005被布置为生成指示通信间隔何时发生的同步信号。因此，理想地，同步器1005可以生成对应于图9的门控信号0n_0ff_ZeroX的同步信号。
[0143]同步器1005耦合到由同步信号所馈送的电力接收器控制器1001。电力接收器505然后可以使用同步信号控制负载1003与接收器线圈507的耦合和解耦合，即同步信号可以直接用作开关元件的门控信号。
[0144]电力接收器505还包括接收器通信单元1007，其被布置为在通信间隔期间与电力发射器501通信。
[0145]如先前所提到的，可以特别地通过在通信间隔期间所生成的载波实现通信，例如，可以生成与图9中的信号表示的载波对应的载波，并且然后可以调制该载波以传达数据。可以通过电力发射器501或通过电力接收器505生成载波。类似地，载波的调制可以是通过生成载波的设备(例如通过对载波幅度调制)或是通过互补式设备(典型地通过负载调制)。
[0146]因此，图5的系统将操作分为电力传送间隔和通信间隔。在电力传送间隔期间，电力传送信号从电力发射器501感应地耦合到电力接收器505，从而提供电力的无线传送。在一些实施例中，在电力传送间隔期间没有通信发生。在其它实施例中，在电力传送间隔期间可以发生一些通信，例如根据Qi标准版本1.0和1.1，可以通过电力接收器505对电力传送信号进行负载调制。
[0147]在通信间隔期间，可以在电力接收器505与电力发射器501之间传达数据，但是不执行电力传送。特别地，电力传送信号未馈送到发射器线圈503，并且电力负载1003未耦合到接收器线圈507。因此，没有电磁场会由于电力传送操作而被感应或修改，并且因此创建清洁得多的电磁环境以用于通过无线感应传达数据。特别地，没有电力传送信号在发射器线圈503或接收器线圈507处发生，并且因此这些线圈可以特别地用于在没有使通信性能降级的电力传送操作的情况下传达数据。
[0148]电力发射器501和电力接收器505可以因此应用周期地重复的时隙帧，其中一个时隙(通信间隔)预留用于数据通信并且第二时隙(电力传送间隔)预留用于电力传送。这特别地允许在数据通信时隙内优化数据传送的条件和参数(例如，频率、幅度、信号形状)，同时可以在电力传送时隙内优化电力传送的条件和参数。而且，电力传送操作将不会使通信降级。
[0149]与电力传送间隔的持续时间相比较，通信间隔将典型地具有相对短的持续时间以便为电力传送预留更多时间。典型地，通信间隔的持续时间将低于由电力传送间隔和通信间隔的持续时间所给定的总体帧的10%或甚至5%。在许多实施例中，重复的时间间隔(通信间隔)将具有不低于I ms并且不超过5 ms的持续时间。在许多实施例中，这可以提供通信与电力传送要求之间的有利权衡，并且可以特别地在不过度降低系统的电力传送能力的情况下提供适合的通信带宽。