用于无线充电的混合模拟前端的制作方法

本发明总体上涉及电池的无线充电，并且更具体地涉及与正在多线圈无线充电设备的表面上充电的设备通信。

背景技术：

1、已经部署了无线充电系统，以使得能够在不使用物理充电连接的情况下对某些类型的设备的内部电池进行充电。可以利用无线充电的设备包括移动计算/处理设备和移动通信设备。诸如无线电力联盟定义的qi标准之类的标准使得第一供应商制造的设备能够使用第二供应商制造的充电器进行无线充电。无线充电的标准针对相对简单的设备配置进行了优化，并倾向于提供基本的充电能力。

2、常规无线充电系统通常使用数字ping(digital ping)来确定在用于无线充电的基站中的发射线圈之上或附近是否存在接收设备。数字ping也可以称为主动ping(activeping)。发射器线圈具有电感(l)，并且具有电容(c)的谐振电容器联接到发射线圈以获得谐振lc电路。通过向谐振lc电路输送功率来产生ping。在发射器监听来自接收设备的响应的同时，将功率施加一段时间(在一个示例中为90ms)。可以在使用幅移键控(ask)调制编码的信号中提供响应。在一个示例中，典型的发射基站可以快至每秒ping 12.5次(周期＝1/80ms)，功耗为每秒(80mj*12.5)＝1w。

3、需要改进无线充电能力，以支持移动设备不断增加的复杂性和不断变化的外形因素。例如，需要改进的功率发射器与接收器之间的通信，以改进对多线圈多设备充电设备中的充电过程的控制。

技术实现思路

0、概述

1、本公开的某些方面涉及与使用多个发射线圈提供自由定位充电表面的无线充电设备相关联的系统、装置和方法，其包括可同时对多个接收设备进行充电的无线充电设备。在一个方面中，无线充电设备中的控制器可定位待充电设备且可配置一个或更多个发射线圈，所述发射线圈最佳地定位以将功率递送到接收设备。充电单元可以配备或配置有一个或更多个感应发射线圈，并且多个充电单元可以被布置或配置为提供充电表面。可通过感测技术来检测待充电设备的位置，所述感测技术将设备的位置与以充电表面上的已知位置为中心的物理特性的改变相关联。在一些示例中，位置的感测可以使用电容、电阻、电感、触摸、压力、负载、应变和/或另一适当类型的感测来实现。

2、本文公开的某些方面涉及改进的无线充电技术。公开了可以通过改进发送设备与接收设备之间的通信来提高到接收设备的无线功率传输的效率和容量的系统、装置和方法。根据本文中所公开的某些方面，功率可从发射设备无线地传送到位于充电表面上的任何位置处的接收设备，所述充电表面可具有任意限定的大小或形状而不考虑经启用以用于充电的任何离散放置位置。在发射设备处，可从测量信号中提取高频分量，所述测量信号表示在充电操作期间在无线充电设备中的发射线圈处的电压。测量信号可以被衰减以获得经衰减测量信号。表示高频分量的信号可以与经衰减测量信号混合以获得经调节测量信号。经调节测量信号可以被解调以获得与充电操作相关联的一个或更多个消息。

3、充电单元

4、本公开的某些方面涉及适用于无线充电设备的系统、装置和方法，所述无线充电设备提供具有多个发射线圈或可同时对多个接收设备进行充电的自由定位充电表面。在一个方面中，无线充电设备中的控制器可定位待充电设备且可配置一个或更多个发射线圈，所述发射线圈最佳地定位以将功率递送到接收设备。充电单元可以配备或配置有一个或更多个感应发射线圈，并且多个充电单元可以被布置或配置为提供充电表面。可以通过感测技术来检测待充电设备的位置，该感测技术将设备的位置与以充电表面上的已知位置为中心的物理特性的变化相关联。在一些示例中，可以使用电容性电阻来实现对位置的感测。

5、根据本文公开的某些方面，可以使用邻近充电设备的表面部署的充电单元来提供无线充电设备中的充电表面。在一个示例中，根据蜂窝封装配置在充电表面下方或邻近充电表面的一个或更多个层中部署充电单元。可以使用一个或更多个线圈在无线充电设备中实现充电单元，所述一个或更多个线圈可以各自沿着与充电表面基本上正交的、与线圈相邻的轴线来感应磁场。在本说明书中，充电单元可以指具有一个或更多个线圈的元件，其中每个线圈被配置为产生电磁场，该电磁场相对于由充电单元中的其他线圈产生的并且沿着或接近公共轴线引导的场是加性的。在本公开中，充电单元中的线圈可以被称为充电线圈、发射线圈、litz线圈或使用这些术语的某种组合。

6、在一些实现中，充电单元包括如下线圈，即，所述线圈沿着公共轴线堆叠和/或交叠，使得它们有助于基本上正交于充电设备的表面感应的磁场。在一些实现中，充电单元包括如下线圈，即，所述线圈被布置在充电设备的表面的限定部分内并且有助于充电表面的限定部分内的感应磁场，该磁场有助于基本上正交于充电表面流动的磁通量。

7、在一些实现中，充电单元可以通过向包括在一个或更多个动态定义的充电单元中的线圈提供激活电流来配置。例如，无线充电设备可以包括跨充电表面部署的多个堆叠的线圈，并且无线充电设备可以基于与一个或更多个堆叠的线圈的接近度来检测待充电设备的位置。充电设备可选择线圈堆叠的一些组合以限定或提供邻近待充电设备的充电单元。在一些情况下，充电单元可以包括或表征为单个线圈。然而，应当理解，充电单元可以包括多个堆叠线圈和/或多个相邻的线圈或线圈堆叠。线圈在本文中可以被称为充电线圈、无线充电线圈、发射器线圈、发射线圈、功率发射线圈、功率发射器线圈等。

