具有接收器的温度控制的无线感应功率输送的制作方法_5

文档序号:9423112阅读:来源:国知局
直接用作受电设备的相关部分的当前温度的估计/测量。这允许功率发射器将标准方案用于所有受电设备并且它不需要考虑单独受电设备的特定特性。
[0151]在许多实施例中,功率发射器进一步布置成响应于未从功率接收器接收到第一温度(例如在给定时间间隔内)而限制功率输送信号的功率和/或生成用户警报。
[0152]因此,如果功率发射器101检测到要被供电(或正在被供电)的功率接收器105的存在,它接着监视指示第一温度的正被接收的数据消息。如果没有接收到,功率发射器可以接着终止任何正在进行的功率输送或者防止新的一个开始。可替换地,它可以允许功率输送但是将这限制到可以保证不将外部设备加热到不可接受的温度的水平。这可以确保甚至对于不支持增强的功能性(或者有故障)的设备而言不会达到不可接受的温度。
[0153]典型地,用户警报还可以在这样的场景中生成以便向用户指示不对受电设备供电的原因。事实上,在一些实施例中,功率输送可以照常进行,但是其中生成用户警报以警示用户潜在的风险。在这样的实施例中,用户可以因此做出关于要采取的适当行动的决定(如果有的话)。
[0154]将领会到的是,该方案可以用于多个功率发射器。事实上,在(例如图5的)特定示例中,提供具有多个功率发射器的装置。图2或图6的功能性可以被提供用于这些功率发射器中的每一个。另外,用于比较的参考温度对于不同的功率发射器可以不同。特别地,位于准备区域中的功率发射器的参考温度可以大幅低于位于烹饪区域中的功率发射器的参考温度。
[0155]在一些实施例中,图2的系统可以包括用于响应于针对功率接收器的位置指示而从多个参考温度选择参考温度的选择器,其中每一个参考温度与一组位置相关联。用于不同组的参考温度将典型地是不同的(并且典型地显著不同)。
[0156]例如,温度接收器207可以布置成从多个不同的功率接收器接收第一温度,典型地其中每一个功率接收器通过不同的功率发射器或功率发射器线圈供电。比较器209可以比较每一个所接收的温度和参考温度,但是其中所使用的特定参考温度取决于功率接收器定位在哪里。特别地,参考温度可以取决于哪个功率发射器接收第一温度(通过短通信链路)。如果比较器209检测到所接收的第一温度超过所选参考温度,其向第一控制器213指令这一点并且因此第一控制器213接着限制由与接收第一温度的与短程通信单元相关联的功率发射器生成的功率输送信号的功率水平。
[0157](将领会到的是,在该情况中,温度接收器207可以被视为分布式的并且包括不同功率发射器的所有短程通信单元,或者温度接收器207可以被视为从不同的短程通信单元接收第一温度的中央单元)。
[0158]用于选择要使用的参考温度的位置指示可以典型地是功率接收器耦合到哪个功率发射器/功率发射器线圈的指示,并且这可以典型地通过哪个短程通信单元正在接收第一温度来指示。因此,在许多实施例中,取决于哪个短程通信单元接收第一温度来选择参考温度。
[0159]系统可以因此为不同区域中的功率发射器/功率发射器线圈提供不同的功能性。用于准备区域的参考温度可以例如选择成比用于烹饪区域的参考温度低得多。
[0160]在一些实施例中,检测到第一温度超过参考温度将导致由功率发射器侧生成用户警报,例如通过厨房单元生成的用户警报。然而,在一些实施例中,单元可以包括布置成向功率接收器传输检测到第一温度超过参考温度的指示的发射器。功率接收器然后可以(可替换地或此外)生成用户警报。例如,受电设备可以包括在其定位在位于可以由受电设备的接触表面的当前温度破坏的表面之下的功率发射器上的情况下点亮的警告灯。受电设备的指示可以在一些实施例中比如果(仅)提供在发射侧更加直接。
[0161]将领会到的是,任何合适的通信手段可以用于从功率发射器向功率接收器传送数据。例如,数据可以调制到功率输送信号上,或者在一些实施例中NFC短程通信可以是双向通信。
[0162]在一些实施例中,比较器209可以包括在功率接收器105中。
[0163]在这样的实施例中,参考源211可以包括布置成从功率发射器101接收参考温度的接收器。例如,功率发射器101可以布置成当其检测到功率接收器105的存在时向功率接收器105发射参考温度。通信可以特别地经由NFC短程通信链路进行。参考源211可以因此在受电设备定位成使得其耦合到功率发射器101时通过NFC通信链路接收参考温度。
