本發(fā)明涉及感應(yīng)功率傳輸（inductive power transfer）并且尤其但不完全涉及根據(jù)Qi無(wú)線功率傳輸標(biāo)準(zhǔn)的感應(yīng)功率傳輸系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

使用中的便攜式和移動(dòng)設(shè)備的數(shù)量和品種在過(guò)去的十年已激增。例如，移動(dòng)電話、平板計(jì)算機(jī)、媒體播放器等等的使用已變得無(wú)處不在。這樣的設(shè)備一般利用內(nèi)部電池來(lái)供電，并且典型的使用場(chǎng)景時(shí)常要求電池的再充電或者來(lái)自外部電源的針對(duì)該設(shè)備的直接連線供電。

大多數(shù)的目前系統(tǒng)要求布線和/或顯式電接觸，以便從外部電源進(jìn)行供電。然而，這往往是不切實(shí)際的并且要求用戶物理地插入連接器或以其他方式建立物理電接觸。這對(duì)用戶而言由于引入導(dǎo)線長(zhǎng)度也往往是不方便的。典型地，功率要求也顯著不同，并且當(dāng)前大多數(shù)的設(shè)備提供有其自己的專用電源，從而導(dǎo)致典型的用戶具有大量不同的電源，其中每一個(gè)電源專用于特定的設(shè)備。雖然內(nèi)部電池的使用可以避免在使用期間對(duì)于有線連接至電源的需要，但是這僅僅提供部分的解決方案，因?yàn)檫@些電池將需要再充電（或昂貴的更換）。電池的使用也可能顯著地增加重量以及潛在地增加這些設(shè)備的成本和尺寸。

為了提供顯著改進(jìn)的用戶體驗(yàn)，已提議使用無(wú)線電源，其中從功率發(fā)射機(jī)設(shè)備中的發(fā)射機(jī)線圈感應(yīng)地傳輸功率至個(gè)別設(shè)備的接收機(jī)線圈。

經(jīng)由磁感應(yīng)的功率傳輸是主要應(yīng)用于在初級(jí)發(fā)射機(jī)線圈與次級(jí)接收機(jī)線圈之間具有緊耦合的變壓器中的眾所周知的概念。通過(guò)在兩個(gè)設(shè)備之間分離初級(jí)發(fā)射機(jī)線圈和次級(jí)接收機(jī)線圈，基于松耦合的變壓器的原理，在這些設(shè)備之間的無(wú)線功率傳輸成為可能。

這樣的安排允許無(wú)線功率傳輸至設(shè)備而不要求制作任何的導(dǎo)線或物理電連接。實(shí)際上，這可以簡(jiǎn)單地允許設(shè)備鄰近發(fā)射機(jī)線圈或在其頂部進(jìn)行放置，以便外部進(jìn)行再充電或供電。例如，功率發(fā)射機(jī)設(shè)備可以被安排具有水平表面，其中設(shè)備能夠簡(jiǎn)單地被放置在該水平表面上以便被供電。

此外，這樣的無(wú)線功率傳送安排可以有利地進(jìn)行設(shè)計(jì)，以致功率發(fā)射機(jī)設(shè)備能夠與一系列的功率接收機(jī)設(shè)備一起使用。尤其，被稱為Qi標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線功率傳輸標(biāo)準(zhǔn)已被定義并且當(dāng)前正在進(jìn)一步被開(kāi)發(fā)。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)允許滿足Qi標(biāo)準(zhǔn)的功率發(fā)射機(jī)設(shè)備與也滿足Qi標(biāo)準(zhǔn)的功率接收機(jī)設(shè)備一起使用而這些設(shè)備不必源于相同的制造商或者不必專用于彼此。Qi標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步包括用于允許操作（例如，取決于特定的功率消耗）針對(duì)特定的功率接收機(jī)設(shè)備進(jìn)行適配的一些功能。

Qi標(biāo)準(zhǔn)由Wireless Power Consortium（無(wú)線功率聯(lián)盟）開(kāi)發(fā)，并且更多的信息能夠例如在其網(wǎng)站：http://www.wirelesspowerconsortium.com/index.html上找到，其中尤其能夠找到所定義的標(biāo)準(zhǔn)文件。

Qi無(wú)線功率標(biāo)準(zhǔn)描述：功率發(fā)射機(jī)必須能夠提供所保證的功率給功率接收機(jī)。所需要的特定功率電平取決于功率接收機(jī)的設(shè)計(jì)。為了指定所保證的功率，定義一組測(cè)試功率接收機(jī)和負(fù)載條件，其描述針對(duì)每一個(gè)條件所保證的功率電平。

Qi標(biāo)準(zhǔn)定義兼容設(shè)備必須滿足的各種各樣的技術(shù)要求、參數(shù)和操作程序。

通信

Qi標(biāo)準(zhǔn)支持從功率接收機(jī)到功率發(fā)射機(jī)的通信，從而使得功率接收機(jī)能夠提供可以允許功率發(fā)射機(jī)適應(yīng)于特定功率接收機(jī)的信息。在當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)中，已定義從功率接收機(jī)到功率發(fā)射機(jī)的單向通信鏈路，并且該方案基于功率接收機(jī)是控制元件的基本原理。為了準(zhǔn)備和控制功率發(fā)射機(jī)與功率接收機(jī)之間的功率傳輸，功率接收機(jī)具體地傳送信息至功率發(fā)射機(jī)。

單向通信通過(guò)功率接收機(jī)執(zhí)行負(fù)載調(diào)制來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中由功率接收機(jī)應(yīng)用于次級(jí)接收機(jī)線圈的負(fù)載被改變來(lái)提供功率信號(hào)的調(diào)制。由此產(chǎn)生的電氣特性的變化（例如，電流消耗的變化）能夠被功率發(fā)射機(jī)檢測(cè)和解碼（解調(diào)）。

因而，在物理層上，從功率接收機(jī)到功率發(fā)射機(jī)的通信信道使用功率信號(hào)作為數(shù)據(jù)載體。功率接收機(jī)調(diào)制利用發(fā)射機(jī)線圈電流或電壓的振幅和/或相位的變化來(lái)檢測(cè)的負(fù)載。數(shù)據(jù)以字節(jié)和分組為單位進(jìn)行格式化。

更多的信息能夠在Qi無(wú)線功率規(guī)范（版本1.0）的第1部分的第6章中找到。

雖然Qi使用單向通信鏈路，但是已提議引入從功率發(fā)射機(jī)到功率接收機(jī)的通信。

系統(tǒng)控制

為了控制無(wú)線功率傳輸系統(tǒng)，Qi標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定該系統(tǒng)在不同的操作時(shí)間上可以位于的許多階段或模式。更多的細(xì)節(jié)能夠在Qi無(wú)線功率規(guī)范（版本1.0）的第1部分的第5章中找到。

該系統(tǒng)可以位于以下階段中：

選擇階段

這個(gè)階段是在該系統(tǒng)沒(méi)有被使用時(shí)、即在功率發(fā)射機(jī)與功率接收機(jī)之間沒(méi)有耦合（即，沒(méi)有功率接收機(jī)被定位于靠近功率發(fā)射機(jī)）時(shí)的典型階段。

在選擇階段中，功率發(fā)射機(jī)可以位于關(guān)斷模式中但是將監(jiān)視其接口表面（interface surface），以便檢測(cè)對(duì)象的可能存在。類似地，接收機(jī)將等待功率信號(hào)的存在。

平（ping）階段：

如果發(fā)射機(jī)例如由于影響在其接口表面上的磁場(chǎng)的對(duì)象的存在而檢測(cè)到對(duì)象的可能存在，該系統(tǒng)轉(zhuǎn)至其中功率發(fā)射機(jī)（至少間歇地）提供功率信號(hào)的平（ping）階段。這個(gè)功率信號(hào)被功率接收機(jī)檢測(cè)到，而功率接收機(jī)著手發(fā)送初始分組至功率發(fā)射機(jī)。具體地，如果功率接收機(jī)出現(xiàn)在功率發(fā)射機(jī)的接口上，該功率接收機(jī)傳送初始信號(hào)強(qiáng)度分組至功率發(fā)射機(jī)。信號(hào)強(qiáng)度分組提供功率發(fā)射機(jī)線圈與功率接收機(jī)線圈之間的耦合程度的指示。由功率發(fā)射機(jī)檢測(cè)信號(hào)強(qiáng)度分組。

識(shí)別和配置階段：

功率發(fā)射機(jī)和功率接收機(jī)隨后轉(zhuǎn)至識(shí)別和配置階段，其中功率接收機(jī)至少傳送識(shí)別符和所要求的功率。通過(guò)負(fù)載調(diào)制在多個(gè)數(shù)據(jù)分組中傳送該信息。功率發(fā)射機(jī)在識(shí)別和配置階段期間維持恒定的功率信號(hào)，以便允許負(fù)載調(diào)制被檢測(cè)到。具體地，功率發(fā)射機(jī)為此目的提供具有恒定振幅、頻率和相位的功率信號(hào)（除了由于負(fù)載調(diào)制而引起的變化之外）。

在實(shí)際的功率傳輸?shù)臏?zhǔn)備中，功率接收機(jī)能夠?qū)⒔邮盏男盘?hào)應(yīng)用來(lái)給其電子器件加電，但是它保持其輸出負(fù)載被斷開(kāi)。功率接收機(jī)傳送分組至功率發(fā)射機(jī)。這些分組包括強(qiáng)制性的消息諸如識(shí)別和配置分組，或者可以包括一些定義的可選信息諸如擴(kuò)展的識(shí)別分組或功率釋抑（hold-off）分組。

