无线功率发送器、功率校准方法和检测异物的方法与流程

本公开涉及无线充电，并且更具体地，涉及在无线功率发送系统中执行功率校准的设备和方法。

背景技术：

1、无线功率传输(或发送)技术对应于可以在功率源和电子装置之间无线传输(或发送)功率的技术。例如，通过允许诸如智能电话或平板pc等的无线装置的电池通过简单地在无线充电板上装载该无线装置来再充电，无线功率传输技术可以提供比使用有线充电连接器的传统有线充电环境更突出的移动性、便捷性以及安全性。除了无线装置的无线充电以外，作为诸如电动汽车、蓝牙耳机、3d眼镜、各种可穿戴装置、家用(或家庭)电器、家具、地下设施、建筑物、医疗设备、机器人、娱乐等各种领域中的传统有线功率传输环境的替代，无线功率传输技术正在引起关注。

2、无线功率传输(或发送)方法也被称为非接触功率传输方法、无接触点功率传输方法或无线充电方法。无线功率发送系统可以配置有无线功率发送器和无线功率接收器，该无线功率发送器通过使用无线功率传输方法供应电能，该无线功率接收器接收由无线功率发送器供应的电能并向诸如电池单元等的接收器供应接收电能。

3、无线功率传输技术包括各种方法，例如，通过使用磁耦合传输功率的方法、通过使用射频(rf)传输功率的方法、通过使用微波传输功率的方法以及通过使用超声(或超声波)传输功率的方法。基于磁耦合的方法被分类为磁感应法和磁共振法。磁感应法对应于根据发送线圈和接收线圈之间的电磁耦合，通过使用由从发送器的线圈电池单元生成的磁场感应到接收器的线圈的电流来发送功率的方法发送。磁共振法在使用磁场方面类似于磁感应法。但是，磁共振法与磁感应法的不同在于，能量由于(由所生成的共振导致的)磁场在发送端和接收端二者上的聚集而被发送。

4、无线功率发送器和无线功率接收器包括设置在其中的各种电路部件，并且被构造为彼此独立的装置，但是由于无线功率传输是通过在无线功率发送器与无线功率接收器之间的磁耦合来执行的，因此无线功率发送器和无线功率接收器构成一个无线功率传输系统。然而，由于根据tx和rx的实际使用环境(应用于无线功率传输系统的信号大小、频率和占空比，tx与rx之间的距离/位置对准等)和无线功率传输系统的独特物理特性的磁耦合的变化，发送功率和接收功率之间可能出现误差。该误差可能成为异物的精密检测的障碍。

5、因此，需要通过反映无线功率传输系统的独特特性和实际使用环境的变化来校准发送功率和接收功率并且基于校准后的发送功率和接收功率执行更精密的fod的方法。

技术实现思路

1、技术问题

2、本公开的技术问题是提供在无线功率传输系统中执行功率校准的设备和方法。

3、本公开的另一技术问题是提供用于响应于负载的变化而自适应地执行功率校准并且执行异物检测的设备和方法。

4、本公开的又一个技术问题是提供响应于无线功率发送器与无线功率接收器之间的磁耦合变化而自适应执行功率校准并且执行异物检测的设备和方法。

5、技术方案

6、根据本公开的一方面，提供了一种无线功率发送器，该无线功率发送器包括：功率变换单元，该功率变换单元被配置为在功率传输阶段中将基于磁耦合产生的无线功率发送到无线功率接收器；以及通信/控制单元，该通信/控制单元被配置为对所述功率传输阶段之前的功率参数执行初始校准，从所述无线功率接收器接收告知由所述无线功率接收器在所述功率传输阶段期间接收的功率的第一接收功率分组，并且使用基于接收到的功率和所述初始校准确定的第一功率损耗来执行异物检测。

7、这里，所述通信/控制单元可以被配置为对所述功率参数执行后续校准，并且使用基于所述后续校准确定的第二功率损耗来执行所述异物的检测。

8、在一方面，所述通信/控制单元可以在所述功率传输阶段期间从所述无线功率接收器接收第二接收功率分组，所述第一接收功率分组可以包括第一模式字段，所述第一模式字段告知由所述第一接收功率分组所告知的第一接收功率值为正常值，并且所述第二接收功率分组可以包括第二模式字段，所述第二模式字段告知由所述第二接收功率分组所告知的接收功率值为连接负载状态下的第二接收功率值。

9、在另一方面，所述功率传输阶段之前的功率参数可以包括在没有负载连接到所述无线功率接收器的状况下所述无线功率接收器接收到的轻负载接收功率值以及在有负载连接到所述无线功率接收器的状况下所述无线功率接收器接收到的连接负载接收功率值，所述功率传输阶段期间的功率参数可以包括所述第二接收功率值，并且所述通信/控制单元可以基于所述轻负载接收功率值、所述连接负载接收功率值和所述第二接收功率值来执行后续校准。

