无线功率接收装置、无线功率发送装置以及使用其的功率校准方法与流程

1.本公开涉及一种无线功率发送装置、从无线功率发送装置接收无线功率的无线功率接收装置以及一种用于校准功率的方法。


背景技术：

2.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。
3.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机和无线功率接收机，该无线功率发送机通过使用无线功率传输方法供应电能，该无线功率接收机接收由无线功率发送机供应的电能并向诸如电池单元等的接收机供应接收电能。
4.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，通过使用由从发送机的线圈电池单元生成的磁场感应到接收机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。


技术实现要素：

5.技术问题
6.本公开的技术目的是提供一种能够在无线功率发送装置和无线功率接收装置之间更准确地检测异物的无线功率发送装置、无线功率接收装置以及用于使用装置校准功率的方法。
7.本公开将实现的技术目的不限于以上提到的技术目的，并且根据下面的描述，以上未描述的其它技术目的会被本公开所属领域的普通技术人员清楚地理解。
8.技术方案
9.为了解决上述问题，根据本公开的一个实施例的无线功率发送装置是向无线功率接收装置发送无线功率的无线功率发送装置；并且在协商阶段之后从无线功率接收装置接收包括用于第一校准数据点的估计接收功率值的第一接收功率分组，响应于第一接收功率
分组发送ack，从无线功率接收装置接收包括用于第二校准数据点的估计接收功率值的第二接收功率分组，响应于第二接收功率分组发送ack，从无线功率接收装置接收包括用于第三校准数据点的估计接收功率值的新的第二接收功率分组，响应于新的第二接收功率分组发送ack，以及基于第一接收功率分组、第二接收功率分组和新的第二接收功率分组构建功率校准曲线。
10.为了解决上述问题，根据本公开的一个实施例的无线功率接收装置是从无线功率发送装置接收无线功率的无线功率接收装置；并且在协商阶段之后将包括用于第一校准数据点的估计接收功率值的第一接收功率分组发送到无线功率发送装置，从无线功率发送装置接收响应于第一接收功率分组的ack，将包括用于第二校准数据点的估计接收功率值的第二接收功率分组发送到无线功率发送装置，从无线功率发送装置接收响应于第二接收功率分组的ack，将包括用于第三校准数据点的估计接收功率值的新的第二接收功率分组发送到无线功率发送装置，并且从无线功率发送装置接收响应于新的第二接收功率分组的ack。
11.为了解决上述问题，根据本公开的一个实施例的无线功率接收装置是从无线功率发送装置接收无线功率的无线功率接收装置；并且在协商阶段之后将包括用于第一校准数据点的估计接收功率值的第一接收功率分组发送到无线功率发送装置，从无线功率发送装置接收响应于第一接收功率分组的ack，将包括用于第二校准数据点的估计接收功率值的第二接收功率分组发送到无线功率发送装置，从无线功率发送装置接收响应于第二接收功率分组的ack，并且基于目标操作点的变化，将包括用于第三校准数据点的估计接收功率值的新的第二接收功率分组发送到无线功率发送装置或者将包括用于新的第一校准数据点的估计接收功率值的新的第一接收功率分组和包括指示新的第二校准数据点的估计接收功率值的新的第二接收功率分组发送到无线功率发送装置。
12.本公开的其它具体事物被包括在详细的描述和附图中。
13.有益效果
14.根据本公开，可以更准确地检测无线功率发送装置和无线功率接收装置之间的异物。
15.根据本公开的效果不受以上示例内容的限制，并且在本公开中包括更多种效果。
附图说明
16.图1是根据本公开的示例性实施例的无线功率系统(10)的框图。
17.图2是根据本公开的另一示例性实施例的无线功率系统(10)的框图。
18.图3a示出了采用无线功率传输系统的各种电子装置的示例性实施例。
19.图3b示出了无线功率传输系统中的wpc ndef的示例。
20.图4是根据本公开的另一示例性实施例的无线功率传输系统的框图。
21.图5是用于描述无线功率传输过程的状态转移图。
22.图6示出了根据本公开的示例性实施例的功率控制方法。
23.图7是根据本公开的另一示例性实施例的无线功率发送机的框图。
24.图8是根据本发明的另一示例性实施例的无线功率接收机的框图。
25.图9示出了根据本公开的示例性实施例的无线功率发送机和无线功率接收机在共
享模式中的操作状态。
26.图10是图示两点功率校准方法的状态图。
27.图11是图示根据两点功率校准方法的功率校准曲线的曲线图。
28.图12是图示根据一个实施例的多点功率校准方法的流程图。
29.图13图示根据一个实施例的接收功率分组的格式。
30.图14是图示根据一个实施例的使用多个rp/2的多点功率校准方法的状态图。
31.图15是图示根据一个实施例的使用多个rp/2根据多点功率校准方法的功率校准曲线的曲线图。
32.图16是图示根据另一实施例的使用多个rp/2根据多点功率校准方法的功率校准曲线的曲线图。
33.图17是图示根据一个实施例的使用rp/3的多点功率校准方法的状态图。
34.图18是图示根据一个实施例的使用rp/3根据多点功率校准方法的功率校准曲线的曲线图。
35.图19是图示根据一个实施例的功率重新校准方法的流程图。
36.图20是图示根据一个实施例的功率重新校准方法的状态图。
37.图21是图示根据一个实施例的根据功率重新校准方法的功率校准曲线的曲线图。
38.图22是图示根据一个实施例的功率校准方法的流程图。
具体实施方式
39.在该说明书中，“a或b”可以是指“仅a”、“仅b”或“a和b二者”。换句话说，该说明书中的“a或b”可以被解释为“a和/或b”。例如，在该说明书中，“a、b或c”可以是指“仅a”、“仅b”、“仅c”或“a、b和c”的任何组合。
40.该说明书中使用的斜杠(/)或逗号可以是指“和/或”。例如，“a/b”可以是指“a和/或b”。因此，“a/b”可以是指“仅a”、“仅b”或“a和b二者”。例如，“a、b、c”可以是指“a、b或c”。
41.在该说明书中，“a和b中的至少一个”可以是指“仅a”、“仅b”或“a和b二者”。另外，在该说明书中，表述“a或b中的至少一个”或“a和/或b中的至少一个”可以被解释为与“a和b中的至少一个”相同。
42.另外，在该说明书中，“a、b和c中的至少一个”可以是指“仅a”、“仅b”、“仅c”或“a、b和c的任何组合”。另外，“a、b或c中的至少一个”或“a、b和/或c中的至少一个”可以是指“a、b和c中的至少一个”。
43.另外，该说明书中使用的括号可以是指“例如”。具体地，当被指示为“控制信息(pdcch)”时，“pdcch”可以被提出作为“控制信息”的示例。换句话说，该说明书中的“控制信息”不限于“pdcch”，并且“pddch”可以被提出作为“控制信息”的示例。另外，即使当被指示为“控制信息(即，pdcch)”时，“pdcch”也可以被提出作为“控制信息”的示例。
44.在本说明书中，在一个附图中被独立描述的技术特征可以被独立或同时地实现。下文中将在该说明书中使用的术语“无线功率”将用于指代与电场、磁场和电磁场相关的在不使用任何物理电磁导体的情况下从无线功率发送机传输(或发送)到无线功率接收机的任意形式的能量。无线功率也可以被称为无线功率信号，并且这可以是指被初级线圈和次级线圈包围的振荡磁通量。例如，在本说明书中将描述用于对系统内的包括移动电话、无绳
电话、ipods、mp3播放器、头戴式耳机等的装置进行无线充电的功率转换。通常，无线功率传输技术的基本原理包括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和通过使用超声(或超声波)传输功率的方法中的全部。
45.图1是根据本发明的示例性实施例的无线功率系统(10)的框图。
46.参考图1，无线功率系统(10)包括无线功率发送机(100)和无线功率接收机(200)。
47.无线功率发送机(100)被供应来自外部电源(s)的功率，并且生成磁场。无线功率接收机(200)使用所生成的磁场生成电流，从而能够无线地接收功率。
48.另外，在无线功率系统(10)中，无线功率发送机(100)和无线功率接收机(200)可以收发(发送和/或接收)进行无线功率传输所需的各种信息。本文中，可以按照使用用于无线功率传输(或发送)的磁场的带内通信和使用单独通信载波的带外通信中的任一个来执行(或建立)无线功率发送机(100)与无线功率接收机(200)之间的通信。带外通信也可以被称为频带外通信。下文中，将主要描述的是带外通信。带外通信的示例可以包括nfc、蓝牙、蓝牙低功耗(ble)等。
49.这里，无线功率发送机(100)可以被设置为固定型或移动(或便携)型。固定发送机类型的示例可以包括被嵌入在室内天花板或墙面中或者被嵌入在诸如桌子这样的家具中的嵌入型，被安装在室外停车场、公共汽车站、地铁站等中的或者被安装在诸如汽车或火车这样的交通工具中。移动(或便携)型无线功率发送机(100)可以被实现为另一装置的一部分，例如，具有便携大小或重量的移动装置或膝上型计算机的盖等。
50.另外，无线功率接收机(200)应该被理解为包括通过被无线地供应功率来操作的各种家用电器和装置而非装配有电池和电源电缆的各种电子装置的综合概念。无线功率接收机(200)的典型示例可以包括便携终端、蜂窝电话、智能电话、个人数字助理(pda)、便携媒体播放器(pdp)、wibro终端、平板pc、平板手机、膝上型计算机、数字相机、导航终端、电视机、电动汽车(dv)等。
51.图2是根据本公开的另一示例性实施例的无线功率系统(10)的框图。
52.参考图2，在无线功率系统(10)中，可以存在一个无线功率接收机(200)或多个无线功率接收机。尽管在图1中示出了无线功率发送机(100)和无线功率接收机(200)以一对一的对应关系(或关系)相互之间进行功率发送和接收，但是如图2中所示，一个无线功率发送机(100)还能够同时将功率传输到多个无线功率接收机(200-1、200-2、...、200-m)。最具体地，在通过使用磁谐振方法执行无线功率传输(或发送)的情况下，一个无线功率发送机(100)可以通过使用同步传送(或传输)方法或时分传送(或传输)方法将功率传输到多个无线功率接收机(200-1、200-2、...、200-m)。
53.另外，尽管在图1中示出无线功率发送机(100)直接向无线功率接收机(200)传输(或发送)功率，但是无线功率系统(10)也可以装配有单独的无线功率收发机，例如，中继或中继器，用于增加无线功率发送机(100)和无线功率接收机(200)之间的无线功率传输距离。在这种情况下，功率被从无线功率发送机(100)递送到无线功率收发机，然后无线功率收发机可以将接收到的功率传送到无线功率接收机(200)。
54.以下，本说明书中提到的术语“无线功率接收机”、“功率接收机”和“接收机”将指代无线功率接收机(200)。另外。说明书中提到的术语“无线功率发送机”、“功率发送机”和“发送机”将指代无线功率发送机(100)。