功率發(fā)射機(jī)著手根據(jù)從功率接收機(jī)接收的信息來(lái)配置功率信號(hào)。

功率傳輸階段：

該系統(tǒng)隨后轉(zhuǎn)至其中功率發(fā)射機(jī)提供所要求的功率信號(hào)并且功率接收機(jī)連接輸出負(fù)載以便給它供應(yīng)所接收的功率的功率傳輸階段。

在這個(gè)階段期間，功率接收機(jī)監(jiān)視輸出負(fù)載條件，并且具體地，它測(cè)量在某個(gè)操作點(diǎn)的實(shí)際值與期望值之間的控制誤差。它利用例如每250毫秒的最低速率在控制誤差消息中將這些控制誤差傳送至功率發(fā)射機(jī)。這給功率發(fā)射機(jī)提供功率接收機(jī)的繼續(xù)存在的指示。另外，控制誤差消息用于實(shí)施閉環(huán)功率控制，其中功率發(fā)射機(jī)適配功率信號(hào)來(lái)最小化所報(bào)告的誤差。具體地，如果操作點(diǎn)的實(shí)際值等于期望值，那么功率接收機(jī)傳送具有零值的控制誤差，從而導(dǎo)致功率信號(hào)沒(méi)有變化。如果功率接收機(jī)傳送不同于零的控制誤差，那么功率發(fā)射機(jī)將相應(yīng)地調(diào)整功率信號(hào)。

在圖1中舉例說(shuō)明在不同階段之間的交互。

Qi最初為低功率設(shè)備定義無(wú)線功率傳輸，其中低功率設(shè)備被認(rèn)為是具有小于5W的功率消耗的設(shè)備。落入這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的范疇之內(nèi)的系統(tǒng)使用兩個(gè)平面線圈之間的感應(yīng)耦合來(lái)從功率發(fā)射機(jī)傳送功率至功率接收機(jī)。兩個(gè)線圈之間的距離典型地是5毫米。有可能將那個(gè)范圍擴(kuò)展到至少40毫米。

然而，正在進(jìn)行增加可用功率的工作，并且尤其，該標(biāo)準(zhǔn)正被擴(kuò)展至中等功率設(shè)備，而中等功率設(shè)備是具有超出5W的功率消耗的設(shè)備。

具體地，Wireless Power Consortium最近已建立工作組來(lái)開(kāi)發(fā)針對(duì)無(wú)繩廚房電器的規(guī)范。新的規(guī)范將定義廚房電器與感應(yīng)電源之間的接口。功率要求可以從100W范圍（例如，簡(jiǎn)單的榨汁機(jī)）改變到1.5-2.4kW（典型地，用于加熱電器諸如水壺）。

為了覆蓋越來(lái)越多品種的設(shè)備和應(yīng)用而進(jìn)行的Qi標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)發(fā)也導(dǎo)致利用現(xiàn)有Qi方案未必最佳支持的許多新的使用場(chǎng)景。

例如，在當(dāng)前Qi標(biāo)準(zhǔn)中，當(dāng)無(wú)線供電設(shè)備被放置在功率發(fā)射機(jī)的頂部時(shí)，由功率發(fā)射機(jī)（在經(jīng)由識(shí)別和配置階段的快速轉(zhuǎn)換之后）（幾乎）瞬時(shí)給功率接收機(jī)供電。這對(duì)于例如其中待充電的電池通常要求立即充電的充電功能而言是合適的。然而，在許多潛在的新應(yīng)用中，例如，諸如對(duì)于廚房電器而言，不同的情形可能發(fā)生。

例如，在諸如廚房電器之類的設(shè)備被放置在功率發(fā)射機(jī)的頂部時(shí)，它不一定需要瞬時(shí)被供電。該電器未必打算立即使用，并且可能所期望的是：它在被使用之前對(duì)于長(zhǎng)的時(shí)間周期保持在關(guān)斷狀態(tài)中。例如，被安排用于無(wú)線功率傳輸?shù)臄嚢杵骺梢员环胖迷趶N房臺(tái)面的功率發(fā)射機(jī)區(qū)域上。然而，這可能僅僅是為了方便，而攪拌器未必要求在稍后某一時(shí)間之前操作。

所期望的是：在電器位于關(guān)斷狀態(tài)中時(shí)，沒(méi)有無(wú)線功率信號(hào)由功率發(fā)射機(jī)提供。潛在強(qiáng)的無(wú)線功率信號(hào)的存在能夠潛在地導(dǎo)致功率的浪費(fèi)以及附近的非計(jì)劃對(duì)象的潛在加熱（在其他近端對(duì)象（諸如金屬鍵）的傳導(dǎo)部分中或者實(shí)際上在例如電器自身的金屬部分中可以感應(yīng)渦流）。這能夠例如導(dǎo)致這些對(duì)象和元件的顯著加熱。

同時(shí)，所期望的是：在由于電器被接通而要求功率時(shí)，非?？焖俚靥峁┕β什⑶覂?yōu)選地被用戶感知為基本上瞬時(shí)提供功率。當(dāng)前的Qi方案并不支持這樣的功能。

并且，所支持的應(yīng)用和設(shè)備的增加品種往往使得用于功率發(fā)射機(jī)檢測(cè)和適應(yīng)于特定的當(dāng)前場(chǎng)景的功能和方案更困難且更關(guān)鍵。相應(yīng)地，當(dāng)前的操作環(huán)境和場(chǎng)景的改進(jìn)檢測(cè)將是有益的。

改進(jìn)的功率傳輸系統(tǒng)相應(yīng)地將有利的。尤其，允許改進(jìn)的操作、改進(jìn)的功率傳輸、增加的靈活性、便利的實(shí)施、便利的操作、便利的當(dāng)前條件的檢測(cè)和/或針對(duì)當(dāng)前條件的適配、對(duì)于增加品種的使用場(chǎng)景的改進(jìn)支持和/或改進(jìn)性能的方案將是有利的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

相應(yīng)地，本發(fā)明尋求單個(gè)地或以任何組合來(lái)優(yōu)選地緩解、減輕或消除上述缺陷之中的一個(gè)或多個(gè)缺陷。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種包括功率發(fā)射機(jī)的無(wú)線功率傳輸系統(tǒng)，其中功率發(fā)射機(jī)被安排成經(jīng)由功率發(fā)射機(jī)所生成的無(wú)線感應(yīng)功率傳輸信號(hào)提供功率傳輸至功率接收機(jī)，其中：功率接收機(jī)包括用于通過(guò)改變功率發(fā)射機(jī)的通信感應(yīng)器（inductor）的負(fù)載來(lái)發(fā)送待機(jī)模式退出請(qǐng)求至功率發(fā)射機(jī)的第一模式控制器；以及功率發(fā)射機(jī)包括：用于與功率接收機(jī)進(jìn)行通信的通信感應(yīng)器；用于控制功率發(fā)射機(jī)以便操作在待機(jī)模式中的第二模式控制器，其中在待機(jī)模式中功率接收機(jī)的存在被檢測(cè)但是沒(méi)有功率傳輸信號(hào)被生成；用于檢測(cè)通信感應(yīng)器的阻抗變化的檢測(cè)器；以及第二模式控制器被安排成啟動(dòng)從待機(jī)模式到功率傳輸模式的轉(zhuǎn)換以響應(yīng)檢測(cè)器檢測(cè)到阻抗變化。

本發(fā)明可以提供改進(jìn)的無(wú)線功率傳輸系統(tǒng)的性能和/或操作。在許多實(shí)施例中，該方案可以提供對(duì)于增強(qiáng)范圍的場(chǎng)景、功能和/或應(yīng)用的改進(jìn)支持。

例如，該方案可以提供對(duì)于諸如廚房電器之類的應(yīng)用的支持，其中功率接收機(jī)可以被感應(yīng)耦合到功率發(fā)射機(jī)而不要求（立即）功率傳輸。尤其，它通過(guò)引入待機(jī)階段來(lái)提供支持，其中待機(jī)階段不同于其中沒(méi)有功率接收機(jī)存在的常規(guī)階段。因而，待機(jī)階段能夠支持被定位在功率發(fā)射機(jī)上或鄰近功率發(fā)射機(jī)但是未被供電的設(shè)備。此外，該方案考慮到功率接收機(jī)控制何時(shí)提供功率的低復(fù)雜度且典型可靠的方案。為了支持這樣的待機(jī)階段而針對(duì)功率發(fā)射機(jī)和功率接收機(jī)而言的復(fù)雜度增加在許多實(shí)施例中能夠被維持為非常低。當(dāng)功率接收機(jī)要求功率時(shí)，該方案可以進(jìn)一步允許非?？斓捻憫?yīng)。

該方案在許多實(shí)施例中可以允許諸如廚房電器之類的無(wú)線供電設(shè)備被定位在功率發(fā)射機(jī)上而這并不導(dǎo)致功率損失或由于功率傳輸信號(hào)的存在而引起的金屬部分中潛在的非期望的感應(yīng)。

進(jìn)一步，該方案可以允許在給設(shè)備加電時(shí)非常快的響應(yīng)，并且實(shí)際上利用功率接收機(jī)來(lái)控制加電。實(shí)際上，至功率傳輸階段的轉(zhuǎn)換的操作和啟動(dòng)并非（僅僅）基于是否功率接收機(jī)存在的檢測(cè)，而是該啟動(dòng)具體地響應(yīng)于從功率接收機(jī)接收的顯式請(qǐng)求。因而，功率接收機(jī)能夠主動(dòng)控制何時(shí)進(jìn)入功率傳輸階段。

