所描述的技術(shù)一般性地涉及無線功率。更具體地,本公開針對用于在無線功率傳送系統(tǒng)中檢測不充分無線耦合并改進(jìn)帶內(nèi)信號傳遞(signaling)的設(shè)備、系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù):
在無線功率發(fā)射器(例如,無線充電設(shè)備)與無線功率接收器(例如,無線可充電設(shè)備)之間的不充分無線耦合條件之下,從無線功率接收器經(jīng)由用于功率傳送的無線場的調(diào)制向無線功率發(fā)射器的通信(本文也稱為“帶內(nèi)”通信)可能未被無線功率發(fā)射器可靠地接收和/或處理。沒有無線功率接收器與無線功率發(fā)射器之間的可靠通信來指示無線功率接收器的存在,無線功率充電器可能通過進(jìn)入間斷被供電的模式(有時稱為“信標(biāo)模式”)而不合意地禁用無線功率的連續(xù)傳輸以節(jié)省能量。因此,用于在無線功率傳送系統(tǒng)中檢測不充分無線耦合并改進(jìn)帶內(nèi)信號傳遞的設(shè)備、系統(tǒng)和方法是合意的。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
根據(jù)一些實施方式,提供了一種用于接收無線功率的裝置。該裝置包括接收耦合器,接收耦合器被配置為從無線功率發(fā)射器接收無線功率。該裝置包括電連接到接收耦合器的接收電路,接收電路被配置為向負(fù)載提供功率。該裝置包括控制器電路,控制器電路被配置為從接收電路向負(fù)載提供第一功率量??刂破麟娐愤M(jìn)一步被配置為在與無線功率發(fā)射器的通信的持續(xù)期內(nèi)將第一功率量減小到第二功率量,以相比于在第一功率量被提供給負(fù)載時增大接收電路的第一阻抗與第二阻抗之間的差異。
根據(jù)其他實施方式,提供了一種用于通過無線功率接收器來接收無線功率的方法。該方法包括經(jīng)由無線功率接收器的接收耦合器從無線功率發(fā)射器接收無線功率以用于向負(fù)載提供功率。該方法包括從電連接到接收耦合器的接收電路向負(fù)載提供第一功率量。該方法包括在與無線功率發(fā)射器的通信的持續(xù)期內(nèi)將第一功率量減小到第二功率量,以相比于在第一功率量被提供給負(fù)載時增大接收電路的第一阻抗與第二阻抗之間的差異。
根據(jù)更為其他的實施方式,提供了一種包括代碼的非瞬態(tài)計算機可讀介質(zhì)。在被執(zhí)行時,該代碼使得無線功率接收器經(jīng)由無線功率接收器的接收耦合器從無線功率發(fā)射器接收無線功率以用于向負(fù)載提供功率。在被執(zhí)行時,該代碼還使得無線功率接收器從電連接到接收耦合器的接收電路向負(fù)載提供第一功率量。在被執(zhí)行時,該代碼還使得無線功率接收器在與無線功率發(fā)射器的通信的持續(xù)期內(nèi)將第一功率量減小到第二功率量,以相比于在第一功率量被提供給負(fù)載時增大接收電路的第一阻抗與第二阻抗之間的差異。
根據(jù)更為其他的實施方式,提供了一種用于接收無線功率的裝置。該裝置包括用于從無線功率發(fā)射器耦合無線功率的部件。該裝置包括用于向負(fù)載提供第一功率量的部件。該裝置包括用于在與無線功率發(fā)射器的通信的持續(xù)期內(nèi)將第一功率量減小到第二功率量、以相比于在第一功率量被提供給負(fù)載時增大該裝置的第一阻抗與第二阻抗之間的差異的部件。
附圖說明
圖1是根據(jù)示例性實施方式的無線功率傳送系統(tǒng)的功能框圖。
圖2是根據(jù)另一示例性實施方式的無線功率傳送系統(tǒng)的功能框圖。
圖3是根據(jù)一些示例性實施方式的包括發(fā)射或接收天線的圖2的發(fā)射電路系統(tǒng)或接收電路系統(tǒng)的一部分的示意圖。
圖4是根據(jù)示例性實施方式的無線功率傳送系統(tǒng)的功能框圖。
圖5是圖示了圖4的無線功率傳送系統(tǒng)的多個充電模式的時序圖。
圖6是圖示了根據(jù)示例性實施方式的在帶內(nèi)信號傳遞期間由發(fā)射器檢測的接收器的視在負(fù)載阻抗的示圖。
圖7圖示了用于在圖4的無線功率傳送系統(tǒng)中提供無線功率的狀態(tài)圖的流程圖。
圖8圖示了用于在圖4的無線功率傳送系統(tǒng)中提供無線功率的流程圖。
圖9圖示了用于通過圖4的無線功率接收器來接收無線功率的方法的流程圖。
圖10是根據(jù)示例性實施方式的用于接收無線功率的裝置的功能框圖。
附圖中圖示的各種特征可能沒有按比例繪制。因此,各種特征的尺寸可能為了清楚任意地擴大或縮小。另外,附圖中的一些附圖可能沒有描繪出給定系統(tǒng)、方法或設(shè)備的所有組件。最后,貫穿說明書和附圖,相似的參考標(biāo)號可以用來標(biāo)示相似的特征。
具體實施方式
下面關(guān)于附圖闡述的詳細(xì)描述意圖作為本發(fā)明的某些實施方式的描述,并且不意圖表示本發(fā)明可以被實行在其中的僅有實施方式。貫穿這一描述所使用的術(shù)語“示例性”意指“用作示例、實例或例證”,并且不應(yīng)當(dāng)必然被解釋為相對其他示例性實施方式是優(yōu)選的或有利的。該詳細(xì)描述包括具體細(xì)節(jié)以用于提供所公開的實施方式的徹底理解的目的。在一些實例中,一些設(shè)備以框圖形式被示出。
無線功率傳送可以指代從發(fā)射器向接收器傳送與電場、磁場、電磁場或其他方式相關(guān)聯(lián)的任何形式的能量而不使用物理電導(dǎo)體(例如,功率可以通過自由空間被傳送)。輸出到無線場(例如,磁場或電磁場)中的功率可以由“接收天線”接收、捕獲或耦合以實現(xiàn)功率傳送。
圖1是根據(jù)一些示例性實施方式的無線功率傳送系統(tǒng)100的功能框圖。輸入功率102可以從功率源(未示出)提供給發(fā)射器104,以經(jīng)由發(fā)射耦合器114生成無線(例如,磁或電磁)場105用于執(zhí)行能量傳送。當(dāng)接收器108位于由發(fā)射器104產(chǎn)生的無線場105中時,接收器108可以接收功率。無線場105對應(yīng)于由發(fā)射器104輸出的能量可以被接收器108捕獲的區(qū)域。接收器108可以耦合到無線場105并生成輸出功率110,以用于由耦合到輸出功率110的設(shè)備(未示出在這一附圖中)的存儲或消耗。發(fā)射器104和接收器108兩者以距離112分離。
在一個示例實施方式中,功率經(jīng)由發(fā)射耦合器114所生成的時變磁場而電感地被傳送。發(fā)射器104和接收器108可以進(jìn)一步根據(jù)相互的諧振關(guān)系而被配置。當(dāng)接收器108的諧振頻率和發(fā)射器104的諧振頻率基本上相同或非常接近時,發(fā)射器104與接收器108之間的傳輸損耗是最小的。然而,即使在發(fā)射器104與接收器108之間的諧振沒有被匹配時,能量也可以被傳送,但是效率可能減小。例如,當(dāng)諧振沒有被匹配時,效率可能較小。能量的傳送通過以下而發(fā)生:將能量從發(fā)射耦合器114的無線場105耦合到存在于無線場105附近的接收耦合器118,而不是將能量從發(fā)射耦合器114傳播到自由空間中。諧振電感性耦合技術(shù)因此可以允許改進(jìn)的效率和通過各種距離的功率傳送,并且具有各種電感性耦合器配置。
