无线功率发送器、无线功率接收器及其控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明总体上涉及无线功率发送器、无线功率接收器及其控制方法，并且更具体 地，涉及能够无线地发送充电功率的无线功率发送器、能够无线地接收充电功率的无线功 率接收器及其控制方法。
【背景技术】
[0002] 诸如蜂窝电话和个人数字助理（PDA)的移动终端由于它们的便携性而由可再充 电电池供电。为了对电池充电，电能可以使用单独的充电设备来被供应到移动终端的电池。 通常，充电设备和电池具有被安装在它们的暴露表面上的单独的接触端子，并且充电设备 和电池可以通过使得它们的接触端子相互接触来电性地连接。
[0003] 然而，因为接触端子被暴露在外部，所以这种接触式充电方案由于异物而受到污 染，因而，电池充电可能无法正确地执行。电池还可以在接触端子被暴露于潮湿时无法正确 地充电。
[0004] 为了解决这些和其他问题，无线或非接触式充电技术最近已被开发并在许多电子 设备中被利用。
[0005] 基于无线功率发送/接收的无线充电技术可以保障如下系统，在该系统中，可以 通过简单地将例如蜂窝电话放在充电板（charging pad)上来自动地对电池充电，而无需将 蜂窝电话连接到单独的充电连接器。通常，无线电动牙刷或无绳电动剃须刀是公知的使用 无线充电技术的设备。无线充电技术通过无线地对电子产品充电来提高电子产品的防水性 能，并且确保电子设备的便携性，因为不必采用有线充电器。随着电动汽车时代的到来，相 关技术有望显著发展。
[0006] 无线充电技术可以被大致分类为基于线圈的电磁感应方案、谐振方案、和射频 (RF) /微波辐射方案，其将电能转换为微波并传送该微波。
[0007]目前为止，电磁感应方案已被广泛地使用。然而，随着使用微波从几十米的距离无 线地发射功率的实验最近已经在国内外获得成功，看来在不久的将来所有的电子产品都可 以随时随地被无线充电而无需电线。
[0008] 基于电磁感应的功率发送方法对应于在初级线圈和次级线圈之间发送功率的方 案。若磁体在线圈周围移动，则感应电流可以被产生。基于这个原理，发送器产生磁场，并 且由于磁场的改变，电流可以在接收器中被感应，从而产生能量。这个现象被称为电磁感应 现象，使用这个现象的功率发送方法在能量发送效率上是极好的。
[0009] 对于谐振方案，通过使用基于谐振的功率发送原理作为耦合模式理论来无线地传 输功率，即便电子设备距离充电设备好几米。在无线充电系统中，包含电能的电磁波产生谐 振，并且仅仅将谐振电能直接地传送给具有该谐振频率的电子设备，并且未使用的电能被 重新吸收为电磁场，而不是散布在空气中，因此，与其它电磁波不同，谐振电能可以不影响 附近的设备或人体。
【发明内容】
[0010] 技术问题
[0011] 虽然最近已经对无线充电方案进行了大量的研究，但还没有对以下各项提出标 准：无线充电的优先顺序、搜索无线功率发送器和无线功率接收器、无线功率发送器和无线 功率接收器之间通信的频率的选择、无线功率的调整、匹配电路的选择、在一个充电周期中 每个无线功率接收器的通信时间的分布、等等。具体地，需要对于其中无线功率接收器选择 该无线功率接收器将从其接收无线功率的无线功率发送器的配置和过程的建议标准。
[0012] 具体地，存在开发如下方法的需求，在该方法中，无线功率发送器从无线功率接收 器接收基于预定通信方案的栈（stack)。
[0013] 技术方案
[0014] 本发明的一方面将解决至少上面提到的问题和/或者缺点，并且提供至少如下描 述的优点。因此，本发明的一方面将提供无线功率发送器从无线功率接收器接收基于预定 通信方案的栈的方法。
[0015] 根据本发明的一方面，提供一种在无线功率发送器中向无线功率接收器发送充电 功率的控制方法，该控制方法包括：从所述无线功率接收器接收用于搜索无线功率发送器 的功率发送单元（PTU)搜索信号；获得关于在所述无线功率接收器所使用的通信方案中的 信号的标识符的信息；以及基于所述关于在所述无线功率接收器所使用的通信方案中的信 号的标识符的信息，来与所述无线功率接收器交换信号。
[0016] 根据本发明的另一方面，提供一种在无线功率接收器中从无线功率发送器接收充 电功率的控制方法，该控制方法包括：向所述无线功率发送器发送用于搜索无线功率发送 器的PTU搜索信号；从所述无线功率发送器接收通信连接请求信号，并且形成与所述无线 功率发送器的通信连接；以及基于关于在所述无线功率接收器所使用的通信方案中的信号 的标识符的信息，与所述无线功率发送器交换信号。所述PTU搜索信号可以包括所述关于 在所述无线功率接收器所使用的通信方案中的信号的标识符的信息。
[0017] 有益效果
[0018] 根据本发明的各种实施例，无线功率发送器可以从无线功率接收器接收基于预定 通信方案的栈。
【附图说明】
[0019] 根据结合附图的以下详细描述，本发明的某些实施例的以上和其他方面、特征和 优点将更加明显，在附图中：
[0020] 图1示出无线充电系统的总体操作的构思；
[0021] 图2是示出根据本发明的实施例的无线功率发送器和无线功率接收器的框图；
[0022] 图3是示出根据本发明的实施例的无线功率发送器和无线功率接收器的详细框 图；
[0023] 图4是示出根据本发明的实施例的无线功率发送器和无线功率接收器的操作的 流程图；
[0024] 图5是示出根据本发明的另一实施例的无线功率发送器和无线功率接收器的操 作的流程图；
[0025] 图6是由无线功率发送器施加的功率的时间轴图；
