1.0和1.1来通信但是不在其它阶段或模式中根据Qi无线功率规范版本1.0和1.1来通信。例如，其可在其中功率传输信号和外部负载可能恒定的标识和配置阶段期间使用标准负载调制，但是不在其中不是这种情况的功率传输阶段期间使用标准负载调制。
[0113]在图1的系统中，关于Qi无线功率规范版本1.0和1.1的标准化通信来增强在功率接收器105和功率传送器101之间的通信。
[0114]首先，系统支持从功率传送器101到功率接收器105的消息的通信，并且特别允许功率传送器101传送数据到功率接收器105。其次，从功率接收器105到功率传送器101的通信可使用增强的通信并且可不限于通过负载调制的通信。
[0115]特别地，图1的系统利用在其不涉及功率传输信号的任何调制或使用功率传输信号作为载波的意义上独立于功率传输信号的第二通信链路。该通信链路是具有不多于20cm的范围的短距通信链路。因此，通信仅被保证高达20cm的距离。在一些实施例中，该范围不多于10cm。实际上，在很多实施例中，典型通信范围可以在几厘米的附近。
[0116]短距通信链路可以具体地是NFC通信链路。
[0117]在很多实施例中，第二通信链路通过独立于功率传输和功率传输信号的短距通信来形成。短距通信系统具体地不使用功率传输信号而是独立于其的存在。短距通信可以甚至当功率传输信号不存在时被执行，实际上短距通信可通常在功率传输信号不存在时更可靠并且具有降低的误差可能性。因此，替代其中使用同一信号用于功率传输和用于通信的常规方案，图1的系统通过通信是基于调制分离的载波而不是调制功率传输信号来提供区分的通信和功率传输(尽管在功率传送器101和功率接收器105之间的某一通信可以可能附加地使用功率传输信号来执行，诸如例如在标识和配置阶段期间的传统通信)。
[0118]短距通信相应地基于不是功率传输信号(的部分)的载波的使用。具体地，通过短距通信空气接口传达的数据是通过调制通信载波来传达的。通信载波独立于功率传输信号并且通常具有实质上不同的频率和功率水平。通常，通信载波的频率不小于功率传输信号的频率的两倍并且功率水平通常小于功率传输信号中的功率传输信号的最大功率水平的一半，并且经常比其低得多(诸如例如是十分之一、十五分之一或一百分之一)。
[0119]短距通信进一步使用与用于从功率传送器101到功率接收器105传输功率传输信号的电感器不同的电感器用于传达通信载波/信号。具体地，使用短距通信天线并且不使用传送器线圈103或接收线圈107来传输通信载波。
[0120]因此，短距通信和功率传输在图1的系统中实质上是独立和分离的功能和系统。然而，这样的不同和独立的系统的使用可提供若干优点，但是还可能存在相关的若干困难。具体地，在两个独立系统都基于在同一空间中共存的电磁信号的系统中，系统将引起相互干扰。特别地，由功率传输信号生成的非常强的电磁场将引起可能实质上影响短距通信的高度干扰。
[0121]图1的系统通过适配功率传输信号以使用时分时间帧并且通过将短距通信与该时间帧同步来允许这样的短距通信链路与由功率传送器101生成用于功率传输的强磁信号共存。
[0122]特别地，不是使用如在现有系统中的连续功率传输，当前系统应用时间帧到功率传输信号。时间帧包括至少两个类型的时间间隔/时隙，即其中生成具有功率传输所要求的功率的功率传输信号的功率时间间隔和其中仅提供降低的功率水平的功率传输信号的减小的功率时间间隔。实际上，在很多实施例中，功率传输信号可以在减小的功率时间间隔期间被完全关断。适配功率传输操作并且有效做出该不连续的方案允许短距通信与功率传输共存。该方案允许短距通信在功率传输阶段期间被执行。因此，在其中正将功率传输到功率接收器105的功率传输阶段期间，功率传送器101生成非常强的功率传输信号以便生成要求的功率到功率接收器105。这样的强信号可经常引起对实际上在功率传输信号最强的位置中操作的短距通信的非常大的干扰。