在一些實施方式中,無線場105對應(yīng)于發(fā)射器104的“近場”。近場可以對應(yīng)于如下的區(qū)域,在該區(qū)域中存在由發(fā)射耦合器114中的電流和電荷產(chǎn)生的強反應(yīng)場,它們最小地將功率輻射遠(yuǎn)離發(fā)射耦合器114。近場可以對應(yīng)于發(fā)射耦合器114的大約一個波長(或者它的分?jǐn)?shù))之內(nèi)的區(qū)域。
高效的能量傳送可以通過以下而發(fā)生:將無線場105中的能量的大部分耦合到接收耦合器118,而不是將電磁波中的大多數(shù)能量傳播到遠(yuǎn)場。當(dāng)放置在無線場105內(nèi)時,“耦合模式”可以在發(fā)射耦合器114與接收耦合器118之間形成。
圖2是根據(jù)一些其他示例性實施方式的無線功率傳送系統(tǒng)200的功能框圖。系統(tǒng)200可以是與圖1的系統(tǒng)100類似操作和功能的無線功率傳送系統(tǒng)。然而,相比于圖1,系統(tǒng)200提供了與無線功率傳送系統(tǒng)200的組件有關(guān)的附加細(xì)節(jié)。系統(tǒng)200包括發(fā)射器204和接收器208。發(fā)射器204包括發(fā)射電路系統(tǒng)206,發(fā)射電路系統(tǒng)206包括振蕩器222、驅(qū)動器電路224、以及濾波和匹配電路226。振蕩器222可以被配置為生成期望頻率處的信號,期望頻率可以響應(yīng)于頻率控制信號223而被調(diào)節(jié)。振蕩器222向驅(qū)動器電路224提供振蕩器信號。驅(qū)動器電路224可以被配置為基于輸入電壓信號(VD)225而在發(fā)射耦合器214的諧振頻率處驅(qū)動發(fā)射耦合器214。
濾波和匹配電路226濾除諧波或其他不想要的頻率,并且將發(fā)射電路系統(tǒng)206的阻抗匹配于發(fā)射耦合器214。作為驅(qū)動發(fā)射耦合器214的結(jié)果,發(fā)射耦合器214生成無線場205來以足夠用于向電池236充電的電平無線地輸出功率。
接收器208包括接收電路系統(tǒng)210,接收電路系統(tǒng)210包括匹配電路232和整流器電路234。匹配電路232可以將接收電路系統(tǒng)210的阻抗匹配于接收耦合器218的阻抗。整流器電路234可以從交流(AC)功率輸入生成直流(DC)功率輸出以向電池236充電。接收器208和發(fā)射器204可以在分離的通信信道219(例如,藍(lán)牙、Zigbee、蜂窩等)上另外地進(jìn)行通信。接收器208和發(fā)射器204可以替換地使用無線場205的特性而經(jīng)由帶內(nèi)信號傳遞來進(jìn)行通信。在一些實施方式中,接收器208可以被配置為確定由發(fā)射器204發(fā)射和由接收器208接收的功率量是否適合用于向電池236充電。
圖3是根據(jù)一些示例性實施方式的圖2的發(fā)射電路系統(tǒng)206或接收電路系統(tǒng)210的一部分的示意圖。如圖3中圖示的,發(fā)射或接收電路系統(tǒng)350可以包括耦合器352。耦合器352也可以被稱為或被配置為“導(dǎo)體環(huán)”、線圈、電感器、或“磁”耦合器。術(shù)語“耦合器”一般指代可以無線地輸出或接收能量以用于耦合到另一“耦合器”的組件。
環(huán)形或磁耦合器的諧振頻率基于環(huán)形或磁耦合器的電感和電容。電感可以簡單地是由耦合器352創(chuàng)建的電感,而電容可以經(jīng)由電容器(或耦合器352的自電容)被添加以創(chuàng)建期望諧振頻率處的諧振結(jié)構(gòu)。作為非限制性的示例,電容器354和電容器356可以被添加到發(fā)射或接收電路系統(tǒng)350以創(chuàng)建選擇諧振頻率處的信號358的諧振電路。對于使用展現(xiàn)出更大電感的大直徑耦合器的更大大小的耦合器,產(chǎn)生諧振所需要的電容值可以較低。此外,隨著耦合器的大小增大,耦合效率可以增大。這在發(fā)射耦合器214和接收耦合器218兩者的大小增大的情況下大體上是真實的。對于發(fā)射耦合器,信號358(具有與耦合器352的諧振頻率基本上相對應(yīng)的頻率)可以是向耦合器352的輸入。
圖4是根據(jù)示例性實施方式的無線功率傳送系統(tǒng)400的功能框圖。系統(tǒng)400包括無線功率發(fā)射器404(例如,無線功率充電器)和無線功率接收器408。發(fā)射器404包括發(fā)射電路406,發(fā)射電路406包括振蕩器422、驅(qū)動器電路424、以及濾波和匹配電路426。振蕩器422被配置為生成期望頻率處的信號,期望頻率可以響應(yīng)于頻率控制信號423而被調(diào)節(jié)。振蕩器422向驅(qū)動器電路424提供振蕩器信號。驅(qū)動器電路424被配置為基于輸入電壓信號(VD)425而在例如發(fā)射耦合器414的諧振頻率處驅(qū)動發(fā)射耦合器414。
濾波和匹配電路426被配置為濾除諧波或其他不想要的頻率,并且可以將發(fā)射電路406的阻抗匹配于發(fā)射耦合器414的阻抗。作為驅(qū)動發(fā)射耦合器414的結(jié)果,發(fā)射耦合器414生成無線場405來以例如足夠用于向可充電設(shè)備供電和/或向可充電設(shè)備的電池436充電的電平無線地輸出功率。除非另有陳述,發(fā)射電路406內(nèi)的每個組件可以具有與先前關(guān)于圖2描述的發(fā)射電路206內(nèi)的相應(yīng)組件基本上相同的功能。
發(fā)射器404進(jìn)一步包括電連接到傳感器電路427的控制器電路428??刂破麟娐?28和傳感器電路427兩者可以耦合到發(fā)射電路406。傳感器電路427被配置為測量由發(fā)射電路406向發(fā)射耦合器414輸出的電流或電壓,并且將該信息傳達(dá)給控制器電路428。在一些實施方式中,傳感器電路427包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC),其測量由發(fā)射電路406輸出的電流或電壓并且將它轉(zhuǎn)換為成比例的數(shù)字信號。控制器電路428可以利用這一信息來確定視在負(fù)載阻抗。控制器電路428利用指示視在負(fù)載阻抗的信息來確定接收器408是否存在于無線場405的附近。另外,如下面將更詳細(xì)描述的,控制器電路428可以利用這一信息來接收并處理來自接收器408的信號或通信。
接收器408包括接收耦合器418,接收耦合器418電連接到接收電路410和電池436或者電連接到可充電設(shè)備,該可充電設(shè)備包括連接到接收電路410的電池436。接收電路410可以包括匹配電路430、整流器電路432、以及開關(guān)電路434。接收耦合器418可以電連接到匹配電路430。匹配電路430可以電連接到整流器電路432。整流器電路432可以電連接到開關(guān)電路434。如下面將關(guān)于圖5-圖10更詳細(xì)描述的,開關(guān)電路434可以將整流器電路432選擇性地連接到電池436或者連接到包括電池436的可充電設(shè)備,以使得驅(qū)動DC電流(IRECT)的DC電壓可以基于接收器408的操作狀態(tài)而選擇性地被提供給電池436和/或提供給包括電池436的可充電設(shè)備。另外,如下面將關(guān)于圖5-圖7更詳細(xì)描述的,在某些情況下,開關(guān)電路434可以將整流器電路432從可充電設(shè)備或電池436斷開,以便修改在接收器408與發(fā)射器404之間的帶內(nèi)信號傳遞期間、當(dāng)開關(guān)電路434將整流器電路432連接到可充電設(shè)備和/或電池436以及從可充電設(shè)備和/或電池436斷開時、由發(fā)射器404測量或檢測的負(fù)載阻抗上的改變量(例如,以調(diào)制無線場405)。除非另有陳述,接收電路410內(nèi)的每個組件可以具有與先前關(guān)于圖2描述的接收電路210內(nèi)的相應(yīng)組件基本上相同的功能。