55.图3a示出了采用无线功率传输系统的各种电子装置的示例性实施例。
56.如图3a中所示，按照发送功率量和接收功率量对无线功率传输系统中所包括的电子装置进行分类。参考图3a，诸如智能手表、智能眼镜、头戴式显示器(hmd)、智能环等这样的可穿戴装置以及诸如耳机、远程控制器、智能手机、pda、平板pc等这样的移动电子装置(或便携式电子装置)可以采用低功率(大致5w或更低或大致20w或更低)无线充电方法。
57.诸如膝上型计算机、机器人真空吸尘器、tv接收机、音频装置、真空吸尘器、监视器等的小型/中型电子装置可以采用中等功率(大约50w以下或大约200w以下)无线充电方法。诸如搅拌器、微波炉、电饭锅等的厨房电器和诸如电动轮椅、电动脚踏车、电动自行车、电动车等的个人交通装置(或其他电动装置或交通工具)可以采用高功率(大约2kw以下或大约22kw以下)无线充电方法。
58.以上描述(或图1所示的)电动装置或交通工具可以分别包括无线功率接收机，下面将详细描述无线功率接收机。然后，上述电动装置或交通工具可以通过从无线功率发送机无线地接收功率来充电(或再充电)。
59.下文中，尽管将基于采用无线功率充电方法的移动装置来描述本公开，但是这仅仅是示例性的。并且，因此，应当理解，根据本公开的无线充电方法可以应用于各种电子装置。
60.用于无线功率传输(或发送)的标准包括无线充电联盟(wpc)、空中燃料联盟(afa)以及电力事业联盟(pma)。
61.wpc标准定义了基线功率简档(bpp)和扩展功率简档(epp)。bpp与支持5w功率传输的无线功率发送机和无线功率接收机有关，epp与支持大于5w小于30w的功率范围的传输的无线功率发送机和无线功率接收机有关。
62.分别使用不同功率水平的各种无线功率发送机和无线功率接收机可以被每个标准覆盖，并且可以通过不同功率等级或类别进行分类。
63.例如，wpc可以将无线功率发送机和无线功率接收机分类(或归类)为pc-1、pc0、pc1和pc2，并且wpc可以提供用于每个功率等级(pc)的标准文档(或规范)。pc-1标准涉及提供小于5w的保证功率的无线功率发送机和接收机。pc-1的应用包括诸如智能手表这样的可穿戴装置。
64.pc0标准涉及提供5w的保证功率的无线功率发送机和接收机。pc0标准包括具有扩展至30w的保证功率范围的epp。尽管带内(ib)通信对应于pc0的强制性通信协议，但是用作可选备用信道的带外(ob)通信也可以用于pc0。可以通过在配置分组内设置ob标志来标识无线功率接收机，ob标志指示是否支持ob。支持ob的无线功率发送机可以通过发送用于ob切换的位图案作为对配置分组的响应来进入ob切换阶段。对配置分组的响应可以对应于nak、nd或新定义的8位图案。pc0的应用包括智能手机。
65.pc1标准涉及提供范围在30w至150w的保证功率的无线功率发送机和接收机。ob对应于针对pc1的强制性通信通道，并且ib用于初始化和与ob的链路建立。无线功率发送机可以通过发送用于ob切换的位图案作为对配置分组的响应来进入ob切换阶段。pc1的应用包括膝上型计算机或电动工具。
66.pc2标准涉及提供范围从200w到2kw的保证功率的无线功率发送机和接收机，并且
其应用包括厨房电器。
67.如上所述，可以根据相应的功率水平来区分pc。另外，有关是否支持相同pc之间的兼容性的信息可以是可选的或强制的。这里，相同pc之间的兼容性指示相同pc之间的功率发送/接收是可能的。例如，在对应于pc x的无线功率发送机能够执行具有相同pc x的无线功率接收机的充电的情况下，可以理解的是，保持相同pc之间的兼容性。类似地，也可以支持不同pc之间的兼容性。这里，不同pc之间的兼容性指示不同pc之间的功率发送/接收也是可能的。例如，在对应于pc x的无线功率发送机能够执行具有pc y的无线功率接收机的充电的情况下，可以理解的是，保持不同pc之间的兼容性。
68.pc之间的兼容性的支持对应于基础设施的建立和用户体验方面的极其重要的问题。但是，这里，在保持pc之间的兼容性方面存在下面将描述的各种问题。
69.在相同pc之间的兼容性的情况下，例如，在使用膝上型充电方法的无线功率接收机的情况下(其中，只有在功率被连续传输时稳定充电才是可能的)，即使其相应的无线功率发送机具有相同pc，相应的无线功率接收机也很难稳定地从不连续地传输功率的电力工具方法的无线功率发送机接收功率。另外，在不同pc之间的兼容性的情况下，例如，在具有200w的最小保证功率的无线功率发送机向具有5w的最大保证功率的无线功率接收机传输功率的情况下，相应的无线功率接收机会由于过压而受到损害。因此，可能不适合(或难以)使用ps作为表示/指示兼容性的索引/参考标准。
70.无线功率发送机和接收机可以提供非常便利的用户体验和接口(ux/ui)。即，可以提供智能无线充电服务，并且可以基于包括无线功率发送机的智能手机的ux/ui实现智能无线充电服务。对于这些应用，智能手机的处理器与无线充电接收机之间的接口允许使得无线功率发送机与无线功率接收机之间的“即放及用”双向通信。
71.作为示例，用户可以在酒店中体验智能无线充电服务。当用户进入酒店房间并将智能手机放在房间内的无线充电器上时，无线充电器向智能手机发送无线功率，并且智能手机接收无线功率。在该过程中，无线充电器将关于智能无线充电服务的信息发送到智能手机。当检测到智能手机位于无线充电器上时，当检测到接收到无线功率时，或者当智能手机从无线充电器接收到关于智能无线充电服务的信息时，智能手机进入向用户询问补充特征的同意(选择加入)的状态。为此目的，智能手机可以以有或没有警报声的方式在屏幕上显示消息。消息的示例可以包括短语“欢迎来到###酒店。选择“是”以启用智能充电功能：是|不，谢谢”。智能手机接收来自选择“是”或“不，谢谢”的用户的输入，并且执行用户选择的下一个过程。如果选择“是”，则智能手机将把对应信息发送到无线充电器。智能手机和无线充电器一起执行智能充电功能。
72.智能无线充电服务还可以包括接收自动填充的wi-fi证书。例如，无线充电器将wifi证书发送到智能手机，并且智能手机通过运行适当的应用来自动输入从无线充电器接收到的wifi证书。
73.智能无线充电服务还可以包括运行提供酒店促销的酒店应用或者获得远程入住/退房和联系信息。
74.又如，用户可以在车辆内体验智能无线充电服务。当用户进入车辆并将智能手机放在无线充电器上时，无线充电器向智能手机发送无线功率，并且智能手机接收无线功率。在该过程中，无线充电器将关于智能无线充电服务的信息发送到智能手机。当检测到智能
手机位于无线充电器上时，当检测到要接收无线功率时，或者当智能手机从无线充电器接收到关于智能无线充电服务的信息时，智能手机进入向用户询问检查身份的状态。
75.在这种状态下，智能手机经由wifi或蓝牙自动连接到车辆。智能手机可以以有或没有警报声的方式在屏幕上显示消息。消息的示例可以包括短语“欢迎来到您的汽车。选择“是”以将装置与车载控件同步：是|不，谢谢”。在接收到用户选择“是”或“不，谢谢”的输入后，智能手机执行用户选择的下一个过程。如果选择“是”，则智能手机将把对应信息发送到无线充电器。另外，智能手机和无线充电器可以通过驱动车载应用/显示软件将车载智能控制功能一起运行。用户可以欣赏所期望的音乐并且检查常规地图位置。车载应用/显示软件可以包括为路人提供同步访问的能力。
76.又如，用户可以在家中体验智能无线充电。当用户进入房间并将智能手机放在房间内的无线充电器上时，无线充电器向智能手机发送无线功率，并且智能手机接收无线功率。在该过程中，无线充电器将关于智能无线充电服务的信息发送到智能手机。当检测到智能手机位于无线充电器上时，当检测到要接收无线功率时，或者当智能手机从无线充电器接收到关于智能无线充电服务的信息时，智能手机进入向用户询问补充特征的同意(选择加入)的状态。为此目的，智能手机可以以有或没有警报声的方式在屏幕上显示消息。该消息的示例可以包括诸如“嗨，xxx，您想要启用夜间模式并保护建筑物吗？：是|不，谢谢。”这样的短语。智能手机接收选择“是”或“不，谢谢”的用户输入，并且执行用户选择的下一个过程。如果选择“是”，则智能手机将对应信息发送到无线充电器。智能手机和无线充电器至少可以识别用户的模式，并且建议用户锁上门窗，关闭灯或设置警报。
77.以下，将基于表示/指示兼容性的索引/参考标准来新定义“简档”。更具体地，可以理解的是，通过保持具有相同“简档”的无线功率发送机和接收机之间的兼容性，可以执行稳定的功率发送/接收，并且不可以执行具有不同“简档”的无线功率发送机和接收机之间的功率发送/接收。可以不考虑(或独立于)功率等级而根据兼容性和/或应用来定义“简档”。
78.例如，可以将简档分为诸如i)移动、ii)电动工具和iii)厨房这样的3种不同类别。
79.又如，可以将简档分为诸如i)移动、ii)电动工具、iii)厨房和iv)可穿戴这样的4种不同类别。
80.在“移动”简档的情况下，pc可以被定义为pc0和/或pc1，通信协议/方法可以被定义为ib和ob通信，并且工作频率可以被定义为87至205khz，而智能手机、膝上型计算机等可以作为示例性应用存在。
81.在“电动工具”简档的情况下，pc可以被定义为pc1，通信协议/方法可以被定义为ib通信，工作频率可以被定义为87至145khz，并且电动工具等可以作为示例性应用存在。
82.在“厨房”简档的情况下，pc可以被定义为pc2，通信协议/方法可以被定义为基于nfc的通信，工作频率可以被定义为小于100khz，并且厨房/家用电器等可以作为示例性应用存在。
83.在电动工具和厨房简档的情况下，可以在无线功率发送机和无线功率接收机之间使用nfc通信。无线功率发送机和无线功率接收机可以通过交换wpc nfc数据交换简档格式(ndef)来确认它们互为nfc装置。
84.图3b示出了无线功率传输系统中的wpc ndef的示例。
85.参考图3b，wpc ndef可以包括例如应用程序简档字段(例如，1b)、版本字段(例如，1b)和简档特定数据(例如，1b)。应用简档字段指示对应装置是否是i)移动和计算、ii)电动工具和iii)厨房，并且版本字段中的上半字节指示主要版本并且下半字节指示次要版本。此外，简档特定的数据定义了针对厨房的内容。
86.在“可穿戴”简档的情况下，pc可以被定义为pc-1，通信协议/方法可以被定义为ib通信，工作频率可以被定义为87至205khz，并且被用户穿戴的可穿戴装置等可以作为示例性应用存在。
87.保持相同简档之间的兼容性可以是强制的，并且保持不同简档之间的兼容性可以是可选的。
88.上述简档(移动简档、电动工具简档、厨房简档以及可穿戴简档)可以被概括并表示为第一至第n简档，并且可以根据wpc标准和示例性实施例添加/替换新简档。
89.在简档被如上所述地定义的情况下，无线功率发送机可以可选地仅执行到与无线功率发送机对应于相同的简档的无线功率接收机的功率发送，从而能够执行更稳定的功率发送。另外，由于可以减少无线功率发送机的负载(或负担)并且没有尝试到不可能兼容的无线功率接收机的功率发送，所以可以降低无线功率接收机的损坏风险。
90.可以通过基于pc0从诸如oob这样的可选扩展进行推导来定义“移动”简档的pc1。并且，“电动工具”简档可以被定义为pc1“移动”简档的简单修改版本。另外，尽管到目前为止已经出于保持相同简档之间的兼容性的目的定义了简档，但是在将来，技术可能会发展到保持不同简档之间的兼容性的水平。无线功率发送机或无线功率接收机可以使用各种方法向其对等方通知(或宣告)其简档。