[0123]该方案可解决与常规方案相关联的若干缺点。
[0124]例如，其可克服使用功率传输信号作为用于通信的载波信号的缺点。例如，对于很多负载(如电机)，动态变化非常显著并且这可在很多情形中使负载调制相对不可靠或甚至不可行。而且，功率传输信号的调制往往相对慢并且导致非常低的通信数据速率。
[0125]然而，与同步的时分方案一起使用分离的通信链路(诸如NFC通信链路)允许功率传输特性与通信链路去耦，由此允许更可靠和更快的通信。另外，短距通信提供增大的保护以防来自靠近功率传输执行的其他功率传输操作的操作干扰。
[0126]实际上，如果使用分离的通信通道，则这可导致在不同功率传输的操作之间的干扰，该干扰可导致具有高功率水平的潜在危险情形。例如，控制操作可相互干扰，例如通过来自一个功率传输操作的功率接收器的控制数据被用于控制到另一附近功率接收器的功率传输。在通信和功率传输信号之间的分离可导致较少的鲁棒和较少的故障安全操作。
[0127]特别地，通过负载调制的通信固有地往往确保数据在正确的功率接收器105和功率传送器101之间通信，即功率传送器101可可靠地假定接收的数据可用于控制功率传输操作。然而，发明人已意识到当使用独立于功率传输信号的分离通信链路时，存在从功率接收器105传送的数据可能不被输送功率到功率接收器105的功率传送器101接收，或者可能被不输送功率到功率接收器105的功率传送器101接收的风险。类似地，存在由功率传送器101接收的数据并不是源自于期望的功率接收器105的风险。
[0128]该问题对于其中被定位在有限区域中的多个功率传送器可同时传输功率到多个功率接收器的情形是特别显著的。
[0129]该问题还可能对于包括多个传送线圈并且能够同时支持多个功率传输的功率传送器来说是特别显著的。
[0130]作为示例，分离RF通信链路的使用可不要求功率接收器105被正确地定位用于将执行的通信。具体地，可能执行成功的通信的事实将通常不确保接收线圈107被定位为足够靠近传送线圈103。如果功率接收器经由这样的通信通道控制功率传送器，则系统因此不能确信接收线圈被定位为足够靠近传送线圈(以及因此在接收线圈和传送线圈之间的耦合可能非常低)。可能的是，功率接收器保持请求功率传送器加电，直到提供的功率对于功率接收器足够高以甚至在电流非高效耦合的情况下接收足够的功率。然而，这可要求非常强的磁场被感应，并且这可导致用户或金属物体到由功率传送器生成的磁场的非预期和非期望的暴露。
[0131]功率传送器和功率接收器可包括用于验证和检查功率接收器的位置的附加功能，但是这样的附加功能将通常增加复杂性和成本。
[0132]而且，同时使用具有单独的功率接收器的多个器械可导致其中耦合到第一功率传送器的第一功率接收器干扰耦合到第二功率传送器的第二功率接收器的情形。第一功率接收器的控制信号可被第二功率传送器拾取，或反之亦然。这可例如导致第二功率传送器被控制生成对于第二功率接收器来说不是恰当的高磁场。例如，如果第一功率接收器检测到功率传输信号的水平应当被增大，其可要求加电。然而，该请求可由第二功率传送器而不是第一功率传送器接收，并且其然后将导致由第二功率传送器提供到第二功率接收器的功率传输信号被增大。第一功率接收器将仍然检测到功率传输信号的水平过低(因为来自第一功率传送器的功率传输信号尚未改变)，并且其因此继续请求加电。因此，第二功率传送器将继续增大功率水平。该继续加电可导致损坏、过多热量生成，并且一般导致对于第二功率接收器和相关联的器械来说非期望和甚至潜在地不安全的情形。
