无线电力发送设备和用于该设备的方法与流程

以下描述涉及一种无线电力发送器和用于无线地发送电力的方法，并且更具体地涉及一种搜索使用不同的无线电力收发标准的多个无线电力接收器的无线电力发送器以及用于无线地发送电力的方法。

背景技术：

无线电力发送技术是在电源与电子装置之间无线地发送电力的技术。例如，无线电力发送技术可以仅通过将诸如智能电话和平板电脑的移动终端放在无线充电板上来提供与使用现有有线的充电连接器的有线充电环境相比更大的移动性、便利性和安全性。此外，在涉及到不仅是移动终端、家用电器、电动汽车的无线充电，还有包括医疗产业、休闲、机器人等的其他各种领域时，考虑无线电力发送技术来替换现有的有线电力发送环境。

可以被分类为利用电磁辐射和电磁感应的技术的无线电力发送技术由于空中出现的辐射损失而不是高度有效的。为了解决这个缺陷，已经做出努力来发展主要利用电磁感应的技术。

使用电磁感应的无线电力发送技术被主要分类为电感耦合方案和谐振磁耦合方案。

电感耦合方案是下述方法：其中由于发送器的线圈与接收器的线圈之间的电磁场耦合而由发送器的线圈辐射磁场，并且使用感应到接收器的电流来传递能量。电感耦合方案具有高发送效率的优点；然而，其电力发送距离限于几mm并且其对线圈匹配如此敏感，使得其具有非常低的定位自由度。

谐振磁耦合方案是MIT的Marin Soljacic教授在2005年提出的方法，在该方法中使用由于以发送器的线圈与接收器的线圈之间的谐振频率施加的磁场而导致磁场聚集于发送器和接收器两端的现象来传递能量。

谐振磁耦合方案使得能够从几cm到几m发送能量，从几cm到几m是比电感耦合方案的发送范围更大的发送范围，并且该谐振磁耦合方案使得能够同时使用多个装置来发送电力。因此，谐振磁耦合方案预计为将体现真正无绳发送的无线电力发送方案。

然而，在无线电力发送领域中存在太多标准。典型的标准是无线电力协会的Qi标准、Qualcomm和Samsung引领的无线电力联盟(A4WP)标准、Power Matters(电力事物)引领的电力事物联盟(PMA)标准。在该情况下，如果无线电力发送器和无线电力接收器遵循不同标准，则无线电力不能够在无线电力发送器与无线电力接收器之间被发送和接收。

技术实现要素：

本发明的目标是提供搜索使用不同的无线电力收发标准的多个无线电力接收器的无线电力收发器和无线电力发送方法。

本发明的目的不限于所述目标，并且本领域普通技术人员能够通过说明书和图清楚地理解这里未提到的其他目的。

在一方面，提供了一种无线电力发送器，包括：电力发送模块，被配置成使用第一频带的磁场和与第一频带不同的第二频带的磁场之一来发送无线电力；第一通信模块；第二通信模块；以及控制器，被配置成通过电力发送模块发送第一频带的第一磁场信号，通过第一通信模块检测关于第一磁场信号的第一响应信号，响应于第一响应信号的接收，搜索使用第一频带发送和接收无线电力的第一无线电力接收器，通过电力发送模块发送第二磁场信号，通过第二通信模块检测关于第二磁场信号的第二响应信号，以及响应于第二响应信号的接收，搜索使用第二频带发送和接收无线电力的第二无线电力接收器。

在另一方面，提供了一种无线电力发送方法，包括：通过电力发送模块发送第一频带的第一磁场信号，电力发送模块通过使用第一频带的磁场和与第一频带不同的第二频带的磁场中的任一个来发送无线电力；通过第一通信模块检测关于第一磁信号的第一响应信号；响应于第一响应信号的接收，搜索使用第一频带发送和接收无线电力的第一无线电力接收器；通过电力发送模块发送第二频带的第二磁信号；通过第二通信模块检测关于第一磁场信号的第二响应信号；以及响应于第二响应信号的接收，搜索使用第二频带发送和收无线电力的第二无线电力接收器。

本发明的解决方案不限于所述解决方案，并且本领域普通技术人员能够通过说明书和图清楚地理解这里未提到的其他解决方案。

根据本发明，单个电力发送发送器可以向使用不同的无线电力收发标准的多个无线电力接收器发送电力。

本发明的效果不限于所述效果，并且本领域普通技术人员能够通过说明书和图清楚地理解这里未提到的其他效果。

附图说明

图1是示出根据本发明的示例性实施例的无线电力系统的框图。

图2是示出根据本发明的示例性实施例的无线电力发送器的框图。

图3是根据本发明的示例性实施例的第一类型无线电力接收器的框图。

图4是示出根据本发明的示例性实施例的第二类型无线电力接收器的框图。

图5是示出根据本发明的示例性实施例的无线电力网络中的通信的示意图。

图6是示出根据本发明的示例性实施例的无线电力网络中的无线电力发送的示意图。

图7是示出根据本发明的示例性实施例的用于发送和接收无线电力的方法的流程图。

图8是示出根据本发明的示例性实施例的用于发送和接收无线电力的方法中的配置通信网络的操作的细节流程图。

图9是示出根据本发明的示例性实施例的用于发送和接收无线电力的方法中的配置充电网络的操作的细节流程图。

图10是示出根据本发明的示例性实施例的用于发送和接收无线电力的方法中的发送和接收电力的操作的细节流程图。

图11和图12是示出根据示例性实施例的用于发送和接收无线电力的方法中的无线电力网络如何操作以发送和接收电力的图。

具体实施方式

提供以下描述以帮助读者得到对本文描述的方法、设备和/或系统的全面理解。因此，本领域普通技术人员将想到本文描述的方法、设备和/或系统的各种改变、修改和等同方案。此外，为了增加清楚和简洁，可以省略公知的功能和构造的描述。