8、图1例示可部署和/或配置以提供无线充电设备的充电表面的充电单元100的示例。在本公开中，充电表面可以被理解为包括设置在印刷电路板的一个或更多个基底106上的充电单元阵列100，或者嵌入在由一个或更多个基底106形成的结构中的充电线圈阵列。可以在一个或更多个基底106上提供包括一个或更多个集成电路(ic)和/或分立电子部件的电路。电路可以包括驱动器和开关，用于控制提供给用于向接收设备发射功率的线圈的电流。电路可以使用处理电路来实现，处理电路包括一个或更多个处理器和/或可以被配置为执行本文公开的某些功能的一个或更多个控制器。在一些情况下，处理电路中的一些或全部可以设置在充电设备的外部。在一些情况下，电源可以联接到充电设备。

9、可以紧邻充电设备的外表面区域设置充电单元100，在充电设备的外表面区域上可以放置一个或更多个设备用于充电。充电设备可以包括充电单元100的多个示例。在一个示例中，充电单元100具有界定或包围一个或更多个线圈102的基本上六边形的形状。每个线圈可以使用可以接收足以在功率传输区域104中产生电磁场的电流的导体、电线或电路板迹线来构造。在各种实现中，一些线圈102可以具有基本上多边形的整体形状，包括图1所示的六边形充电单元100。在一些实现中，一个或更多个线圈可以具有基本上圆形的扁平螺旋形状或形状。其它实现提供圆形或椭圆形的形式或具有某一其它形状的线圈102。线圈102的形状可以至少部分地由每个线圈中的绕组的数量、制造技术的能力或限制和/或优化诸如印刷电路板基底的基底106上的充电单元的布局来确定。每个线圈102可以使用导线、印刷电路板迹线和/或螺旋配置的其他连接器来实现。每个充电单元100可以跨越由绝缘体或基底106隔开的两个或更多个层，使得不同层中的线圈102以公共轴线108为中心。

10、图2例示了设置在充电表面的区段或部分的单层上的充电单元202的布置结构200的示例，该充电表面可以包括在根据本文公开的某些方面适用的充电系统中。充电单元202根据蜂窝封装配置来布置。在该示例中，充电单元202端对端地布置而不交叠。可以在没有通孔或导线互连的情况下提供这种布置结构。其他布置结构是可能的，包括其中充电单元202的一些部分交叠的布置结构。例如，两个或更多个线圈的线可以交错、同心布置或交叠到一定程度。

11、图3例示了根据本文公开的某些方面可以适用的当多个层覆盖在充电表面的区段或部分内时，来自两个视角300、310的充电单元的布置结构的示例。在该示例中，在充电表面内提供了四层充电单元302、304、306、308。充电单元302、304、306、308的每一层内的充电单元根据蜂窝封装配置来布置。在一个示例中，充电单元302、304、306、308的层可以形成在具有四个或更多个铜层的印刷电路板上。可以选择充电单元100的布置结构以提供邻近所示区段的指定充电区域的完全覆盖。

12、图4例示了根据本文公开的某些方面的由充电系统提供的充电表面400中限定或配置的功率传输区域的布置。示出的充电表面400使用四层充电单元402、404、406、408来构造。在图4中，由第一层充电单元402中的充电单元提供的各个功率传输区域被标记为“l1”，由第二层充电单元404中的充电单元提供的各个功率传输区域被标记为“l2”，由第三层充电单元406中的充电单元提供的各个功率传输区域被标记为“l3”，并且由第四层充电单元408中的充电单元提供的各个功率传输区域被标记为“l4”。

13、无线发射器

14、图5例示了可设在无线充电设备的基站中的无线发射器500的某些方面。无线充电设备中的基站可以包括用于控制无线充电设备的操作的一个或更多个处理电路。控制器502可以接收由滤波器电路508滤波或以其他方式处理的反馈信号。控制器可以控制向谐振电路506提供交流电的驱动器电路504的操作。在一些示例中，控制器502生成用于控制由驱动器电路504输出的交流电的频率的数字频率参考信号。在一些情况下，可以使用可编程计数器等生成数字频率参考信号。在一些示例中，驱动器电路504包括功率逆变器电路和一个或更多个功率放大器，其协作以从直流源或输入生成交流电。在一些示例中，数字频率参考信号可以由驱动器电路504或由另一电路生成。谐振电路506包括电容器512和电感器514。电感器514可以表示或包括充电单元中响应于交流电而产生磁通量的一个或更多个发射线圈。谐振电路506在本文中也可以被称为储能电路、lc储能电路或lc储能电路，并且在谐振电路506的lc节点510处测量的电压516可以被称为储能电压。

15、被动ping技术可以使用在lc节点510处测量或观察到的电压和/或电流来识别接近于根据本文公开的某些方面适用的设备的充电垫的接收线圈的存在。一些常规无线充电设备包括测量谐振电路506的lc节点510处的电压或谐振电路506中的电流的电路。可以监测这些电压和电流以用于功率调整目的和/或支持设备之间的通信。根据本发明的某些方面，可监测图5中所例示的无线发射器500中的lc节点510处的电压以支持被动ping技术，所述被动ping技术可基于谐振电路506对通过谐振电路506发射的能量的短突发(ping)的响应来检测可充电设备或其它对象的存在。

16、被动ping发现技术可用于提供快速、低功率发现。可以通过通过包括谐振电路506的网络以包括少量能量的快速脉冲以驱动低能量快速脉冲来产生被动ping。快速脉冲激发谐振电路506并使网络以其自然谐振频率振荡，直到注入的能量衰减并耗散。谐振电路506对快速脉冲的响应可以部分地由谐振lc电路的谐振频率确定。谐振电路506对具有初始电压(v0)的被动ping的响应可以由在lc节点510处观察到的电压vlc表示，使得：