91.在afa标准中，无线功率发送机被称为功率发送单元(ptu)，无线功率接收机被称为功率接收单元(pru)。并且，ptu被归类到表1所示的多个等级，并且pru被归类到表2所示的多个等级。
92.[表1]
[0093] p
tx_in_max
最小类别支持要求支持装置的最大数目的最小值等级12w1x类别11x类别1等级210w1x类别32x类别2等级316w1x类别42x类别3等级433w1x类别53x类别3等级550w1x类别64x类别3等级670w1x类别75x类别3
[0094]
[表2]
[0095]
prup
rx_out_max'
示例性应用类别1tbd蓝牙耳机类别23.5w功能电话类别36.5w智能电话类别413w平板pc,平板手机类别525w小型笔记本电脑类别637.5w普通笔记本电脑
类别750w家用电器
[0096]
如表1所示，等级n ptu的最大输出功率能力可以等于或大于相应等级的p
tx_in_max
。pru不能吸取高于在相应类别中指定的功率水平的功率。
[0097]
图4是根据本公开的另一示例性实施例的无线功率传输系统的框图。
[0098]
参考图4，无线功率传输系统(10)包括无线地接收功率的移动装置(450)和无线地发送功率的基站(400)。
[0099]
作为提供感应功率或共振功率的装置，基站(400)可以包括无线功率发送机(100)和系统单元(405)中的至少一者。无线功率发送机(100)可以发送感应功率或共振功率，并且可以控制发送。无线功率发送机(100)可以包括通过经由一个或多个初级线圈生成磁场来将电能转换为功率信号的功率变换电路(110)和控制无线功率接收机(200)之间的通信和功率传输以便传送适当(或合适)级别的功率的通信与控制单元(120)。系统单元(405)可以执行输入功率供应、多个无线功率发送机的控制以及基站(400)的其他操作控制(例如，用户接口控制)。
[0100]
初级线圈可以通过使用交流电功率(或电压或电流)来生成电磁场。初级线圈被供应特定频率的交流电功率(或电压或电流)，该交流电功率是从功率变换电路(110)输出的。因此，初级线圈可以生成特定频率的磁场。可以生成非径向形状或径向形状的磁场。另外，无线功率接收机(200)接收所生成的磁场，然后生成电流。换言之，初级线圈无线地发送功率。
[0101]
在磁感应法中，初级线圈和次级线圈可以具有随机的适当形状。例如，初级线圈和次级线圈可以对应于缠绕在高导磁性形成物(例如，铁氧体或非晶金属)周围的铜线。初级线圈也可以被称为初级磁芯、初级绕组、初级环路天线等。此外，次级线圈也可以被称为次级磁芯、次级绕组、次级环路天线、拾取天线等。
[0102]
在使用磁共振法的情况中，可以分别以初级共振天线和次级共振天线的形式提供初级线圈和次级线圈。共振天线可以具有包括线圈和电容器的共振结构。此时，可以通过线圈的电感和电容器的电容确定共振天线的共振频率。这里，线圈可以被形成为具有环路形状。另外，磁芯可以被放置在环路内。磁芯可以包括诸如铁氧体磁芯这样的物理磁芯或空气磁芯。
[0103]
初级共振天线和次级共振天线之间的能量发送(或传输)可以通过发生在磁场中的共振现象来执行。当对应于共振频率的近场出现在共振天线中时，并且在另一共振天线存在于对应的共振天线附近的情况下，共振现象是指发生在相互耦合的两个共振天线之间的高效能量传输。当对应于共振频率的磁场在初级共振天线和次级共振天线之间生成时，初级共振天线和次级共振天线彼此共振。因此，在一般情况下，相比于从初级天线生成的磁场被辐射到自由空间的情况，磁场更高效地向第二共振天线聚集。因此，能量可以高效地从第一共振天线传输到第二共振天线。磁感应法可以类似于磁共振法地实现。但是，在这种情况下，不要求磁场的频率是共振频率。然而，在磁感应法中，要求配置初级线圈和次级线圈的环路彼此匹配，并且环路之间的距离应该非常近。
[0104]
尽管附图中没有示出，但是无线功率发送机(100)可以进一步包括通信天线。除了磁场通信以外，通信天线可以通过使用通信载波来发送和/或接收通信信号。例如，通信天线可以发送和/或接收对应于wifi、蓝牙、蓝牙le、zigbee、nfc等的通信信号。
[0105]
通信和控制单元(120)可以向无线功率接收机(200)发送信息和/或从无线功率接收机(200)接收信息。通信和控制单元(120)可以包括ib通信模块和ob通信模块中的至少一个。
[0106]
ib通信模块可以通过使用电磁波来发送和/或接收信息，该电磁波使用特定频率作为其中心频率。例如，通信和控制单元(120)可以通过利用初级线圈发送关于无线功率传输的工作频率的通信信息或者通过利用初级线圈接收关于工作频率的通信信息来执行带内(ib)通信。此时，通信和控制单元(120)可以通过使用诸如二进制相移键控(bpsk)、频移键控(fsk)或幅移键控(ask)等这样的调制方案或诸如曼彻斯特编码或非归零级(nzr-l)编码等这样的编码方案来将信息加载在电磁波中或者可以解释由电磁波携带的信息。通过使用上述ib通信，通信和控制单元(120)可以以几kbps的数据传输速率以长达几米的距离发送和/或接收信息。
[0107]
ob通信模块还可以通过通信天线执行带外通信。例如，通信和控制单元(120)可以被设置用于近场通信模块。近场通信模块的示例可以包括诸如wi-fi、蓝牙、蓝牙le、zigbee、nfc等这样的通信模块。
[0108]
通信与控制单元(120)可以控制无线功率发送机(100)的总体操作。通信与控制单元(120)可以执行各种信息的计算和处理，并且还可以控制无线功率发送机(100)的每个配置元件。
[0109]
通信与控制单元(120)可以被实现在计算机或诸如硬件、软件或它们的组合这样的类似装置中。当实现为硬件形式时，通信与控制单元(120)可以被提供为通过处理电信号来执行控制功能的电子电路。并且，当实现为软件形式时，通信与控制单元(120)可以被提供为操作通信与控制单元(120)的程序。
[0110]
通过控制操作点，通信与控制单元(120)可以控制发送功率。所控制的操作点可以对应于频率(或相位)、占空度、占空比以及电压幅度的组合。通信与控制单元(120)可以通过调节频率(或相位)、占空度、占空比以及电压幅度中的任一者来控制发送功率。另外，无线功率发送机(100)可以提供恒定级别的功率，并且无线功率接收机(200)可以通过控制共振频率来控制接收功率的级别。
[0111]
移动装置(450)包括通过次级线圈接收无线功率的无线功率接收机(200)和接收并存储由无线功率接收机(200)接收到的功率并且将接收功率供应给装置的负载(455)。
[0112]
无线功率接收机(200)可以包括功率拾取电路(210)和通信与控制单元(220)。功率拾取电路(210)可以通过次级线圈接收无线功率，并且可以将接收到的无线功率变换为电能。功率拾取电路(210)可以对通过次级线圈接收到的交流(ac)信号进行整流，并且将整流后的信号变换为直流(dc)信号。通信与控制单元(220)可以控制无线功率的发送与接收(功率的传输与接收)。
[0113]
次级线圈可以接收从无线功率发送机(100)发送的无线功率。次级线圈可以通过使用在初级线圈中生成的磁场来接收功率。这里，在特定频率对应于共振频率的情况下，磁共振可以发生在初级线圈和次级线圈之间，从而允许功率更高效地被传输。
[0114]
尽管在图4a中未示出，但是通信和控制单元(220)还可以包括通信天线。通信天线可以通过使用除了磁场通信外的通信载体来发送和/或接收通信信号。例如，通信天线可以发送和/或接收与wi-fi、蓝牙、蓝牙le、zigbee、nfc等对应的通信信号。
[0115]
通信和控制单元(220)可以向无线功率发送机(100)发送信息和/或从无线功率发送机(100)接收信息。通信和控制单元(220)可以包括ib通信模块和ob通信模块中的至少一个。
[0116]
ib通信模块可以通过使用电磁波来发送和/或接收信息，该电磁波使用特定频率作为其中心频率。例如，通信和控制单元(220)可以通过将信息加载到电磁波中并且通过利用次级线圈发送信息或者通过利用次级线圈接收携带信息的电磁波来执行ib通信。此时，通信和控制单元(120)可以通过使用诸如二进制相移键控(bpsk)、频移键控(fsk)或幅移键控(ask)等这样的调制方案或诸如曼彻斯特编码或非归零级(nzr-l)编码等这样的编码方案来将信息加载在电磁波中或者可以解释由电磁波携带的信息。通过使用上述ib通信，通信和控制单元(220)可以以几kbps的数据传输速率以长达几米的距离发送和/或接收信息。
[0117]
ob通信模块还可以通过通信天线执行带外通信。例如，通信和控制单元(220)可以被设置用于近场通信模块。
[0118]
近场通信模块的示例可以包括诸如wi-fi、蓝牙、蓝牙le、zigbee、nfc等的通信模块。
[0119]
通信与控制单元(220)可以控制无线功率接收机(200)的总体操作。通信与控制单元(220)可以执行各种信息的计算和处理，并且还可以控制无线功率接收机(200)的每个配置元件。
[0120]
通信与控制单元(220)可以被实现在计算机或诸如硬件、软件或它们的组合这样的类似装置中。当实现为硬件形式时，通信与控制单元(220)可以被提供为通过处理电信号来执行控制功能的电子电路。并且，当实现为软件形式时，通信与控制单元(220)可以被提供为操作通信与控制单元(220)的程序。
[0121]
下文中，线圈或线圈单元包括线圈和至少一个与线圈接近的装置，并且线圈或线圈单元也可以被称为线圈组件、线圈单元或单元。
[0122]
图5是用于描述无线功率传输过程的状态转变图。
[0123]
参考图5，根据本公开的示例性实施例的从无线功率发送机到无线功率接收机的功率传输(或传输)可以被大体上划分为选择阶段(510)、ping阶段(520)、识别和配置阶段(530)、协商阶段(540)、校准阶段(550)、功率传输阶段(560)和重新协商阶段(570)。
[0124]
如果在发起功率传输时或者在保持功率传输的同时检测到特定错误或特定事件，则选择阶段(510)可以包括移位阶段(或步骤)-附图标记s502、s504、s508、s510和s512。这里，将在以下描述中指定特定错误或特定事件。另外，在选择阶段(510)期间，无线功率发送机可以监视在界面表面上是否存在物体。如果无线功率发送机检测到物体被放置在界面表面上，则处理步骤可以转移到ping阶段(520)。在选择阶段(510)期间，无线功率发送机可以发送具有与极短持续时间对应的功率信号(或脉冲)的模拟ping，并且可以基于发送线圈或初级线圈中的电流变化来检测在界面表面的有效区域内是否存在物体。
[0125]
在选择阶段(510)中感测到(或检测到)物体的情况下，无线功率发送机可以测量无线功率谐振电路(例如，功率传输线圈和/或谐振电容器)的品质因子。根据本公开的示例性实施例，在选择阶段(510)期间，无线功率发送机可以测量品质因子，以便连同无线功率接收机一起确定在充电区域中是否存在异物。在设置在无线功率发送机中的线圈中，电感和/或串联电阻的分量可能由于环境的变化而减小，并且由于这种减小，品质因子的值也可
