無線功率發(fā)送器、無線功率接收器及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明總體上設(shè)及無線功率發(fā)送器、無線功率接收器及其控制方法，并且更具體 地，設(shè)及能夠無線地發(fā)送充電功率的無線功率發(fā)送器、能夠無線地接收充電功率的無線功 率接收器及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 諸如蜂窩電話和個人數(shù)字助理（PDA)的移動終端由于它們的便攜性而由可再充 電電池供電。為了對電池充電，電能可W使用單獨(dú)的充電設(shè)備來被供應(yīng)到移動終端的電池。 通常，充電設(shè)備和電池具有被安裝在它們的暴露表面上的單獨(dú)的接觸端子，并且充電設(shè)備 和電池可W通過使得它們的接觸端子相互接觸來電性地連接。
[0003] 然而，因為接觸端子被暴露在外部，所W運(yùn)種接觸式充電方案由于異物而受到污 染，因而，電池充電可能無法正確地執(zhí)行。電池還可W在接觸端子被暴露于潮濕時無法正確 地充電。
[0004] 為了解決運(yùn)些和其他問題，無線或非接觸式充電技術(shù)最近已被開發(fā)并在許多電子 設(shè)備中被利用。
[0005] 基于無線功率發(fā)送/接收的無線充電技術(shù)可W保障如下系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，可W 通過簡單地將例如蜂窩電話放置在充電板（chargingpad)上來自動地對電池充電，而無需 將蜂窩電話連接到單獨(dú)的充電連接器。通常，無線電動牙刷或無繩電動剌須刀是公知的使 用無線充電技術(shù)的設(shè)備。無線充電技術(shù)通過無線地對電子產(chǎn)品充電來可W提高電子產(chǎn)品的 防水性能，并且可W確保電子設(shè)備的便攜性，因為不必采用有線充電器。隨著電動汽車時代 的到來，相關(guān)技術(shù)有望顯著發(fā)展。
[0006] 無線充電技術(shù)可W被大致分類為基于線圈的電磁感應(yīng)方案、諧振方案、和射頻 (RF) /微波福射方案，其將電能轉(zhuǎn)換為微波并傳送該微波。
[0007] 目前為止，電磁感應(yīng)方案已被廣泛地使用。然而，隨著使用微波從幾十米的距離無 線地發(fā)射功率的實驗最近已經(jīng)在國內(nèi)外獲得成功，看來在不久的將來所有的電子產(chǎn)品都可 W隨時隨地被無線充電而無需電線。
[0008] 基于電磁感應(yīng)的功率發(fā)送方法對應(yīng)于在初級線圈和次級線圈之間發(fā)送功率的方 案。若磁體在線圈周圍移動，則感應(yīng)電流可W被產(chǎn)生?；谶\(yùn)個原理，發(fā)送器產(chǎn)生磁場，并且 由于磁場的改變，電流在接收器中被感應(yīng)，從而產(chǎn)生能量。運(yùn)個現(xiàn)象被稱為電磁感應(yīng)現(xiàn)象， 使用運(yùn)個現(xiàn)象的功率發(fā)送方法在能量發(fā)送效率上是極好的。
[0009] 對于諧振方案，通過使用基于諧振的功率發(fā)送原理作為禪合模式理論來無線地傳 輸功率，即便電子設(shè)備距離充電設(shè)備好幾米。該無線充電系統(tǒng)使得包含電能的電磁波發(fā)生 諧振，并且可W僅僅將諧振電能直接地傳送給具有該諧振頻率的電子設(shè)備。未使用的電能 可W被重新吸收為電磁場，而不是散布在空氣中，因此，與其它電磁波不同，諧振電能可W 不影響附近的設(shè)備或人體。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 技術(shù)問題
[0011] 雖然最近已經(jīng)對無線充電方案進(jìn)行了研究，但還沒有對W下各項提出標(biāo)準(zhǔn)：無線 充電的優(yōu)先順序、捜索無線功率發(fā)送器和無線功率接收器、無線功率發(fā)送器和無線功率接 收器之間通信的頻率的選擇、無線功率的調(diào)整、匹配電路的選擇、在一個充電周期中每個無 線功率接收器的通信時間的分布、等等。具體地，需要對于其中無線功率接收器選擇該無線 功率接收器將從其接收無線功率的無線功率發(fā)送器的配置和過程的標(biāo)準(zhǔn)。
[0012] 具體地，存在開發(fā)如下方法的需求，其中在其電池的放電期間，無線功率接收器可 W通過從無線功率發(fā)送器接收充電功率來執(zhí)行與無線功率發(fā)送器的通信。無線功率接收器 可W在它的應(yīng)用處理器（AP)中存儲用于通信的找，并且可W從AP加載所述找并且在執(zhí)行 與無線功率發(fā)送器的通信的過程中與無線功率發(fā)送器通信。