[0164]参考温度被馈送至比较器209,其还从温度接收器207接收第一温度。温度接收器207在该情况中可以从内部源接收第一温度,诸如从与受电设备的相关部分接触的温度传感器(或者从提供可以从其估计/计算第一温度的测量的温度传感器)接收。
[0165]如果比较器209检测到第一温度超过参考温度,功率接收器105可以在一些实施例中向功率发射器101传输该检测的指示。作为响应,功率发射器101可以接着限制功率输送信号的功率和/或生成用户警报。
[0166]因此,在这样的场景中,第一控制器213可以被视为实现在功率接收器105中并且通过向功率发射器101传输适当的消息来限制功率/生成用户警报。类似地,可以考虑到第一控制器213实现在功率发射器101中并且从包括在功率接收器105中的比较器209接收消息,从而导致第一控制器213控制功率输送信号的功率。
[0167]因此,在其中大部分增强控制功能性包括在功率接收器105中的示例性实施例中,功率发射器101可以向功率接收器105传送工作表面的允许的最大温度。功率接收器105然后可以基于工作表面的允许的温度和器具的底座的最大温度和/或实际温度来决定是否
-允许功率接收以及 -到哪一个功率水平。
[0168]它然后可以接着相应地控制功率输送操作。
[0169]受电设备可以可选地通知用户系统的状态,并且可以特别地指示:
-它是否受电,
-功率水平是否降低,
-受电设备对于工作表面是否过热(警告),和/或 -器具底座的实际温度。
[0170]在功率接收器中具有该功能性的方案的优点是功率接收器不必等待功率发射器的决定。它可以通常允许向用户更快速地指示对工作表面的潜在破坏的风险。
[0171]例如,功率接收器可以恒定地监视第一温度并且控制功率输送使得它从不超过第一参考温度。
[0172]作为另一示例,功率接收器可以使用被视为对于任何表面和/或用于由人类触摸的安全的另外的、典型地预定的参考温度。控制器(213)可以允许该预定的参考温度仅在其已经从功率发射器(其关联到此以用于功率输送)接收到第一参考温度的情况下被超过。然而,如果功率接收器不与任何功率发射器相关联(或者与尚未提供参考温度的一个相关联),则它将使用预定的参考温度。例如,如果包括功率接收器的设备由烹饪区域中的功率发射器供电并且用户举起设备以便将其放置在其它地方,功率接收器可以警告用户第一温度超过预定的参考温度。这可以防止用户触摸设备的极热部分和/或可以防止用户将受电设备放置在其中接收表面不能够承受高温的区域中。
[0173]因此,在一些实施例中,功率接收器可以布置成在参考温度尚未从相关联的功率发射器(即从提供功率的功率发射器)接收到的情况下将参考温度确定为预定的参考温度。预定的参考温度可以存储在功率接收器中并且可以不与任何功率发射器相关联。相反,预定的参考温度可以是在没有功率发射器提供的特定参考温度的情况下使用的默认或标称参考温度。如果从向功率接收器提供功率的功率发射器接收到特定参考温度(或者只是使用短程通信系统进行通信),则该参考温度可以覆盖预定的参考温度,只要功率接收器耦合到该功率发射器即可。
[0174]图7图示了功率接收器的示例,其中图2的控制功能性实现在功率接收器中。
[0175]在一些实施例中,第一控制器213可以实现在功率接收器105中并且可以通过请求功率发射器101降低功率输送信号的功率来限制功率输送信号的功率。例如,响应于检测到第一温度超过参考温度,第一控制器213可以发起向功率发射器101传输功率下降请求,直到第一温度降落至合理水平。第一控制器213可以特别地修改功率控制回路操作以使得所报告的误差控制消息请求功率下降。这可以例如允许系统与标准非增强功率发射器一起使用。
[0176]因此功率接收器105支持功率控制回路,其中功率控制回路反馈消息从功率接收器105传输到功率发射器101。功率控制回路反馈消息可以请求功率输送信号的功率增加、减小或保持相同。功率发射器101可以然后相应地调节功率输送信号的功率。