能减小。为了通过使用所测得的品质因子值来确定异物存在与否，无线功率发送机可以从无线功率接收机接收参考品质因子值，该参考品质因子值是在充电区域内没有放置异物的状态下预先测得的。无线功率发送机可以通过将所测得的品质因子值与在协商阶段(540)期间接收的参考品质因子值进行比较来确定异物存在与否。然而，在具有低参考品质因子值的无线功率接收机的情况下
‑‑
例如无线功率接收机可能根据其类型、目的、特性等而具有低参考品质因子值
‑‑
在存在异物的情况下，由于参考品质因子值和所测得的品质因子值之间的差值小(或不大)，因此可能存在的问题是，不能容易地确定异物的存在。因此，在这种情况下，应该进一步考虑其它确定因素，或者应该通过使用另一种方法来确定异物存在与否。
[0126]
根据本公开的另一示例性实施例，在选择阶段(510)中感测到(或检测到)物体的情况下，为了连同无线功率接收机一起确定在充电区域中是否存在异物，无线功率发送机可以测量特定频率区域(例如，工作频率区域)内的品质因子值。在设置在无线功率发送机中的线圈中，由于环境的变化，电感和/或串联电阻的分量可能减小，并且由于这种减小，无线功率发送机的线圈的谐振频率可能改变(或偏移)。更具体地，与在操作频带内测得最大品质因子值的频率对应的品质因子峰值频率可能移动(或偏移)。
[0127]
在ping阶段(520)中，如果无线功率发送机检测到对象的存在，则发送机激活(或唤醒)接收机并发送用于识别检测到的对象是否对应于无线功率接收机的数字ping。在ping阶段(520)期间，如果无线功率发送机未能从接收机接收到对于数字ping的响应信号(例如，信号强度分组)，则处理可以返回选择阶段(510)。另外，在ping阶段(520)中，如果无线功率发送机从接收机接收到指示功率传输完成的信号(例如，充电完成分组)，则处理可以返回选择阶段(510)。
[0128]
如果ping阶段(520)完成，则无线功率发送机可以转移到用于识别接收机并用于收集配置和状态信息的识别与配置阶段(530)。
[0129]
在识别与配置阶段(530)中，如果无线功率发送机接收到不想要的分组(即，不期望的分组)，或者如果无线功率发送机未能在预定时间段期间接收到分组(即，超时)，或者如果出现分组发送错误(即，发送错误)，或者传输如果没有配置功率合约(即，没有功率传输合约)，则无线功率发送机可以转移到选择阶段(510)。
[0130]
无线功率发送机可以基于在识别与配置阶段(530)期间接收到的配置分组的协商字段值来确认(或验证)是否需要进入协商阶段(540)。基于验证结果，在需要协商的情况下，无线功率发送机进入协商阶段(540)并且随后可以执行预定的fod检测过程。相反，在不需要协商的情况下，无线功率发送机可以立即进入功率传输阶段(560)。
[0131]
在协商阶段(540)中，无线功率发送机可以接收包括参考品质因子值的异物检测(fod)状态分组。或者，无线功率发送机可以接收包括参考峰值频率值的fod状态分组。替代地，无线功率发送机可以接收包括参考品质因子值和参考峰值频率值的状态分组。此时，无线功率发送机可以基于参考品质因子值来确定用于fo检测的品质因子阈值。无线功率发送机可以基于参考峰值频率值来确定用于fo检测的峰值频率阈值。
[0132]
无线功率发送机可以通过使用所确定的用于fo检测的品质因子阈值和当前测量出的品质因子值(即，在ping阶段之前测量出的品质因子值)来检测fo在充电区域的存在与否，然后，无线功率发送机可以根据fo检测结果控制发送功率。例如，在检测到fo的情况下，
功率传输可以停止。但是，本发明不仅限于此。
[0133]
无线功率发送机可以通过使用所确定的用于fo检测的峰值频率阈值和当前测量出的峰值频率值(即，在ping阶段之前测量出的峰值频率值)来检测fo在充电区域中的存在与否，然后，无线功率发送机可以根据fo检测结果控制发送功率。例如，在检测到fo的情况下，功率传输可以停止。但是，本发明不仅限于此。
[0134]
在检测到fo的情况下，无线功率发送机可以返回选择阶段(510)。相反，在没有检测到fo的情况下，无线功率发送机可以继续进行到校准阶段(550)，然后可以进入功率传输阶段(560)。更具体地，在没有检测到fo的情况下，无线功率发送机可以确定在校准阶段(550)期间由接收端接收到的接收功率的强度，并且可以测量接收端和发送端中的功率损失以便确定从发送端发送的功率的强度。换言之，在校准阶段(550)期间，无线功率发送机可以基于发送端的发送功率和接收端的接收功率之间的差值来估计功率损失。根据本发明的示例性实施例的无线功率发送机可以通过应用估计出的功率损失来校准用于fod检测的阈值。
[0135]
在功率传输阶段(560)中，在无线功率发送机接收到不想要的分组(即，不期望的分组)的情况下，或者在无线功率发送机在预定时间段期间未能接收到分组(即，超时)的情况下，或者在违反预定的功率传输合约(即，违反功率传输合约)的情况下，或者在充电完成的情况下，无线功率发送机可以转移到选择阶段(510)。
[0136]
另外，在功率传输阶段(560)中，在无线功率发送机需要根据无线功率发送机中的状态变化重新配置功率传输合约的情况下，无线功率发送机可以转移到再协商阶段(570)。此时，如果再协商成功完成，则无线功率发送机可以返回到功率传输阶段(560)。
[0137]
在该实施例中，校准步骤550和功率传输阶段560被划分成单独的步骤，但是校准步骤550可以被集成到功率传输阶段560中。在这种情况下，可以在功率传输阶段560中执行校准步骤550中的操作。
[0138]
可以基于无线功率发送机和接收机的状态和特性信息来配置上述功率传输合同。例如，无线功率发送机状态信息可以包括有关可发送功率的最大量的信息、有关可以容纳的接收机的最大数目的信息等。另外，接收机状态信息可以包括有关所需要的功率的信息等。
[0139]
图6示出了根据本公开的示例性实施例的功率控制方法。
[0140]
如图6所示，在功率传输阶段(560)中，通过交替进行功率发送和/或接收与通信，无线功率发送机(100)和无线功率接收机(200)可以控制所传输的功率的量(或大小)。无线功率发送机和无线功率接收机在特定控制点处工作。该控制点指示在执行功率传输时从无线功率接收机的输出端提供的电压和电流的组合。
[0141]
更具体地，无线功率接收机选择期望的控制点、期望的输出电流/电压、移动装置的特定位置处的温度等，并且附加地确定接收机当前正在工作的实际控制点。无线功率接收机通过使用期望控制点和实际控制点来计算控制误差值，然后无线功率接收机可以向无线功率发送机发送计算出的控制误差值作为控制误差分组。
[0142]
另外，无线功率发送机可以使用接收到的控制误差分组来配置/控制新的操作点——幅度、频率和占空度，以控制功率传输。然后，控制误差分组可以在功率传输阶段期间以恒定的时间间隔被发送/接收，并且根据示例性实施例，在无线功率接收机尝试减小无
线功率发送机的电流时，无线功率接收机可以通过将控制误差值设置为负数来发送控制误差分组。并且，在无线功率接收机想要增大无线功率发送机的电流的情况下，无线功率接收机通过将控制误差值设置为正数来发送控制误差分组。在感应模式期间，通过如上所述地向无线功率发送机发送控制误差分组，无线功率接收机可以控制功率传输。
[0143]
在下面将详细描述的共振模式中，可以通过使用不同于感应模式的方法来操作装置。在共振模式中，一个无线功率发送机应该能够同时服务多个无线功率接收机。但是，在仅像感应模式中一样控制功率传输的情况下，由于所传输的功率是通过与一个无线功率接收机建立的通信控制的，所以可能难以控制另外的无线功率接收机的功率传输。因此，在根据本发明的共振模式中，使用下述方法：通过使无线功率发送机通常传输(或发送)基本功率并且使无线功率接收机控制其自身的共振频率来控制接收到的功率的量。然而，即使在共振模式的操作期间，也不完全排除以上在图6中描述的方法。并且，发送功率的附加控制可以通过使用图6的方法来执行。
[0144]
图7是根据本公开的另一示例性实施例的无线功率发送机的框图。这可以属于以磁共振模式或共享模式操作的无线功率发送系统。共享模式可以指在无线功率发送机和无线功率接收机之间代执行多对一(或一对多)通信和充电的模式。共享模式可以实现为磁感应法或共振法。
[0145]
参考图7，无线功率发送机(700)可以包括覆盖线圈组件的盖体(720)、向功率发送机(740)供应功率的功率适配器(730)、发送无线功率的功率发送机(740)以及提供与功率传输处理有关的信息和其他相关信息的用户接口(750)中的至少一者。更具体地，用户接口(750)可以可选地被包括或者可以被包括为无线功率发送机(700)的另一用户接口(750)。
[0146]
功率发送机(740)可以包括线圈组件(760)、阻抗匹配电路(770)、逆变器(780)、通信电路(790)以及控制电路(710)中的至少一者。
[0147]
线圈组件(760)包括至少一个生成磁场的初级线圈。并且，线圈组件(760)也可以被称为线圈单元。
[0148]
阻抗匹配电路(770)可以提供逆变器和(一个或多个)初级线圈之间的阻抗匹配。阻抗匹配电路(770)可以从增大(一个或多个)初级线圈的电流的适当频率生成共振。在多线圈功率发送机(740)中，阻抗匹配电路可以附加地包括将信号从逆变器路由到初级线圈的子集的多路复用器。阻抗匹配电路也可以被称为振荡电路。
[0149]
阻抗匹配电路(770)可以包括电容器、电感器以及切换电容器和电感器之间的连接的开关器件。可以通过检测通过线圈组件(760)传输(或发送)的无线功率的反射波并基于检测到的反射波对开关器件进行切换来执行阻抗匹配，从而调整电容器或电感器的连接状态或调整电容器的电容或调整电感器的电感。在一些情况下，即使省去阻抗匹配电路(770)，也可以实现阻抗匹配。本说明书还包括其中省去了阻抗匹配电路(770)的无线功率发送机(700)的示例性实施例。
[0150]
逆变器(780)可以将dc输入变换为ac信号。逆变器(780)可以作为半桥逆变器或全桥逆变器进行操作，以生成可调节频率的占空度和脉冲波。另外，逆变器可以包括多个阶，以便调节输入电压电平。
[0151]
通信电路(790)可以执行与功率接收机的通信。功率接收机执行负载调制，以传送对应于功率发送机的信息和请求。因此，功率发送机(740)可以使用通信电路(790)，以监视
初级线圈的电流和/或电压的幅度和/或相位，从而解调从功率接收机发送的数据。
[0152]
另外，功率发送机(740)可以通过使用频移键控(fsk)方法等控制输出功率，以便数据可以通过通信电路(790)传输。
[0153]
控制电路(710)可以控制功率发送机(740)的通信和功率传输(或递送)。控制电路(710)可以通过调节上述操作点来控制功率传输。操作点可以通过例如工作频率、占空度以及输入电压中的至少任一者来确定。
[0154]
通信电路(790)和控制电路(710)可以分别作为单独单元/器件/芯片集被提供，或者可以统一作为一个单元/器件/芯片集被提供。
[0155]
图8示出了根据本公开的另一示例性实施例的无线功率接收机。这可以属于以磁共振模式或共享模式操作的无线功率发送系统。
[0156]