说明书中使用的术语和图用于对本发明的全面理解。而且，以夸大的方式呈现了图中所示的形状以帮助读者理解本发明。因此，本发明不限于描述中使用的术语和图。

如果关于本发明的公知的功能和构造的详细描述会使本发明的特征模糊，则为了增加清楚和简洁，它们可以被省略。

在一个一般方面，提供了一种无线电力发送器，包括：电力发送模块，被配置成使用第一频带的磁场和与第一频带不同的第二频带的磁场之一来发送无线电力；第一通信模块；第二通信模块；以及控制器，被配置成通过电力发送模块发送第一频带的第一磁场信号，通过第一通信模块检测关于第一磁场信号的第一响应信号，响应于第一响应信号的接收来搜索使用第一频带发送和接收无线电力的第一无线电力接收器，通过电力发送模块发送第二磁场信号，通过第二通信模块检测关于第二磁场信号的第二响应信号，以及响应于第二响应信号的接收来搜索使用第二频带发送和接收无线电力的第二无线电力接收器。

第一通信模块可以是使用第一频带的磁场的带内通信模块，而第二通信模块可以是使用第二频带的磁场的带内通信模块。

第一通信模块可以是使用第一频带的磁场的带内通信模块，而第二通信模块可以是使用与磁场不同的通信载波执行通信的带外通信模块。

第二通信模块可以是执行蓝牙、Zigbee、Wi-Fi、近场通信(NFC)和射频识别(RFID)之一的通信模块。

控制器还可以被配置成：当在第一预设时间段内接收到第一响应信号的情况下，确定在无线电力发送范围内存在第一无线电力发送器；当在第一预设时间段内没有接收到第一响应信号的情况下，确定在无线电力发送范围内不存在第一无线电力发送器；当在第二预设时间段内接收到第二响应信号的情况下，确定在无线电力发送范围内存在第二无线电力发送器；以及当在第二预设时间段内没有接收到第二响应信号的情况下，确定在无线电力发送范围内不存在第二无线电力发送器。

控制器还可以被配置成：在发送第一磁场信号之后的第一预设时间段内检测第一响应信号，并且如果第一预设时间段终止，则发送第二磁场信号。

控制器还可以被配置成：在发现第一无线电力接收器和第二无线电力接收器的情况下，向第一无线电力接收器分配第一标识符(ID)以及向第二无线电力接收器分配第二ID。

控制器还可以被配置成通过第一通信模块向第一无线电力接收器发送包括第一ID的消息，以及通过第二通信模块向第二无线电力接收器发送包括第二ID的消息。

在另一个一般方面，提供了一种无线电力发送方法，包括：通过电力发送模块发送第一频带的第一磁场信号，电力发送模块通过使用第一频带的磁场和与第一频带不同的第二频带的磁场中的任一个来发送无线电力；通过第一通信模块检测关于第一磁信号的第一响应信号；响应于第一响应信号的接收，搜索使用第一频带发送和接收无线电力的第一无线电力接收器；通过电力发送模块发送第二频带的第二磁信号；通过第二通信模块检测关于第一磁场信号的第二响应信号；以及响应于第二响应信号的接收，搜索使用第二频带发送和收无线电力的第二无线电力接收器。

第一通信模块可以是使用第一频带的磁场的带内通信模块，而第二通信模块可以是使用第二频带的磁场的带内通信模块。

第一通信模块可以是使用第一频带的磁场的带内通信模块，而第二通信模块可以是使用与磁场不同的通信载波执行通信的带外通信模块。

第二通信模块可以是执行蓝牙、Zigbee、Wi-Fi、近场通信(NFC)和射频识别(RFID)之一的通信模块。

搜索第一无线电力接收器可以包括:当在第一预设时间段内接收到第一响应信号的情况下，确定在无线电力发送范围内存在第一无线电力接收器；以及当在第一预设时间内没有接收到第一响应信号的情况下，确定在无线电力发送范围内不存在第一无线电力接收器；以及搜索第二无线电力接收器可以包括:当在第二预设时间段内接收到第二响应信号的情况下，确定在无线电力发送范围内存在第二无线电力接收器；以及当在第二预设时间段内没有接收到第二响应信号的情况下，确定在无线电力发送范围内不存在第二无线电力接收器。

在发送第一磁场信号之后的第一预设时间段内可以执行第一响应信号的检测，并且当在发送第一磁场信号之后经过了第二预设时间段时，可以执行第二响应信号的检测。

无线电力发送方法还可以包括：在发现第一无线电力接收器和第二无线电力接收器的情况下，向第一无线电力接收器分配第一标识符(ID)以及向第二无线电力接收器分配第二ID。

无线电力发送还可以包括：通过第一通信模块向第一无线电力接收器发送包括第一ID的消息；以及通过第二通信模块向第二无线电力接收器发送包括第二ID的消息。

下文中，描述根据本发明的示例性实施例的无线电力系统1000。

使得无线电力系统1000能够以磁场无线地发送电力。

图1是示出根据本发明的示例性实施例的无线电力系统1000的框图。

参照图1，无线电力系统1000包括无线电力发送器1100和无线电力接收器1200。无线电力发送器1100通过被施加来自外部电源S的电力而产生磁场。无线电力接收器1200通过使用产生的磁场生成电流来无线地接收电力。

此外，在无线电力系统1000中，无线电力发送器1100和无线电力接收器1200可以发送和接收无线电力发送所需要的各种信息。这里，可以根据使用用于无线电力发送的磁场的带内通信或使用另外的通信载波的带外通信来执行无线电力发送器1100与无线电力接收器1200之间的通信。

这里，无线电力发送器1100可以是固定式或移动式。固定式无线电力发送器1100的示例可以是被嵌入家具内部(诸如天花板、墙壁和桌子)的形式、被植入外部(诸如停车场、公交车站和地铁站)的形式、以及被安装在运输装置(诸如汽车和火车)中的形式。移动式无线电力发送器1100可以是轻量且足够紧凑的以便携带的移动装置，或不同装置的部件，诸如笔记本盖。

此外，需要理解无线电力接收器1200可以包括通过无线地接收电力而不是使用另外的电子装置和电力线缆进行操作的各种家用电器。无线电力接收器1200的典型示例包括便携终端、蜂窝电话、智能电话、个人数字助理(PDA)、便携式媒体播放器(PMP)、无线宽带Wibro终端、平板电脑、平板手机、笔记本、数码相机、导航终端、TV、电子车辆(EV)等。