該系統(tǒng)可以操作在待機(jī)模式中，其中功率接收機(jī)被定位，以致功率傳輸是可行的，但是沒(méi)有功率傳輸被執(zhí)行。在待機(jī)模式中，功率發(fā)射機(jī)已檢測(cè)到功率接收機(jī)的存在，但是沒(méi)有功率傳輸在發(fā)生，即，功率發(fā)射機(jī)沒(méi)有在功率傳輸階段（其中例如執(zhí)行功率控制）。在待機(jī)模式中，功率發(fā)射機(jī)可以監(jiān)視來(lái)自功率接收機(jī)的待機(jī)模式退出請(qǐng)求的傳輸。功率發(fā)射機(jī)當(dāng)在待機(jī)模式中時(shí)可以在許多實(shí)施例中只監(jiān)視待機(jī)模式退出請(qǐng)求。

在功率傳輸模式中，與待機(jī)階段形成對(duì)比，功率發(fā)射機(jī)可以生成功率傳輸信號(hào)。當(dāng)在功率傳輸模式中時(shí)，功率傳輸信號(hào)可以給功率接收機(jī)提供功率，即，功率接收機(jī)可以由功率發(fā)射機(jī)主動(dòng)供電。在功率傳輸模式中（但是不是例如在待機(jī)模式中）可以支持功率控制反饋環(huán)路。

功率接收機(jī)被安排成改變功率發(fā)射機(jī)的通信感應(yīng)器的負(fù)載。負(fù)載的變化引起通信感應(yīng)器的（有效）阻抗的阻抗變化。功率接收機(jī)可以具體地提供感應(yīng)耦合至通信感應(yīng)器的負(fù)載，并且這個(gè)負(fù)載的變化可以引起通信感應(yīng)器的阻抗變化。例如，功率接收機(jī)可以包括感應(yīng)耦合至功率發(fā)射機(jī)的通信感應(yīng)器的感應(yīng)器。功率發(fā)射機(jī)的通信感應(yīng)器的負(fù)載可以通過(guò)改變功率接收機(jī)的感應(yīng)器的特征或者通過(guò)改變耦合至此的電負(fù)載來(lái)實(shí)現(xiàn)。電負(fù)載例如可以是耦合至感應(yīng)器的電容，并且通過(guò)改變這個(gè)電容器，功率發(fā)射機(jī)的通信感應(yīng)器的負(fù)載將改變。負(fù)載的變化導(dǎo)致功率發(fā)射機(jī)的通信感應(yīng)器的阻抗變化。

功率接收機(jī)可以包括耦合至功率發(fā)射機(jī)的通信感應(yīng)器的接收機(jī)電路，并且可以被安排成通過(guò)改變接收電路的電氣特性來(lái)發(fā)送待機(jī)模式退出請(qǐng)求。

例如，功率接收機(jī)可以包含耦合至功率發(fā)射機(jī)的通信感應(yīng)器的接收機(jī)通信感應(yīng)器。功率接收機(jī)可以被安排成通過(guò)改變耦合至接收機(jī)通信感應(yīng)器的阻抗來(lái)改變功率發(fā)射機(jī)的通信感應(yīng)器的負(fù)載。例如，接收機(jī)通信感應(yīng)器可以是諧振電路（類似于包括發(fā)射機(jī)通信感應(yīng)器的諧振電路）的一部分，并且可以改變諧振電路的電容來(lái)改變接收通信感應(yīng)器的負(fù)載并因而改變發(fā)射機(jī)通信感應(yīng)器的負(fù)載。

可以間接或直接檢測(cè)功率發(fā)射機(jī)的通信感應(yīng)器的阻抗變化。具體地，阻抗變化可以例如通過(guò)檢測(cè)電壓、電流、相位和/或諧振頻率的變化來(lái)檢測(cè)。在許多實(shí)施例中，阻抗變化可以通過(guò)檢測(cè)功率發(fā)射機(jī)的通信感應(yīng)器的電壓和/或電流的變化來(lái)檢測(cè)。

在許多實(shí)施例中，功率發(fā)射機(jī)的通信感應(yīng)器可以是諧振電路的一部分。通信感應(yīng)器的阻抗變化可以通過(guò)檢測(cè)諧振電路的特性的變化來(lái)檢測(cè)。具體地，通信感應(yīng)器的阻抗變化可以引起諧振電路的諧振頻率改變，并且檢測(cè)器可以通過(guò)檢測(cè)諧振頻率變化來(lái)檢測(cè)阻抗變化。阻抗變化可以例如利用諧振電路和/或通信感應(yīng)器的電壓、電流電平和/或相位的變化來(lái)檢測(cè)。

功率接收機(jī)因而被安排成通過(guò)主動(dòng)改變功率接收機(jī)的電氣特性并且具體地改變感應(yīng)耦合至功率發(fā)射機(jī)的通信感應(yīng)器的接收電路的電氣特性來(lái)發(fā)送待機(jī)模式退出請(qǐng)求。功率接收機(jī)相應(yīng)地主動(dòng)控制何時(shí)啟動(dòng)功率傳輸，并且這并不僅僅作為功率接收機(jī)存在的必然結(jié)果而發(fā)生。此外，功率發(fā)射機(jī)進(jìn)入專用的待機(jī)模式，其中它能夠顯式地監(jiān)視待機(jī)模式退出請(qǐng)求，從而允許快速且可靠地啟動(dòng)功率傳輸，并且時(shí)常，以致功率設(shè)備的接通被感知為基本上瞬時(shí)的。

功率接收機(jī)可以包括用于在其中沒(méi)有功率傳輸信號(hào)被接收的待機(jī)模式中操作功率接收機(jī)的模式控制器以及用于檢測(cè)針對(duì)功率接收機(jī)的通電（power-on）條件的通電檢測(cè)器。功率接收機(jī)的轉(zhuǎn)換控制器可以被安排成通過(guò)改變功率發(fā)射機(jī)的通信感應(yīng)器的負(fù)載以響應(yīng)檢測(cè)器檢測(cè)到通電條件來(lái)發(fā)送待機(jī)模式退出請(qǐng)求至功率發(fā)射機(jī)。

從待機(jī)模式到功率傳輸模式的轉(zhuǎn)換不必是直接轉(zhuǎn)換而可以例如包括中間模式或階段，例如，諸如識(shí)別和配置階段。并且，轉(zhuǎn)換可以是有條件的轉(zhuǎn)換，且具體地，該系統(tǒng)可以被安排成在一些場(chǎng)景中潛在地終止至功率傳輸階段的轉(zhuǎn)換。例如，在轉(zhuǎn)換期間可以執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)測(cè)試，而如果不滿足這些測(cè)試，則可以終止轉(zhuǎn)換。

在一些實(shí)施例中，通信感應(yīng)器可以是通信線圈并且具體地可以是低功率通信線圈。在一些實(shí)施例中，通信感應(yīng)器可以是用于生成功率傳輸信號(hào)的功率傳輸感應(yīng)器。

發(fā)射機(jī)通信感應(yīng)器209可以是專用的通信感應(yīng)器或者可以是也用于其他目的、具體地諸如用于生成功率傳輸信號(hào)的感應(yīng)器。發(fā)射機(jī)通信感應(yīng)器也可以具體地是發(fā)射機(jī)功率傳輸感應(yīng)器。

根據(jù)本發(fā)明的可選特征，功率接收機(jī)被安排成發(fā)送待機(jī)模式退出請(qǐng)求，以響應(yīng)接收到通電用戶輸入。

本發(fā)明可以在許多場(chǎng)景中提供改進(jìn)的用戶體驗(yàn)并且可以例如允許用戶控制無(wú)線供電設(shè)備的操作，同時(shí)允許設(shè)備被定位在功率發(fā)射機(jī)上。

通電用戶輸入可以具體地是接通開(kāi)關(guān)的激活。功率接收機(jī)可以被安排成通過(guò)改變通信感應(yīng)器的負(fù)載以響應(yīng)接收到用戶激活、諸如具體地從接通開(kāi)關(guān)的激活接收到輸入來(lái)發(fā)送待機(jī)模式退出請(qǐng)求。

根據(jù)本發(fā)明的可選特征，通信感應(yīng)器與生成功率傳輸信號(hào)的發(fā)射機(jī)功率線圈相分離。

功率感應(yīng)器可以具體地是用于通信的低功率線圈。例如，在功率傳輸階段期間，功率發(fā)射機(jī)可以生成可以利用功率發(fā)射機(jī)來(lái)調(diào)制（例如調(diào)制振幅、頻率和/或相位）或者可以利用功率接收機(jī)來(lái)負(fù)載調(diào)制的通信載波。

單獨(dú)的通信感應(yīng)器的使用允許針對(duì)功率傳輸?shù)囊蠛蛯傩耘c針對(duì)通信的要求和屬性的有效分離。進(jìn)一步，通信感應(yīng)器也針對(duì)待機(jī)模式退出請(qǐng)求的檢測(cè)和傳輸?shù)氖褂锰峁└行铱煽康南到y(tǒng)。例如，所要求的負(fù)載變化與使用功率感應(yīng)器時(shí)所要求的相比能夠典型地被顯著減少。

根據(jù)本發(fā)明的可選特征，功率接收機(jī)被安排成生成待機(jī)模式退出請(qǐng)求來(lái)包括控制數(shù)據(jù)，并且功率發(fā)射機(jī)包括用于檢索控制數(shù)據(jù)的接收機(jī)，以及第二模式控制器被安排成基于控制數(shù)據(jù)來(lái)適配從待機(jī)模式到功率傳輸模式的轉(zhuǎn)換。