為了從發(fā)射器404向接收器408提供功率,能量可以通過無線場(例如,磁或電磁場)405從發(fā)射耦合器414被發(fā)射到接收耦合器418。發(fā)射耦合器414和發(fā)射電路406形成具有特定諧振頻率的諧振電路。接收耦合器418和接收電路410形成具有特定諧振頻率的另一諧振電路。因為損耗在具有相同諧振頻率的兩個被耦合的諧振系統(tǒng)之間被最小化,所以對于與接收耦合器418相關(guān)聯(lián)的諧振頻率而言合意的是基本上相同于與發(fā)射耦合器414相關(guān)聯(lián)的諧振頻率。
在一些實施方式中,發(fā)射電路406向發(fā)射耦合器414輸出AC電流I1,例如有時稱為初級電流。發(fā)射耦合器414基于電流I1來產(chǎn)生無線場405。當(dāng)基本上與發(fā)射耦合器414對準(zhǔn)時,接收耦合器418可以基本上被定位在無線場405內(nèi)。因此,接收耦合器418可以磁性地或電磁地耦合到發(fā)射耦合器414。無線場405感生接收耦合器418中的AC電流I2,例如有時稱為次級電流。在一個或多個充電模式中,整流器電路432將AC電流I2轉(zhuǎn)換為由直流(DC)整流電壓VRECT驅(qū)動的DC電流IRECT,以用于向接收器408和/或可充電設(shè)備供電、和/或用于向電池436充電。
在一些實施方式中,從無線功率接收器經(jīng)由用于功率傳送的無線場的調(diào)制向無線功率發(fā)射器的通信可以稱為帶內(nèi)信號傳遞。在一些實施方式中,從接收器408經(jīng)由無線場405向發(fā)射器404的帶內(nèi)信號傳遞可以包括:切換接收器408內(nèi)的開關(guān)(開關(guān)電路434)以在第一值與第二值之間調(diào)節(jié)或切換向發(fā)射器404呈現(xiàn)的并且由發(fā)射器404可檢測的接收器408或接收電路410的阻抗。第二值小于第一值。發(fā)射器404可以將接收器408或接收電路410的視在阻抗上的這些改變處理作為信息信號傳遞(例如,經(jīng)由“開關(guān)”鍵控)。因此,帶內(nèi)信號傳遞可以包括:利用被用于無線功率傳送的相同介質(zhì)和組件無線地進(jìn)行通信。在一些實施方式中,帶內(nèi)信號傳遞可以被用來檢測接收器408的存在以用于發(fā)起無線功率傳輸,和/或被用來確保接收器408與發(fā)射器404正準(zhǔn)確地進(jìn)行通信。在這樣的實施方式中,可能有利的是,帶內(nèi)信號傳遞具有足夠高的信噪比以用于發(fā)射器404準(zhǔn)確地檢測接收器408的存在、和/或檢測來自接收器408的任何帶內(nèi)通信。在一些實施方式中,如下面將更詳細(xì)描述的,斷開負(fù)載或減小向負(fù)載(例如,可充電設(shè)備或電池436)提供的電壓、電流或功率的量可以通過以下而增大這種存在檢測功能的準(zhǔn)確性:增大帶內(nèi)信號傳遞的信噪比,從而減小由接收器408呈現(xiàn)的負(fù)載阻抗上的變化所引起的在發(fā)射器404處可檢測的干擾電平。盡管上面描述了帶內(nèi)信號傳遞的一個示例性實施方式,但是完成無線場的調(diào)制以用于通信的任何其他實施方式也被考慮到。
接收器408可以進(jìn)一步包括傳感器電路437,傳感器電路437被配置為感測從整流器電路432輸出的DC電壓(例如,VRECT)和/或DC電流(IRECT)。在一些實施方式中,傳感器電路437可以被配置為測量可以指示接收耦合器418與發(fā)射耦合器414之間的耦合水平的任何特性??刂破麟娐?38可以電連接到傳感器電路437,并且從傳感器電路437接收傳感器數(shù)據(jù)。如下面將更詳細(xì)描述的,控制器電路438可以被配置為至少控制開關(guān)電路434以用于中斷或減小帶內(nèi)信號傳遞期間向可充電設(shè)備或電池436提供的電壓、電流或功率的量。
在一些實施方式中,VRECT也可以向接收器408和/或其中的任何組件提供功率。因此,VRECT可以驅(qū)動系統(tǒng)電流(例如,用于向接收器408和/或可充電設(shè)備供電)以及充電電流(例如,用于向可充電設(shè)備的電池436充電)這兩者。在一些實施方式中,如關(guān)于圖5-圖7將更詳細(xì)描述的,系統(tǒng)電流在帶內(nèi)信號傳遞和/或VRECT/IRECT的測量期間隱式地或顯式地被開關(guān)或減小。充電電流也可以由開關(guān)電路434顯式地開關(guān)或減小。
圖5是圖示了圖4的無線功率傳送系統(tǒng)400的多個充電模式的時序圖500。如圖5中示出的,時序圖500包括第一時間線502、第二時間線504和第三時間線506,第一時間線502描繪由功率發(fā)射器404(圖4)發(fā)射的功率量,第二時間線504描繪由功率接收器408(圖4)接收的功率量,第三時間線506描繪由功率接收器408向可充電設(shè)備和/或可充電設(shè)備的電池436(例如,向可充電設(shè)備它本身或具體地向圖4中的可充電設(shè)備的電池436)提供的功率量。在時間線502、504和506中的每個時間線中,x軸對應(yīng)于時間的流逝,而y軸分別對應(yīng)于由發(fā)射器404發(fā)射的功率量、由接收器408接收的功率量、或者由接收器408向可充電設(shè)備或向可充電設(shè)備的電池436提供的功率量。
為了圖示的目的,時序圖500示出了多個間隔(例如,間隔508、510和512),每個間隔對應(yīng)于多個充電狀態(tài)或模式中的相應(yīng)充電狀態(tài)或模式。例如,第一間隔508對應(yīng)于“良好無線場”模式,其中接收器408與功率發(fā)射器404無線地耦合并且存在良好的無線場。例如,“良好”無線場可以是具有足夠強度以允許以下兩者的無線場:1)對連接到接收器408的可充電設(shè)備或電池436的供電或充電,以及2)接收器408與發(fā)射器404之間的耦合足夠(例如,高于閾值)用于發(fā)射器404在從接收器408向發(fā)射器404的帶內(nèi)信號傳遞通信期間在接收器408的低負(fù)載阻抗?fàn)顟B(tài)與高負(fù)載阻抗?fàn)顟B(tài)之間可靠地進(jìn)行區(qū)分。
在第一間隔508中,如第一時間線502中示出的,發(fā)射器404發(fā)射第一功率量,第一功率量足夠用于接收器408接收、整流并傳遞功率到可充電設(shè)備或電池436,以用于向可充電設(shè)備供電和/或用于向可充電設(shè)備的電池436充電。如第二時間線504的第一間隔508中示出的,接收器408從發(fā)射器404無線地接收第一功率量。如第三時間線506的第一間隔508中示出的,接收器408對第一功率量整流并且將一定量的經(jīng)整流功率傳遞到可充電設(shè)備和/或電池436。因此,在第一間隔508(其可以對應(yīng)于“良好無線場”狀態(tài)或模式)中,發(fā)射器404無線地向接收器408持續(xù)地發(fā)射功率,并且接收器408持續(xù)地將功率整流并傳遞到可充電設(shè)備和/或電池436,即使是在從接收器408向發(fā)射器404的帶內(nèi)信號傳遞通信期間。