在无线电力系统1000中，可以设置单个无线电力接收器1200或多个无线电力接收器1200。图1示出了无线电力发送器1100仅向无线电力接收器1200发送电力而单个无线电力发送器1100可以向多个无线电力接收器1200发送电力的示例。具体地，如果使用谐振磁耦合方案来执行无线电力发送，则单个无线电力发送器1100能够使用同步发送技术或分时多址(TDMA)发送技术同时向多个无线电力接收器1200发送电力。

在无线电力系统1000中还可以包括用于改进无线电力发送距离的继电器，但是图1中被省略。被实施为LC电路的无源型谐振环可以用作继电器。谐振环可以聚集空中辐射的磁场以改进无线电力发送距离。此外，可以同时使用多个继电器保证宽得多的无线电力发送覆盖范围。

下文中，描述根据本发明的示例性实施例的无线电力发送器1100。

无线电力发送器1100能够无线地发送电力。

图2是示出根据本发明的示例性实施例的无线电力发送器1100的框图。

参照图2，无线电力发送器1100包括电力发送模块1110、发送天线1120、通信模块1130和控制器1140。

电力发送模块1110可以利用从外部电源S施加的电力来生成发送电力。电力发送模块1110可以包括AC-DC转换器1111、频率振荡器1112、功率放大器1113和阻抗匹配器1114。

AC-DC转换器1111可以将AC电转换成DC电。AC-DC转换器1111接收来自外部电源S的AC电，将接收的AC电的波形转换成DC电，并输出DC电。AC-DC转换器1111可以调节要输出的DC电的电压值。

频率振荡器1112可以将DC电转换成期望特定频率的AC电。频率振荡器1112接收从AC-DC转换器1111输出的DC电，将接收的DC电转换成特定频率的AC电，并输出特定频率的AC电。特定频率可以是谐振频率。频率振荡器1112可以输出谐振频率的AC电。当然，频率振荡器1112不一定使谐振频率振荡。

功率放大器1113可以放大电力的电压或电流。功率放大器1113接收特定频率的AC电，从频率振荡器1112输出，将接收的特定频率的AC电的电压或电流放大，并将其电压或电流被放大的AC电输出。

阻抗匹配器1114可以执行阻抗匹配。阻抗匹配器1114可以包括电容器、电感器和在电容器与电感器之间切换连接的切换装置。可以通过检测从发送天线1120发送的无线电力的反射波并且然后基于反射波对切换装置进行切换以调节电容器或电感器的连接状态，调节电容器的电容或调节电感器的电感来执行阻抗匹配。

发送天线1120可以通过使用AC电生成电磁场。发送天线1120可以被施加从功率放大器1113输出的特定频率的AC电，并相应产生特定频率的磁场。所产生的磁场辐射，并且无线电力接收器1200接收辐射磁场，从而生成电流。换言之，发送天线1120无线地发送电力。

通信天线1125可以使用除了磁场通信载波之外的通信载波来发送和接收通信信号。例如，通信天线1125可以发送和接收通信信号，诸如Wi-Fi信号、蓝牙信号、蓝牙LE信号、Zigbee信号、NFC信号等。

通信模块1130可以接收和发送关于无线电力接收器1200的信息。通信模块1130可以包括带内通信模块1131和带外通信模块1132。

带内通信模块1131可以使用具有用作中心频率的特定频率的磁波来发送和接收信息。例如，通信模块1130可以通过经由发送天线1120发送加载至磁波中的信息或经由发送天线1120接收加载有信息的磁波来执行带内通信。此时，使用调制方案(诸如二进制相移键控(BPSK)或振幅移位键控(ASK))和编码方案(诸如曼彻斯特或不归零电平编码，可以将信息加载至磁波或可以解释加载有信息的磁波。使用带内通信，使得通信模块1130能够在高达几米的范围内以几kbps发送和接收信息。

带外通信模块1132可以通过通信天线1125执行带外通信。例如，通信模块1130可以是短程通信模块。短程通信模块的示例包括Wi-Fi模块、蓝牙模块、蓝牙LE模块、Zigbee模块、NFC模块等。

控制器1140可以控制无线电力发送器1100的整体操作。控制器1140可以计算并处理各种信息，并控制无线电力发送器1100的每个配置元件。

控制器1140可以是通过使用硬件、软件或其组合的计算机或类似装置。就硬件而言，控制器1140可以是通过处理电子信号执行控制功能的电子电路。就软件而言，控制器1140可以是执行硬件控制器1140的程序。

下文中，描述根据示例性实施例的无线电力接收器1200。

无线电力接收器1200能够无线地接收电力。

图3是示出根据本发明的示例性实施例的第一类型无线电力接收器1200的框图。

参照图3，无线电力接收器1200包括接收天线1210、电力接收模块1220、通信模块1230和控制器1240。

接收天线1210可以从无线电力发送器1100接收无线电力。接收天线1210可以使用从发送天线1120辐射的磁场接收电力。如果特定频率是谐振频率，则在发送天线1120与接收天线1210之间出现磁谐振，使得可以更有效地接收电力。

使用接收天线1210接收的电力，电力接收模块1220可以对无线电力接收器1200充电或驱动。电力接收模块1220可以包括阻抗匹配器1221、整流器1222、DC-DC转换器1223和电池1224。

阻抗匹配器1221可以调节无线电力接收器1200的阻抗。阻抗匹配器1221可以包括电容器、电感器和切换其组合的切换装置。可以通过基于接收的无线电力的电压值、电流值、功率值、频率值等控制阻抗匹配器1221的切换装置来执行阻抗匹配。

整流器1222可以对接收的无线电力进行整流以将AC转换成DC。整流器1222可以使用二极管或晶体管将AC转换成DC，并使用电容器和电阻器将DC平滑。整流器1222可以是被实施为桥电路的全波整流器、半波整流器、电压倍增器等。