這在許多場(chǎng)景中可以例如提供改進(jìn)的功能和/或增強(qiáng)的用戶體驗(yàn)?？刂茢?shù)據(jù)可以例如包括功率傳輸信號(hào)的初始功率電平的指示。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種用于無(wú)線功率傳輸系統(tǒng)的功率發(fā)射機(jī)，其中無(wú)線功率傳輸系統(tǒng)包括功率接收機(jī)，功率接收機(jī)被安排成經(jīng)由功率發(fā)射機(jī)所生成的無(wú)線感應(yīng)功率傳輸信號(hào)從功率發(fā)射機(jī)接收功率并且通過(guò)改變通信感應(yīng)器的負(fù)載來(lái)發(fā)送待機(jī)模式退出請(qǐng)求；功率發(fā)射機(jī)包括：用于與功率接收機(jī)通信的通信感應(yīng)器；用于控制功率發(fā)射機(jī)以便操作在待機(jī)模式中的模式控制器，其中在待機(jī)模式中功率接收機(jī)的存在被檢測(cè)但是沒(méi)有功率傳輸信號(hào)被生成；用于檢測(cè)通信感應(yīng)器的阻抗變化的檢測(cè)器；以及其中模式控制器被安排成啟動(dòng)從待機(jī)模式到功率傳輸模式的轉(zhuǎn)換，以響應(yīng)檢測(cè)器檢測(cè)到阻抗變化。

根據(jù)本發(fā)明的可選特征，通信感應(yīng)器是具有諧振頻率的諧振電路的一部分；以及檢測(cè)器被安排成基于諧振頻率的估計(jì)來(lái)檢測(cè)阻抗變化，檢測(cè)器進(jìn)一步被安排成在待機(jī)階段中確定諧振頻率的估計(jì)。

阻抗變化可以被檢測(cè)，以響應(yīng)諧振電路的諧振頻率的變化。諧振電路在其中沒(méi)有功率接收機(jī)存在的關(guān)斷（或選擇）階段期間可以具有第一諧振頻率、在此時(shí)功率接收機(jī)存在但是沒(méi)有待機(jī)模式退出請(qǐng)求被傳送的待機(jī)階段期間可以具有第二諧振頻率并且在此時(shí)待機(jī)模式退出請(qǐng)求被發(fā)送的待機(jī)階段期間可以具有第三諧振頻率。這些諧振頻率對(duì)于通信感應(yīng)器的負(fù)載的變化將通過(guò)諧振頻率的變化的檢測(cè)來(lái)檢測(cè)而言典型地將是足夠不同的。

檢測(cè)器可以具體地被安排成估計(jì)第二諧振頻率，即待機(jī)階段中的諧振頻率。這個(gè)頻率可以取決于許多參數(shù)，其包括具有功率接收機(jī)的設(shè)備的屬性、設(shè)備的確切位置等等。檢測(cè)器可以被安排成在待機(jī)階段中動(dòng)態(tài)地估計(jì)諧振頻率并且相應(yīng)地適配操作。

諧振電路可以具體地由許多電容器和許多感應(yīng)器來(lái)形成，其中通信感應(yīng)器是其中一個(gè)感應(yīng)器。在一些場(chǎng)景中，諧振電路可以例如也包括一個(gè)或多個(gè)電阻元件。在一些實(shí)施例中，諧振電路可以由通信感應(yīng)器和電容器來(lái)形成。在一些實(shí)施例中，諧振電路可以是并聯(lián)諧振電路。在其他實(shí)施例中，諧振電路可以是串聯(lián)諧振電路。

根據(jù)本發(fā)明的可選特征，通信感應(yīng)器是諧振電路的一部分，并且檢測(cè)器被安排成將激勵(lì)信號(hào)應(yīng)用于諧振電路以及從通信感應(yīng)器電壓和通信感應(yīng)器電流之中的至少一個(gè)的測(cè)量中檢測(cè)阻抗變化。

這在許多實(shí)施例中可以提供特別有利的操作。特別地，它可以典型地允許更準(zhǔn)確的檢測(cè)。該方案可以在許多實(shí)施例中允許功率接收機(jī)發(fā)送待機(jī)模式退出請(qǐng)求而不要求由功率發(fā)射機(jī)提供任何功率。實(shí)際上，在許多實(shí)施例中，能夠?qū)崿F(xiàn)負(fù)載的純手動(dòng)改變。

通信感應(yīng)器電壓和通信感應(yīng)器電流的測(cè)量可以是振幅測(cè)量。通信感應(yīng)器電壓和通信感應(yīng)器電流的測(cè)量可以是單個(gè)時(shí)刻上的測(cè)量或者例如可以是時(shí)間間隔中的平均值、平均RMS值等等。

激勵(lì)信號(hào)可以包括一個(gè)或多個(gè)激勵(lì)。每一個(gè)激勵(lì)可以例如是電壓或電流脈沖、沖激、轉(zhuǎn)換或例如階躍變化。激勵(lì)將引起振蕩出現(xiàn)在諧振電路中。

根據(jù)本發(fā)明的可選特征，激勵(lì)信號(hào)包括具有時(shí)間偏移的重復(fù)激勵(lì)，其中時(shí)間偏移導(dǎo)致針對(duì)兩個(gè)連續(xù)激勵(lì)的諧振電路的振蕩之間的干擾。

這可以允許實(shí)質(zhì)上更準(zhǔn)確和/或便利的阻抗變化的檢測(cè)。

每一個(gè)激勵(lì)將在諧振電路中引起振蕩。激勵(lì)信號(hào)被生成為具有（在時(shí)間上）間隔開(kāi)的激勵(lì)，以致干擾將發(fā)生在連續(xù)激勵(lì)的振蕩之間。（至少）兩個(gè)連續(xù)激勵(lì)之間的持續(xù)時(shí)間小于振蕩期滿所花費(fèi)的時(shí)間。在許多實(shí)施例中，激勵(lì)將出現(xiàn)在不晚于由于先前激勵(lì)所感應(yīng)的振蕩的振幅不小于所感應(yīng)振蕩的最大振幅的10%、20%或甚至50%時(shí)的時(shí)間。振幅可以具體地是通信線圈電壓和電流之中的至少一個(gè)的振幅。

在許多實(shí)施例中，這些激勵(lì)被定時(shí)，以致從（至少一些）連續(xù)激勵(lì)中產(chǎn)生的振蕩在重疊。

在許多實(shí)施例中，激勵(lì)信號(hào)可以被生成為在激勵(lì)之間具有不超過(guò)Q·T_res的時(shí)間偏移，其中Q是諧振電路的品質(zhì)因數(shù)，而T_res是諧振電路的諧振的時(shí)間周期。

根據(jù)本發(fā)明的可選特征，檢測(cè)器被安排成基于通信感應(yīng)器電壓和通信感應(yīng)器電流之中的至少一個(gè)的振幅來(lái)適配重復(fù)激勵(lì)的重復(fù)間隔。

這些激勵(lì)的定時(shí)可以基于振幅來(lái)修改。該方案可以允許激勵(lì)之間的定時(shí)被控制，以致不同激勵(lì)的振蕩之間的干擾交互來(lái)作為負(fù)載變化的函數(shù)提供增加的差異。

可以利用相對(duì)于激勵(lì)的定時(shí)的時(shí)間偏移來(lái)確定振幅。

該方案可以允許待機(jī)模式退出請(qǐng)求的顯著更準(zhǔn)確的檢測(cè)。

根據(jù)本發(fā)明的可選特征，檢測(cè)器被安排成適配重復(fù)間隔，以最大化通信感應(yīng)器電壓和通信感應(yīng)器電流之中的至少一個(gè)。

這可以允許待機(jī)模式退出請(qǐng)求的顯著更準(zhǔn)確的檢測(cè)。

可以具體地在沒(méi)有待機(jī)模式退出請(qǐng)求正被發(fā)送時(shí)執(zhí)行最大化。

根據(jù)本發(fā)明的可選特征，功率發(fā)射機(jī)被安排成利用相對(duì)于最近的先前激勵(lì)的時(shí)間的時(shí)間偏移來(lái)測(cè)量通信感應(yīng)器電壓和通信感應(yīng)器電流之中的至少一個(gè)。

這可以允許待機(jī)模式退出請(qǐng)求的改進(jìn)檢測(cè)。

尤其，如果負(fù)載變化檢測(cè)基于發(fā)生的激勵(lì)以致不同激勵(lì)的振蕩不干擾，該方案允許測(cè)量針對(duì)負(fù)載變化提供顯著增加的差異。

根據(jù)本發(fā)明的可選特征，時(shí)間偏移不小于諧振電路的諧振的10個(gè)時(shí)間周期且不大于60個(gè)時(shí)間周期。

這可以允許待機(jī)模式退出請(qǐng)求的改進(jìn)檢測(cè)。

根據(jù)本發(fā)明的可選特征，通信感應(yīng)器是諧振電路的一部分，并且檢測(cè)器被安排成將激勵(lì)信號(hào)應(yīng)用于諧振電路以及調(diào)整激勵(lì)信號(hào)的激勵(lì)的重復(fù)頻率，以響應(yīng)當(dāng)在待機(jī)模式中時(shí)針對(duì)諧振電路的諧振頻率的諧振頻率估計(jì)。