17、

18、当控制器502或另一处理器正在使用数字ping来检测对象的存在时，可以监测谐振电路506中的电压或电流。通过驱动谐振电路506达一段时间来产生数字ping。谐振电路506是包括无线充电设备的发射线圈的调谐网络。接收设备可以通过根据调制信号的信令状态修改由其功率接收电路呈现的阻抗来调制在谐振电路506中观察到的电压或电流。然后，控制器502或其他处理器等待指示接收设备在附近的数据调制响应。

19、选择性激活线圈

20、根据本文公开的某些方面，可以选择性地激活一个或更多个充电单元中的功率发射线圈以提供用于对兼容设备充电的最佳电磁场。在一些情况下，功率发射线圈可以被指派给充电单元，并且一些充电单元可以与其他充电单元交叠。可以在充电单元级选择最佳充电配置。在一些示例中，充电配置可以包括充电表面中的充电单元，所述充电单元被确定为与待充电设备对准或位于待充电设备附近。控制器可基于充电配置来激活单个功率发射线圈或功率发射线圈的组合，所述充电配置又基于待充电设备的位置的检测。在一些实现中，无线充电设备可具有驱动器电路，所述驱动器电路可在充电事件期间选择性地激活一个或更多个功率发射线圈或一个或更多个预定义充电单元。

21、图6例示了支持用于根据本文所公开的某些方面适用的无线充电设备中的矩阵复用切换的第一拓扑600。无线充电设备可以选择一个或更多个充电单元100来对接收设备进行充电。不使用的充电单元100可以与电流断开。相对大量的充电单元100可以用在图2和图3所示的蜂窝封装配置中，从而需要对应数量的开关。根据本文公开的某些方面，充电单元100可以逻辑地布置在矩阵608中，矩阵608具有连接到两个或更多个开关的多个单元，所述两个或更多个开关使特定单元能够被供电。在所示拓扑600中，提供二维矩阵608，其中维度可以由x和y坐标表示。第一组开关606中的每一者被配置为选择性地将一列单元中的每个单元的第一端子联接到电压或电流源602的第一端子，该电压或电流源602提供电流以在无线充电期间激活一个或更多个充电单元中的线圈。第二组开关604中的每一者被配置为选择性地将一行单元中的每个单元的第二端子联接到电压或电流源602的第二端子。当单元的两个端子联接到电压或电流源602时，充电单元被激活。

22、使用矩阵608可以显著减少操作调谐lc电路的网络所需的开关组件的数量。例如，n个个体连接的单元需要至少n个开关，而具有n个单元的二维矩阵608可以利用√n个开关操作。使用矩阵608可以产生显著的成本节省并且减少电路和/或布局复杂性。在一个示例中，可使用6个开关在3x3矩阵608中实现9单元实现方式，从而节省3个开关。在另一示例中，可使用8个开关在4x4矩阵608中实现16单元实现方式，从而节省8个开关。

23、在操作期间，闭合至少2个开关以将一个线圈或充电单元主动地联接到电压或电流源602。可以一次闭合多个开关以便于将多个线圈或充电单元连接到电压或电流源602。例如，可以闭合多个开关，以启用能够在将功率传送到接收设备时驱动多个发射线圈的操作模式。

24、图7例示了根据本文公开的某些方面的第二拓扑700，其中每个个体线圈或充电单元由驱动器电路702直接驱动。驱动器电路702可以被配置为从一组线圈704中选择一个或更多个线圈或充电单元100以对接收设备进行充电。应当理解，这里公开的关于充电单元100的概念可以应用于选择性激活个体线圈或线圈堆叠。未使用的充电单元100不接收电流。可以使用相对大量的充电单元100，并且可以采用开关矩阵来驱动各个线圈或线圈组。在一个示例中，第一开关矩阵可以配置定义要在充电事件期间使用的充电单元或线圈组的连接，并且第二开关矩阵可以用于激活充电单元和/或所选择的线圈组。

25、充电过程期间的控制消息传递

26、本公开的某些方面涉及功率发射器与正被功率发射器无线充电的功率接收器之间的配置、控制、状态和其他信息的无线通信。配置、控制、状态和其他信息可以在功率传输之前和期间传送，并且在根据标准定义的协议编码的消息中携带。在一个示例中，qi协议能够通过使功率接收器通过功率传输链路向功率发射器发送消息来使功率接收器对功率发射器无线地执行一些控制。消息可以携带请求、命令、状态和其他信息。qi协议在许多无线充电设备中实现以管理功率发射器与功率接收器之间的无线互连。某些qi协议使用幅移键控(ask)调制提供从功率接收器到功率发射器的消息交换，该ask调制产生在功率发射器与功率接收器之间的电磁通量中携带的ask信号。在一个示例中，功率接收器可以通过改变其功率接收电路中的负载来产生ask信号。由于功率发射器和功率接收器中的发射线圈与接收线圈之间的磁耦合，在充电交易期间，负载的变化反映在谐振电路506的负载中。可以在储能电路中测量的电压或电流中检测负载的变化。

27、图8例示了可以被配置为接收和解码ask调制信号的处理电路800的示例。处理电路800包括处理器802，其可联接到存储器设备804、寄存器或其它类型的存储装置，所示其它类型的存储装置可操作以存储待使用ask调制信号812发射的消息和/或从接收到的ask调制信号812解码的消息。处理电路800包括ask解码器806，其可以使用硬件、软件或硬件和软件的某种组合来实现。ask解码器806可以使用从时钟生成或恢复电路808接收的时钟信号来控制所传送的ask调制信号812的定时以及控制所接收的ask调制信号812的采样和解码。