DC-DC转换器1223可以通过将经整流的DC的电压转换成期望水平来输出经整流的DC。如果整流器1222整流的DC电的电压值大于或小于对电池充电或执行电子装置所需的电压值，则DC-DC转换器1223可以将经整流的DC电的电压值改变为期望电压。

电池1224可以使用来自DC-DC转换器1223输出的电力来存储能量。然而，无线电力接收器1200不一定包括电池1224。例如，电池可以被设置为可拆卸的外部部件。在另一示例中，替代电池1224，用于驱动电子装置的各种操作的驱动装置可以包括在无线电力接收器1200中。

通信模块1230可以发送和接收关于无线电力接收器1200的信息。在第一类型无线电力接收器1200中，通信模块1230可以执行带内通信。

用于带内通信的通信模块1230可以使用具有用作中心频率的特定频率的磁波来接收和发送信息。例如，通信模块1230可以通过经由接收天线1210发送加载至磁波中的信息或经由接收天线1210接收加载有信息的磁波来执行带内通信。此时，使用调制方案(诸如BPSK或ASK)和编码方案(诸如曼彻斯特编码或NZR-L编码)，可以将信息加载至磁场或解释加载有信息的磁波。使用带内通信，通信模块1230能够在高达几米内以几kbps接收和发送信息。

控制器1240可以控制无线电力接收器1200的整体操作。控制器1240可以计算并处理各种信息，并控制无线电力接收器1200的每个配置元件。

控制器1240可以是通过使用硬件、软件或其组合的计算机或类似装置。就硬件而言，控制器1240可以是通过处理电子信号执行控制功能的电子电路。就软件而言，控制器1240可以是驱动硬件控制器1240的程序。

图4是示出根据示例性实施例的第二类型无线电力接收器1200的框图。

参照图4，除了第一类型无线电力接收器1200的配置之外，第二类型无线电力接收器1200还可以包括通信天线1215。第二类型无线电力接收器1200中的通信模块1230可以是带外通信模块。

通信天线1215可以使用除了磁场通信载波之外的通信载波接收并发送通信信号。例如，通信天线1215可以接收并发送通信信号，诸如Wi-Fi信号、蓝牙信号、蓝牙LE信号、Zigbee信号、NFC信号等。

对于带外通信模块，通信模块1230可以通过通信天线1215执行带外通信。例如，通信模块1130可以被设置为短程通信模块。短程通信模块的示例包括Wi-Fi通信模块、蓝牙通信模块、蓝牙LE通信模块、Zigbee通信模块、NFC通信模块等。

因此，在第二类型无线电力接收器1200中，可以通过接收天线1210接收无线电力，同时可以通过通信天线1215执行与无线电力发送器1100的通信。

下文中，提供了关于在根据本发明的示例性实施例的无线电力系统1000中无线地发送电力的过程的描述。

可以使用电感耦合方案或谐振磁耦合方案执行电力的无线发送。可以在无线电力发送器1100的发送天线1120与无线电力接收器1200的接收天线1210之间执行电力的无线发送。

在使用谐振磁耦合方案的情况下，发送天线1120和接收天线1210可以是谐振天线的形式。谐振天线可以是包括线圈和电容器的谐振结构。谐振天线的谐振频率由线圈的电感和电容器的电容来确定。线圈可以是环形式。此外，芯可以布置在环内。芯可以包括诸如铁芯的物理芯或空气芯。

使用磁场的谐振，在发送天线1120与接收天线1210之间的能量发送会是可以的。谐振是指下述情况：其中如果在一个谐振天线中出现对应于谐振频率的近场并且另一个谐振天线位于附近，则这两个谐振天线耦合，使得在谐振天线之间出现高效率能量传递。如果在发送天线1120的谐振天线与接收天线1210的谐振天线之间产生对应于谐振频率的磁场，则两个谐振天线引起谐振的谐振现象发生，与在发送天线1120中产生的磁场辐射到自由空间的情况相比更有效地聚集朝向接收天线1210的磁场，进而可以从发送天线1120向接收天线1210更有效地发送能量。

电感耦合方案可以与谐振磁耦合方案类似地被实施。然而，磁场的频率不一定是谐振频率。替代地，在电感耦合方案中，接收天线1210和发送天线1120的环需要匹配并且环之间的间隙需要非常近。

下文中，提供了关于根据本发明的示例性实施例的无线电力网络的描述。

无线电力网络2000可以指示执行无线电力发送和通信的网络。

图5是示出根据本发明的示例性实施例的无线电力网络2000上的通信的示意图，图6是示出根据本发明的示例性实施例的无线电力网络2000上的无线电力发送的示意图。

参照图5和6，无线电力网络2000可以包括无线电力充电器(WPC)2100和无线电力接收器(WPR)2200。WPC 2100可以是前述无线电力发送器1100或执行与无线电力发送器1100的功能相同或相似的功能的装置。此外，WPR 2200可以是前述无线电力接收器1200或执行与无线电力接收器1200的功能相同或相似的功能的装置。

因此，WPC 2100执行的操作可以由无线电力发送器1100的构成元件来执行，并且WPR 2200执行的操作由无线电力接收器1200的构成元件来执行。例如，可以通过接收天线1210在带内通信中由通信模块1131和1230执行WPC 2100与WPR 2200之间的通信，或可以通过通信天线1125和1251在带外通信中由通信模块1132和1230来执行WPC 2100与WPR 2200之间的通信。此外，无线电力的发送和接收可以由电力发送模块1110和电力接收模块1220通过发送天线1120和接收天线1210使用谐振磁耦合方案或电感耦合方案来执行。类似地，选择电力发送模式、分配时隙、控制WPR 2200为激活或失活、以及任何其它控制和计算的以下操作可以由控制器1140和1240来执行。

无线电力网络2000可以以星型拓扑的形式来提供，在星型拓扑中一个或更多个WPR 2200被布置成以单个WPC 2100为中心。WPC 2100可以辐射磁场。因此，可以以WPC 2100为中心形成通信区和充电区。

通信区是指WPC 2100能够与WPR 2200通信的区域，充电区域是指WPR 2200能够通过使用从WPC 2100接收的磁场对电池进行充电或自己进行操作的区域。