[0013] 然而，若它的電池被放電，則無線功率接收器可能無法從AP中加載所述找，因此 用于無線充電的通信可能無法被執(zhí)行。
[0014] 技術(shù)方案
[0015] 已作出本發(fā)明來解決至少上述問題和/或缺點(diǎn)并提供至少下述優(yōu)點(diǎn)。因此，本發(fā) 明的一方面將提供即便在它的電池放電期間也能夠執(zhí)行與無線功率發(fā)送器的通信的無線 功率接收器，及其控制方法。
[0016] 本發(fā)明的另一方面將提供響應(yīng)于電池放電執(zhí)行通信的無線功率發(fā)送器，及其控制 方法。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供在無線功率接收器中用于執(zhí)行無線充電的控制方 法。該控制方法包括：從無線功率發(fā)送器接收充電功率；檢測所述無線功率接收器從獨(dú)立 (standAlone,SA)模式到非獨(dú)立（NonstandAlone,NSA)模式的轉(zhuǎn)變；在檢測到所述模式 轉(zhuǎn)變時，生成包括被用于與所述無線功率發(fā)送器重新連接的地址信息的消息；W及向所述 無線功率發(fā)送器發(fā)送所述消息。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供在無線功率發(fā)送器中用于執(zhí)行無線充電的控制方 法。該控制方法包括：向無線功率接收器發(fā)送充電功率；從所述無線功率接收器接收，包括 被用于與所述無線功率發(fā)送器重新連接的地址信息的消息；W及在從所述無線功率接收器 接收到所述消息時，使用所述地址信息與所述無線功率接收器重新連接。
[0019] 發(fā)明的有益效果
[0020] 本發(fā)明的各種實施例可W提供即便在它的電池放電期間也能夠執(zhí)行與無線功率 發(fā)送器的通信的無線功率接收器，及其控制方法。此外，本發(fā)明的各種實施例可W提供響應(yīng) 于電池放電執(zhí)行通信的無線功率發(fā)送器，及其控制方法。而且，即便在模式轉(zhuǎn)變過程中，無 線功率發(fā)送器和無線功率接收器也可W穩(wěn)定地維持通信，因此用于無線充電的通信可W被 穩(wěn)定地執(zhí)行。
【附圖說明】
[0021] 根據(jù)結(jié)合附圖的W下詳細(xì)描述，本公開的某些實施例的W上和其他方面、特征和 優(yōu)點(diǎn)將更加明顯，在附圖中：
[0022] 圖1示出無線充電系統(tǒng)的總體操作的構(gòu)思；
[0023] 圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的無線功率發(fā)送器和無線功率接收器的框圖；
[0024] 圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的無線功率發(fā)送器和無線功率接收器的詳細(xì)框 圖；
[00巧]圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的無線功率發(fā)送器和無線功率接收器的操作的 流程圖；
[0026] 圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的無線功率發(fā)送器和無線功率接收器的操 作的流程圖；
[0027] 圖6是由無線功率發(fā)送器施加的功率的時間軸圖；
[002引圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的無線功率發(fā)送器的控制方法的流程圖；
[002引圖S是圖7的實施例中由無線功率發(fā)送器施加的功率的時間軸圖；
[0030] 圖9是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的無線功率發(fā)送器的控制方法的流程圖；
[0031] 圖10是圖9的實施例中由無線功率發(fā)送器施加的功率的時間軸圖；
[0032] 圖11是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的無線功率發(fā)送器和無線功率接收器的框圖；
[0033] 圖12A是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的無線功率接收器的控制方法的流程圖；
[0034] 圖12B是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的無線功率發(fā)送器的控制方法的流程圖；
[0035] 圖13是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的無線功率發(fā)送器和無線功率接收器的操作的 流程圖；