参考图8，无线功率接收机(800)可以包括提供与功率传输处理相关的信息和其他相关信息的用户接口(820)、接收无线功率的功率接收机(830)、负载电路(840)以及支撑并覆盖线圈组件的基座(850)中的至少一者。更具体地，用户接口(820)可以可选地被包括，或者可以被包括为无线功率接收机(800)的另一用户接口(820)。
[0157]
功率接收机(830)可以包括功率变换器(860)、阻抗匹配电路(870)、线圈组件(880)、通信电路(890)以及控制电路(810)中的至少一者。
[0158]
功率变换器(860)可以将从次级线圈接收到的ac功率变换为适用于负载电路的电压和电流。根据示例性实施例，功率变换器(860)可以包括整流器。整流器可以对接收到的无线功率进行整流，并且可以将功率从交流(ac)变换为直流(dc)。整流器可以通过使用二极管或晶体管来将交流变换为直流，然后整流器可以使用电容器和电阻对变换后的电流进行平滑。这里，被实现为桥电路的全波整流器、半波整流器、倍压器等可以被用作整流器。另外，功率变换器可以适配功率接收机的反射阻抗。
[0159]
阻抗匹配电路(870)可以提供次级线圈与功率变换器(860)和负载电路(840)的组合之间的阻抗匹配。根据示例性实施例，阻抗匹配电路可以生成大约100khz的共振，该共振可以加强功率传输。阻抗匹配电路(870)可以包括电容器、电感器以及切换电容器和电感器的组合的开关器件。可以通过基于接收到的无线功率的电压值、电流值、功率值、频率值等控制构成阻抗匹配电路(870)的电路的开关器件来执行阻抗匹配。在一些情况中，即使省去阻抗匹配电路(870)也可以实现阻抗匹配。本说明书还包括其中省去了阻抗匹配电路(870)的无线功率接收机(200)的示例性实施例。
[0160]
线圈组件(880)包括至少一个次级线圈，并且可选地，线圈组件(880)还可以包括屏蔽接收机的金属部分不受磁场影响的元件。
[0161]
通信电路(890)可以执行负载调制，以向功率发送机传送请求和其他信息。
[0162]
为此，功率接收机(830)可以执行电阻或电容器的切换，以改变反射阻抗。
[0163]
控制电路(810)可以控制接收功率。为此，控制电路(810)可以确定/计算功率接收机(830)的实际操作点和期望操作点之间的差值。然后，通过执行对于调节功率发送机的反射阻抗和/或调节功率发送机的操作点的请求，可以调节/减小实际操作点和期望操作点之间的差值。在最小化该差值的情况下，可以执行最佳功率接收。
[0164]
通信电路(890)和控制电路(810)可以分别作为不同的器件/芯片集被提供，或者统一作为一个器件/芯片集被提供。
[0165]
图9示出了根据本公开的示例性实施例的处于共享模式的无线功率发送机和无线功率接收机的操作状态。
[0166]
参考图9，以共享模式操作的无线功率接收机可以在选择阶段(1100)、引入阶段(1110)、配置阶段(1120)、协商阶段(1130)以及功率传输阶段(1140)中的任意一个阶段中操作。
[0167]
首先，根据本公开的示例性实施例的无线功率发送机可以发送无线功率信号，以检测无线功率接收机。更具体地，使用无线功率信号检测无线功率接收机的处理可以被称为模拟ping。
[0168]
此外，接收到无线功率信号的无线功率接收机可以进入选择阶段(1100)。如上所述，进入选择阶段(1100)的无线功率接收机可以检测无线功率信号中的fsk信号的存在与否。
[0169]
换言之，无线功率接收机可以根据fsk信号的存在与否，通过使用排他模式和共享模式中的任一种模式来执行通信。
[0170]
更具体地，在fsk信号被包括在无线功率信号中的情况下，无线功率接收机可以以共享模式操作，否则无线功率接收机可以以排他模式操作。
[0171]
在无线功率接收机以共享模式操作的情况下，无线功率接收机可以进入引入阶段(1110)。在引入阶段(1110)中，无线功率接收机可以向无线功率发送机发送控制信息(ci)分组，以在配置阶段、协商阶段以及功率传输阶段期间发送控制信息分组。控制信息分组可以具有报头和关于控制的信息。例如，在控制信息分组中，报头可以对应于0x53。
[0172]
在引入阶段(1110)中，无线功率接收机执行请求用于在随后的配置阶段、协商阶段以及功率传输阶段期间发送控制信息(ci)分组的自由时隙的尝试。此时，无线功率接收机选择自由时隙并发送初始ci分组。如果无线功率发送机发送ack作为对于相应ci分组的响应，则无线功率发送机进入配置阶段。如果无线功率发送机发送nack作为对于相应ci分组的响应，则这指示另一无线功率接收机正在通过配置和协商阶段执行通信。在这种情况下，无线功率接收机重新尝试执行对于自由时隙的请求。
[0173]
如果无线功率接收机接收到ack作为对于ci分组的响应，则无线功率接收机可以通过对直到初始帧同步的剩余同步时隙进行计数来确定专用时隙在帧中的位置。在所有的后续基于时隙的帧中，无线功率接收机通过相应时隙发送ci分组。
[0174]
如果无线功率发送机授权无线功率接收机进入配置阶段，则无线功率发送机提供专供无线功率接收机使用的锁定时隙系列。这可以确保无线功率接收机在没有任何冲突的情况下继续进行到配置阶段。
[0175]
无线功率接收机通过使用锁定时隙来发送数据分组序列，例如，两个识别数据分组(idhi和idlo)。当这个阶段完成时，无线功率接收机进入协商阶段。在协商状态期间，无线功率发送机继续提供专供无线功率接收机使用的锁定时隙。这可以确保无线功率接收机在没有任何冲突的情况下继续进行到协商阶段。
[0176]
无线功率接收机通过使用相应的锁定时隙来发送一个或多个协商数据分组，并且所发送的(一个或多个)协商数据分组可以与专用数据分组混合。最终，相应序列与特定请求(srq)分组一起结束(或完成)。当相应序列完成时，无线功率接收机进入功率传输阶段，无线功率发送机停止提供锁定时隙。
[0177]
在功率传输阶段，无线功率接收机通过使用所分配的时隙来执行ci分组的发送，然后接收功率。无线功率接收机可以包括调节器电路。调节器电路可以被包括在通信/控制单元中。无线功率接收机可以通过调节器电路来自调节无线功率接收机的反射阻抗。换言之，无线功率接收机可以针对外部负载请求的功率量调节所反射的阻抗。这可以防止功率的过度接收和过热。
[0178]
在共享模式中，(取决于操作模式)由于无线功率发送机可以不执行功率的调节以作为对于接收到的ci分组的响应，因此在这种情况下，可能需要控制以防止过压状态。
[0179]
在下文中，将公开无线功率发送装置和无线功率接收装置之间的认证。
[0180]
假设当无线功率发送装置向无线功率接收装置发送无线功率时，异物位于无线功率接收装置和无线功率发送装置之间。在这种情况下，异物会吸收部分磁场。换言之，异物接收由无线功率发送装置发送的部分无线功率，而无线功率接收装置接收剩余的无线功率。就功率传输效率而言，传输功率的损失与异物吸收的功率或能量一样多。如上所述，因为可以在异物的存在和功率损耗(p
loss
)之间建立因果关系，所以无线功率发送装置可以基于发生了多少功率损耗来检测异物。上述异物检测方法可以称为基于功率损耗的异物检测方法。
[0181]
由异物造成的功率损耗可以定义为通过从无线功率发送装置发送的功率(p
transmitted
)中减去由无线功率接收装置接收到的实际功率(p
received
)而获得的值。因为无线功率发送装置已经知道它发送的功率(p
transmitted
)，所以一旦无线功率发送装置知道无线功率接收装置接收到的实际功率(p
received
)，就可以计算功率损耗。为此，无线功率接收装置可以周期性地向无线功率发送装置发送接收到的功率数据分组(rp)，以将无线功率接收装置接收到的功率(p
received
)通知无线功率发送装置。
[0182]
同时，虽然无线功率发送装置和无线功率接收装置由内部的各种电路元件组成并且构成独立的装置，但是因为这些装置通过它们之间的磁耦合来执行无线功率传输，所以它们构成一个无线功率传输系统。功率传输特性唯一地确定无线功率发送装置发送的功率量(发送功率)和无线功率接收装置接收的功率量(接收功率)。例如，功率传输特性可以通过发送功率和接收功率的比率或函数来描述。因此，无线功率发送装置预先知道功率传输特性，可以根据无线功率发送装置发送的无线功率来预测由无线功率接收装置接收到的功率量。假设无线功率接收装置报告的实际接收功率小于基于功率传输特性预测的接收功率；在这种情况下，可以认为在功率传输过程期间已经发生了功率损耗。基于功率损耗的异物检测方法可以确定在这种情况下存在异物。在这种情况下，基于功率损耗的异物检测方法可以确定异物存在。以这种方式，因为用于检测异物的功率损耗也是基于功率传输特性来确定的，所以有必要正确理解功率传输特性以增加异物检测的可靠性。
[0183]
功率传输特性取决于发送无线功率的环境或装置的固有因素。无线功率发送和接收装置通常可以在无线功率传输开始时使用功率校准来掌握任何给定无线充电环境中的功率传输特性。当通过功率校准识别或配置功率传输特性时，可以相应地执行异物检测。
[0184]
功率传输特性也可能取决于负载的变化或磁耦合强度的变化。例如，当无线功率接收装置采用多个负载阶跃或变化的负载(或增加的负载)时或者当磁耦合强度由于无线功率发送和接收装置的位置变化而改变时，至少部分的功率传输特性可能会改变。当至少部分功率传输特性改变时，根据先前的功率传输特性配置的功率校准参数中的至少一部分
变得无效。此外，根据至少部分配置的功率校准参数进行的功率损耗和异物检测不再有效。因此，需要适用于改变的功率传输特性的附加功率校准。
[0185]
在由于功率损耗而检测到异物时，无线功率接收装置通过接收功率分组周期性地发送的接收功率值的准确性是必不可少的；wpc qi规范要求如表3中所示一样高的准确度。
[0186]
[表3]
[0187]
估计接收功率δpr单位pr
(est)
≤5w350mw5w《pr
(est)
≤10w500mw10w《pr
(est)
750mw
[0188]
参考表3，当无线功率接收装置接收大于5w的无线功率时，无线功率接收装置所需的接收功率值的分辨率大于500mw。因此，产生了不能以上面所提及的分辨率检测到消耗功率小于500mw的异物的问题。
[0189]
为了补偿在大于5w的无线功率的发送和接收期间接收到的功率值的准确度，使用两点功率校准方法。
[0190]
图10是图示两点功率校准方法的状态图，并且图11是图示根据两点功率校准方法的功率校准曲线的曲线图。
[0191]
参考图10，在完成协商阶段后，无线功率接收装置在功率传输步骤开始时发送第一接收功率分组(rp/1)和第二接收功率分组(rp/2)，以让无线功率发送装置构建两点功率校准曲线。
[0192]
更具体地，无线功率接收装置将包括关于第一校准数据点的信息的第一接收功率分组(rp/1)发送到无线功率发送装置sr1。
[0193]
第一接收功率分组(rp/1)包括模式字段和估计接收功率值字段(参见图13)。无线功率发送装置可以通过第一接收功率分组(rp/1)的模式字段的值来确认从无线功率接收装置接收到的接收功率分组(rp)是包括关于第一校准数据点的信息的第一接收功率分组(rp/1)，并通过第一接收功率分组(rp/1)的估计接收功率值字段的值确认第一校准数据点。