第二間隔510對應(yīng)于“脈沖充電”模式或狀態(tài),其中由發(fā)射器404生成的無線場比在第一間隔508中具有較低強度,而仍然具有充足強度來無線地傳送足夠的能量以向可充電設(shè)備和/或電池436供電和/或充電。然而,在第二間隔510中,接收器408與發(fā)射器404之間的耦合的水平或量可能低于閾值,而使得發(fā)射器404或許不能在接收器408或接收電路410的可以被用于帶內(nèi)信號傳遞通信的低負(fù)載阻抗?fàn)顟B(tài)與高負(fù)載阻抗?fàn)顟B(tài)之間充分地且可靠地進(jìn)行區(qū)分。然而,通過當(dāng)帶內(nèi)信號傳遞在接收器408與發(fā)射器404之間執(zhí)行時減小或完全中斷用于運行和/或充電可充電設(shè)備和/或電池436的功率供應(yīng),接收器408和/或接收電路410的視在負(fù)載可以被減小。接收器408的視在負(fù)載上的減小可以充分地被減小,以使得在帶內(nèi)通信期間被利用的接收器408的低負(fù)載阻抗?fàn)顟B(tài)與高負(fù)載阻抗?fàn)顟B(tài)之間的差異,相比于向可充電設(shè)備和/或電池436的功率供應(yīng)在帶內(nèi)信號傳遞期間沒有被減小或中斷的情況下是絕對更大的,或者與高或低負(fù)載阻抗?fàn)顟B(tài)的絕對值相比較是相對更大的。
如第一時間線502的第二間隔510中示出的,發(fā)射器404可以如在第一間隔508中那樣發(fā)射第一量的功率。然而,如第二時間線504中示出的,接收器408可能被定位在這樣的取向或位置:使得接收器408與發(fā)射器404之間的耦合相比于第一間隔508被減小。因此,即使相同的功率量(例如,第一無線功率量)由發(fā)射器404無線地發(fā)射,接收器408也可能僅接收到比第一功率量少的第二功率量。這一第二功率量(如由第二間隔510中描繪的功率的與第二時間線504的第一間隔508相比較減小的高度所示出)可以仍然足以向可充電設(shè)備或電池436供電和/或充電。然而,接收器408與發(fā)射器404之間減小的耦合量可能使得發(fā)射器404在接收器408也正向可充電設(shè)備或電池436傳遞功率時在可靠地識別或處理來自接收器408的帶內(nèi)信號傳遞方面可能具有困難。
如先前關(guān)于圖4描述的,開關(guān)電路434被配置為在接收器408正執(zhí)行與發(fā)射器404的帶內(nèi)信號傳遞、同時仍然持續(xù)地從發(fā)射器404接收無線功率的間隔518期間中斷向可充電設(shè)備或電池436提供的經(jīng)整流功率。向可充電設(shè)備或電池436提供的功率的這一減小或中斷不同于在帶內(nèi)信號傳遞它本身的動作中可能減小或中斷去往可充電設(shè)備或電池436的功率的任何動作或過程。例如,向可充電設(shè)備提供的功率可以在如下的整個間隔內(nèi)被中斷或減?。涸谠撻g隔期間,接收器408的視在負(fù)載阻抗單獨地被切換以在向發(fā)射器404的帶內(nèi)信號傳遞期間提供無線場405的調(diào)制。
在一些其他實施方式中,不是完全中斷經(jīng)整流的功率,而是向可充電設(shè)備和/或電池436提供的經(jīng)整流電流(例如,IRECT)的量可以至少部分地基于未由發(fā)射器404可靠地接收或處理的帶內(nèi)信號、符號或會話的數(shù)目而被減小(例如,在一個或多個步驟中)。此外,在一些其他實施方式中,若干無線功率接收器可能正從相同的無線功率發(fā)射器404同時接收無線功率,并且正執(zhí)行與相同的無線功率發(fā)射器404的帶內(nèi)信號傳遞。在這樣的實施方式中,無線功率接收器中的每個無線功率接收器可以按經(jīng)協(xié)調(diào)的方式(例如,在時間上同步)禁用或減小向相應(yīng)可充電設(shè)備提供的充電功率,以在執(zhí)行帶內(nèi)信號傳遞時提供增加的“信號比噪聲”(例如,在發(fā)射器處檢測的更大的相對阻抗擺動)的時段。
第三間隔512可以對應(yīng)于發(fā)射器404的“信標(biāo)”模式或狀態(tài),其中沒有接收器(例如,接收器408)由發(fā)射器404所感測,并且發(fā)射器404除了在周期性信標(biāo)520期間之外中斷發(fā)射無線功率以便節(jié)省功率和/或增大效率。信標(biāo)520可以發(fā)揮功能來廣播發(fā)射器404的存在,并且用于確定發(fā)射器404附近的任何兼容接收器的存在。在一些實施方式中,信標(biāo)520可以具有(例如,大約100ms的)持續(xù)期516和(例如,大約1秒的)周期514。如第一時間線502的第三間隔512中示出的,在這種模式中,發(fā)射器404可以發(fā)射具有持續(xù)期516和周期514的信標(biāo)520。如第二時間線504的第三間隔512中示出的,如果接收器408處于由發(fā)射器404產(chǎn)生的無線場405附近,則接收器408可以間斷地在信標(biāo)520期間接收無線功率。如第三時間線506的第三間隔512中示出的,接收器408在“信標(biāo)”模式期間可以不向可充電設(shè)備或電池436提供從信標(biāo)520得到的任何功率。
圖6是圖示了根據(jù)示例性實施方式的在帶內(nèi)信號傳遞期間由發(fā)射器404(圖4)檢測的接收器408(圖4)的視在負(fù)載阻抗的示圖600。如圖6中示出的,示圖600可以包括兩個間隔616和618。盡管被示出為相鄰于彼此,但是第一和第二間隔616和618不是必然如此,并且可以發(fā)生在時間上不相鄰于彼此的分離時間段期間(如由打斷負(fù)載阻抗線和時間軸的雙彎曲線所示出)。此外,盡管關(guān)于示圖600示出和/或描述了高和低視在負(fù)載阻抗之間的特定關(guān)系,但是這樣的關(guān)系和/或所圖示的值僅是示例性的并且可以根據(jù)特定實施方式而呈現(xiàn)任何其他值。
第一間隔616可以示出如下的時間段,在該時間段期間,無線功率由發(fā)射器404發(fā)射、由接收器408接收、并且在接收器408正執(zhí)行與發(fā)射器404的帶內(nèi)信號傳遞通信時由接收器408提供給可充電設(shè)備或電池436。如第一間隔616中示出的,發(fā)射器404可以檢測接收器408的第一(高)視在阻抗604,其可以對應(yīng)于在開/關(guān)鍵控帶內(nèi)信號傳遞的“開”部分期間的接收器408的視在阻抗。相似地,發(fā)射器404可以檢測接收器408的第二(低)視在阻抗606,其可以對應(yīng)于在帶內(nèi)信號傳遞期間在開/關(guān)鍵控的“關(guān)”部分期間的接收器408的視在阻抗。第一(高)值604與第二(低)值606之間的差異602可以是當(dāng)接收器408正向可充電設(shè)備提供功率時從帶內(nèi)信號傳遞的“開”部分到“關(guān)”部分的阻抗的“擺動”。