通信区域可以包括充电区域。例如，在无线电力网络2000中执行带内通信的情况下，通信区域可以是下述范围：其中由于WPC 2100辐射的磁场而导致能够从WPR 2200发送和接收通信分组。发送距离越远，则WPC 2100辐射的磁场的电力的量传递得越少。此外，磁场传递的电力需要大于预定水平以对WPR 2200进行充电或驱动。然而，磁场通信不具有这样的约束或限制，使得充电区域被形成为小于通信区域。当然，通信区域的大小可以与充电区域的大小相同。同时，在执行带外通信的情况下，短程通信网络的范围大于无线电力发送范围，使得通信区域可以被形成为大于充电区域。

WPR 2200是属于充电区域还是除了充电区域之外的通信区域可以通过是否对WPR 2200适当地充电(或驱动)来确定。例如，基于从WPR2200接收的磁场的水平，WPC 2100可以确定WPR 2200是否能够被适当地充电。替选地，基于WPC 2100辐射的磁场的水平，WPR 2200可以确定是否可以适当地完成充电，并且将确定的结果发送给WPC 2100。

再者，参照图5，WPC 2100可以通过关于存在于包括充电区域的通信区域中的WPR 2200根据带外通信发送和接收磁场信号或通信载波来交换信息。此外，参照图6，使用磁场，WPC 2100可以向WPR 2200当中的存在于充电区域中的特定WPR 2200发送无线电力。

虽然图5和6示出了充电区域和通信区域分别形成圆形并且彼此空间上区分开的示例，但是充电区域和通信区域可以根据WPR 2200的特征而具有不同的形状。例如，具有低充电电压的WPR 2200可以具有比具有高充电电压的WPR 2200更大的充电区域。

在下文中，描述根据本发明的示例性实施例的无线电力收发方法。使用前述无线电力网络2000描述无线电力收发方法。然而，无线电力收发方法不限于此，并且可以由与无线电力网络2000相同或相似的系统来执行。

图7是示出根据本发明的示例性实施例的无线电力收发方法的流程图。

参照图7，无线电力收发方法包括搜索WPR 2200的操作S110，设置通信网络的操作S120，设置电力网络的操作S130，设置电力发送模式的操作S140，以及收发无线电力的操作S150。在下文中，提供了关于每个前述操作的细节描述。

首先，WPC 2100在S110中搜索邻近的WPR 2200。

WPR 2200可以根据各种无线电力发送和接收协议来发送和接收无线电力。例如，WPR 2200可以根据在下述项的至少之一中被定义的无线电力发送和接收协议或通信协议来操作：无线电力协会的Qi标准、无线电力联盟(A4WP)的无线电力收发标准、电力事物联盟(PMA)的无线电力收发标准、近场通信(NFC)或射频识别(RFID)引领的无线电力收发标准、ISO/IEC SC6、ISO TC100、CJK无线电力发送标准、其他各种国内标准、国际标准和工业标准。

WPC 2100可以根据由前述各种标准当中的多个标准定义的方法来执行通信和电力发送和接收。因此，WPC 2100可以根据不同的标准搜索WPR 2200。

WPC 2100可以根据多个标准周期地广播扫描信号。对于扫描信号，可以使用各种频带的各种通信载波。例如，在Qi标准的情况下，发送特定频带的磁场信号以搜索附近的WPR 2200。在另一示例中，在A4WP标准的情况下，发送不同频带的磁场信号以搜索附近的WPR 2200。

每个WPR 2200根据应用于相应的WPR 2200的标准响应于扫描信号来向WPC 2100发送响应信号。WPC 2100分析响应信号以确定是否存在应用特定标准的附近的WPR 2200。

参照图8详细描述用于搜索WPR 2200的方法。图8是示出根据本发明的示例性实施例的无线电力收发方法中配置通信网络的操作的细节流程图。

WPC 2100是根据第一、第二和第三标准发送和接收无线电力的装置。第一WPR(WPR-1)200a是遵循用于无线电力发送和接收的第一标准的装置，第二WPC(WPR-2)2200b是遵循用于无线电力发送和接收的第二标准的装置。

参照图8，WPC 2100可以顺序地广播根据第一标准的第一扫描信号、根据第二标准的第二扫描信号以及根据第三标准的第三扫描信号。第一、第二和第三扫描信号是由不同标准定义的信号，并且可以在频带或通信载波中的至少一个上不同。例如，第一扫描信号可以是100-200kHz的磁信号，第二扫描信号可以是6.78Mhz的磁信号，以及第三扫描信号可以是射频识别(RFID)信号。

WPC 2100可以在预定时间段内根据相应标准发送每个扫描信号和接收响应信号。在这种情况下，响应于第一扫描信号，第一WPR 2200a根据第一标准发送第一响应信号。类似地，响应于第二扫描信号，第二WPR 2200b根据第二标准发送第二响应信号。第一WPR 2200a和第二WPR 2200b没有响应于根据第三标准的第三扫描信号来发送响应信号。第一响应信号具有根据第一标准的频带和通信载波，而第二响应信号具有根据第二标准的频带和通信载波。

响应于第一响应信号的接收，WPC 2100确定附近存在根据第一标准的第一WPR 2200a。此外，响应于第二响应信号的接收，WPC 2100确定附近存在根据第二标准的第二WPR 2200b。基于每个响应信号，WPC2100可以确定应用于附近的WPR 2200的标准。

通过前述操作，WPC 2100可以搜索邻近的WPR 2000。

上面的描述与响应于响应信号的接收、WPC 2100确定存在WPR2200的示例有关；然而，当发送扫描信号时，WPC 2100检测反射波或阻抗变化以确定是否存在WPR 2000或确定哪个标准应用于WPR 2000。在这种情况下，磁场被用作扫描信号的载波，并且可以省略接收响应信号的操作。