[0194]
第一校准数据点是功率校准曲线的起点并且可以是与在协商阶段建立的功率传输合约的参考功率水平的大约10％相对应的功率水平，并且可以是在轻负载条件下由无线功率接收装置接收到的接收功率值。轻负载条件可以指示负载(例如，电池)没有电连接到无线功率接收装置的情形。
[0195]
同时，无线功率接收装置向无线功率发送装置发送控制误差(ce)分组，其中ce分组包括控制误差值。控制误差值包括关于无线功率接收装置的目标操作点与实际操作点之间的偏差的信息。例如，当ce值为正时，其指示实际操作点低于目标操作点，并且接收到ce值的无线功率发送装置增加发送的无线功率的功率。另一方面，如果ce值为负，则指示实际操作点高于目标操作点，并且接收到ce值的无线功率发送装置降低发送的无线功率的功率。
[0196]
无线功率发送装置基于包括在ce分组中的控制误差值来确定无线功率接收装置是否已经达到期望的目标操作点，并且响应于第一接收功率数据分组(rp/1)以ack或nak进行响应st1。更具体而言，无线功率发送装置基于控制误差值来确定功率水平在第一校准数
据点处是否稳定。例如，当控制误差值小于3时，无线功率发送装置可以确定功率水平稳定并且无线功率接收装置已经达到期望的目标操作点；并响应于第一接收功率分组(rp/1)以ack进行响应。当控制误差值大于3时，无线功率发送装置可以确定功率水平不稳定并且无线功率接收装置尚未达到期望的目标操作点；并且响应于第一接收功率分组(rp/1)以nak进行响应。
[0197]
无线功率接收装置继续发送第一接收功率分组(rp/1)，直到它从无线功率发送装置接收到ack为止sr1。此外，为了稳定第一校准数据点处的功率水平，无线功率接收装置还重复地向无线功率发送装置发送控制误差分组。
[0198]
在功率水平稳定在第一校准数据点处并且从无线功率发送装置接收到响应于第一接收功率分组(rp/1)的ack之后，无线功率接收装置将包括关于第二校准数据点的信息的第二接收功率分组(rp/2)发送到无线功率发送装置sr2。
[0199]
第二接收功率分组(rp/2)还包括模式字段和估计接收功率值字段(参见图13)。无线功率发送装置可以通过第二接收功率分组(rp/2)的模式字段的值来确认从无线功率接收装置接收到的接收功率分组(rp)是包括关于第二校准数据点的信息的第二接收功率分组(rp/2)，并通过第二接收功率分组(rp/2)的估计接收功率值字段的值来确认第二校准数据点。
[0200]
第二校准数据点可以被用于构建功率校准曲线，对应于接近于在协商阶段建立的功率传输合约的参考功率水平的功率水平，并指示无线功率接收装置在连接负载条件下接收到的接收功率值。连接负载条件可以指示负载连接到无线功率接收装置的情形。
[0201]
无线功率发送装置基于包括在ce分组中的控制误差值来确定无线功率接收装置是否已经达到期望的目标操作点并且响应于第二接收功率分组(rp/2)以ack或nak进行响应st2。更具体而言，无线功率发送装置基于控制误差值来确定功率水平在第二校准数据点处是否稳定。例如，当控制误差值小于3时，无线功率发送装置可以确定功率水平稳定并且无线功率接收装置已经达到期望的目标操作点；并响应于第二接收功率分组(rp/2)以ack进行响应。当控制误差值大于3时，无线功率发送装置可以确定功率水平不稳定并且无线功率接收装置尚未达到期望的目标操作点；并响应于第二接收功率分组(rp/2)以nak进行响应。
[0202]
无线功率接收装置继续发送第二接收功率分组(rp/2)，直到它从无线功率发送装置接收到ack为止sr2。此外，为了稳定第二校准数据点处的功率水平，无线功率接收装置还重复地向无线功率发送装置发送控制误差分组。
[0203]
在功率水平稳定在第二校准数据点并且从无线功率发送装置接收到响应于第二接收功率分组(rp/2)的ack之后sr3，无线功率接收装置和无线功率发送装置进入正常的功率传输模式。无线功率发送装置可以基于响应于其发送ack的第一接收功率分组(rp/1)和第二接收功率分组(rp/2)来构建功率校准曲线，并且基于功率校准曲线检查在功率传输期间由于异物的功率损耗的发生。
[0204]
更具体地，无线功率发送装置可以在功率传输期间接收来自于无线功率接收装置的接收功率分组(例如，rp/0)，通过接收功率分组确认由无线功率接收装置接收到的接收功率值，并且如果通过将发送功率值应用于功率校准曲线计算出的接收功率值与接收功率分组的比率确认的接收功率值之间的差大于阈值，则假定由于异物而发生功率损耗。
[0205]
在下文中，参考图11，将描述根据两点功率校准方法的功率校准曲线。
[0206]
无线功率发送装置基于响应于其发送ack的第一接收功率分组(rp/1)和第二接收功率分组(rp/2)，来构建功率校准曲线。
[0207]
假设发送功率的预测值通过p
t(est)
表示，接收功率的预测值通过p
r(est)
表示，实际发送功率值通过p
t
表示，并且实际接收功率值通过pr表示；如果在功率传输之前通过异物检测(fod)(功率前fod)确认无线功率发送装置和无线功率接收装置之间不存在异物，则满足下面的等式1。
[0208]
[等式1]
[0209]
pt(est) δpt＝pt＝pr＝pr(est)-δpr
[0210]
在等式1，δp
t
是发送功率的预测误差值并且可以包括无线功率发送装置固有的功率损耗。δpr是接收功率的预测误差值并且可以包括无线功率接收装置固有的功率损耗。
[0211]
基于等式1，校准的功率值p
(cal)
可以通过下面的等式2来计算。
[0212]
[等式2]
[0213]
p1(cal)＝δpt δp1＝pr(est)-pt(est)
[0214]
因此，如果将rp/1(第一校准数据点)和rp/2(第二校准数据点)插入到等式2，则校准的功率值可以分别使用等式3来表达。
[0215]
[等式3]
[0216]
p2(cal)＝rp/2-pt2(est)
[0217]
换言之，如果从功率前fod确认不存在异物，则由等式1至3描述的关系被建立，并基于等式1至3的校准曲线可以如图11中所示构建。
[0218]
使用两点(rp/1和rp/2)的校准协议无法支持无线功率接收装置通过多个步骤达到最终负载功率的情况。因此，需要一种基于多点的功率校准方法。
[0219]
根据wpc qi版本1.2.4，在开始功率传输之前，只允许传输一次校准信息(rp/1和rp/2)；因此，当无线功率接收装置在功率传输期间改变操作点(例如，目标整流电压)时，无线功率发送装置无法在功率传输期间生成新的校准曲线。
[0220]
根据wpc qi版本1.2.4，当需要重新校准功率时，无线功率接收装置必须通过发送ept/rep分组来重置无线功率发送装置并从一开始就重新开始用于无线功率传输的协议。因此，出现无线功率接收装置不得不停止接收功率以重新校准功率的问题。因此，在功率传输期间，需要一种基于多点的功率重新校准方法。
[0221]
此外，当无线功率接收装置发送第二接收功率分组(rp/2)时，rp/2功率水平(第二校准数据点)可以取决于电池充电状态而受到限制。特别是当电池几乎被充满时，rp/1(第一校准数据点)和rp/2(第
[0222]
p1(cal)＝rp/1-pt1(est)二校准数据点)的差变小，使得功率校准范围受到限制。此外，当在功率传输期间由于各种应用的运行导致电池充电量减少而需要大功率传输时，因为校准功率本身位于初始校准曲线的范围之外，所以存在校准曲线必须外插的问题。因此，为了防止外插，需要一种能够向无线功率发送装置发送额外校准点以扩展现有校准曲线同时在充电期间维持操作点(例如，目标整流电压)的方法。换言之，需要多点校准方法以使用多点来扩展校准曲线。
[0223]
在下文中，将描述扩展功率校准曲线的多点功率校准方法。
[0224]
图12是图示根据一个实施例的多点功率校准方法的流程图，图13图示根据一个实施例的接收功率分组的格式，图14是图示根据一个实施例的使用多个rp/2的多点功率校准方法的状态图，图15是图示根据一个实施例的使用多个rp/2根据多点功率校准方法的功率校准曲线的曲线图，并且图16是图示根据另一实施例的使用多个rp/2根据多点功率校准方法的功率校准曲线的曲线图。
[0225]
参考图12，根据扩展功率校准曲线的多点功率校准协议，无线功率接收装置向无线功率发送装置发送ce分组s1101。因为ce分组已经在上面进行了描述，所以将省略其具体描述。
[0226]
参考图12和图14，无线功率接收装置将包括关于第一校准数据点的信息的第一接收功率分组(rp/1)发送到无线功率发送装置s1102，sr1。ce分组和第一接收功率分组(rp/1)在协商阶段之后被发送，其可以在功率传输阶段开始或在功率传输阶段之前发送。
[0227]
参考图13，第一接收功率分组(rp/1)包括模式字段和估计接收功率值字段。无线功率发送装置可以通过第一接收功率分组(rp/1)的模式字段的值来确认从无线功率接收装置接收到的接收功率分组(rp)是包括关于第一校准数据点的信息的第一接收功率分组(rp/1)，并通过第一接收功率分组(rp/1)的估计接收功率值字段的值确认第一校准数据点。
[0228]
第一校准数据点是功率校准曲线的起点，并且可以是对应于在协商阶段建立的功率传输合约的参考功率水平的大约10％的功率水平，并且可以是由无线功率接收装置在轻负载条件下接收到的接收功率值。轻负载条件可以指示负载(例如，电池)没有电连接到无线功率接收装置的情形。
[0229]
无线功率发送装置基于包括在ce分组中的控制误差值来确定无线功率接收装置是否已经达到期望的目标操作点，并且响应于第一接收功率分组(rp/1)以ack或nak进行响应st1。更具体地说，当控制误差值小于或等于预定水平时，无线功率发送装置确定功率水平稳定并且无线功率接收装置已达到期望的目标操作点，并且响应于第一接收功率分组(rp/1)以ack进行响应s1103。当控制误差值大于或等于预定水平时，无线功率发送装置确定功率水平不稳定并且无线功率接收装置尚未达到期望的目标操作点；并且可以响应于第一接收功率分组(rp/1)以nak进行响应。
[0230]
无线功率接收装置继续发送第一接收功率分组(rp/1)，直到其从无线功率发送装置接收到ack为止s1102。此外，为了稳定第一校准数据点的功率水平，无线功率接收装置还向无线功率发送装置重复地发送控制误差分组s1101。
[0231]
在响应于第一接收功率分组(rp/1)从无线功率发送装置接收到ack之后，无线功率接收装置将包括关于第二校准数据点的信息的第二接收功率分组(rp/2)发送到无线功率发送装置s1105，sr2。
[0232]
参考图13，第二接收功率分组(rp/2)还包括模式字段和估计接收功率值字段(参见图13)。无线功率发送装置可以通过第二接收功率分组(rp/2)的模式字段的值来确认从无线功率接收装置接收到的接收功率分组(rp)是包括关于第二校准数据点的信息的第二接收功率分组(rp/2)，并通过第二接收功率分组(rp/2)的估计接收功率值字段的值来确认第二校准数据点。为了使无线功率发送装置区分第一校准数据点和第二校准数据点，第一接收功率分组(rp/1)的模式字段和第二接收功率分组(rp/2)的模式字段具有不同的值。例