28、在一些示例中，可以采用数字信号处理器(dsp)来解码ask调制信号812，该ask调制信号812调制电感功率传送设备的储能电路中的电压或电流。在图5的无线发射器500中，ask调制信号812可以表示或源自在谐振电路506的lc节点510处测量的充电电流518或电压516的测量结果。在许多示例中，中断可以用于确定或测量ask调制信号812的电平变化之间的定时。在一个示例中，解调电路可以使用由微控制器(mcu)提供的定时器来测量或计算边之间或由ask调制信号812中的边触发的中断之间的时间。时间测量序列可用于解码ask调制信号812。在另一示例中，dsp或数字信号控制器可以用于使用数字信号处理方法来解调ask调制信号。

29、图9例示可适于对在功率接收器与功率发射器之间交换的消息进行数字编码的编码方案900、920的示例。在第一示例中，差分双相编码方案900对数据信号904的相位中的二进制位进行编码。在所示示例中，数据字节906的每一位在编码器时钟信号902的对应循环908中编码。在对应循环908期间在数据信号904中存在或不存在转变910(相位变化)的情况下对每一位的值进行编码。

30、在第二示例中，可以使用幅度调制。在一些情况下，使用数据编码方案920来调制储能电压或充电电流924，数据编码方案920限定或导致在储能回路中观察到不同的功率信号幅度。在所示示例中，数据字节926的二进制位被编码在充电电流924的电平中。数据字节926的每一位在编码器时钟信号922的对应循环928中编码。在对应循环908期间，每个位的值相对于充电电流924的标称100％电压电平930被编码在充电电流924的电压电平中。

31、图10例示了根据本公开的某些方面的可被配置成支持ask调制的系统的示例。在所示示例中，无线功率发射器1000被配置成将功率发射到无线功率接收器1020。充电操作由处理电路1002控制，处理电路1002根据被定义用于对无线功率接收器1020进行充电的充电配置来控制驱动器电路1004。驱动器电路1004向谐振电路1006提供充电电流，谐振电路1006包括至少一个发射电感器1016，发射电感器1016可以表示一个或更多个无线功率发射线圈的电感。跨发射电感器1016测量的储能电压1012是流过发射电感器1016的电流和谐振电路1006的其它阻抗的乘积。谐振电路1006的阻抗可以包括与无线功率接收器1020相关联的若干组件。例如，功率转换电路1022的阻抗和无线功率接收器1020的负载1026在充电操作期间有助于谐振电路1006的阻抗。

32、在一些示例中，无线功率接收器1020具有调制电路1024，其可以用于通过将由无线功率接收器1020所贡献的阻抗改变为谐振电路1006的阻抗来调制储能电压1012。所贡献的阻抗包括来自功率转换电路1022、负载1026和调制电路1024的贡献。在所示示例中，无线功率接收器1020被配置为通过改变调制电路1024的阻抗来调制储能电压1012。联接到负载1026的调制电阻1034可根据施加到开关晶体管1032的栅极1030的调制信号而接通和断开。在所示示例中，开关晶体管1032被配置为在调制信号处于第一信令状态时被导通并且在调制信号处于第二信令状态时被截止。这里，当调制信号处于第一信令状态时，开关晶体管1032使调制电阻1034与负载1026并联联接，从而减小对谐振电路1006贡献的阻抗(相对于调制信号处于第二信令状态时的谐振电路1006的阻抗)。

33、在所示示例中，调制电路1024与负载1026并联联接。在其他示例中，调制电路1024可以与功率转换电路1022中的接收电感器1028并联联接。

34、在所示示例中，开关晶体管1032通常是截止的，并且通过导通开关晶体管1032以减小谐振电路1006的阻抗来实现调制。在其他示例中，开关晶体管1032通常是导通的，并且通过导通开关晶体管1032以增加谐振电路1006的阻抗来实现调制。

35、无线功率发射器1000可被配置成检测由无线功率接收器1020发射的经调制信号。可以在储能电压1012中或在流过发射电感器1016的电流中检测经调制信号。在一些示例中，使用ask调制对经调制信号进行编码。在一些示例中，可以使用脉冲宽度调制来编码用于修改储能电压1012的经调制信号。

36、在某些示例中，测量电路1008可被配置成获得指示谐振电路1006中的lc节点1018处的储能电压1012或指示流过lc节点1018的电流的测量信号1014。测量电路1008可以被提供或配置为支持多种计算，包括谐振电路1006的q因子的计算或估计。测量电路1008可以包括模数转换器(adc)、滤波器、放大器、衰减器、比较器、计数器等。测量电路1008可以将接收的数据信号1014提供给解调电路1010。所接收的数据信号1014可以表示作为储能电压1012的分量的经调制信号。解调电路从所接收的数据信号1014解码信息，并向处理电路1002提供数据、控制或状态信息。

37、图11是例示图10中所示的无线功率发射器1000的上下文中的解调的某些方面的曲线图1100。第一曲线1102表示充电操作期间的储能电压1012。当功率递送开始时，储能电压1012爬升到峰值电压电平。峰值电压电平可以表示或被称为包络电压电平1104、直流(dc)电压电平和/或峰值dc电平。在某个时间点1110，无线功率接收器1020开始调制储能电压1012。调制的影响可导致储能电压1012根据经调制信号增大或减小储能电压1012。在所示示例中，经调制信号在ask包络1106内传输，其中ask包络1106叠加在包络电压电平1104上并且表示归因于来自包络电压电平1104的经调制信号的偏移的幅度。