在S120中，WPC 2100可以设置通信网络。具体地，WPC 2100可以包括通信网络中发现的WPR 2200。

WPC 2100可以向发现的WPR 2200发送访问请求消息。在这种情况下，访问请求消息可以是根据在WPR 2200被检测时被确定由WPR 2200使用的标准的信号。响应于访问请求信号，WPR 2200可以向WPC 2100发送包括WPR 2200的标识信息(即装置地址，诸如MAC地址)的访问响应消息。访问响应消息可以是由应用于WPR 2200的标准定义的信号，并且具体地是具有根据应用于WPR 2200的标准的频带的带内通信信号或带外通信信号。

基于响应信号，WPC可以向WPR 2200分配通信标识符(ID)(COM)，并且向WPR 2200发送包括通信ID的通信网络设置消息。基于通信网络设置消息中包括的通信ID，WPR 2200可以识别出其自身的标识并且向WPC 2100发送ACK消息。

参照图8详细描述用于设置通信网络的方法。

参照图8，WPC 2100向第一WPR 200a发送第一访问请求消息。响应于第一访问消息，第一WPR 2200a可以向WPC 2100发送包括其自身的标识信息的第一访问响应消息。基于标识信息，WPR 2100向第一WPR2200a分配第一通信ID(COM-1)，并且向第一WPR 2200a发送包括第一通信ID(COM-1)的通信网络设置消息。第一WPR 2200a将其自身的通信ID设置为第一通信ID(COM-1)，并向WPC 2100发送ACK消息。

在设置第一WPR 2200a的通信ID完成时，WPC 2100向第二WPR2200b发送第二访问消息。响应于第二访问消息，第二WPR 2200b向WPC 2100发送包括其自身的标识信息的第二响应消息。基于标识信息，WPC 2100向第二WPR 2200b分配第二通信ID(COM-2)，并且向第二WPR 2200b发送包括第二通信ID(COM-2)的通信网络设置消息。第二WPR 2200b将其自身的通信ID设置为第二通信ID(COM-2)，并且向WPC 2100发送ACK消息。

在这种情况下，用于设置通信网络的消息可以是由与该消息对应的WPR 2200使用的标准定义的消息格式。由于WPC 2100能够确定搜索操作中每个WPR 2200使用哪个标准，所以WPC 2100可以基于确定的标准来确定关于每个WPR 2200发送和接收的消息的格式。

即，第一访问请求消息和第一访问响应消息可以被设置为具有根据第一标准的频带和载波的信号，并且第二访问请求消息和第二访问响应消息可以被设置为具有根据第二标准的频带和载波的信号。因此，第一访问请求消息和第一访问响应消息可以在频带、通信方案(带内或带外)和通信载波中的至少一个上与第二访问请求消息和第二访问响应消息不同。

此外，类似地，在WPC 2100与第一WPR 2200a之间发送和接收的通信网络设置消息和ACK消息可以在频带、通信方案和通信载波中的至少一个上与在WPC 2100与第二WPR 2200b之间发送和接收的通信网络设置消息和ACK消息不同。

因此，通信ID可以被分配给WPR 2200，从而设置通信网络。在设置通信网络完成时，WPC 2100可以使用被分配给WPR 2200的通信ID来与WPR 2200通信。

在设置通信网络完成时，在S130中WPC 2100可以设置电力网络。

WPC 2100可以向WPR 2200发送装置配置文件请求消息。响应于装置配置文件请求消息，WPR 2200可以向WPC 2100发送包括装置配置文件的装置提供响应消息。装置配置文件可以包括关于WPR 2200使用的用于发送和接收无线电力的标准的信息、关于用于通信的标准的信息、被支持的电力发送模式的类型(同步模式、TDMA模式、以及作为同步模式和TDMA模式的组合的TDMA同步模式)、WPR 2200的类型(即，功能电话、智能电话和平板电脑)、用于电池充电的电力值(电压或电流)、电池充电状态(完全放电状态、完全充电状态、电池充电百分比等)等等。

基于装置配置文件，WPC 2100可以确定被WPC 2100支持的无线电力发送方案是否与应用于WPR 2100的无线电力发送方案兼容。例如，在WPC 2100支持根据Q1标准和A4WP标准的无线电力发送的情况下，如果WPR 2200能够根据两种标准之一接收无线电力，则WPC 2100可以确定WPR 2200与之兼容。替选地，在WPC 2100支持根据Q1标准和A4WP标准的无线电力发送的情况下，如果WPR 2200根据PMA标准接收无线电力，则WPC 2100可以确定WPR 2200与之不兼容。

在WPR 2200兼容的情况下，WPC 2100向WPR 2200分配电力ID(WPT-ID)，并且向WPR 2200发送包括电力ID的电力网络设置消息。基于接收的电力网络设置消息，WPR 2200可以识别出其自身的电力ID并且向WPC 2100发送ACK消息。

在WPR 2200不兼容的情况下，WPC 2100可以向WPR 2200发送指示不兼容的消息，并且然后WPR 2200可以向WPC 2100发送ACK消息。在与WPC 2100不兼容的情况下，WPR 2200可以在发送电力的下一操作S140中不接收电力。

参照图9详细描述设置电力网络的方法。图9是示出根据本发明的示例性实施例的无线电力收发方法中构造充电网络的操作的细节流程图。

参照图9，WPC 2100向第一WPR 2200a发送第一装置配置文件请求消息。作为响应，第一WPR 2200a可以向WPC 2100发送包括其自身的装置配置文件的第一装置配置文件响应消息。基于第一WPR 2200a的装置配置文件，WPC 2100可以通过确定第一WPR 2200a使用的无线电力发送标准是否对应于被WPC 2100支持的标准来确定第一WPR 2200a是否与之兼容。在第一WPR 2200a与WPC 2100兼容的情况下，WPC2100可以向第一WPR 2200a分配第一电力ID(SPT ID-1)，并且向第一WPR 2200a发送包括第一电力ID的消息。响应于消息的接收，第一WPR2200a可以将其自身的电力ID设置为第一电力ID(WPT ID-1)，并且向WPC 2100发送ACK消息。