這可以允許改進(jìn)的性能，并且具體地可以在許多實(shí)施例中導(dǎo)致待機(jī)模式退出請(qǐng)求的改進(jìn)檢測(cè)。諧振頻率估計(jì)可以例如基于應(yīng)用于諧振電路的信號(hào)的頻率掃描來(lái)生成。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種用于無(wú)線功率傳輸系統(tǒng)的功率接收機(jī)，其中無(wú)線功率傳輸系統(tǒng)包括功率發(fā)射機(jī)，功率發(fā)射機(jī)被安排成經(jīng)由功率發(fā)射機(jī)所生成的無(wú)線感應(yīng)功率傳輸信號(hào)提供功率傳輸至功率接收機(jī)，功率接收機(jī)包括：模式控制器，用于在其中沒(méi)有功率傳輸信號(hào)被接收的待機(jī)模式中操作功率接收機(jī)；通電檢測(cè)器，用于針對(duì)功率接收機(jī)檢測(cè)通電條件；以及轉(zhuǎn)換控制器，其被安排成通過(guò)改變功率發(fā)射機(jī)的通信感應(yīng)器的負(fù)載來(lái)發(fā)送待機(jī)模式退出請(qǐng)求至功率發(fā)射機(jī)，以響應(yīng)通電檢測(cè)器檢測(cè)到通電條件。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種用于無(wú)線功率傳輸系統(tǒng)的操作的方法，其中無(wú)線功率傳輸系統(tǒng)包括功率發(fā)射機(jī)，功率發(fā)射機(jī)被安排成經(jīng)由功率發(fā)射機(jī)所生成的無(wú)線感應(yīng)功率傳輸信號(hào)提供功率傳輸至功率接收機(jī)，該方法包括：功率發(fā)射機(jī)操作在其中功率接收機(jī)的存在被檢測(cè)但是沒(méi)有功率傳輸信號(hào)被生成的待機(jī)模式中；功率接收機(jī)通過(guò)改變功率發(fā)射機(jī)的通信感應(yīng)器的負(fù)載來(lái)發(fā)送待機(jī)模式退出請(qǐng)求至功率發(fā)射機(jī)；功率發(fā)射機(jī)檢測(cè)通信感應(yīng)器的阻抗變化；以及功率發(fā)射機(jī)201啟動(dòng)從待機(jī)模式到功率傳輸模式的轉(zhuǎn)換，以響應(yīng)阻抗變化的檢測(cè)。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種用于無(wú)線功率傳輸系統(tǒng)的功率發(fā)射機(jī)的操作的方法，其中無(wú)線功率傳輸系統(tǒng)包括功率接收機(jī)，功率接收機(jī)被安排成經(jīng)由功率發(fā)射機(jī)所生成的無(wú)線感應(yīng)功率傳輸信號(hào)從功率發(fā)射機(jī)接收功率并且通過(guò)改變通信感應(yīng)器的負(fù)載來(lái)發(fā)送待機(jī)模式退出請(qǐng)求；該方法包括：控制功率發(fā)射機(jī)，以便操作在其中功率接收機(jī)的存在被檢測(cè)但是沒(méi)有功率傳輸信號(hào)被生成的待機(jī)模式中；檢測(cè)通信感應(yīng)器的阻抗變化；以及啟動(dòng)從待機(jī)模式到功率傳輸模式的轉(zhuǎn)換，以響應(yīng)阻抗變化的檢測(cè)。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種用于無(wú)線功率傳輸系統(tǒng)的功率接收機(jī)的操作的方法，其中無(wú)線功率傳輸系統(tǒng)包括功率發(fā)射機(jī)，功率發(fā)射機(jī)被安排成經(jīng)由功率發(fā)射機(jī)所生成的無(wú)線感應(yīng)功率傳輸信號(hào)提供功率傳輸至功率接收機(jī)，該方法包括：在其中沒(méi)有功率傳輸信號(hào)被接收的待機(jī)模式中操作功率接收機(jī)；針對(duì)功率接收機(jī)檢測(cè)通電條件；以及通過(guò)改變功率發(fā)射機(jī)的通信感應(yīng)器的負(fù)載來(lái)發(fā)送待機(jī)模式退出請(qǐng)求至功率發(fā)射機(jī)，以響應(yīng)通電條件的檢測(cè)。

本發(fā)明的這些和其他方面、特征和優(yōu)點(diǎn)從下文描述的（多個(gè)）實(shí)施例中將是顯而易見(jiàn)的并將參考這些實(shí)施例來(lái)闡述。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明的實(shí)施例將僅僅通過(guò)示例、參考附圖來(lái)描述，其中：

圖1舉例說(shuō)明根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的功率傳輸系統(tǒng)的操作階段的示例；

圖2舉例說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的功率傳輸系統(tǒng)的元件的示例；

圖3舉例說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的功率傳輸系統(tǒng)的操作階段的示例；

圖4舉例說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的功率發(fā)射機(jī)的元件的示例；

圖5舉例說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的用于功率發(fā)射機(jī)的半橋逆變器的元件的示例；

圖6舉例說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的用于功率發(fā)射機(jī)的全橋逆變器的元件的示例；

圖7舉例說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的功率接收機(jī)的元件的示例；

圖8舉例說(shuō)明具有不同諧振頻率的諧振電路的響應(yīng)的示例；

圖9舉例說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的功率傳輸系統(tǒng)的元件的示例；

圖10舉例說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的功率傳輸系統(tǒng)的信號(hào)的示例；

圖11舉例說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的功率傳輸系統(tǒng)的信號(hào)的示例；

圖12舉例說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的功率傳輸系統(tǒng)的信號(hào)的示例；

圖13舉例說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的功率傳輸系統(tǒng)的信號(hào)的示例；

圖14舉例說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的功率傳輸系統(tǒng)的信號(hào)的示例；

圖15舉例說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的功率傳輸系統(tǒng)的信號(hào)的示例；

圖16舉例說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的功率傳輸系統(tǒng)的信號(hào)的示例；

圖17舉例說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的功率傳輸系統(tǒng)的元件的示例；

圖18舉例說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的功率傳輸系統(tǒng)的信號(hào)的示例；

圖19舉例說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的功率傳輸系統(tǒng)的信號(hào)的示例；

圖20舉例說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的功率傳輸系統(tǒng)的元件的示例；

圖21舉例說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的功率傳輸系統(tǒng)的元件的示例；

圖22舉例說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的功率傳輸系統(tǒng)的元件的示例；以及

圖23舉例說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的功率傳輸系統(tǒng)的元件的示例。

具體實(shí)施方式

以下描述集中于可應(yīng)用于利用諸如從Qi規(guī)范中已知的功率傳輸方案的無(wú)線功率傳輸系統(tǒng)的本發(fā)明的實(shí)施例。然而，將意識(shí)到：本發(fā)明并不限于這個(gè)應(yīng)用而可以應(yīng)用于許多其他的無(wú)線功率傳輸系統(tǒng)。

圖2舉例說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的功率傳輸系統(tǒng)的示例。功率傳輸系統(tǒng)包括功率發(fā)射機(jī)201，其包括（或者被耦合至）發(fā)射機(jī)功率線圈/感應(yīng)器203。該系統(tǒng)進(jìn)一步包括功率接收機(jī)205，其包括（或者被耦合至）接收機(jī)功率線圈/感應(yīng)器207。

該系統(tǒng)從功率發(fā)射機(jī)201提供無(wú)線感應(yīng)功率傳輸至功率接收機(jī)205。具體地，功率發(fā)射機(jī)201生成由發(fā)射機(jī)功率線圈203作為磁通量傳播的無(wú)線功率傳輸信號(hào)（為簡(jiǎn)潔起見(jiàn)，也被稱為功率信號(hào)或感應(yīng)功率信號(hào)）。功率傳輸信號(hào)可以典型地具有在20kHz左右到200kHz之間且時(shí)?？拷?00kHz左右的頻率。發(fā)射機(jī)功率線圈203和接收機(jī)功率線圈207被松耦合，并因而接收機(jī)功率線圈207從功率發(fā)射機(jī)201拾取功率信號(hào)（的至少一部分）。因而，經(jīng)由從發(fā)射機(jī)線圈203到接收機(jī)線圈207的無(wú)線感應(yīng)耦合從功率發(fā)射機(jī)201傳輸功率至功率接收機(jī)205。術(shù)語(yǔ)功率傳輸信號(hào)主要用于指的是在發(fā)射機(jī)線圈203與接收機(jī)線圈207之間的感應(yīng)信號(hào)/磁場(chǎng)（磁通量信號(hào)），但是將意識(shí)到：它也可以等價(jià)被視為并被用作針對(duì)提供給發(fā)射機(jī)線圈203或由接收機(jī)線圈207拾取的電信號(hào)的引用。

在下面，將特別參考根據(jù)Qi標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例（除了本文所描述的（或作為結(jié)果的）修改和增強(qiáng)之外）來(lái)描述功率發(fā)射機(jī)201和功率接收機(jī)205的操作。尤其，功率發(fā)射機(jī)201和功率接收機(jī)205可以基本上與Qi規(guī)范版本1.0或1.1相兼容（除了本文所描述的（或作為結(jié)果的）修改和增強(qiáng)之外）。

如前所述，為了控制功率傳輸，該系統(tǒng)可以經(jīng)由不同的階段、尤其選擇階段、平階段、識(shí)別和配置階段以及功率傳輸階段來(lái)行進(jìn)。更多的信息能夠在Qi無(wú)線功率規(guī)范的第1部分的第5章中找到。

例如，當(dāng)與功率接收機(jī)205建立通信時(shí)，功率發(fā)射機(jī)201可以初始地位于其中它只監(jiān)視功率接收機(jī)的潛在存在的選擇階段中。功率發(fā)射機(jī)201可以將各種各樣的方法用于此目的，例如，如在Qi無(wú)線功率規(guī)范中所述的。一個(gè)選項(xiàng)是執(zhí)行所謂的模擬平（analog ping）。