38、在一些无线充电系统中，测量电路1008被配置为除了ask包络1106内的电压电平之外还测量包络电压电平1104。测量电路1008可以使用adc电路来获得储能电压1012的样本，并且可以测量样本的电压电平以提供电压电平的数字化表示。处理器可以通过adc输出的数字处理将ask偏移与包络电压电平1104分离。

39、在某些实现中，adc电路的输入具有有限的电压范围，并且可以处理例如具有1伏特至2伏特的最大幅度的输入信号。包络电压电平1104可显著高于1伏特至2伏特，并且在一些情况下可在高达100伏特的范围内。因此，测量电路1008可将包络电压电平1104调节为可由adc感测的较低电压电平1114。第二曲线1112表示经衰减储能电压1012，其中叠加有对应的经衰减ask包络1116。ask调制可导致ask包络1106具有在包络电压电平1104的0.5％与2％之间的幅度或摆幅。在100伏特包络电压电平1104和500mv到2v ask调制的示例中，对包络电压电平1104进行衰减所需的缩小因数50导致经衰减ask包络1116在10mv到40mv范围内具有幅度或摆幅。经衰减ask包络1116的10mv到40mv范围可降低adc的输入处的信噪比(snr)，并且adc可具有不足以提供adc偏转的多于几位或增量以覆盖经衰减调制信号的幅度的灵敏度。在一些情况下，测量电路1008可能无法检测经衰减调制信号幅度的小变化，并且adc的输出中的量化误差可导致解调器根据经调制信号生成不正确信息。

40、本公开的某些方面提供了测量和解调电路，其可以最大化从表示储能电压1012的测量信号得出的ask调制信号的幅度，包括当测量信号被衰减到落入由测量电路支持的电压范围内时。在一个示例中，表示包络电压电平1104的低频信号与从ask包络1106提取的较高频率ask调制信号分离。使用混合信号技术分别衰减或放大低频信号和高频信号，混合信号技术产生到测量电路的输入，其中ask调制信号中的电压状态在adc输出中可通过优化的或大量的位来区分。在一个方面，在低频信号被衰减时保持ask调制信号的高snr，从而实现ask调制信号的准确解调。

41、图12例示了根据本公开的某些方面配置的无线功率发射器1200。无线功率发射器1200包括处理电路1202，处理电路1202控制驱动器电路1204并接收ask解调器1212的输出。驱动器电路1004向包括至少一个发射电感器1214的谐振电路1206提供充电电流1218。储能电压信号1216表示跨发射电感器1214测量的电压，并且可以表示流过发射电感器1214的电流和谐振电路1206或发射电感器1214的阻抗的乘积。在一些情况下，储能电压信号1216表示跨包括在谐振电路1206中或驱动器电路1204与谐振电路1206之间的小电阻测量的电压以用于测量目的。

42、无线功率发射器1200可被配置成检测储能电压信号1216中的经调制信号。在一个示例中，使用ask调制或脉冲宽度调制来编码调制信号。根据本公开的某些方面，可变衰减电路1208用于将不同程度的衰减施加到峰值包络电压电平1104和表示与ask包络1106相关联的电压变化的调制信号。

43、在本公开的一个方面，可以将不同的衰减施加到不同频率或不同频带的信号。在图13所示的示例1300中，可以使用高通或带通滤波器从储能电压信号1216提取包括高频分量的未衰减调制信号。调制信号被携带在ask包络1308内。可以在不影响调制信号的情况下对储能电压信号1216的低频分量进行衰减。在一些情况下，可以在提取调制信号之后对储能电压信号1216进行整流或平均。在一些示例中，低通滤波器可以用于对表示储能电压信号1216的等效dc电压电平的dc信号进行整流、平均或以其他方式产生dc信号。dc信号可以在低通滤波之前、期间或之后衰减。可通过将对应于ask包络1308的较高频率分量与经衰减dc信号组合来获得经衰减储能信号1220。经衰减储能信号1220可以由曲线1302表示，曲线1302描绘了储能电压信号1216的衰减的、滤波的版本，其中叠加的未衰减ask包络分量1304对应于由接收设备生成的较高频率调制信号。可以选择被施加以获得dc信号的衰减水平以获得基于用于测量储能电压的adc或包括在解调器中的adc的输入规范定义或配置的平均电压电平1306。

44、在所示示例1300中，ask包络1308中的调制信号与dc信号组合，并且组合信号可以被提供给adc电路。adc电路的输出可由处理电路、数字信号处理器或其它合适的处理设备处理。在一些实现中，ask包络1308被直接提供给解调器电路而不与dc信号重新组合。在一些实现中，ask包络1308偏移到针对由解调器电路使用的adc捕获而优化的dc电压电平。

45、在某些示例中，可变衰减电路1208可以将ask编码信号与表示峰值包络电压电平1104(峰值包络信号)的信号分离，并且将不同的衰减因子应用于分离的信号。在另一示例中，可变衰减电路1208可以使ask编码信号能够绕过用于调节峰值包络信号的衰减电路。在一些示例中，可以基于相应的预期的、观察到的或测量的电压电平将不同的自动可变衰减或放大应用于ask编码信号和峰值包络信号。

46、无线功率发射器1200可包括测量电路1210，所述测量电路产生指示从衰减的储能信号1220取得的样本的电压电平的接收数据信号1222。所接收的数据信号1222可表示经调制信号并且可提供到ask解调器1212，ask解调器1212可被配置成解码来自所接收的数据信号1222的信息且将数据、控制或状态信息提供到处理电路1202。