[0177]特别地,如图7中所示,功率接收器105可以包括功率控制发射器701,其布置成向功率发射器101传输功率控制回路反馈消息。功率控制回路反馈消息可以特别地通过负载调制来传输并且可以特别地以对应于Qi规范的至少每250毫秒(msec)来传输。功率控制回路反馈消息可以请求功率输送信号的功率上升或功率下降。当功率发射器101接收到功率控制回路反馈消息时,它可以根据请求进行,即它可以使功率水平增加或减小预定的量。
[0178]功率接收器105还包括功率控制器703,其耦合到功率控制发射器701。功率控制器703布置成生成针对功率控制回路反馈消息的功率改变请求,即它可以确定是否应当在功率控制回路反馈消息中包括功率上升或功率下降(或无变化)请求。
[0179]在图7的功率接收器105中,功率控制回路是基于温度的并且功率改变请求基于温度确定,并且特别地基于加热部分温度确定。因此,功率接收器105包括测量加热部分温度的加热部分温度传感器705。加热部分温度传感器705可以例如与加热部分温度直接接触,或者可以例如经由其它元件测量。在后一种情况中,热学模型可以例如用于从所测量的温度估计加热部分温度,或者任何所估计的差异可以例如包括在加热部分温度的处理中,诸如特别地可以包括在相应修改的操作参考温度中。
[0180]加热部分温度传感器705耦合到功率控制器703。在加热期间,功率控制器703可以比较所测量的加热部分温度与加热部分的期望操作温度。如果所测量的加热部分温度超过期望操作温度,生成请求减小功率的功率请求,并且否则生成请求增加功率的功率请求。作为结果,功率输送信号的功率将朝向导致加热部分温度具有期望操作温度的水平偏置。
[0181]图7的功率接收器105和因此图1和图2的系统可以因此支持温度受控功率控制回路,其可以控制功率输送信号的功率以导致加热部分温度的期望操作温度。
[0182]在一些实施例中,该功率控制回路可以此外取决于第一温度,即取决于受电设备的接触表面的温度。特别地,如果第一温度超过参考温度,则可以发射功率下降请求。因此,功率控制回路反馈消息的功率改变请求也可以取决于第一温度。
[0183]功率控制回路反馈消息可以在正常操作期间取决于期望的操作条件。特别地,当第一温度在参考温度以下时,功率控制回路可以取决于加热部分温度的期望的操作温度。然而,如果第一温度超过参考温度,操作可以修改成使得传输功率下降请求而不管当前和期望操作温度之间的差异。因此,第一温度与参考温度的比较可以是可以推翻功率控制回路的正常操作的安全预防措施。
[0184]功率接收器因此可以包括两个或更多温度传感器。第一传感器可以用于确定第一温度。例如,温度传感器可以定位成与受电设备的接触表面接触。
[0185]功率接收器进一步包括第二温度传感器,其用于确定作为诸如例如水壶或锅的加热元件之类的受电设备的加热部分的温度的第二温度。
[0186]因此,系统可以(直接或间接地)测量受电设备的加热元件的温度以及受电设备的接触表面的温度。
[0187]功率控制路可以在这样的实施例中基于第二温度,即功率控制回路可以被控制成提供加热元件的期望温度。然而,系统进一步包括检测受电设备的接触表面的温度是否超过给定参考温度(典型地对应于包括功率发射器的设备或单元的表面的最大可允许温度)的安全操作,而不是仅仅操作功率输送以提供加热元件的期望温度。
[0188]如果检测到过热,系统可以依照之前描述的方案中的任一个而终止功率输送、降低功率和/或生成用户警报。
[0189]在一些实施例中,功率控制回路控制器可以特别地取决于第一和第二温度二者生成功率请求。特别地,功率请求可以取决于第二温度而生成,只要第一温度在参考温度以下即可。然而,如果第一温度超过参考温度,可以生成功率下降请求而不管第二温度如何。
[0190]将具体地参照图8来提供依照所描述的方案的功率输送系统的操作的特定示例。
[0191]在该示例中,烧水壶的形式的受电设备801通过功率发射器加热。
[0192]受电设备801包括铁板803的形式的加热元件、测量加热元件的温度的一个温度传感器805、测量受电设备801的接触表面(底座)的温度的一个温度传感器807。铁板803在暴露于交变磁场的情况下将升温。
[0193]受电设备801进一步包括次级通信线圈809、短程通信单元811和用户接口 813。
[0194]在该示例中,
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