第二間隔618可以示出如下的時間段,在該時間段期間,無線功率正由發(fā)射器404發(fā)射、由接收器408接收、但是其中當(dāng)接收器408正執(zhí)行帶內(nèi)信號傳遞來與發(fā)射器404通信時接收器408不向可充電設(shè)備或電池436提供功率、或以減小的量提供功率。在一些實施方式中,間隔618可以對應(yīng)于圖5的間隔518。如第二間隔618中示出的,發(fā)射器404可以檢測接收器408的另一第一(高)視在阻抗610,其可以對應(yīng)于在帶內(nèi)信號傳遞期間在開/關(guān)鍵控的“開”部分期間的接收器408的視在阻抗。注意,值610低于值604。這是因為歸因于可充電設(shè)備和/或電池436從接收器408汲取功率而由發(fā)射器404檢測的接收器408的視在帶載阻抗的部分不存在或相比于間隔616顯著減小。相似地,發(fā)射器404可以檢測接收器的另一第二(低)視在阻抗612,其可以對應(yīng)于在帶內(nèi)信號傳遞期間在開/關(guān)鍵控的“關(guān)”部分期間的接收器的視在阻抗。注意,由于與上面針對608描述的相同理由,值612低于值606。第一(高)值610與第二(低)值612之間的差異608可以是當(dāng)接收器408沒有正向可充電設(shè)備提供功率或提供減小的功率量時從帶內(nèi)信號傳遞的“開”部分到“關(guān)”部分的阻抗的“擺動”。
如所示出的,在一些實施方式中,差異608在絕對量值方面可以大于差異602。在一些其他實施方式中,差異608可以具有與602基本上相同的絕對量值,但是因為第一和第二(高和低)阻抗值610和612兩者低于相應(yīng)的第一和第二(高和低)阻抗值604和606,所以相對于對應(yīng)的高阻抗值610/604或?qū)?yīng)的低阻抗值612/606,差異608可以大于差異602。以這種方式,當(dāng)執(zhí)行帶內(nèi)信號傳遞時中斷提供功率或減小向可充電設(shè)備和/或可充電設(shè)備的電池436提供的功率可以增大帶內(nèi)通信的信噪比,而使得這種通信更加魯棒和可靠。
圖7圖示了用于在圖4的無線功率傳送系統(tǒng)中提供無線功率的狀態(tài)圖的流程圖700。流程圖700的狀態(tài)圖在此處參考先前關(guān)于圖4和圖5描述的無線功率傳送系統(tǒng)400被描述。在一種實施方式中,流程圖700中的框中的一個或多個框可以由控制器(例如,圖4的接收器408的控制器電路438)來執(zhí)行。盡管流程圖700的狀態(tài)圖在此處參考特定的順序被描述,但是在各種實施例中,此處的框可以按不同的順序被執(zhí)行、或被省略,并且附加框可以被添加。
狀態(tài)圖可以在框702處開始,其表達(dá)“沒有無線場”狀態(tài)。在一些實施方式中,“沒有無線場”狀態(tài)702對應(yīng)于圖5的間隔512,其中沒有接收器408由發(fā)射器404所感測。在“沒有無線場”狀態(tài)中,接收器408內(nèi)的“充電啟用”指示可以被設(shè)置為“0”(例如,設(shè)置為否定),而指示功率提供或充電當(dāng)前沒有被啟用。
在框712處,關(guān)于經(jīng)整流電壓VRECT(參見圖4)是否大于6V進(jìn)行確定。盡管這里利用6V的示例性值,但是本申請沒有如此被限制并且可以是足以指示存在如下無線場的任何值,該無線場具有的強度足以向可充電設(shè)備供電或向附接到接收器408的電池436充電、并且足夠用于發(fā)射器404在帶內(nèi)信號傳遞期間在低負(fù)載阻抗與高負(fù)載阻抗之間進(jìn)行區(qū)分。如果該確定為“否”,則流程圖前進(jìn)回到框702。如果該確定為“是”,則流程圖前進(jìn)到框704。
框704對應(yīng)于“準(zhǔn)備充電”狀態(tài)。在這種狀態(tài)中,接收器408可以將接收器408已經(jīng)進(jìn)入無線功率場405的指示設(shè)置為“1”(例如,設(shè)置為肯定)。接收器408可以另外將“準(zhǔn)備充電”指示設(shè)置為“1”(例如,設(shè)置為肯定)?!俺潆妴⒂谩敝甘疽部梢员辉O(shè)置為“1”(例如,設(shè)置為肯定)。在一些實施方式中,接收器408可以另外開始以預(yù)定周期(例如,每秒一次)向發(fā)射器404發(fā)射帶內(nèi)信號,以向發(fā)射器404通知接收器408仍然存在于無線場405中并且繼續(xù)提供無線功率。流程圖700然后可以前進(jìn)到框714。
框714包括確定VRECT(參見圖4)是否大于6V值(如先前關(guān)于框710描述的)。如果該確定為“否”,則流程圖可以前進(jìn)到框708,在框708中,接收器408進(jìn)入“低劣VRECT狀態(tài)”,“低劣VRECT狀態(tài)”的指示可以被設(shè)置為“1”(例如,設(shè)置為肯定),“充電啟用”指示可以被設(shè)置為“0”(例如,設(shè)置為否定),并且向可充電設(shè)備的功率提供或電池436的充電被中斷。如果框714處的確定為“是”,則流程圖700可以前進(jìn)到框706。
框706可以對應(yīng)于“良好無線場”狀態(tài),其可以對應(yīng)于先前關(guān)于圖5描述的間隔508。在“良好無線場”狀態(tài)中,“充電啟用”指示可以保持設(shè)置為“1”(例如,設(shè)置為肯定)。如先前關(guān)于框704描述的,接收器408可以另外繼續(xù)執(zhí)行具有持續(xù)期和周期的帶內(nèi)信號傳遞。從框706,流程圖700可以前進(jìn)到框716。
在框716處,可以關(guān)于VRECT(參見圖4)在三個連續(xù)時間間隔中的每個時間間隔期間在第一和第二時刻是否小于2V進(jìn)行確定。在一些實施方式中,第一和第二時刻可以在時間上彼此以大約500ms分開,并且時間間隔每個在長度上可以是1秒。這樣的1秒長度可以對應(yīng)于接收器408被配置為經(jīng)由帶內(nèi)信號傳遞而每秒與發(fā)射器404進(jìn)行通信,以向發(fā)射器404通知接收器408仍然存在于發(fā)射器404的無線場中。因此,時間間隔可以是與接收器408針對其而被配置的帶內(nèi)信號傳遞的周期相對應(yīng)的任何值。盡管這里利用2V的值,但是本申請沒有如此被限制,并且任何值可以被利用以使得小于該值的VRECT將會可靠地指示沒有無線場405存在。如果接收器408從發(fā)射器404生成以用于無線傳輸功率的無線場405被移除,或者如果發(fā)射器404響應(yīng)于接收器408不再存在的確定(例如,當(dāng)接收器408沒有經(jīng)由帶內(nèi)信號傳遞與發(fā)射器404進(jìn)行通信達(dá)某個預(yù)定時間段)而中斷生成無線場405,則VRECT可能下降而低于這一值。因此,框716處的確定是無線功率可以從其被接收的無線場405的存在的確定。如先前關(guān)于圖5描述的,當(dāng)發(fā)射器處于“信標(biāo)模式”時,發(fā)射器404可以不生成無線場405,除了每個信標(biāo)間隔期間的短時段之外(例如,除了每秒僅100ms之外)。