如，第一接收功率分组(rp/1)的模式字段可以具有值1(“001”b)，并且第二接收功率分组(rp/2)的模式字段可以具有值2(“010”b)。
[0233]
第二校准数据点可以被用于构建功率校准曲线，对应于接近在协商阶段建立的功率传输合约的参考功率水平的功率水平，并指示由无线功率接收装置在连接负载条件下的接收功率值。连接负载条件可以指示负载连接到无线功率接收装置的情形。
[0234]
同时，无线功率接收装置将ce分组发送到无线功率发送装置s1104。无线功率发送装置基于包括在ce分组中的控制误差值来确定无线功率接收装置是否已经到达期望的目标操作点，并且响应于第二接收功率分组(rp/2)以ack或nak进行响应st2。当控制误差值小于或等于预定水平时，无线功率发送装置确定功率水平稳定并且无线功率接收装置已达到期望的目标操作点，并且响应于第二接收功率分组(rp/2)以ack进行响应s1106。当控制误差值大于或等于预定水平时，无线功率发送装置确定功率水平不稳定并且无线功率接收装置尚未达到期望的目标操作点；并且可以响应于第二接收功率分组以nak进行响应(rp/2)。
[0235]
无线功率接收装置继续发送第二接收功率分组(rp/2)，直到其从无线功率发送装置接收到ack为止(s1105)。此外，为了稳定第二校准数据点的功率水平，无线功率接收装置还向无线功率发送装置重复地发送控制误差分组s1104。
[0236]
在接收到响应于第二接收功率分组(rp/2)的ack之后，无线功率接收装置可以确定是否有必要发送连续的校准数据点。例如，无线功率接收装置可以检查是否已经达到期望的目标负载功率，或者在维持操作点(例如，v
rec
(整流电压))的同时是否需要在第一校准数据点和第二校准数据点之间的范围之外的新校准数据点。换言之，当目标负载功率尚未达到时，考虑到正在充电的电池使用环境的变化，无线功率接收装置可以检查是否需要逐步递增到目标负载功率以及是否需要在第一校准数据点和第二校准数据点之间的范围之外的新的校准数据点。
[0237]
当不需要传输连续校准点时，无线功率接收装置可以发送接收功率分组(rp/0或rp/4)，其模式字段具有与第一接收功率分组(rp/1)和第二接收功率分组(rp/2)的模式字段的值不同的值，使得可以终止功率校准协议并且正常的功率传输可以恢复sr3。无线功率接收装置可以发送rp/0或rp/4以避免校准超时，使得可以终止功率校准协议。参考图13，rp/0或rp/4也可以具有与第一接收功率分组(rp/1)和第二接收功率分组(rp/2)相同的格式，并且包括指示正常值的估计接收功率值。因为rp/0或rp/4具有其值与第一接收功率分组(rp/1)和第二接收功率分组(rp/2)的模式字段的值不同的模式字段，所以无线功率发送装置可以区分rp 0或rp/4与rp/1和rp/2。
[0238]
当需要传输连续校准点时，无线功率接收装置可以再次使用第二接收功率分组(rp/2)向无线功率发送装置发送第三校准点(连续校准点之一)。换言之，无线功率接收装置将包括关于第三校准点的信息的新的第二接收功率分组(rp/2)发送到无线功率发送装置s1108，sr3。
[0239]
第三校准数据点被用于构建功率校准曲线，并且可以是高于无线功率发送装置以ack对其进行响应的第二校准数据点的功率值或低于无线功率发送装置已经以ack对其进行响应的第一校准数据点的功率值。
[0240]
同时，无线功率接收装置将ce分组发送到无线功率发送装置s1107。无线功率发送装置基于被包括在ce分组中的控制误差值来确定无线功率接收装置是否已经达到期望的
目标操作点，并且响应于新的第二接收功率分组(rp/2)通过ack或者nack进行响应st2。当控制误差值小于或等于预设水平时，无线功率发送装置确定功率水平稳定并且无线功率接收装置已达到期望的目标操作点；并响应于新的第二接收功率分组(rp/2)以ack进行响应s1109。当控制误差值大于或等于预定水平时，无线功率发送装置确定功率水平不稳定并且无线功率接收装置尚未达到期望的目标操作点；并且可以响应于新的第二接收功率分组(rp/2)通过nak进行响应。
[0241]
无线功率接收装置继续发送新的第二接收功率分组(rp/2)，直到其从无线功率发送装置接收到ack为止s1108。此外，为了稳定第三校准数据点处的功率水平，无线功率接收装置还向无线功率发送装置重复地发送控制误差分组s1107。
[0242]
参考图15，无线功率发送装置基于分别包括在响应于其而发送ack的第一接收功率分组(rp/1)、第二接收功率分组(rp/2)和新的第二接收功率分组(rp/2)中的校准数据点来构建功率校准曲线。
[0243]
当基于三个校准数据点构建功率校准曲线时，连接第一校准数据点(pt1，rp/1)和第二校准数据点(pt2，rp/2)的第一功率校准曲线a1和连接第二校准数据点(pt2，rp/2)和第三校准数据点(pt3，rp/2)的第二功率校准曲线a2可以被构建。
[0244]
第一功率校准曲线a1和第二功率校准曲线a2可以被定义为具有不同斜率和y截距的一阶函数，并且无线功率发送装置使用通过使用从无线功率接收装置接收的接收功率分组确认的接收功率值、发送功率值以及包括第一功率校准曲线a1和第二功率校准曲线a2的功率校准曲线，执行由于发送功率的损耗的异物检测s1110。
[0245]
同时，取决于需要，无线功率接收装置可以通过向无线功率发送装置发送第四校准数据点来使无线功率发送装置扩展功率校准曲线。在这种情况下，无线功率接收装置可以通过再次使用第二接收功率分组(rp/2)将作为连续校准点之一的第四校准点发送到无线功率发送装置。
[0246]
无线功率接收装置向无线功率发送装置发送包括关于第四校准点的信息的新的第二接收功率分组(rp/2)；无线功率发送装置基于包括在控制误差分组中的控制误差值发送ack或nak。因为关于上述操作的具体描述类似于关于发送包括关于第三校准点的信息的第二接收功率分组(rp/2)的描述，所以将省略其详细描述。
[0247]
参考图16，当基于响应于其而发送ack的接收功率分组中包括的四个校准数据点构建功率校准曲线时，无线功率发送装置可以构建连接第一校准数据点(pt1，rp/1)和第二校准数据点(pt2，rp/2)的第一功率校准曲线a1，连接第二校准数据点(pt2，rp/2)和第三校准数据点(pt3，rp/2)的第二功率校准曲线a2，以及连接第三校准数据点(pt3，rp/2)和第四校准数据点(pt4，rp/2)的第三功率校准曲线a3；并使用构建的功率校准曲线执行异物检测。
[0248]
以类似的方式，无线功率接收装置和无线功率发送装置可以使用一个第一接收功率分组(rp/1)和多个第二接收功率分组(rp/2)构建多点功率校准曲线。
[0249]
同时，可以为功率校准协议配置校准超时。这旨在防止在功率校准协议进行时插入异物。
[0250]
校准超时可以包括无线功率接收装置的校准超时(prx校准超时)和无线功率发送装置的校准超时(ptx校准超时)。
[0251]
无线功率接收装置的校准超时指代在其期间无线功率接收装置执行功率校准的时间，例如，可以将其定义为在传输第一rp/1之后发送rp/0或rp/4所需的时间。例如，无线功率接收装置的校准超时可以被配置为16秒。
[0252]
无线功率发送装置的校准超时可以定义为在无线功率发送装置接收到第一rp/1之后到发送响应于rp/2的第一ack所需的时间。无线功率发送装置的校准超时可以小于无线功率接收装置的校准超时，例如，可以配置为10秒。
[0253]
图17是图示根据一个实施例的使用rp/3的多点功率校准方法的状态图，并且图18是图示根据一个实施例的根据使用rp/3的多点功率校准方法的功率校准曲线的曲线图。
[0254]
参考图17，使用rp/3扩展功率校准曲线的多点功率校准协议的s1201至s1206步骤与图12的s1101至s1106步骤相同。因此，将省略其详细描述。
[0255]
然而，与参考图12至图16描述的实施例不同，当需要传输连续校准点时，根据本实施例的无线功率接收装置通过使用第三接收功率分组(rp/3)，而不是使用第二接收功率分组(rp/2)，来发送作为连续校准点之一的第三校准点。
[0256]
第三接收功率分组(rp/3)可以具有与第一接收功率分组(rp/1)和第二接收功率分组(rp/2)相同的格式(参见图13)。然而，第三接收功率分组(rp/3)的模式字段可以具有与第一接收功率分组(rp/1)和第二接收功率分组(rp/2)的模式字段值不同的值。例如，第一接收功率分组(rp/1)的模式字段可以具有值1(“001”b)，第二接收功率分组(rp/2)的模式字段可以具有值2(“010”b)，并且第三接收分组(rp/3)的模式字段可以具有值3(“011”b)。
[0257]
换言之，在s1206步骤之后，当需要传输连续的校准点时，无线功率接收装置将包括关于第三校准点的信息的第三接收功率分组(rp/3)发送到无线功率发送装置s1208。
[0258]
同时，无线功率接收装置将ce分组发送到无线功率发送装置s1207。无线功率发送装置基于包括在ce分组中的控制误差值来确定无线功率接收装置是否已经达到期望的目标操作点，并且响应于第三接收功率分组(rp/3)以ack或nak进行响应。当控制误差值小于或等于预设水平时，无线功率发送装置确定功率水平稳定并且无线功率接收装置已达到期望的目标操作点；并响应于第三接收功率分组(rp/3)以ack进行响应s1209。当控制误差值大于或等于预定水平时，无线功率发送装置确定功率水平不稳定并且无线功率接收装置尚未达到期望的目标操作点；并且可以响应于第三接收功率分组(rp/3)以nak进行响应。
[0259]
无线功率接收装置继续发送第三接收功率分组(rp/3)，直到其从无线功率发送装置接收到ack(s1208)。此外，为了稳定第三校准数据点的功率水平，无线功率接收装置还向无线功率发送装置重复地发送控制误差分组s1207。
[0260]
参考图18，无线功率发送装置基于分别包括在响应于其而发送ack的第一接收功率分组(rp/1)、第二接收功率分组(rp/2)和第三接收功率分组(rp/3)中的校准数据点来构建功率校准曲线。
[0261]
当基于三个校准数据点构建功率校准曲线时，无线功率发送装置可以构建连接第一校准数据点(ptl，rp/1)和第二校准数据点(pt2，rp/2)的第一功率校准曲线b1，以及连接第二校准数据点(pt2，rp/2)和第三校准数据点(pt3，rp/3)的第二功率校准曲线b2。
[0262]
第一功率校准曲线b1和第二功率校准曲线b2可以被定义为具有不同斜率和y截距的一阶函数，并且无线功率发送装置使用通过使用从无线功率接收装置接收的接收功率分
组确认的接收功率值、发送功率值以及包括第一功率校准曲线b1和第二功率校准曲线b2的功率校准曲线，来执行由于发送功率损耗的异物检测，s1210。
[0263]
如上所述，因为可以扩展功率校准曲线，所以增加校准范围，使得可以校准更宽范围的功率值，并且因为改进校准可靠性，所以基于功率损耗的异物检测的可靠性也增加。
[0264]
在下文中，将描述用于重新校准功率校准曲线的多点功率校准方法。
[0265]
图19是图示根据一个实施例的功率重新校准方法的流程图，图20是图示根据一个实施例的功率重新校准方法的状态图，并且图21是图示根据另一实施例的根据功率重新校准方法的功率校准曲线的曲线图。