2013年6月、版本1.1.2、“Qi system description, wireless power transfer, volume I: low power, part 1: interface definition”的附錄B-1描述基于由于在功率發(fā)射機(jī)的頂部上影響磁場(chǎng)的對(duì)象的存在而引起的功率發(fā)射機(jī)的輸出功率電路的串聯(lián)諧振電路（其包括功率感應(yīng)器）的諧振頻率的移位的模擬平方法。在這個(gè)方法中，功率發(fā)射機(jī)將信號(hào)應(yīng)用于其功率感應(yīng)器。這導(dǎo)致功率感應(yīng)器電流。所測(cè)量的值取決于是否對(duì)象被放置在功率發(fā)射機(jī)的頂部。

當(dāng)諧振頻率沒(méi)有作為對(duì)象存在的結(jié)果而改變時(shí)，所測(cè)量的值在最大值上。對(duì)象能夠是功率接收機(jī)或外來(lái)對(duì)象。因而，如果測(cè)量的電流低于一定閾值，那么功率發(fā)射機(jī)能夠推斷出：對(duì)象存在。功率發(fā)射機(jī)在固定間隔上(at regular intervals)應(yīng)用脈沖。這個(gè)間隔遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于脈沖的持續(xù)時(shí)間（具體地，在附錄B-1中，描述500毫秒的間隔以及至多70微秒的脈沖持續(xù)時(shí)間）。應(yīng)該至多在該脈沖之后幾微秒（即，在19.5微秒之后）測(cè)量功率感應(yīng)器電流。

如果檢測(cè)到這樣的潛在存在，那么功率發(fā)射機(jī)201進(jìn)入其中臨時(shí)生成功率信號(hào)的平階段。第一功率接收機(jī)205能夠應(yīng)用所接收的信號(hào)來(lái)給其電子器件加電。在接收到功率信號(hào)之后，功率接收機(jī)205將初始分組傳送到功率發(fā)射機(jī)201。具體地，發(fā)送指示功率發(fā)射機(jī)201與第一功率接收機(jī)205之間的耦合程度的信號(hào)強(qiáng)度分組。更多的信息能夠在Qi無(wú)線功率規(guī)范的第1部分的第6.3.1章中找到。這個(gè)操作也被稱為數(shù)字平（digital ping）。因而，在平階段中，功率發(fā)射機(jī)執(zhí)行數(shù)字平并傾聽(tīng)響應(yīng)。如果功率發(fā)射機(jī)檢測(cè)到功率接收機(jī)，那么功率發(fā)射機(jī)可以擴(kuò)展數(shù)字平。這引導(dǎo)該系統(tǒng)轉(zhuǎn)至識(shí)別和配置階段。

在這個(gè)階段中，功率接收機(jī)205保持輸出負(fù)載被斷開(kāi)并且使用負(fù)載調(diào)制來(lái)傳送至功率發(fā)射機(jī)201。功率發(fā)射機(jī)提供具有恒定的振幅、頻率和相位的功率信號(hào)用于此目的（除了由于負(fù)載調(diào)制引起的變化之外）。這些消息由功率發(fā)射機(jī)201用于按照功率接收機(jī)205所請(qǐng)求的來(lái)配置它本身。因而，在識(shí)別和配置階段中，功率發(fā)射機(jī)識(shí)別功率接收機(jī)并從功率接收機(jī)接收配置信息。

在識(shí)別和配置階段之后，該系統(tǒng)繼續(xù)移至其中實(shí)際的功率傳輸發(fā)生的功率傳輸階段。具體地，在傳送了其功率要求之后，功率接收機(jī)205連接輸出負(fù)載并給它供應(yīng)所接收的功率。功率接收機(jī)205監(jiān)視輸出負(fù)載并測(cè)量在某操作點(diǎn)的實(shí)際值與期望值之間的控制誤差。它以例如每250毫秒的最低速率將這樣的控制誤差傳送至功率發(fā)射機(jī)201，以便向功率發(fā)射機(jī)201指示這些誤差以及對(duì)于功率信號(hào)的變化或者無(wú)變化的期望。

因而，在功率傳輸階段中，功率發(fā)射機(jī)給接收機(jī)提供功率，從而調(diào)整它發(fā)送的功率以響應(yīng)它從功率接收機(jī)接收的控制數(shù)據(jù)。

為了準(zhǔn)備和控制在無(wú)線功率傳輸系統(tǒng)中的功率發(fā)射機(jī)201與功率接收機(jī)205、207之間的功率傳輸，功率接收機(jī)205傳送信息至功率發(fā)射機(jī)201。在Qi規(guī)范版本1.0和1.1中已標(biāo)準(zhǔn)化這樣的通信。

在物理層上，從功率接收機(jī)205到功率發(fā)射機(jī)201的通信信道在Qi規(guī)范版本1.0和1.1中使用無(wú)線感應(yīng)功率信號(hào)作為載體來(lái)實(shí)施。功率接收機(jī)205通過(guò)調(diào)制接收機(jī)功率線圈207來(lái)發(fā)送數(shù)據(jù)消息。這導(dǎo)致在功率發(fā)射機(jī)側(cè)上的功率信號(hào)的相應(yīng)變動(dòng)。負(fù)載調(diào)制可以通過(guò)發(fā)射機(jī)功率感應(yīng)器電流的振幅和/或相位的變化或者可供選擇地或附加地通過(guò)發(fā)射機(jī)功率感應(yīng)器203的電壓的變化來(lái)檢測(cè)。基于這個(gè)原理，功率接收機(jī)205能夠調(diào)制功率發(fā)射機(jī)201隨后能夠解調(diào)的數(shù)據(jù)。這個(gè)數(shù)據(jù)以字節(jié)和分組為單位進(jìn)行格式化。更多的信息能夠在也被稱為Qi無(wú)線功率規(guī)范的經(jīng)由http://www.wirelesspowerconsortium.com/downloads/wireless-power-specification-part-l.html可獲得的“System description, Wireless power Transfer, Volume I: Low Power, Part 1: Interface Definition, Version 1.0 July 2010, published by the Wireless power Consortium”、尤其第六章: Communications Interface（通信接口）中（或在該規(guī)范的后續(xù)版本中）找到。

圖2的系統(tǒng)相對(duì)于常規(guī)Qi版本1.0或1.1系統(tǒng)而言包括一些差異。

首先，通信并不（完全）使用功率傳輸信號(hào)來(lái)執(zhí)行。相反，在圖2的系統(tǒng)中，在功率接收機(jī)205與功率發(fā)射機(jī)201之間形成單獨(dú)的通信鏈路。在許多實(shí)施例中，單獨(dú)的通信鏈路可以被安排成支持雙向通信，即支持前向（從功率發(fā)射機(jī)到功率接收機(jī)）和反向（功率接收機(jī)到功率發(fā)射機(jī)）方向上的通信二者。

在該示例中，單獨(dú)的通信鏈路利用功率發(fā)射機(jī)201和功率接收機(jī)205上的附加通信感應(yīng)器來(lái)支持。因而，功率發(fā)射機(jī)201包括發(fā)射機(jī)通信感應(yīng)器209，并且功率接收機(jī)205包括接收機(jī)通信感應(yīng)器211。發(fā)射機(jī)通信感應(yīng)器209和接收機(jī)通信感應(yīng)器211被松耦合。在功率傳輸階段期間，功率發(fā)射機(jī)201在該示例中被安排成生成通信載波信號(hào)并將此應(yīng)用于發(fā)射機(jī)通信感應(yīng)器209。所生成的通信信號(hào)相應(yīng)地在接收機(jī)通信感應(yīng)器211中感應(yīng)電流。

從功率發(fā)射機(jī)201到功率接收機(jī)205的通信可以通過(guò)直接調(diào)制載波信號(hào)、例如通過(guò)振幅、頻率和/或相位調(diào)制來(lái)執(zhí)行。功率接收機(jī)205能夠解調(diào)載波來(lái)檢索數(shù)據(jù)。從功率接收機(jī)205到功率發(fā)射機(jī)201的通信可以例如通過(guò)負(fù)載調(diào)制載波信號(hào)來(lái)執(zhí)行。

使用單獨(dú)的通信感應(yīng)器的單獨(dú)的通信鏈路的使用考慮到在許多場(chǎng)景中更準(zhǔn)確且可靠的通信。尤其，這允許通信特征獨(dú)立于功率供應(yīng)的個(gè)別優(yōu)化。例如，通信載波信號(hào)的頻率能夠被挑選為顯著高于功率傳輸信號(hào)的頻率。這種分離對(duì)于較高功率應(yīng)用而言并因而對(duì)于Qi系統(tǒng)的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)而言是特別有利的。當(dāng)功率電平增加時(shí)，對(duì)于驅(qū)動(dòng)器電路、發(fā)射機(jī)功率感應(yīng)器203等等的屬性的要求使之不太適合于通信（例如，可靠檢測(cè)所要求的負(fù)載調(diào)制量隨著功率電平增加而增加）。

其次，在圖2的系統(tǒng)中，所描述的階段利用附加的待機(jī)階段來(lái)補(bǔ)充。在待機(jī)階段中，功率接收機(jī)205已被功率發(fā)射機(jī)201檢測(cè)到，但是功率沒(méi)有被提供給功率接收機(jī)205。因而，在待機(jī)階段中，功率發(fā)射機(jī)201知道：功率接收機(jī)205已被定位，以致功率傳輸是可能的。然而，功率傳輸未被開(kāi)始而是在等待功率接收機(jī)205具體地請(qǐng)求功率傳輸。

因而，在待機(jī)階段中，功率發(fā)射機(jī)201已檢測(cè)到功率接收機(jī)205存在，并且它相應(yīng)地繼續(xù)監(jiān)視來(lái)自功率接收機(jī)205的請(qǐng)求啟動(dòng)功率傳輸?shù)膫鬏敗?/p>