[0133]作为说明该问题的特定示例情形，用户可将壶放在厨房中的第一功率传送器顶上。第一功率传送器可检测到物体被放置在其功率传输接口上并且其可提供具有低功率的功率传输信号给壶以便启动其电子器件。壶经由RF通信链路发送信息给功率传送器以便发起并且控制功率传送器提供功率。在一定时间后，用户可能决定将平底锅放置在第一功率传送器上并且相应地他可移动壶到第一功率传送器附近的第二功率传送器。第二功率传送器检测到壶并且将在壶的控制下传输功率到壶。第一功率传送器可检测到平底锅，但是将仍然从壶接收控制数据。第一功率传送器将因此提供功率给平底锅，但是功率传输信号将由壶控制，导致平底锅的可能非期望加热。用户将通常不知道该情形并且可能例如触摸可能不适当地热的平底锅。
[0134]作为另一示例，相同情形可能被遇到，但是添加非耐热工作台面。壶可能被构造为使得其不加热其被定位于的表面，即使壶中的水已达到沸点。平底锅可能是适合感应烹饪的常规平底锅，但是仅意图被用于陶瓷玻璃板上。在该情况下，平底锅可能损坏非耐热工作台面，因为其不包含任何构件来在第一功率传送器仍然在壶的控制下同时平底锅位于第一功率传送器上的时候限制能量的耗散。
[0135]例如在其中功率传送器可包括多个传送线圈的情形中，也可能出现问题。例如，如在图2中图示的，功率传送器可包括功率控制器PCU，其控制多个传送元件TE，每个传送元件包括传送线圈。同时，单独的通信单元CU可从单独的RF通信链路接收数据。在这样的情形中，第一功率接收器可被定位在传送元件/线圈TE中的第一个上。例如，移动电话可被定位在传送线圈阵列上，并且对移动电话的功率传输可开始。移动电话可使用RF通信链路传送控制数据回到功率传送器，并且第一传送线圈TE的功率传输信号可被相应布置。用户可现在期望对第二移动装置充电。他可略微移动第一移动电话到一侧以便腾出地方用于新电话，这可导致第一移动电话现在被定位在不同传送线圈上，诸如例如在邻近的传送线圈上。然而，这可能不被系统检测到并且实际上来自第一移动电话的反向通信链路将仍然工作。第一移动电话将请求加电以补偿低耦合，从而导致非常大的磁场潜在地由第一传送线圈生成。实际上，在很多情形中，第二移动电话可潜在地被定位在第一传送线圈顶上，并且其将因此体验到高磁场，而不具有减小它的任何机会。因此，可能实际上丢失功率传输的控制，并且实际上在一些情形中，用于一个移动装置的功率传输可能被其他移动装置控制，并且反之亦然。
[0136]诸如NFC的短距通信链路的使用确保虽然使用独立于功率传输信号的分离通信链路，但是存在确保的在功率接收器101和功率接收器105之间的几何关系。在很多实施例中，这可足以缓解或克服所述问题。例如，通过确保仅在传送线圈103的20cm的范围内的功率接收器105实际上是功率传输中涉及的功率接收器105，可确保通信实际上是在执行功率传输的功率接收器105和功率传送器101之间。实际上，甚至在这可能不被确保的情形中，可实质上减小问题出现的概率。
[0137]以下描述将聚焦于其中独立于功率传输信号的通信链路是NFC通信链路的实施例。
[0138]图3更详细图示了图1的功率传送器101的元件，并且图4更详细图示了图1的功率接收器105的元件。
[0139]功率传送器101包括耦合到被布置为生成传送线圈103的驱动信号的驱动器301的传送线圈103，并且因此被布置为生成被转化为感应功率传输信号的驱动信号。驱动器301被布置为生成具有期望功率水平的AC信号，其被馈送到传送线圈103以生成功率传输信号。将认识到，如本领域技术人员将熟知的，驱动器301可包括用于生成驱动信号的适当功能。例如，驱动器301可包括用于将DC电源信号转换为适当频率(通常大约50-200kHz)的AC信号用于功率传输的逆变器。还将认识到的是，驱动器301可包括用于操作功率传输系统的不同阶段的适当控制功能。在很多情况下，驱动器301将包含一个或多个电容器以便针对所选频率利用功率线圈103实现谐振电路。
[0140]驱动器301耦合到功率控制器303，其被布置为控制功率信号的功率。具体地，功率控制器303可生成被馈送到驱动器301并且指示驱动信号的功率水平的控制信号。驱动器301可然后按比例调节驱动信号以具有对应幅值。