為了避免716處的虛假“否”確定(例如,當(dāng)事實上發(fā)射器404僅正在“信標(biāo)模式”中發(fā)射信標(biāo)時的無線場為存在的確定),接收器408可以被配置為在1秒間隔期間在兩個時刻中的每個時刻感測VRECT。如果發(fā)射器404處于“信標(biāo)模式”,則VRECT在兩個時刻中的至多僅一個時刻期間將大于或等于2V并且該確定將仍然為“否”。因為向框702的“沒有無線場”狀態(tài)移動將必然引起接收器408中斷向可充電設(shè)備或電池436提供功率達(dá)延長的時間段,所以可能合意的是確保無線場405不是僅在這一時間瞬態(tài)地缺失。由于這一原因,框716的確定可以要求VRECT在多個連續(xù)時間幀(例如,如框716中示出的3個連續(xù)時間幀,但是可以利用大于1的任何數(shù)目)中的每個時間幀的兩個時刻小于2V。因此,如果框716處的確定為“是”,則接收器408可能已經(jīng)可靠地確定無線場405不存在并且流程圖可以轉(zhuǎn)變回到框702。然而,如果框716處的確定為“否”,則流程圖700可以前進(jìn)到框718。
在框718處,可以關(guān)于以下進(jìn)行確定:當(dāng)在(先前關(guān)于框716描述的)至少單個間隔的第一或第二時刻中的任一時刻VRECT小于6V并且充電電流IRECT(參見圖4)小于最大電流值的30%時,接收器408是否未處于“沒有無線場”條件。盡管這里利用30%的值,但是本申請沒有如此被限制并且可以利用任何百分比值。此外,最大電流可以是,在功率的提供或充電期間可充電設(shè)備或電池436可以接受的最大電流,或者替換地是,接收器408能夠向可充電設(shè)備或電池436提供的最大電流。如果該確定為“否”,則流程圖700可以前進(jìn)回到框706。如果該確定在框718處為“是”,則流程圖700可以前進(jìn)到框710以進(jìn)入“脈沖充電”狀態(tài)。
在框710的“脈沖充電”狀態(tài)中,如先前關(guān)于圖5描述的,接收器408可以從發(fā)射器404持續(xù)地接收無線功率,但是僅可以在接收器408沒有經(jīng)由帶內(nèi)信號傳遞與發(fā)射器404進(jìn)行通信時向可充電設(shè)備或電池436僅提供經(jīng)整流的電流IRECT。因此,基于接收器408在特定瞬間是否正向可充電設(shè)備或電池436提供功率,“充電啟用”指示可以從“1”或肯定指示切換到“0”或否定指示。從框710,流程圖可以前進(jìn)到框720。
在框720處,可以關(guān)于以下進(jìn)行確定:在接收器408沒有向可充電設(shè)備或電池436提供VRECT/IRECT(例如,接收器408正執(zhí)行與發(fā)射器404的帶內(nèi)信號傳遞,并且沒有向可充電設(shè)備提供功率或提供減小的功率量或者向電池436充電)的“脈沖充電狀態(tài)”的間隔期間,VRECT是否小于6V值,如先前在框712、714和718中的每個框中描述的那樣。如果該確定為“是”,則流程圖700可以前進(jìn)到框708,在框708中,接收器408可以進(jìn)入“低劣VRECT狀態(tài)”。如果該確定為“否”,則流程圖700可以替換地前進(jìn)到框722。
在框722處,可以關(guān)于以下進(jìn)行確定:在3個連續(xù)充電間隔中的每個充電間隔期間接收器408正向可充電設(shè)備提供功率或向電池436充電時,VRECT是否大于6V,如先前在框712、714、718和720中的每個框中描述的那樣。例如,如先前描述的,在“脈沖充電”狀態(tài)期間,接收器408可以在帶內(nèi)信號傳遞時中斷向可充電設(shè)備提供功率或向電池436充電。因此,框722的確定實質(zhì)上可以是關(guān)于以下的確定:當(dāng)接收器408實際上正向可充電設(shè)備提供功率或向電池436充電時,良好無線場405是否存在。如果該確定為“是”,則流程圖700可以前進(jìn)回到框706。如果該確定為“否”,則流程圖可以替換地前進(jìn)到框724。
在框724處,可以關(guān)于以下進(jìn)行確定:在3個連續(xù)充電間隔中的每個充電間隔期間接收器408正向可充電設(shè)備提供功率或向電池436充電時(如先前關(guān)于框722描述的),VRECT是否小于2V(如先前關(guān)于框716描述的)。如果該確定為“是”,則流程圖700可以前進(jìn)回到框702。如果該確定為“否”,則流程圖700可以替換地前進(jìn)回到框710。
從框708(其為“低劣VRECT”狀態(tài)),流程圖700前進(jìn)到框726,在框726中,可以關(guān)于以下進(jìn)行確定:在至少一個時間間隔的第一和第二時刻(如先前關(guān)于框718描述的),VRECT是否大于7V。如果該確定為“是”,則流程圖700前進(jìn)回到框706的“良好無線場”狀態(tài)。如果該確定為“否”,則流程圖700可以替換地前進(jìn)到框728。
在框728處,可以關(guān)于以下進(jìn)行確定:在至少一個時間間隔的第一和第二時刻(如先前關(guān)于框726描述的),VRECT是否替換地小于2V(如先前關(guān)于框716和724描述的)。如果該確定為“是”,則流程圖700可以前進(jìn)回到框702的“沒有無線場”狀態(tài)。如果該確定為“否”,則流程圖700可以替換地前進(jìn)回到框708的“低劣VRECT”狀態(tài)。因此,如上文描述的,取決于接收器408的先前狀態(tài)以及在至少一個時間間隔中的至少一個時刻期間VRECT(并且在一些情況下是IRECT)的值,接收器408可以在“沒有無線場”、“準(zhǔn)備充電”、“良好無線場”、“脈沖充電”和“低劣VRECT”狀態(tài)之間轉(zhuǎn)變。
圖8圖示了用于在圖4的無線功率傳送系統(tǒng)中提供無線功率的流程圖800。流程圖800在此處參考(如先前關(guān)于圖4和圖5描述的)無線功率傳送系統(tǒng)400以及(如先前關(guān)于圖7描述的)流程圖700而被描述。在一種實施方式中,流程圖800中的框中的一個或多個框可以由圖4的接收器408的控制器電路438和/或由傳感器電路437來執(zhí)行。盡管流程圖800在此處參考特定的順序被描述,但是在各種實施例中,此處的框可以按不同的順序被執(zhí)行、或被省略,并且附加框可以被添加。
為了流程圖800的目的,框中具有字母“MSG”的每個框可以對應(yīng)于圖4的接收器408利用與發(fā)射器404的帶內(nèi)信號傳遞來向發(fā)射器404指示:接收器408存在于由發(fā)射器404生成的無線場中和/或向發(fā)射器404傳達(dá)信息。類似地,具有字母“ADC”的任何框可以對應(yīng)于接收器408利用傳感器電路437來測量VRECT和IRECT(參見圖4)中的一個或兩者、并且利用模數(shù)轉(zhuǎn)換器(即,ADC)將VRECT和/或IRECT的模擬測量轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的數(shù)字值,這些數(shù)字值可以由接收器408用來進(jìn)行如先前關(guān)于圖7描述的確定中的一個或多個確定。
流程圖800示出了“充電前”狀態(tài)850、“充電”狀態(tài)852、“脈沖充電”狀態(tài)854和“低劣VRECT”狀態(tài)856,分別對應(yīng)于圖7的框704、706、710和708中的類似狀態(tài)。例如,框802、804和806可以對應(yīng)于“充電前”狀態(tài)850,“充電前”狀態(tài)850在一些方面可以對應(yīng)于圖7中的框702。框808、810、812、814和816可以對應(yīng)于“充電”狀態(tài)852,“充電”狀態(tài)852在一些方面可以對應(yīng)于圖7中的框706。框818、820、822、824、826、828、830和832可以對應(yīng)于“脈沖充電”狀態(tài)854,“脈沖充電”狀態(tài)854在一些方面可以對應(yīng)于圖7中的框710。此外,框834、836、838、840、842、844、846和848可以對應(yīng)于“低劣VRECT”狀態(tài)856,“低劣VRECT”狀態(tài)856在一些方面可以對應(yīng)于圖7中的框708。