在设置第一WPR 2200a的电力ID完成时，WPC 2100向第二WPR2200b发送第二装置配置文件请求消息。作为响应，第二WPR 2200b可以向WPC 2100发送包括其自身的装置配置文件的第二装置响应消息。通过参考第二WPR 2200b的装置配置文件，WPC 2100确定第二WPR2200b是否与之兼容。在第二WPR 2200b兼容的情况下，WPC 2100可以向第二WPR 2200b分配第二电力ID(WPT ID-2)，并向第二WRP2200b发送包括第二电力ID的消息。响应于消息的接收，第二WPR 2200b可以将其自身的电力ID设置为第二电力ID(WPT ID-2)，并向WPC 2100发送ACK消息。

用于设置电力网络的消息可以是由与该消息对应的WPR 2200使用的标准定义的格式。由于WPC 2100能够确定在搜索操作中每个WPR2200使用哪个标准，所以WPC 2100可以基于确定的标准来确定要发送和接收的消息的格式。

例如，第一装置配置文件消息可以被设置为具有根据第一标准的频带和载波的信号，而第二装置配置文件消息可以被设置为具有根据第二标准的频带和载波的信号。当涉及到操作S130中使用的不同消息时，使用相同的方式。

因此，可以按照下述方式设置电力网络：其中，在确定每个WPR 2200的兼容性/不兼容性之后，基于该结果分配电力ID。

同时，在操作S130中，通过使用WPC 2100与WPR 2200之间的消息的头中的预设通信ID，可以确定哪个WPR 2200中发送和接收消息。例如，第一WPR 2200a的通信ID(COM-1)包括在第一装置配置文件请求消息的头中，并且WPR 2200中的第一WPR 2200可以确定是否对其发送相应的消息。

在设置电力网络完成时，在S140中WPC 2100可以设置电力发送模式。

WPC 2100可以设置电力发送模式。电力发送模式可以包括单模式和多模式。多模式可以包括同步模式、TDMA模式、以及作为同步模式和TDMA模式的组合的TDMA同步模式。

例如，WPC 2100可以通过不仅考虑电力ID被分配到的WPR 2200的数目和被WPR 2200支持的电力发送模式，而且考虑WPR 2200使用的标准和每个WPR 2200的装置配置文件中包括的信息，来选择电力发送模式。

在电力网络中存在单个WPR 200的情况下，可以选择单模式作为电力发送模式。替选地，在存在多个WPR 2200的情况下，可以选择多模式作为电力发送模式。

在电力网络中的多个WPR 2200使用不同的电力收发标准的情况下，在多模式下，可以选择多模式中的TDMA模式。TDMA是下述方法：其中电力发送部分被分成多个时隙，每个WPR 2200被分配给一个时隙，并且在分配给WPR 2200的时隙内向WPR 2200发送电力，同时通过切断接收天线1210与电力接收模块1220之间的连接或对接收天线1210记时来阻断到其他WPR 2200的供电。

在存在遵循不同标准的多个WPR 2200的情况下，WPR 2200针对磁场使用不同的频带，并且根据标准将电力发送间隔时间分割，使得在一个时隙期间可以根据一个标准发送和接收无线电力，而在另一时隙期间可以根据另一标准发送和接收无线电力。因此，在这种情况下，可以选择TDMA模式。同时，在存在使用特定标准的多个WPR 2200的情况下，被分配给特定标准的时隙被分成子时隙，以使得每个WPR 2200能够在相应分配的子时隙期间接收电力。替选地，在存在使用特定标准的多个WPR2200的情况下，可以在被分配给特定标准的时隙内同时对使用特定标准的多个WPR 2200充电。

同时，在电力网络中的所有WPR 2200遵循相同标准的情况下，TDMA模式或同步模式中的任一个可以被可变地选择作为电力发送模式。如果标准支持TDMA模式或同步模式中的仅一个，则可以选择电力发送模式作为被标准支持的模式。

像这样，WPC 2100可以根据电力网络中WPR 2200的数目或WPR2200使用的标准数目来选择电力发送模式。然而，存在不被WPR 2200支持的模式，WPC 2100不应选择该模式。

在设置电力发送模式完成时，可以在S150中根据选择的模式发送和接收无线电力。

WPC 2100可以向WPR 2200发送无线电力发送请求消息。作为响应，每个WPR 2200可以发送无线电力发送响应消息。对于启动者，基于无线电力发送请求消息或无线电力发送响应消息，WPC 2100计算要发送给相应的WPR 2200的电功率、电压和电流。

然后，WPC 2100可以向相应WPR 2200发送包括关于电力发送模式的信息的消息。消息可以包括关于哪个电力发送模式被用于执行电力发送的消息、关于相对于TWDM模式的电力发送间隔的时隙分割的信息、以及关于分配有每个时隙的WPR 2200的信息。响应于消息的接收，每个WPR 2200可以确定电力发送模式，并且如果电力发送间隔被时间分割，则识别哪个时隙被分配。因此，每个WPR 2200可以在对其分配的时隙内被激活，而在未对其分配的时隙内失活。

然后，WPC 2100可以发送测试电力。响应于测试电力的接收，相应WPR 2200可以向WPC 2100发送包括通过测试电力接收的功率、电压和电流的装置状态消息。基于装置状态消息，WPC 2100调节要发送的电力，诸如执行阻抗匹配和调节放大率。然后，WPC 2100向WPR 2200发送经调节的电力。在电力发送期间，WPR 2200可以向WPC 2100周期地发送关于接收的电力的功率值、电压值和电流值。通过反映从WPR 2200发送的值，WPC 2100可以调节要发送的电力。

最后，在完成电力发送时，WPC 2100向WPR 2200发送通知电力发送结束的消息，并完成发送电力。

参照图10至12详细描述用于发送电力的方法。图10是示出根据本发明的示例性实施例的无线电力收发方法中的电力发送和接收操作的细节流程图，并且图11和12是示出根据示例性实施例的用于发送和接收无线电力的方法中无线电力网络如何操作以发送和接收电力的图。