在圖2的系統(tǒng)中，當(dāng)檢測(cè)到功率接收機(jī)205時(shí)，功率發(fā)射機(jī)并不相應(yīng)地、自動(dòng)地著手初始化功率傳輸。相反，它移至待機(jī)階段，其中沒(méi)有功率傳輸信號(hào)被生成，并因而沒(méi)有功率傳輸發(fā)生，同時(shí)監(jiān)視將從功率接收機(jī)205接收的待機(jī)模式退出請(qǐng)求。當(dāng)從功率接收機(jī)205接收到這樣的待機(jī)模式退出請(qǐng)求時(shí)，功率發(fā)射機(jī)201例如通過(guò)進(jìn)入平階段并從那時(shí)起遵循Qi功率傳輸初始化處理來(lái)著手初始化功率傳輸。

功率接收機(jī)205和/或功率發(fā)射機(jī)201不一定直接從例如選擇階段移至待機(jī)階段，但是可以例如經(jīng)由中間階段而轉(zhuǎn)至此階段。作為特定示例，當(dāng)功率接收機(jī)205定位在功率發(fā)射機(jī)201上時(shí)，功率發(fā)射機(jī)201可以首先作為對(duì)象來(lái)檢測(cè)此。典型地，它還不知道是否這個(gè)對(duì)象實(shí)際上是功率接收機(jī)。當(dāng)在選擇階段中檢測(cè)到對(duì)象的放置之后，功率發(fā)射機(jī)201將在許多實(shí)施例中轉(zhuǎn)至平階段，以確定是否該對(duì)象是功率接收機(jī)。在功率接收機(jī)205在這個(gè)階段中已應(yīng)答平信號(hào)之后，功率發(fā)射機(jī)201知道：該對(duì)象是功率接收機(jī)205。如果功率接收機(jī)205在這個(gè)時(shí)間點(diǎn)上沒(méi)有要求功率，它能夠通過(guò)傳送例如結(jié)束功率傳輸分組或任何其他合適分組或者通過(guò)在它已傳送第一分組之后省略傳送后續(xù)分組來(lái)向功率發(fā)射機(jī)201指示此。

功率發(fā)射機(jī)201隨后將移至待機(jī)階段。

功率接收機(jī)205在它檢測(cè)到包括功率接收機(jī)205的設(shè)備正進(jìn)入活動(dòng)狀態(tài)中時(shí)可以生成待機(jī)模式退出請(qǐng)求。具體地，用戶可以手動(dòng)按下功率接收機(jī)205上的通電按鈕，并且這可以引起功率接收機(jī)205發(fā)送待機(jī)模式退出請(qǐng)求。

待機(jī)模式退出請(qǐng)求的通信通過(guò)功率接收機(jī)205改變發(fā)射機(jī)通信感應(yīng)器209的負(fù)載來(lái)進(jìn)行。典型地，這可以通過(guò)功率接收機(jī)205改變耦合至（跨越）接收機(jī)通信感應(yīng)器211的阻抗的負(fù)載阻抗來(lái)完成。隨后通過(guò)功率發(fā)射機(jī)201檢測(cè)發(fā)射機(jī)通信感應(yīng)器209的（有效）阻抗的變化來(lái)檢測(cè)負(fù)載的變化。在檢測(cè)到此變化時(shí)，功率發(fā)射機(jī)201著手初始化功率傳輸。

作為特別有利的示例，功率接收機(jī)205可以是諸如攪拌器或水壺之類的廚房電器的一部分。這個(gè)電器可以被定位在功率發(fā)射機(jī)201上，但是沒(méi)有用戶立即使用該電器的任何意圖。因而，響應(yīng)于該電器的檢測(cè)，功率發(fā)射機(jī)201可以移至操作的待機(jī)模式。

用戶或例如電器中的控制器隨后能夠觸發(fā)能夠被功率發(fā)射機(jī)201檢測(cè)到的電器通信電路中的阻抗變化。因而，這個(gè)阻抗變化充當(dāng)待機(jī)模式退出請(qǐng)求，其能夠作為引起功率發(fā)射機(jī)201開(kāi)始提供功率的喚醒信號(hào)來(lái)處理。

因而，用戶或電器的控制器能夠觸發(fā)能夠被功率發(fā)射機(jī)201檢測(cè)到的電器通信電路中的阻抗變化（例如，諧振頻率的移位）。功率發(fā)射機(jī)例如通過(guò)測(cè)量流經(jīng)發(fā)射機(jī)通信感應(yīng)器209的電流的振幅變化或跨越其的電壓的振幅變化來(lái)檢測(cè)待機(jī)模式退出請(qǐng)求。

在圖3中舉例說(shuō)明該系統(tǒng)的合適操作的示例。該圖舉例說(shuō)明其中Qi階段方案被修改為包括待機(jī)階段的示例。該圖舉例說(shuō)明經(jīng)由與Qi 平階段相對(duì)應(yīng)的平階段從待機(jī)階段到功率傳輸階段的轉(zhuǎn)換。

圖4舉例說(shuō)明圖2的功率發(fā)射機(jī)201的一些示例性元件。

圖4舉例說(shuō)明發(fā)射機(jī)功率控制器401，其被耦合至發(fā)射線圈203以及生成電功率信號(hào)并將此信號(hào)提供給發(fā)射功率線圈203。因而，發(fā)射機(jī)功率控制器401經(jīng)由發(fā)射功率線圈203（以及接收功率線圈207）給功率接收機(jī)205提供無(wú)線感應(yīng)功率傳輸信號(hào)。

發(fā)射機(jī)功率控制器401生成被饋送至發(fā)射機(jī)功率線圈203的電流和電壓。發(fā)射機(jī)功率控制器401典型地包括從DC電壓中生成交變信號(hào)的采用逆變器形式的驅(qū)動(dòng)電路。圖5顯示半橋逆變器。開(kāi)關(guān)S1和S2被控制，以致它們從不在相同的時(shí)間被閉合。交替地，S1在S2打開(kāi)的同時(shí)被閉合，而S2在S1打開(kāi)的同時(shí)被閉合。這些開(kāi)關(guān)利用期望的頻率被打開(kāi)和被閉合，從而在輸出上生成交變信號(hào)。典型地，逆變器的輸出經(jīng)由諧振電容器被連接到發(fā)射機(jī)線圈。圖6顯示全橋逆變器。開(kāi)關(guān)S1和S2被控制，以致它們從不在相同的時(shí)間被閉合。開(kāi)關(guān)S3和S4被控制，以致它們從不在相同的時(shí)間被閉合。交替地，開(kāi)關(guān)S1和S4在S2和S3打開(kāi)的同時(shí)被閉合，并且隨后S2和S3在S1和S4打開(kāi)的同時(shí)被閉合，從而在輸出上創(chuàng)建塊波（block-wave）信號(hào)。這些開(kāi)關(guān)利用期望的頻率來(lái)打開(kāi)和閉合。

發(fā)射機(jī)功率控制器401也包括用于操作功率發(fā)射機(jī)201的控制功能并且具體地包括功率傳輸功能。在該示例中，發(fā)射機(jī)功率控制器401包括用于根據(jù)Qi標(biāo)準(zhǔn)來(lái)操作功率發(fā)射機(jī)201的功能。例如，發(fā)射機(jī)功率控制器401可以被安排成執(zhí)行Qi標(biāo)準(zhǔn)的Selection（選擇）、Ping（平）、Identification and Configuration（識(shí)別和配置）以及功率傳輸階段。

在該示例中，功率發(fā)射機(jī)201包括利用發(fā)射機(jī)功率控制器401來(lái)驅(qū)動(dòng)的單個(gè)發(fā)射機(jī)線圈203。因而，無(wú)線感應(yīng)功率信號(hào)由單個(gè)發(fā)射機(jī)線圈203來(lái)生成。然而，將意識(shí)到：在其他實(shí)施例中，功率傳輸信號(hào)可以利用例如由驅(qū)動(dòng)器并行驅(qū)動(dòng)的多個(gè)發(fā)射機(jī)線圈來(lái)生成。具體地，利用發(fā)射機(jī)功率控制器401的相應(yīng)（相關(guān)）輸出信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)的多個(gè)發(fā)射機(jī)線圈可以用于生成無(wú)線感應(yīng)功率信號(hào)。例如，兩個(gè)發(fā)射機(jī)線圈可以被定位于不同的位置上來(lái)針對(duì)兩個(gè)功率接收機(jī)提供兩個(gè)充電點(diǎn)。這兩個(gè)線圈可以被饋送來(lái)自發(fā)射機(jī)功率控制器401的相同的輸出信號(hào)。這可以允許無(wú)線感應(yīng)功率信號(hào)/磁場(chǎng)的改進(jìn)分布，以便支持多個(gè)充電點(diǎn)。

功率發(fā)射機(jī)201進(jìn)一步包括耦合至發(fā)射機(jī)通信感應(yīng)器209的檢測(cè)器403。檢測(cè)器403可以具體地在例如識(shí)別和配置以及功率傳輸階段中支持功率接收機(jī)205與功率發(fā)射機(jī)201之間的雙向通信。

另外，當(dāng)功率發(fā)射機(jī)201正操作在待機(jī)模式中時(shí)，檢測(cè)器403被安排成檢測(cè)發(fā)射機(jī)通信感應(yīng)器209的阻抗變化。阻抗變化可以具體地利用流經(jīng)發(fā)射機(jī)通信感應(yīng)器209的電流、發(fā)射機(jī)通信感應(yīng)器209上的電壓或發(fā)射機(jī)通信感應(yīng)器209是其一部分的諧振電路的諧振頻率的變化來(lái)檢測(cè)。