[0141]功率传送器101还包括第一通信单元305，其被布置为与功率接收器105通信。具体地，第一通信单元305可在前向通信链路上传达数据到功率接收器105，并且在反向通信链路上从功率接收器105接收数据。通信链路是短距RF通信链路并且相应地功率传送器101还包括耦合到第一通信单元305的天线307。
[0142]天线307可以是适合将电信号转换为电磁通信信号的任何元件，诸如具体地是电磁辐射器、天线、电感器或线圈。
[0143]在特定示例中，第一通信单元305是NFC通信单元并且因此通信链路是NFC通信链路。天线307可具体地是NFC平面线圈。
[0144]第一通信单元305可因此使用短距通信、并且具体地使用NFC通信，与功率接收器105交换数据消息。通信的范围被限制到不多于20cm并且在很多实施例中不多于10cm。典型通信链路可以在仅几cm的距离上。
[0145]通信范围可以是在允许可靠通信的天线之间的最大距离。可靠通信可被认为要求错误率低于阈值，诸如例如少于103的比特错误率。
[0146]第一通信单元305可在NFC通信链路上传送数据消息到功率接收器105或可在NFC通信链路上从功率接收器105接收数据消息。具体地，第一通信单元305可在NFC通信链路上传送前向消息到功率接收器105，其中功率接收器105被预期通过在NFC通信链路上传送响应消息回到功率传送器101来响应。响应消息可以例如被要求确认反向通信链路是实际上与参与功率传输的功率接收器105的链路。
[0147]在一些实施例中，可通过短距(NFC)通信来建立通信链路中的仅一个。例如，在一些实施例中，可使用功率传输信号的调制来建立前向通信链路，而使用NFC通信建立反向通信链路。作为另一示例，在一些实施例中，可使用功率传输信号的负载调制来建立反向通信链路，而使用NFC通信建立前向通信链路。
[0148]功率接收器105包括耦合到接收线圈107并且接收功率传输信号的功率传输控制器401。功率传输控制器401还耦合到负载403并且能够接收功率传输信号和生成适当电源信号用于负载403。功率传输控制器401可例如包括如本领技术人员将熟知的(全桥)整流器、平滑电路和电压或功率控制电路。在很多情况下，功率接收器包含一个或多个电容器以针对所选频率利用接收器线圈107实现谐振电路。
[0149]功率传输控制器401还能够控制功率接收器105并且具体地支持传输功能操作，包括支持Qi功率传输的不同阶段。
[0150]功率接收器105还包括第二通信单元405，其是短距通信单元。具体地，第二通信单元405可在反向通信链路上传达数据到功率传送器101并且在前向通信链路上从功率传送器101接收数据。通信链路是短距RF通信链路并且相应地功率接收器105还包括耦合到第二通信单元405的天线407。
[0151]天线407可以是适合将电磁通信信号转换为电信号的任何元件，诸如具体是电磁辐射器、天线、电感器或线圈。
[0152]在该特定示例中，第二通信单元405是NFC通信单元并且因此通信链路是NFC通信链路。天线407可具体地是NFC平面线圈。
[0153]第二通信单元405可因此使用短距通信、并且具体地使用NFC通信，与功率传送器101交换数据消息。第二通信单元405可在NFC通信链路上传送数据消息到功率传送器101或可在NFC通信链路上从功率传送器101接收数据消息。具体地，第二通信单元405可在反向NFC通信链路上传送前向消息到功率传送器101。功率传送器101可然后通过在前向NFC通信链路上传送响应消息回到功率传送器101来对该消息响应。
[0154]作为另一示例，功率传送器101可实施NFC发起者并且功率接收器105可实施NFC目标。NFC发起者(即功率传送器101)可在前向NFC通信链路上发送请求并且