流程圖800可以在“充電前”狀態(tài)850中開始于框802,在框802中,消息由接收器408經(jīng)由帶內(nèi)信號傳遞而發(fā)射給發(fā)射器404。流程圖800然后前進(jìn)到框804,在框804中,接收器408測量VRECT并且利用ADC(例如,圖4的傳感器電路437內(nèi)的ADC)將VRECT的模擬測量轉(zhuǎn)換為數(shù)字表示以用于與特定電壓相比較,如先前關(guān)于圖7的框714描述的那樣。如果接收器408保持在“充電前”狀態(tài)850中,則流程圖前進(jìn)到框806,在框806中,在前進(jìn)回到框802之前實施延遲。在一些實施方式中,延遲可以是大約1秒,以使得在“充電前”狀態(tài)850中接收器408在1秒間隔中持續(xù)地向發(fā)射器404發(fā)送消息。如果接收器408轉(zhuǎn)變到“充電”狀態(tài)852,則流程圖800從框804前進(jìn)到框808。
在“充電”狀態(tài)852中,在框808處,接收器408可以在802處發(fā)射消息之后實施延遲(例如,500ms延遲),并且然后前進(jìn)到框810,在框810中,接收器408測量VRECT并可能是IRECT(參見圖4和圖7)并且經(jīng)由ADC電路(例如,圖4的傳感器電路437內(nèi)的ADC)將模擬測量轉(zhuǎn)換為數(shù)字表示。流程圖800前進(jìn)到框812,在框812中,在前進(jìn)到框814之前接收器408可以實施另一延遲(例如,500ms延遲)。在框814處,接收器408可以再次測量VRECT并可能是IRECT并且經(jīng)由ADC電路將模擬測量轉(zhuǎn)換為數(shù)字表示。從框814,流程圖800前進(jìn)到框816,在框816中,接收器408經(jīng)由帶內(nèi)信號傳遞向發(fā)射器404發(fā)射另一消息。如果流程圖800保持在充電狀態(tài)852中,則流程圖800可以從框816前進(jìn)回到框808。在框810和814處進(jìn)行的測量可以對應(yīng)于在(如先前關(guān)于圖7的框716和718描述的)第一和第二時刻進(jìn)行的VRECT和/或IRECT測量。如果流程圖800從“充電”狀態(tài)852轉(zhuǎn)變到“脈沖充電”狀態(tài)854,則流程圖800從框816前進(jìn)到框818。
在“脈沖充電”狀態(tài)854中,在框818處,接收器408在816處發(fā)射消息之后可以實施延遲(例如,820ms延遲),并且然后前進(jìn)到框820,在框820中,接收器408可以測量VRECT并且經(jīng)由ADC電路將模擬測量轉(zhuǎn)換為數(shù)字表示。這一測量可以在接收器408正向可充電設(shè)備提供功率或向電池436充電(參見圖4)時進(jìn)行???20處的測量可以對應(yīng)于如先前關(guān)于圖7描述的框722和724的確定。流程圖800然后前進(jìn)到框822,在框822中,接收器408可以實施另一延遲(例如,20ms延遲)并且然后前進(jìn)到框824,在框824中,接收器408再次測量VRECT并且經(jīng)由ADC電路將模擬測量轉(zhuǎn)換為數(shù)字表示。當(dāng)接收器408沒有向可充電設(shè)備提供功率或向電池436充電、但是接收器408仍然正無線地從發(fā)射器404接收功率時,可以進(jìn)行這一測量。框824處的測量可以對應(yīng)于如先前關(guān)于圖7描述的框720的確定。流程圖800然后前進(jìn)到框826,在框826中,接收器408經(jīng)由帶內(nèi)信號傳遞向發(fā)射器404發(fā)射消息。
如果流程圖800保持在“脈沖充電”狀態(tài)854中,則流程圖800前進(jìn)到框828,在框828中,接收器408可以關(guān)于以下進(jìn)行確定:框820和824處的測量是否需要與下一遍(pass)的脈沖充電狀態(tài)854的信標(biāo)傳輸特性對齊。例如,如先前關(guān)于圖7描述的,當(dāng)接收器408正向可充電設(shè)備提供功率或向電池436充電(例如,在框722和724處)時,并且當(dāng)接收器408沒有向可充電設(shè)備提供功率或向電池436充電(例如,在框720處)時,接收器408可以測量VRECT。因此,框820和824可以分別在接收器正提供功率或充電(例如,在信標(biāo)期間)時、以及在接收器沒有提供功率或充電時測量VRECT并且對測量進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換???20處的這種測量應(yīng)當(dāng)發(fā)生在與向可充電設(shè)備的功率提供或電池436的充電對齊的時間。如果框828處的確定為“否”,則測量框820正發(fā)生在充電脈沖期間而框824正發(fā)生在任何充電脈沖之外,并且流程圖800可以直接前進(jìn)回到框818。如果框828處的確定為“是”,則可能要求與充電脈沖的對齊并且流程圖800可以前進(jìn)到框830。接收器408可以通過停止內(nèi)部時鐘直到下一充電脈沖發(fā)生并且在下一充電脈沖發(fā)生時重啟內(nèi)部時鐘,來將測量與充電脈沖(例如,信標(biāo))對齊。
在框830處,接收器408可以關(guān)于框820處的測量當(dāng)前是否與充電脈沖(例如,信標(biāo))對齊進(jìn)行確定。如果該確定為“是”,則流程圖800可以前進(jìn)到框832,在框832中,接收器408可以經(jīng)由帶內(nèi)信號傳遞來發(fā)射另一消息,并且然后前進(jìn)到框818。如果框830處的確定為“否”,則流程圖800可以直接前進(jìn)回到框818。
轉(zhuǎn)到框826,如果流程圖800沒有保持在“脈沖充電”狀態(tài)854中,則流程圖可以從框826前進(jìn)到框834,在框834中,接收器408可以進(jìn)入“低劣VRECT”狀態(tài)或狀態(tài)856。在框834處,在前進(jìn)到框836之前可以實施延遲(例如,500ms),在框836中,接收器408可以測量VRECT并且將模擬測量轉(zhuǎn)換為數(shù)字值。流程圖800然后可以前進(jìn)到框838,在框838中,在前進(jìn)到框840之前另一延遲(例如,500ms)可以被實施,在框840中,接收器408可以再次測量VRECT并且將模擬測量轉(zhuǎn)換為數(shù)字值???36和840處的測量可以對應(yīng)于圖7的框726和728的確定中利用的測量。流程圖800然后可以前進(jìn)到框844,在框844中,接收器408可以關(guān)于以下進(jìn)行確定:當(dāng)發(fā)射器404沒有感測到接收器408的存在達(dá)預(yù)定時間段(例如,5秒)并且基本上關(guān)斷無線功率傳輸以節(jié)約功率時,框836和840處的測量是否需要與下一遍的信標(biāo)傳輸對齊,“信標(biāo)”模式的特性???44、846和848的操作基本上可以對應(yīng)于先前描述的框828、830和832的那些操作,除了流程圖800然后前進(jìn)回到消息延遲框834而不是消息延遲框818之外。