47、图14例示了根据本公开的某些方面配置的可变衰减电路1400的示例。还提供了用于可变衰减电路1400的一种实施方式的电路图1420。在所示示例中，将表示储能电压的经调制信号1402提供到峰值检测器1404，峰值检测器1404可确定及保持峰值包络电压。峰值检测器1404的输出被提供给衰减器1406和高通滤波器1408。衰减器1406可以被配置为将峰值包络电压电平降低到期望电平范围内。在一个示例中，期望电平范围被选择用于与adc电路的输入相关联的电压限制的一致性。在一些示例中，衰减器1406可以是可调整的，并且可以基于所测量的峰值电压电平来配置。高通滤波器1408可以被配置为阻挡较低频信号，包括用于功率传送的dc电平和频率。高通滤波器1408可以被配置为使包括调制信号的频率特性的频率范围内的信号通过。

48、可以使用混频器1410加性地组合衰减器1406和高通滤波器1408的输出。在一个示例中，混频器1410的输出1414可由图13中所示的曲线1302表示。在一些实现中，使用低通滤波器1412提供经调节输出1416以从混频器1410的输出1414移除高于预期调制相关频率的频率。

49、图15是示出用于与正被充电的设备进行通信的方法的示例的流程图1500。该方法可以由多充电单元设备无线充电器中的控制器执行。在框1502处，控制器可从测量信号中提取高频分量，所述测量信号表示在充电操作期间在无线充电设备中的发射线圈处的电压。在框1504处，控制器可衰减测量信号以获得经衰减测量信号。在框1506处，控制器可将表示高频分量的信号与经衰减测量信号进行混频以获得经调节测量信号。在框1508处，控制器可解调经调节测量信号以获得与充电操作相关联的一个或更多个消息。

50、在一些示例中，将表示高频分量的信号与经衰减信号进行混频包括：对高频分量进行衰减，以获得表示经衰减高频分量的信号。

51、在各种示例中，控制器可以向adc提供经调节测量信号，并且可以从由adc提供的一系列数字化值解码一个或更多个消息。该一系列数字化值可以表示在一段时间内经调节测量信号的电压样本。

52、在一些示例中，控制器可以通过对经调节测量信号进行低通滤波来向adc提供经调节测量信号。

53、在某些示例中，控制器可以使用高通滤波器从测量信号中提取高频分量。

54、在一些示例中，高频分量对应于ask调制信号。ask调制信号可以从作为充电操作的参与者的无线接收设备接收。

55、处理电路的示例

56、图16例示可并入无线充电设备中或接收设备中的装置1600的硬件实现的示例，所述硬件实现使得电池能够无线充电。在一些示例中，装置1600可以执行本文公开的一个或更多个功能。根据本公开的各个方面，可以使用处理电路1602来实现如本文所公开的元件或元件的任何部分或元件的任何组合。处理电路1602可以包括由硬件和软件模块的某种组合控制的一个或更多个处理器1604。处理器1604的示例包括微处理器、微控制器、数字信号处理器(dsp)、soc、asic、现场可编程门阵列(fpga)、可编程逻辑器件(pld)、状态机、定序器、门控逻辑、分立硬件电路和被配置为执行贯穿本公开描述的各种功能的其他合适的硬件。一个或更多个处理器1604可以包括执行特定功能并且可以由软件模块1616中的一个软件模块配置、增强或控制的专用处理器。一个或更多个处理器1604可以通过在初始化期间加载的软件模块1616的组合来配置，并且还通过在操作期间加载或卸载一个或更多个软件模块1616来配置。

57、在所示示例中，处理电路1602可以用总线架构来实现，总线架构通常由总线1610表示。取决于处理电路1602的具体应用和总体设计约束，总线1610可以包括任何数量的互连总线和桥。总线1610将包括一个或更多个处理器1604和存储装置1606的各种电路链接在一起。存储装置1606可以包括存储器设备和大容量存储设备，并且在本文中可以被称为计算机可读介质和/或处理器可读介质。存储装置1606可以包括暂时性存储介质和/或非暂时性存储介质。

58、总线1610还可以链接各种其他电路，诸如定时源、定时器、外围设备、调压器和功率管理电路。总线接口1608可以提供总线1610与一个或更多个收发器1612之间的接口。在一个示例中，可提供收发器1612以使得装置1600能够根据标准定义协议与充电或接收设备通信。取决于装置1600的性质，还可提供用户接口1618(例如，小键盘、显示器、扬声器、麦克风、操纵杆)，并且可直接或通过总线接口1608通信地联接到总线1610。

59、处理器1604可以负责管理总线1610和通常的处理，其可以包括执行存储在可以包括存储装置1606的计算机可读介质中的软件。在这方面，包括处理器1604的处理电路1602可以用于实现本文公开的任何方法、功能和技术。存储器1606可以用于存储由处理器1604在执行软件时操纵的数据，并且软件可以被配置为实现本文公开的方法中的任何一种。

60、处理电路1602中的一个或更多个处理器1604可以执行软件。软件应被广义地解释为意指指令、指令集、代码、代码段、程序代码、程序、子程序、软件模块、应用、软件应用、软件包、例程、子例程、对象、可执行文件、执行线程、过程、函数、算法等，无论是被称为软件、固件、中间件、微代码、硬件描述语言还是其他。软件可以驻留在存储器1606中或外部计算机可读介质中的计算机可读形式中。外部计算机可读介质和/或存储装置1606可以包括非暂时性计算机可读介质。作为示例，非暂时性计算机可读介质包括磁存储设备(例如，硬盘、软盘、磁条)、光盘(例如，光盘(cd)或数字通用盘(dvd))、智能卡、闪存设备(例如，“闪存驱动器”、卡、棒或密钥驱动器)、ram、rom、可编程只读存储器(prom)、包括eeprom的可擦除prom(eprom)、寄存器、可移动盘、以及用于存储可由计算机访问和读取的软件和/或指令的任何其他合适的介质。作为示例，计算机可读介质和/或存储装置1606还可以包括载波、传输线和用于发送可以由计算机访问和读取的软件和/或指令的任何其他合适的介质。计算机可读介质和/或存储装置1606可以驻留在处理电路1602中、处理器1604中、处理电路1602外部、或者分布在包括处理电路1602的多个实体上。计算机可读介质和/或存储装置1606可以实施在计算机程序产品中。作为示例，计算机程序产品可以包括封装材料中的计算机可读介质。本领域技术人员将认识到如何最好地实现贯穿本公开呈现的所描述的功能，这取决于具体应用和施加在整个系统上的总体设计约束。