[0036] 圖14是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的無線功率接收器的通信單元和外圍組件的框 圖；
[0037] 圖15A是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的無線功率接收器的控制方法的流程圖；
[003引圖15B是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的無線功率接收器的控制方法的流程圖；
[0039] 圖15C是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的無線功率發(fā)送器的控制方法的流程圖；W及
[0040] 圖16是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的無線功率接收器的框圖。
[0041] 貫穿運(yùn)些附圖，相同的參考標(biāo)記將被理解為指代相同部件、組件和結(jié)構(gòu)。
【具體實施方式】
[0042] 提供W下參照附圖的描述W幫助全面理解由權(quán)利要求及其等效內(nèi)容所定義的本 發(fā)明的實施例。包括各種具體細(xì)節(jié)是為了幫助理解，但運(yùn)些具體細(xì)節(jié)將被看作僅僅是示例。 因此，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識到：在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的前提下，可W對在此 描述的實施例作各種變化和修改。另外，為了清楚和簡潔，可能省略對公知功能和結(jié)構(gòu)的描 述。
[0043] 在W下描述和權(quán)利要求中使用的術(shù)語和字詞不受限于它們的字面含義，而僅是用 來使得能夠?qū)τ诒景l(fā)明有清楚且一致的理解。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)清楚的是提供本 發(fā)明的實施例的W下描述僅僅是出于說明的目的，而不是用來限制由所附權(quán)利要求及其等 效內(nèi)容定義的本公開的目的。
[0044] 要理解，單數(shù)形式"一"、"一個"和"所述"包括復(fù)數(shù)所指物，除非上下文明確地另 有規(guī)定。從而，例如，對"一組件表面"的提及包括對一個或多個運(yùn)樣的表面的提及。
[0045] 術(shù)語"基本上"，它意味著所陳述的特性、參數(shù)或值不需要精確地實現(xiàn)，而是可能發(fā) 生數(shù)量上的偏差或變化（包括例如本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的公差、測量誤差、測量精度限制 和其他因素），但不妨礙該特性意圖提供的效果。
[0046]圖1示出無線充電系統(tǒng)的總體操作的構(gòu)思。如圖1中所示，無線充電系統(tǒng)包括無 線功率發(fā)送器100和至少一個無線功率接收器110-1、110-2和110-n。
[0047] 無線功率發(fā)送器100分別地將功率1-1、1-2和1-n發(fā)送到無線功率接收器110-1、 110-2和110-n。更具體地，無線功率發(fā)送器100僅僅將功率1-1、1-2和1-n無線地發(fā)送到， 通過執(zhí)行預(yù)定認(rèn)證過程所認(rèn)證的無線功率接收器。
[0048] 無線功率發(fā)送器100形成到無線功率接收器110-U110-2和110-n的電連接。例 如，無線功率發(fā)送器100可W用電磁波的形式將無線功率發(fā)送到無線功率接收器110-1、 110-2 和 1lO-n。
[0049]無線功率發(fā)送器100可W執(zhí)行與無線功率接收器110-1、110-2和110-n的雙向通 信。無線功率發(fā)送器100和無線功率接收器110-1、110-2和110-n處理或發(fā)送/接收在預(yù) 定帖中配置的分組2-U2-2和2-n。所述帖將在W下詳細(xì)地被描述。無線功率接收器可W 被實現(xiàn)為，例如移動通信終端、個人數(shù)字助理（PDA)、個人多媒體播放器（PMP)、智能電話等 等。
[0050] 無線功率發(fā)送器100無線地向多個無線功率接收器110-1、110-2和110-n供電。 例如，無線功率發(fā)送器100可W使用諧振方案、無線地向多個無線功率接收器110-U110-2 和110-n供電。若無線功率發(fā)送器100采用諧振方案，則無線功率發(fā)送器100和多個無線 功率接收器110-1、110-2和110-n之間的距離應(yīng)當(dāng)小