轉(zhuǎn)到框842,如果流程圖800沒有保持在“低劣VRECT”狀態(tài)856中,則流程圖可以從框842前進(jìn)回到框808并且接收器408可以從“低劣VRECT”狀態(tài)856轉(zhuǎn)變到“充電”狀態(tài)852。
圖9圖示了用于通過圖4的無線功率接收器408來接收無線功率的方法的流程圖900。在一種實施方式中,流程圖900中的框中的一個或多個框可以由控制器電路438(圖4)來執(zhí)行。盡管流程圖900的方法在此處參考特定的順序被描述,但是在各種實施例中,此處的框可以按不同的順序被執(zhí)行、或被省略,并且附加框可以被添加。框902可以包括:經(jīng)由無線功率接收器408的接收耦合器418從無線功率發(fā)射器404(圖4)接收無線功率以用于向負(fù)載(例如,可充電設(shè)備或可充電設(shè)備的電池436)提供功率。該方法然后可以前進(jìn)到框904。
框904包括:從電連接到接收耦合器418的接收電路410向負(fù)載(例如,電池436)提供第一功率量。例如,當(dāng)處于先前描述的“脈沖充電”狀態(tài)854時,控制器電路438可以指導(dǎo)或準(zhǔn)許接收電路410向電池436和/或向圖4的可充電設(shè)備提供功率。
框906包括:在與無線功率發(fā)射器404的通信的持續(xù)期內(nèi)將第一功率量減小到第二功率量,以相比于在第一功率量被提供給負(fù)載時(例如,相比于第一阻抗604與第二阻抗606之間的差異602)增大接收電路410的第一阻抗(例如,阻抗610)與第二阻抗(例如,阻抗612)之間的差異(例如,圖6的差異608)。該通信可以包括利用帶內(nèi)信號傳遞來發(fā)射一個或多個消息,如先前關(guān)于圖7和圖8描述的那樣。
圖10是根據(jù)示例性實施方式的用于接收無線功率的裝置1000的功能框圖。裝置1000包括部件(means)1002、部件1004和部件1006以用于先前關(guān)于圖4-圖9討論的各種動作。裝置1000包括用于從無線功率發(fā)射器耦合無線功率的部件1002。在一種實施方式中,部件1002可以被配置為執(zhí)行上文關(guān)于圖9的框902討論的功能中的一個或多個功能。在各種實施方式中,部件1002可以由接收耦合器418(圖4)來實施。
裝置1000進(jìn)一步包括用于向負(fù)載提供第一功率量的部件1004。在一些實施方式中,部件1004可以被配置為執(zhí)行上文關(guān)于圖9的框904討論的功能中的一個或多個功能。在各種實施方式中,部件1004可以由接收電路410和/或控制器電路438(圖4)來實施。
裝置1000進(jìn)一步包括部件1006,部件1006用于在與無線功率發(fā)射器的通信的持續(xù)期內(nèi)將第一功率量減小到第二功率量,以相比于在第一功率量被提供給負(fù)載時增大裝置1000的第一阻抗與第二阻抗之間的差異。在一些實施方式中,部件1006可以被配置為執(zhí)行上文關(guān)于圖9的框906討論的功能中的一個或多個功能。在各種實施方式中,部件1006可以由接收電路410和/或控制器電路438(圖4)來實施。
上文描述的方法、流程圖和狀態(tài)圖的各種操作可以由能夠執(zhí)行操作的任何適合部件來執(zhí)行,諸如(多個)各種硬件和/或軟件組件、電路、和/或(多個)模塊。一般而言,附圖中圖示的任何操作可以由能夠執(zhí)行操作的對應(yīng)功能部件來執(zhí)行。
可以使用各種不同技術(shù)和工藝中的任何技術(shù)和工藝來表示信息和信號。例如,貫穿上文的描述可能被參考的數(shù)據(jù)、指令、命令、信息、信號、比特、符號和碼片可以通過電壓、電流、電磁波、磁場或粒子、光場或粒子、或者它們的任何組合來表示。
關(guān)于本文公開的實施方式所描述的各種說明性邏輯塊、模塊、電路和算法塊可以被實施為電子硬件、計算機軟件、或兩者的組合。為了清楚地說明硬件和軟件的這種可互換性,各種說明性組件、塊、模塊、電路和塊已經(jīng)一般性地按照它們的功能在上文被描述。這樣的功能是被實施為硬件還是軟件取決于特定的應(yīng)用以及對總系統(tǒng)施加的設(shè)計約束。所描述的功能可以針對每個特定應(yīng)用以不同的方式被實施,但是這樣的實施方式?jīng)Q定不應(yīng)當(dāng)被解釋為引起了從本發(fā)明的實施方式的范圍的偏離。
可以利用被設(shè)計為執(zhí)行本文所描述的功能的通用處理器、數(shù)字信號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)或其他可編程邏輯設(shè)備、分立的門或晶體管邏輯、分立的硬件組件、或者它們的任何組合來實施或執(zhí)行關(guān)于本文公開的實施方式所描述的各種說明性邏輯塊、模塊和電路。通用處理器可以是微處理器,但是在替換方式中,處理器可以是任何常規(guī)的處理器、控制器、微控制器、或狀態(tài)機。處理器還可以被實施為計算設(shè)備的組合,例如,DSP與結(jié)合DSP核心的微處理器、多個微處理器、一個或多個微處理器、或者任何其他這種配置的組合。
關(guān)于本文公開的實施方式所描述的功能以及方法或算法的框可以被直接具體化在硬件中、在由處理器執(zhí)行的軟件模塊中、或這兩者的組合中。如果被實施在軟件中,則功能可以作為一個或多個指令或代碼被存儲在有形的非瞬態(tài)計算機可讀介質(zhì)上或者通過它被傳輸。軟件模塊可以存在于隨機存取存儲器(RAM)、閃存、只讀存儲器(ROM)、電可編程ROM(EPROM)、電可擦除可編程ROM(EEPROM)、寄存器、硬盤、可移除盤、CD ROM、或本領(lǐng)域中已知的任何其他形式的存儲介質(zhì)中。存儲介質(zhì)耦合到處理器,以使得處理器可以從存儲介質(zhì)讀取信息并且將信息寫入到存儲介質(zhì)。在替換方式中,存儲介質(zhì)可以與處理器形成整體。如本文所使用的盤和碟包括緊湊盤(CD)、激光盤、光盤、數(shù)字多功能盤(DVD)、軟盤和藍(lán)光盤,其中盤通常磁性地復(fù)制數(shù)據(jù),而碟利用激光光學(xué)地復(fù)制數(shù)據(jù)。上述的組合也應(yīng)當(dāng)被包括在計算機可讀介質(zhì)的范圍內(nèi)。處理器和存儲介質(zhì)可以存在于ASIC中。為了概述本公開的目的,本發(fā)明的某些方面、優(yōu)點和新穎特征已經(jīng)在本文中被描述。將理解,不是必然所有這樣的優(yōu)點可以根據(jù)本發(fā)明的任何特定實施方式被實現(xiàn)。因此,本發(fā)明可以按如下的方式被具體化或執(zhí)行:其實現(xiàn)或優(yōu)化本文教導(dǎo)的一個優(yōu)點或優(yōu)點群組,而不是必然實現(xiàn)本文可能教導(dǎo)或建議的其他優(yōu)點。
上文描述的實施方式的各種修改將容易是明顯的,并且不偏離本發(fā)明的精神或范圍,本文限定的一般原理可以應(yīng)用到其他實施方式。因此,本發(fā)明不意圖為限于本文示出的實施方式,而是符合于與本文公開的原理和新穎特征相一致的最寬范圍。