[0266]
根据一个实施例的功率重新校准协议可以通过初始校准协议和后续校准协议来区分。参考图19，初始校准协议包括s1301至s1306步骤，并且后续校准协议包括s1310至s1315步骤。
[0267]
初始校准协议的s1301到s1306步骤与图12的s1101到s1106步骤相同。因此，将省略其详细描述。
[0268]
虽然图19中所示的初始校准协议使用基于两个校准数据点构建功率校准曲线的两点校准协议，初始校准协议可以使用参考图12至图18描述的基于三个或更多校准数据点构建功率校准曲线的多点校准协议。
[0269]
假设因为在接收到响应于包括关于由无线功率接收装置发送的第二校准数据点的信息的第二接收功率分组(rp/2)的ack之后不再需要传输连续校准点，发送rp/0或rp/4以终止初始校准协议；在这种情况下，初始校准协议使用两点校准协议进行。
[0270]
同时，当在接收到响应于包括关于由无线功率接收装置发送的第二校准数据点的信息的第二接收功率分组(rp/2)的ack之后需要连续的校准点的传输，从而发送包括关于第三校准数据点的信息的第二或第三接收功率分组时，初始校准协议基于多点校准协议进行。
[0271]
如果初始校准协议完成，则无线功率发送装置根据初始校准协议构建功率校准曲线并且基于功率校准曲线执行异物检测s1307。
[0272]
当根据异物检测的结果确定不存在异物时，执行功率传输阶段，并且无线功率发送装置向无线功率接收装置发送无线功率s1308。为了描述方便，图19图示在s1307步骤之后执行功率传输阶段的情形；然而，初始校准协议可以从功率传输阶段开始执行。
[0273]
当无线功率接收装置在无线功率传输中途改变目标操作点(例如，目标整流电压)时s1309，执行后续校准协议，并且无线功率接收装置向无线功率发送装置发送新的第一接收功率分组(rp/1)，其包括关于新的第一校准数据点的信息(s1311，sr4
→
sr1)。参考图21，例如，无线功率接收装置可以将目标操作点从第一操作点(5v)改变为第二操作点(12v)。
[0274]
新的第一接收功率分组(rp/1)也具有与其他接收功率分组相同的格式。新的第一接收功率分组(rp/1)具有与在s1302步骤中发送的第一接收功率分组(rp/1)相同的模式字段值。然而，因为新的第一接收功率分组(rp/1)包括与在s1302步骤中发送的第一接收功率分组(rp/1)中包括的信息不同的关于校准数据点的信息，所以估计接收功率值字段的值可以与在s1302步骤中发送的第一接收功率分组(rp/1)的字段不同。
[0275]
无线功率发送装置可以通过新的第一接收功率分组(rp/1)的模式字段的值来确认从无线功率接收装置接收的接收功率分组(rp)是包括关于新的第一校准数据点的信息
的新的第一接收功率分组(rp/1)，并且可以通过新的第一接收功率分组(rp/1)的估计接收功率值字段的值来确认新的第一校准数据点。新的第一校准数据点成为通过重新校准协议更新的功率校准曲线的起点。
[0276]
同时，无线功率接收装置将ce分组发送到无线功率发送装置s1310。无线功率发送装置基于包括在ce分组中的控制误差值来确定无线功率接收装置是否已经达到期望的目标操作点，并且响应于新的第二接收功率分组(rp/2)通过ack或者nak进行响应st2。因为已经给出了与上述相关的详细描述，所以将省略它们。
[0277]
无线功率接收装置继续发送新的第一接收功率分组(rp/1)和控制误差分组s1310、s1311，直到它从无线功率发送装置接收到ack为止s1312。
[0278]
在响应于新的第一接收功率分组(rp/1)从无线功率发送装置接收到ack之后，无线功率接收装置将包括关于新的第二校准数据点的信息的新的第二接收功率分组(rp/2)发送给无线功率发送装置s1314，sr2。
[0279]
新的第二接收功率分组(rp/2)也具有与其他接收功率分组相同的格式。新的第二接收功率分组(rp/2)与在s1305步骤中发送的第二接收功率分组(rp/2)具有相同的模式字段值。然而，因为新的第二接收功率分组(rp/2)包括与在s1305步骤中发送的第二接收功率分组(rp/2)中包括的信息不同的关于校准数据点的信息，所以估计接收功率值字段的值可以与在s1305步骤中发送的第二接收功率分组(rp/2)的值不同。
[0280]
无线功率发送装置可以通过新的第二接收功率分组(rp/2)的模式字段的值来确认从无线功率接收装置接收到的接收功率分组(rp)是包括关于新的第二校准数据点的信息的新的第二接收功率分组(rp/2)，并且可以通过新的第二接收功率分组(rp/2)的估计接收功率值字段的值来确认新的第二校准数据点。新的第二校准数据点构成用于构建通过重新校准协议更新的功率校准曲线的点。
[0281]
同时，无线功率接收装置将ce分组发送到无线功率发送装置s1313。无线功率发送装置基于包括在ce分组中的控制误差值来确定无线功率接收装置是否已经达到期望的目标操作点，并且响应于新的第二接收功率分组(rp/2)以ack或者nack进行响应st2。因为已经给出了与上述相关的详细描述，所以将省略它们。
[0282]
无线功率接收装置继续发送新的第二接收功率分组(rp/2)和控制误差分组s1313、s1314，直到它从无线功率发送装置接收到ack为止，s1315。
[0283]
在接收到响应于新的第二接收功率分组(rp/2)的ack之后，无线功率接收装置可以确定是否需要发送连续的校准数据点。
[0284]
当不需要传输连续校准点时，无线功率接收装置可以发送接收功率分组(rp/0或rp/4)，其模式字段具有与第一接收功率分组(rp/1)和第二接收功率分组(rp/2)的值不同的值，使得可以终止功率校准协议并且可以恢复正常的功率传输sr3。
[0285]
无线功率发送装置基于通过后续校准协议接收的新的第一和第二校准点更新功率校准曲线，并使用更新的功率校准曲线执行异物检测s1316。
[0286]
虽然为了便于描述图19图示后续校准协议也基于双点校准协议进行的示例，当因为在s1315步骤之后需要传输连续的校准点因此无线功率接收装置发送包括关于第三校准数据点的信息的第二或第三接收功率分组时，后续校准协议基于多点校准协议进行。在这种情况下，无线功率发送装置使用根据多点校准协议更新的功率校准曲线来执行异物检测
s1316。
[0287]
参考图21，随着初始校准协议基于参考图12描述的使用一个rp/1和多个rp/2的多点校准协议在第一操作点(5v)进行，相应地构建初始校准曲线。之后，将操作点更改为第二操作点(12v)，并且随着后续校准协议也基于使用一个rp/1和多个rp/2的多点校准协议在第二操作点进行，功率校准曲线也相应更新。
[0288]
根据功率重新校准方法，当无线功率接收装置在功率传输期间改变操作点(例如，目标整流电压)时，可以在不重置无线功率发送装置的情况下执行功率重新校准。
[0289]
因此，通过重置无线功率发送装置，可以防止无线功率接收装置的充电时间被延长，并且因为由于操作点的变化而能够更新功率校准曲线，所以异物检测的可靠性也增加。
[0290]
在上文中，已经描述了扩展功率校准曲线的多点功率校准方法和重新校准功率校准曲线的多点功率校准方法。下面将描述组合扩展功率校准曲线的多点功率校准方法和重新校准功率校准曲线的多点功率校准方法的功率校准方法。
[0291]
图22是图示根据一个实施例的功率校准方法的流程图。
[0292]
参考图22，无线功率发送装置和无线功率接收装置经过ping阶段s1401、配置阶段s1402、协商阶段s1403；并继续进行校准协议。无线功率接收装置通过发送第一接收功率分组(rp/1)和第二接收功率分组(rp/2)将第一校准数据点和第二校准数据点发送到无线功率发送装置s1404。
[0293]
无线功率发送装置使用响应于其而发送ack的第一接收功率分组(rp/1)和第二接收功率分组(rp/2)的第一校准数据点和第二校准数据点来构建校准曲线；基于校准曲线发送无线功率s1405；并执行异物检测。
[0294]
之后，随着无线功率接收装置改变目标操作点(例如，目标整流电压)，扩展功率校准曲线的多点功率校准方法或重新校准(或更新)功率校准曲线的多点功率校准方法被用于进一步进展。
[0295]
当无线功率接收装置没有改变目标操作点s1406并且有必要发送连续的校准点时，扩展功率校准曲线的多点功率校准方法被用于进一步进展s1407。如上所述，扩展功率校准曲线的多点功率校准方法使用新的第二接收功率分组(rp/2)或第三接收功率分组(rp/3)将第三校准数据点发送到无线功率发送装置。无线功率发送装置使用在s1404步骤中接收到的第一和第二校准数据点以及在s1407步骤中接收到的第三校准数据点来构建功率校准曲线。
[0296]
同时，当无线功率接收装置改变目标操作点s1406时，使用重新校准(或更新)功率校准曲线的多点功率校准方法。如上所述，重新校准(或更新)功率校准曲线的多点功率校准方法使用新的第一接收功率分组(rp/1)和新的第二接收功率分组(rp/2)将新的第一和第二校准时间点发送到无线功率发送装置。无线功率发送装置使用新接收的第一和第二校准数据点重新校准(或更新)功率校准曲线。
[0297]
换言之，无线功率接收装置和无线功率发送装置取决于目标操作点是否改变而进行扩展现有功率校准曲线的校准协议或更新现有功率校准曲线的校准协议。
[0298]
根据图10至图22的实施例的无线功率发送装置对应于图1至图9中公开的无线功率发送装置或无线功率发送机或功率发送单元。因此，根据本实施例的无线功率发送装置的操作通过组合图1至图9的无线功率发送装置的构成要素中的一个或两个以上来实现。例
如，通信/控制单元120可以执行用于由无线功率发送装置检测异物的数据分组的接收、功率校准曲线的构建、扩展和/或更新、异物检测方法的执行、由于异物检测的结果导致的ack/nak的传输等等。
[0299]
此外，根据图10至22的实施例的无线功率接收装置对应于图1至图9中公开的无线功率接收装置或无线功率接收机或功率接收单元。因此，根据本实施例的无线功率接收装置的操作通过组合图1至图9的无线功率接收装置的构成要素中的一个或两个以上来实现。例如，通信/控制单元220可以执行用于由无线功率接收装置检测异物的数据分组的传输、由于异物检测的结果而接收ack/nak等。
[0300]
在根据本发明实施例的无线功率发送方法和装置或接收装置和方法中，由于所有组件或步骤都不是必要的，所以无线功率发送装置和方法或接收装置和方法可以通过包括上述组件或步骤的一些或所有组件或步骤来执行。另外，无线功率发送装置和方法或接收装置和方法的实施例可以组合执行。另外，不一定上述组件或步骤应该按照上述次序执行，并且后面描述的步骤可以在前面描述的步骤之前执行。
[0301]
前面的描述仅仅给出了本发明的技术思想，本领域技术人员在不偏离本发明的本质特点的条件下可以做出各种改变和修改。因此，本发明的前述实施例可以单独或组合实现。
[0302]
因此，本发明公开的实施例用于阐述而不是限制本发明的范围，本发明的技术思想的概念不受这些实施例的限制。本发明的保护范围应该根据下面的权利要求理解，并且权利要求的等同范围中的所有技术思想应该被理解为落入本发明的范围。