61、存储装置1606可以维护和/或组织可加载代码段、模块、应用、程序等中的软件，其在本文中可以被称为软件模块1616。软件模块1616中的每一者可包括指令及数据，所述指令及数据在安装或加载于处理电路1602上且由一个或更多个处理器1604执行时促成控制一个或更多个处理器1604的操作的运行时间图像1614。当被执行时，某些指令可以使处理电路1602根据本文描述的某些方法、算法和过程来执行功能。

62、软件模块1616中的一些可以在处理电路1602的初始化期间被加载，并且这些软件模块1616可以配置处理电路1602以使得能够执行本文公开的各种功能。例如，一些软件模块1616可以配置处理器1604的内部设备和/或逻辑电路1622，并且可以管理对外部设备(诸如收发器1612、总线接口1608、用户接口1618、定时器、数学协处理器等)的访问。软件模块1616可以包括控制程序和/或操作系统，其与中断处理程序和设备驱动程序交互，并且控制对由处理电路1602提供的各种资源的访问。资源可以包括存储器、处理时间、对收发器1612的访问、用户接口1618等。

63、处理电路1602的一个或更多个处理器1604可以是多功能的，由此一些软件模块1616被加载和配置为执行不同功能或相同功能的不同示例。例如，一个或更多个处理器1604可以另外适于管理响应于来自用户接口1618、收发器1612和设备驱动器的输入而发起的后台任务。为了支持多个功能的执行，一个或更多个处理器1604可以被配置为提供多任务环境，由此多个功能中的每一者被实现为根据需要或期望由一个或更多个处理器1604服务的一组任务。在一个示例中，多任务环境可以使用时间共享程序1620来实现，该时间共享程序1620在不同任务之间传递对处理器1604的控制，由此每个任务在完成任何未完成操作时和/或响应于诸如中断的输入将一个或更多个处理器1604的控制返回给时间共享程序1620。当任务具有对一个或更多个处理器1604的控制时，处理电路被有效地专用于由与控制任务相关联的功能所寻址的目的。时间共享程序1620可以包括操作系统、在循环基础上传送控制的主循环、根据功能的优先级划分指派一个或更多个处理器1604的控制的功能、和/或通过向处理功能提供对一个或更多个处理器1604的控制来响应外部事件的中断驱动主循环。

64、在一个示例中，装置1600包括或操作为具有联接到充电电路的电池充电电源、设置在无线充电设备的表面上的多个充电单元以及可包括一个或更多个处理器1604的控制器或处理电路的无线充电设备。多个充电单元可以被配置或布置成邻近作为充电表面操作的表面。至少一个线圈可以被配置为引导电磁场通过每个充电单元的电荷传送区域。

65、根据本公开的某些方面，装置1600可以是功率发射器，其适于通过调制储能电压来改进由接收设备发送的信息的解码。所述装置1600可包括：高通滤波器，其被配置成从测量信号中提取高频分量，所述测量信号表示在充电操作期间在所述多个充电单元中的一者中的发射线圈处的电压；第一衰减器，其被配置成对所述测量信号进行衰减并且提供经衰减测量信号；混频器，其被配置成将表示所述高频分量的信号与所述经衰减测量信号相加以获得经调节测量信号；及解调器，其被配置成从所述经调节测量信号解码与所述充电操作相关联的一个或更多个消息。

66、在一些示例中，装置1600包括第二衰减器，该第二衰减器被配置为对高频分量进行衰减并且提供表示高频分量的信号。

67、在各种示例中，装置1600包括adc电路，该adc电路被配置为接收经调节测量信号并且提供表示在一段时间内经调节测量信号的电压样本的一系列数字化值。解调器可以被配置为从一系列数字化值解码一个或更多个消息。装置1600可以包括低通滤波器，其被配置为对混频器的输出进行滤波并且提供经调节测量信号。

68、在某些示例中，高频分量对应于幅移键控调制信号。高频分量可以包括个体频率、谐波或频带。幅移键控调制信号是从作为充电操作的参与者的无线接收设备接收的。

69、在另一示例中，存储装置1606保持指令和信息，其中指令被配置成使得一个或更多个处理器1604从测量信号中提取高频分量，所述测量信号表示在充电操作期间在无线充电设备中的发射线圈处的电压，衰减测量信号以获得经衰减测量信号，将表示高频分量的信号与经衰减测量信号进行混频以获得经调节测量信号，以及解调经调节测量信号以获得与充电操作相关联的一个或更多个消息。

70、在各种示例中，存储介质包括用于以下操作的代码：对高频分量进行衰减以获得表示经衰减高频分量的信号。

71、在一些示例中，存储介质包括用于以下操作的代码：向adc电路提供经调节测量信号并且从由adc电路提供的一系列数字化值解码一个或更多个消息。该一系列数字化值可以表示在一段时间内经调节测量信号的电压样本。