10、在另一方面，所述通信/控制单元可以基于所述磁耦合的变化，向所述无线功率接收器发送请求发起重新乒的位模式。

11、在另一方面，所述通信/控制单元可以响应于所述位模式从所述无线功率接收器接收重新乒发起分组。

12、在另一方面，所述重新乒发起分组可以包括用于发起重新乒的结束功率传输(ept)分组。

13、在另一方面，所述通信/控制单元可以基于所述重新乒发起分组进入重新乒阶段，并且在所述重新乒阶段中再次执行初始校准。

14、根据本公开的另一方面，提供了一种无线功率接收器，该无线功率接收器包括：功率拾取单元，该功率拾取单元被配置为在功率传输阶段中从无线功率发送器接收基于磁耦合而产生的无线功率；以及通信/控制单元，该通信/控制单元被配置为在所述功率传输阶段之前对功率参数执行初始校准，并且在所述功率传输阶段期间向所述无线功率发送器发送告知从所述无线功率发送器接收的功率的第一接收功率分组。

15、这里，所述通信/控制单元可以被配置为对所述功率参数执行后续校准。

16、在一方面，所述通信/控制单元可以在所述功率传输阶段期间向所述无线功率发送器发送第二接收功率分组，所述第一接收功率分组可以包括第一模式字段，所述第一模式字段告知由所述第一接收功率分组所告知的第一接收功率值为正常值，并且所述第二接收功率分组可以包括第二模式字段，所述第二模式字段告知由所述第二接收功率分组所告知的接收功率值为连接负载状态下的第二接收功率值。

17、在另一方面，所述功率传输阶段之前的功率参数是在没有负载连接到所述无线功率接收器的状况下所述无线功率接收器接收到的轻负载接收功率值以及在有负载连接到所述无线功率接收器的状况下所述无线功率接收器接收到的连接负载接收功率值，并且所述功率传输阶段期间的功率参数可以包括所述第二接收功率值。

18、在另一方面，当所述磁耦合变化为一定水平或更高时，所述通信/控制单元可以从所述无线功率发送器接收请求发起重新乒的位模式。

19、在另一方面，所述通信/控制单元可以响应于所述位模式从所述无线功率接收器发送重新乒发起分组。

20、在另一方面，所述重新乒发起分组可以包括用于发起重新乒的结束功率传输(ept)分组。

21、在另一方面，所述通信/控制单元可以基于所述重新乒发起分组进入重新乒阶段，并且在所述重新乒阶段中再次执行初始校准。

22、根据本公开的另一方面，提供了一种执行功率校准的方法，该方法包括以下步骤：对功率传输阶段之前的功率参数执行初始校准；在所述功率传输阶段中，将基于磁耦合产生的无线功率发送到无线功率接收器；从所述无线功率接收器接收第一接收功率分组，所述第一接收功率分组告知由所述无线功率接收器在所述功率传输阶段期间接收的功率；使用基于接收到的所述功率和所述初始校准确定的第一功率损耗来执行异物的检测；对所述功率参数执行后续校准；以及基于所述后续校准，使用所述第二功率损耗执行所述异物的检测。

23、在另一方面，所述方法还可以包括在所述功率传输阶段期间从所述无线功率接收器接收第二接收功率分组，其中，所述第一接收功率分组可以包括第一模式字段，所述第一模式字段告知由所述第一接收功率分组所告知的第一接收功率值为正常值，并且所述第二接收功率分组可以包括第二模式字段，所述第二模式字段告知由所述第二接收功率分组所告知的接收功率值为连接负载状态下的第二接收功率值。

24、在另一方面，所述功率传输阶段之前的功率参数可以包括在没有负载连接到所述无线功率接收器的状况下所述无线功率接收器接收到的轻负载接收功率值以及在有负载连接到所述无线功率接收器的状况下所述无线功率接收器接收到的连接负载接收功率值，所述功率传输阶段期间的功率参数可以包括所述第二接收功率值，并且可以基于所述轻负载接收功率值、所述连接负载接收功率值和所述第二接收功率值来执行后续校准。

25、在另一方面，所述方法还可以包括基于所述磁耦合的变化，向所述无线功率发送器发送请求发起重新乒的位模式。

26、有利效果

27、通过借助自适应对新改变的无线充电环境做出反应来校准发送功率和接收功率并且基于校准后的发送功率和接收功率检测功率损耗，能够更精密地检测异物。