[0026] 图7是示出根据本发明的实施例的无线功率发送器的控制方法的流程图；
[0027] 图8是图7的实施例中由无线功率发送器施加的功率的时间轴图；
[0028] 图9是示出根据本发明的实施例的无线功率发送器的控制方法的流程图；
[0029] 图10是图9的实施例中由无线功率发送器施加的功率的时间轴图；
[0030] 图11是示出根据本发明的实施例的无线功率发送器和无线功率接收器的框图；
[0031] 图12和图13示出与本发明比较的示例；以及
[0032] 图14至图17示出根据本发明的各种实施例的、无线功率发送器和无线功率接收 器的处理值的发送/接收的流程图。
[0033] 贯穿这些附图，相同的参考标记将被理解为指代相同部件、组件和结构。
【具体实施方式】
[0034] 提供以下参照附图的描述以帮助全面理解由权利要求及其等效内容所定义的本 发明的实施例。包括各种具体细节是为了帮助理解，但这些具体细节将被看作仅仅是示例。 因此，本领域普通技术人员将认识到：在不脱离本发明的范围和精神的前提下，可以对在此 描述的实施例作各种变化和修改。另外，为了清楚和简洁，可能省略对公知功能和结构的描 述。
[0035] 在以下描述和权利要求中使用的术语和字词不受限于它们的字面含义，而仅是用 来使得能够对于本发明有清楚且一致的理解。因此，本领域技术人员应当清楚的是提供本 发明的实施例的以下描述仅仅是出于说明的目的，而不是用来限制由所附权利要求及其等 效内容定义的本发明的目的。
[0036] 要理解，单数形式"一"、"一个"和"所述"包括复数所指物，除非上下文明确地另 有规定。从而，例如，对"一组件表面"的提及包括对一个或多个这样的表面的提及。
[0037] 术语"基本上"，它意味着所陈述的特性、参数或值不需要精确地实现，而是可能发 生数量上的偏差或变化（包括例如本领域技术人员已知的公差、测量误差、测量精度限制 和其他因素），但不妨碍该特性意图提供的效果。
[0038] 图1示出无线充电系统的总体操作的构思。如图1中所示，无线充电系统包括无 线功率发送单元100和至少一个无线功率接收单元11〇 -1、110-2和ll〇-n。
[0039] 无线功率发送器100分别地将功率1-1、1-2和1-n发送到至少一个无线功率接收 器110-1、110-2和110-n。更具体地，无线功率发送器100可以仅仅将功率1-1、1-2和1-n 无线地发送到，通过执行预定认证过程所认证的无线功率接收器。
[0040] 无线功率发送器100形成到无线功率接收器110-1、110-2和110-n的电连接。例 如，无线功率发送器100可以用电磁波的形式将无线功率发送到无线功率接收器110-1、 110-2 和 110-n〇
[0041] 无线功率发送器100可以执行与无线功率接收器110-1、110-2和110-n的双向通 信。无线功率发送器100和无线功率接收器110-1、110-2和110-n可以处理或发送/接收 在预定帧中配置的分组2-U2-2和2-n。所述帧将在以下详细地被描述。无线功率接收器 可以被实现为，例如移动通信终端、个人数字助理（PDA)、个人多媒体播放器（PMP)、智能电 话等等。
[0042] 无线功率发送器100可以无线地向多个无线功率接收器110-1、110-2和110-n供 电。例如，无线功率发送器100可以使用谐振方案、无线地向多个无线功率接收器110-1、 110-2和110-n供电。若无线功率发送器100采用谐振方案，则无线功率发送器100和多个 无线功率接收器110-1、110-2和110-n之间的距离优选是小于30m。若无线功率发送器100 采用电磁感应方案，则无线功率发送器100和多个无线功率接收器110-1、110-2和110-n 之间的距离优选是小于l〇cm。
[0043] 无线功率接收器110-1、110-2和110-n从无线功率发送器100接收无线功率，并 且采用接收到的功率对其中安装的电池充电。无线功率接收器110-1、110-2和lio-n可以 向无线功率发送器100发送：用于请求无线功率的发送的信号、接收无线功率所需的信息、 无线功率接收器的状态信息、控制无线功率发送器100的信息、等等。发送信号信息将在以 下详细地被描述。
[0044] 无线功率接收器110-1、110-2和110-n可以向无线功率发送器100传送指示它们 的充电状态的消息。
[0045] 无线功率发送器100可以包括诸如显示器的显示工具，并且基于从无线功率接 收器110-U110-2和110-n中的每个接收到的消息而在显示单元上显示无线功率接收器 110-U110-2和110-n中的每个的状态。此外，无线功率发送器100可以在显示单元上显 示，预期的到无线功率接收器110-1、110-2和110-n中的每个被充满电为止的时间。
[0046] 无线功率发送器100可以向无线功率接收器110-1、110-2和110-n中的每个发送 用于禁用（disable)无线充电功能的控制信号。在从无线功率发送器100接收到用于禁用 无线充电功能的控制信号时，无线功率接收器禁用无线充电功能。
[0047] 图2是示出根据本公开的实施例的无线功率发送器和无线功率接收器的框图。
[0048] 如图2中所示，无线功率发送器200包括功率发送单元211、控制器212和通信单 元213。无线功率接收器250包括功率接收单元251、控制器252和通信单元253。
[0049] 功率发送单元211供应无线功率发送器200所要求的功率，并且将功率无线地供 应给无线功率