72、在某些示例中，存储介质包括用于以下操作的代码：对经调节测量信号进行低通滤波。

73、在一些示例中，存储介质包括用于以下操作的代码：使用高通滤波器从测量信号中提取高频分量。

74、在各种示例中，高频分量可以对应于ask调制信号。ask调制信号可以是从作为充电操作的参与者的无线接收设备接收的。

75、一些实现示例在以下编号的条款中描述：

76、1.一种与正被充电的设备通信的方法，所述方法包括：从测量信号中提取高频分量，所述测量信号表示在充电操作期间在无线充电设备中的发射线圈处的电压；对所述测量信号进行衰减以获得经衰减测量信号；将表示所述高频分量的信号与所述经衰减测量信号进行混频以获得经调节测量信号；以及对所述经调节测量信号进行解调以获得与所述充电操作相关联的一个或更多个消息。

77、2.根据条款1所述的方法，所述方法还包括：对所述高频分量进行衰减以获得表示所述高频分量的所述信号。

78、3.根据条款1或条款2所述的方法，所述方法还包括：将所述经调节测量信号提供给模数转换器；以及从由所述模数转换器提供的一系列数字化值解码所述一个或更多个消息，其中，所述一系列数字化值表示在一段时间内所述经调节测量信号的电压样本。

79、4.根据条款3所述的方法，其中，将所述经调节测量信号提供给模数转换器包括：对所述经调节测量信号进行低通滤波。

80、5.根据条款1至4中任一项所述的方法，所述方法还包括：使用高通滤波器从所述测量信号中提取所述高频分量。

81、6.根据条款1至5中任一项所述的方法，其中，所述高频分量对应于幅移键控调制信号。

82、7.根据条款6所述的方法，其中，所述幅移键控调制信号是从作为所述充电操作的参与者的无线接收设备接收的。

83、8.一种无线充电设备，所述无线充电设备包括：多个充电单元，所述多个充电单元设置在所述无线充电设备的表面上；高通滤波器，所述高通滤波器被配置为从测量信号中提取高频分量，所述测量信号表示在充电操作期间在所述多个充电单元中的一者中的发射线圈处的电压；第一衰减器，所述第一衰减器被配置为对所述测量信号进行衰减并提供经衰减测量信号；混频器，所述混频器被配置为将表示所述高频分量的信号与所述经衰减测量信号相加以获得经调节测量信号；以及解调器，所述解调器被配置为从所述经调节测量信号解码与所述充电操作相关联的一个或更多个消息。

84、9.根据条款8所述的无线充电设备，所述无线充电设备还包括：第二衰减器，所述第二衰减器被配置为对所述高频分量进行衰减并且提供表示所述高频分量的所述信号。

85、10.根据条款8或条款9所述的无线充电设备，所述无线充电设备还包括：模数转换器，所述模数转换器被配置为接收所述经调节测量信号并且提供表示在一段时间内所述经调节测量信号的电压样本的一系列数字化值，其中，所述解调器被配置为从所述一系列数字化值解码所述一个或更多个消息。

86、11.根据条款10所述的无线充电设备，所述无线充电设备还包括：低通滤波器，所述低通滤波器被配置为对所述混频器的输出进行滤波并且提供所述经调节测量信号。

87、12.根据条款8至11中任一项所述的无线充电设备，其中，所述高频分量对应于幅移键控调制信号。

88、13.根据条款12所述的无线充电设备，其中，所述幅移键控调制信号是从作为所述充电操作的参与者的无线接收设备接收的。

89、14.一种处理器可读存储介质，所述存储介质包括用于以下操作的代码：从测量信号中提取高频分量，所述测量信号表示在充电操作期间在无线充电设备中的发射线圈处的电压；对所述测量信号进行衰减以获得经衰减测量信号；将表示所述高频分量的信号与所述经衰减测量信号进行混频以获得经调节测量信号；以及对所述经调节测量信号进行解调以获得与所述充电操作相关联的一个或更多个消息。

90、15.根据条款14所述的存储介质，所述存储介质还包括用于以下操作的代码：对所述高频分量进行衰减以获得表示所述高频分量的所述信号。

91、16.根据条款14或条款15所述的存储介质，所述存储介质还包括用于以下操作的代码：将所述经调节测量信号提供给模数转换器；以及从由所述模数转换器提供的一系列数字化值解码所述一个或更多个消息，其中，所述一系列数字化值表示在一段时间内所述经调节测量信号的电压样本。

92、17.根据条款14至16中任一项所述的存储介质，所述存储介质还包括用于以下操作的代码：对所述经调节测量信号进行低通滤波。

93、18.根据条款14至17中任一项所述的存储介质，所述存储介质还包括用于以下操作的代码：使用高通滤波器从所述测量信号中提取所述高频分量。

94、19.根据条款14至18中任一项所述的存储介质，其中，所述高频分量对应于幅移键控调制信号。

95、20.根据条款19所述的存储介质，其中，所述幅移键控调制信号是从作为所述充电操作的参与者的无线接收设备接收的。

96、提供前面的描述以使本领域技术人员能够实践本文描述的各个方面。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员将是显而易见的，并且本文定义的一般原理可以应用于其他方面。因此，权利要求不旨在限于本文所示的方面，而是要被赋予与语言权利要求一致的全部范围，其中除非特别声明，否则对单数形式的元素的引用不旨在表示“一个和仅一个”，而是“一个或更多个”。本领域普通技术人员已知或以后将已知的贯穿本公开描述的各个方面的元素的所有结构和功能等同物通过引用明确地并入本文并且旨在由权利要求涵盖。此外，本文所公开的任何内容都不旨在专用于公众，而不管在权利要求中是否明确记载了这样的公开内容。不应在35u.s.c.§112第六段的规定解释权利要求元素，除非使用短语“用于……的装置”来明确地叙述元素，或者在方法权利要求的情况下是使用短语“用于……的步骤”来叙述元素。