参照图10，WPC 2100可以向第一WPR 2200a发送第一电力发送请求消息。作为响应，第一WPR 2200a可以向WPC 2100发送第一电力发送响应消息。基于第一电力发送响应消息，WPC 2100可以调节要发送给第一WPR 2200a的电力。此外，WPC 2100可以向第二WPR 2200b发送第二电力发送请求消息。作为响应，第二WPR 2200b可以向WPC 2100发送第二电力发送响应消息。基于第二电力发送响应消息，WPC 2100可以调节要发送给第二WPR 2200b的电力。

然后，WPC 2100向第一WPR 2200a发送包括关于电力发送模式的信息和调度信息的消息。在选择TDMA模式时，可以包括调度信息。调度信息可以包括关于时隙分割的信息、以及指示被分配给第一WPR2200a的时隙的信息。基于此，第一WPR 2200a可以确定下述时隙：在该时隙期间其变为激活。类似地，WPC 2100向第二WPR 2200b发送包括关于电力发送模式的信息和调度信息的消息。调度信息可以包括关于时隙分割的信息以及指示被分配给第二WPR 2200b的时隙的信息。

在向每个WPR 2200发送包括电力发送模式的消息和调度信息的消息之后，WPC 2100开始向每个WPR 2200发送电力。

例如，在第一WPR 2200a和第二WPR 2200b遵循不同标准的情况下，电力发送间隔可以被分成分别针对第一WPR 2200a和第二WPR2200b的时隙。WPC 2100在第一时隙期间向第一WPR 2200a发送电力，并且在第二时隙期间向第二WPR 2200b发送电力。在这种情况下，第一WPR 2200a可以在对其分配的第一时隙内被激活，而在第二时隙期间失活。此外，第二WPR 2200b可以在对其分配的第二时隙内被激活，而在第一时隙期间失活。

一旦第一时隙开始，WPC 2100向第一WPR 2200a发送测试电力，如图11所示。如图11所示，可以存在一个或更多个第一WPR 2200a。在存在多个第一WPR 2200a的情况下，WPC 2100可以以同步模式或TDMA模式(按照时隙被分成子时隙且每个第一WPR 2200a被分配有不同的子时隙的方式)向多个第一WPR 2200a发送无线电力。在存在多个第二WPR 2200b的情况下，同样的方式可以适用于第二时隙。

响应于测试电力的接收，第一WPR 2200a可以向WPC 2100反馈关于接收的电力的功率值、电压值和电流值中的至少一个。WPC 2100可以基于从第一WPR 2200a反馈的值来控制要发送的电力或执行阻抗匹配，并且基于此向第一WPR 2200a发送无线电力。在无线电力的发送期间，第一WPR 2200a可以周期地向WPC 2100反馈关于接收的电力的信息(功率值、电流值等)。然后，因此WPC 2100可以控制要发送的电力并且执行阻抗匹配。在第一时隙结束时，WPC 2100向第一WPR 2200a发送指示第一时隙结束的消息。因此，第一WPR 2200a可以被告知第一时隙结束，并且变得失活。此时，可以向第二WPR 2200b发送指示第一时隙结束的消息。因此，第二WPR 2200b可以被告知第一时隙结束，并且变得激活以为第二时隙做准备。

一旦第二时隙开始，WPC 2100向第二WPR 2200b发送测试电力，如图12所示。响应于测试电力的接收，第二WPR 2200b可以向WPC 2100反馈关于接收的电力的功率值、电压值和电流值中的至少一个。WPC 2100可以基于从第二WPR 2200b反馈的值来控制要发送的电力或执行阻抗匹配，并且然后向第二WPR 2200b发送无线电力。在无线电力的发送期间，第二WPR 2200b可以周期地反馈关于接收的电力的信息(功率值、电流值等)。然后，因此WPC 2100可以控制要发送的电力并且执行阻抗匹配。

同时，可以分别根据第一标准和第二标准执行在第一时隙和第二时隙期间无线电力的发送。特别是，在第一时隙期间发送的无线电力的磁场的频带可以不同于在第二时隙期间发送的无线电力的磁场的频带。此外，可以在一个时隙期间使用谐振磁耦合方案以及在另一时隙期间使用电感耦合方案来执行电力发送。换言之，在第一时隙期间发送的磁场和在第二时隙期间发送的磁场可以在频带或发送方案中的至少一个上不同。

此外，可以根据是使用第一标准还是第二标准来有区别地执行反馈。可以的是，在一个时隙期间反馈电流值，而在另一时隙期间反馈电压值。此外，可以的是，使用磁场带内通信执行反馈，同时使用带外通信执行反馈。即，在第一时隙期间的反馈和在第二时隙期间的反馈可以在频带、诸如带内通信和带外通信的通信方案、以及反馈中包括的信息的类型的至少一个上不同。

在第二时隙结束时，WPC 2100可以完成发送无线电力。

所有前述操作对于根据本发明的示例性实施例的无线电力收发方法不是必要的，并且无线电力收发方法可以执行上述操作中的一些或全部。此外，可以结合地执行无线电力收发方法的上述示例。此外，不一定按顺序执行上述操作。

根据本发明，单个电力发送发送器可以向使用不同的无线电力收发标准的多个无线电力接收器发送电力。

在上述示例性系统中，虽然已经基于使用一系列步骤或框的流程图描述了方法，但是本发明不限于步骤的顺序，并且一些步骤可以以与其余步骤不同的顺序来执行，或可以与其余步骤同时执行。此外，本领域技术人员将理解流程图中示出的步骤不是排他性的，并且可以包括其他步骤，或在不影响本发明的范围的情况下可以删除流程图中的一个或更多个步骤。

[标记描述]

1000：无线电力系统

1100：无线电力发送设备

1110：电力发送模块

1111：AC-DC转换器

1112：频率振荡器

1113：功率放大器

1114：阻抗匹配器

1120：发送天线

1125：通信天线

1130：通信模块

1131：带内通信模块

1132：带外通信模块

1140：控制器

1200：无线电力接收设备

1210：接收天线

1215：通信天线

1220：电力接收模块

1221：阻抗匹配器

1222：整流器

1223：DC-DC转换器

1224：电池

1230：通信模块

1240：控制器

2000：无线电力网络

2100：无线电力充电器

2200：无线电力接收器