具體地，發(fā)射機(jī)通信感應(yīng)器209可以是串聯(lián)諧振電路的一部分，而串聯(lián)諧振電路可以具體地包括發(fā)射機(jī)通信感應(yīng)器209和串聯(lián)諧振電容器。串聯(lián)諧振電路的諧振頻率或阻抗將取決于由功率接收機(jī)205引起的發(fā)射機(jī)通信感應(yīng)器209的負(fù)載并且具體地取決于耦合至發(fā)射機(jī)通信感應(yīng)器209的接收機(jī)通信感應(yīng)器211的負(fù)載。檢測(cè)器403可以通過(guò)檢測(cè)諧振頻率變化和/或例如通過(guò)檢測(cè)發(fā)射機(jī)通信感應(yīng)器209的電流或電壓的振幅的變化來(lái)檢測(cè)這些變化。稍后將描述檢測(cè)器403的操作的特定示例。

檢測(cè)器403被耦合至發(fā)射機(jī)模式控制器（control）405，而發(fā)射機(jī)模式控制器405也被耦合至發(fā)射機(jī)功率控制器401。發(fā)射機(jī)模式控制器405被安排成控制功率發(fā)射機(jī)201以便操作在其中功率接收機(jī)的存在被檢測(cè)但是沒(méi)有功率傳輸信號(hào)被生成的待機(jī)模式中。

具體地，當(dāng)功率發(fā)射機(jī)201正操作在選擇階段中并執(zhí)行指示功率接收機(jī)當(dāng)前存在（或已被放置在功率發(fā)射機(jī)201上）的模擬平時(shí)，可以通知發(fā)射機(jī)模式控制器405。在響應(yīng)中，它可以控制發(fā)射機(jī)功率控制器401不轉(zhuǎn)至平階段但是反而進(jìn)入待機(jī)模式。在這個(gè)待機(jī)模式中，沒(méi)有功率傳輸信號(hào)被生成。作為特定示例，發(fā)射機(jī)模式控制器405可以簡(jiǎn)單地將功率發(fā)射機(jī)通信器501置于停止或睡眠模式中，其中在該模式中從選擇階段至平階段的進(jìn)程被暫停，直至發(fā)射機(jī)模式控制器405指示功率發(fā)射機(jī)能夠繼續(xù)。

在許多實(shí)施例中，如果功率發(fā)射機(jī)201在選擇階段中已檢測(cè)到對(duì)象的存在或出現(xiàn)但是無(wú)法識(shí)別是否所檢測(cè)到的對(duì)象是功率接收機(jī)，那么它將從選擇階段進(jìn)入平階段。功率接收機(jī)將應(yīng)答指示其存在的這個(gè)數(shù)字平。然而，如果功率接收機(jī)不需要功率，它將例如通過(guò)傳送結(jié)束功率傳輸分組或者在第一分組之后省略傳送后續(xù)分組來(lái)指示這樣的情況；發(fā)射機(jī)模式控制器405可以被通知。在響應(yīng)中，它可以控制發(fā)射機(jī)功率控制器401不在平階段中繼續(xù)或轉(zhuǎn)至功率傳輸階段，而是進(jìn)入待機(jī)模式。在這個(gè)待機(jī)模式中，沒(méi)有功率傳輸信號(hào)被生成。作為特定示例，發(fā)射機(jī)模式控制器405可以簡(jiǎn)單地將功率發(fā)射機(jī)201置于停止或睡眠模式中，其中在該模式中平階段中的進(jìn)程被暫停或被停止，直至發(fā)射機(jī)模式控制器405指示功率發(fā)射機(jī)能夠繼續(xù)或重新開(kāi)始平階段。因而，功率發(fā)射機(jī)未必直接從選擇階段進(jìn)入待機(jī)階段，而可以經(jīng)由其他階段諸如典型地平階段潛在地轉(zhuǎn)至此階段。

在待機(jī)階段期間，發(fā)射機(jī)模式控制器405進(jìn)一步等待來(lái)自檢測(cè)器403的已檢測(cè)到與待機(jī)模式退出請(qǐng)求相對(duì)應(yīng)的阻抗變化的任何指示。如果接收到這樣的指示，那么發(fā)射機(jī)模式控制器405著手啟動(dòng)從待機(jī)模式到功率傳輸模式的轉(zhuǎn)換。這可以例如簡(jiǎn)單地通過(guò)發(fā)射機(jī)模式控制器405為發(fā)射機(jī)功率控制器401設(shè)置它能夠退出睡眠或停止?fàn)顟B(tài)的控制信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)，即，它可以簡(jiǎn)單地設(shè)置控制信號(hào)來(lái)指示發(fā)射機(jī)功率控制器401能夠著手進(jìn)入平階段并且例如遵循功率傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)Qi設(shè)置。

圖7舉例說(shuō)明功率接收機(jī)105的一些示例性元件。

接收機(jī)線圈207被耦合到功率接收機(jī)控制器701，其包括用于操作功率接收機(jī)105的各種功能并且在該特定示例中被安排為至少部分地根據(jù)Qi規(guī)范來(lái)操作功率接收機(jī)105。例如，第一功率接收機(jī)105可以被安排成執(zhí)行Qi規(guī)范的選擇、平、識(shí)別和配置以及功率傳輸階段。

功率接收機(jī)控制器701被安排成接收無(wú)線感應(yīng)功率信號(hào)并且在功率傳輸階段期間提取功率。功率接收機(jī)控制器701被耦合至功率負(fù)載703，其中功率負(fù)載703是在功率傳輸階段期間從功率發(fā)射機(jī)101中供電的負(fù)載。功率負(fù)載703可以是外部功率負(fù)載但是時(shí)常是功率接收機(jī)設(shè)備的一部分，諸如攪拌器的電機(jī)、水壺的加熱元件等等。

功率接收機(jī)控制器701此外被安排成在待機(jī)模式中操作功率接收機(jī)205。具體地，在待機(jī)階段期間，沒(méi)有功率傳輸信號(hào)被接收機(jī)通信感應(yīng)器211接收。在這個(gè)階段中，功率接收機(jī)控制器701可以例如切換到其中沒(méi)有功率被提供給負(fù)載703并且實(shí)際上除了監(jiān)視喚醒信號(hào)之外沒(méi)有功能由功率接收機(jī)控制器701執(zhí)行的睡眠狀態(tài)。監(jiān)視可以是被動(dòng)監(jiān)視，并且實(shí)際上在一些信號(hào)中，功率接收機(jī)控制器701可以在待機(jī)階段期間被關(guān)斷，而且功率接收機(jī)控制器701可以被安排成退出睡眠狀態(tài)，以響應(yīng)例如從內(nèi)部電池給功率接收機(jī)控制器701提供功率。

功率接收機(jī)控制器701此外包括被安排成檢測(cè)通電條件的通電檢測(cè)器705。通電條件可以被認(rèn)為當(dāng)條件或事件滿足通電標(biāo)準(zhǔn)時(shí)存在。該標(biāo)準(zhǔn)可以具體地是反映其中包括功率接收機(jī)的設(shè)備被接通或者應(yīng)該被接通的情形的預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)。

在圖7的示例中，通電檢測(cè)器705被安排成檢測(cè)通電條件，以響應(yīng)接收到請(qǐng)求設(shè)備的通電的用戶輸入。因而，在該示例中，功率接收機(jī)被安排成發(fā)送待機(jī)模式退出請(qǐng)求，以響應(yīng)接收到通電用戶輸入。

具體地，功率接收機(jī)205包括用戶接口707，其具體地可以是簡(jiǎn)單的手動(dòng)按鈕或開(kāi)關(guān)。這樣的開(kāi)關(guān)的用戶激活可以生成被通電檢測(cè)器705認(rèn)為是通電條件的信號(hào)。

通電檢測(cè)器705被耦合到轉(zhuǎn)換控制器709，其中轉(zhuǎn)換控制器709進(jìn)一步被耦合到接收機(jī)通信感應(yīng)器211。轉(zhuǎn)換控制器709被安排成發(fā)送待機(jī)模式退出請(qǐng)求至功率發(fā)射機(jī)201，以響應(yīng)通電檢測(cè)器705檢測(cè)到通電條件。具體地，轉(zhuǎn)換控制器709可以響應(yīng)于接收到通電檢測(cè)器705檢測(cè)到通電條件的指示而著手改變接收機(jī)通信感應(yīng)器211的負(fù)載，并因而改變發(fā)射機(jī)通信感應(yīng)器209的負(fù)載。相應(yīng)地，這可以被功率發(fā)射機(jī)201檢測(cè)到，而功率發(fā)射機(jī)201可以轉(zhuǎn)至或者重新進(jìn)入平階段。

轉(zhuǎn)換控制器709可以進(jìn)一步控制功率接收機(jī)控制器701，以便從睡眠狀態(tài)中醒來(lái)。轉(zhuǎn)換控制器709可以例如將內(nèi)部電池連接到功率接收機(jī)控制器701或者可以利用喚醒信號(hào)來(lái)觸發(fā)功率接收機(jī)控制器701。功率接收機(jī)控制器701可以臨時(shí)使用諸如電池或電容器之類的本地能量?jī)?chǔ)存器來(lái)加電。

在其他的實(shí)施例中，功率接收機(jī)控制器701未必由轉(zhuǎn)換控制器709主動(dòng)接通，而可以例如響應(yīng)于接收到平信號(hào)來(lái)接通。實(shí)際上，在一些實(shí)施例中，功率接收機(jī)205可以不包括內(nèi)部電源并且在待機(jī)階段期間不消耗功率。例如，可以通過(guò)用戶手動(dòng)接通或斷開(kāi)是包括接收機(jī)通信感應(yīng)器211的諧振電路的一部分的電容器來(lái)發(fā)送待機(jī)模式退出請(qǐng)求。這引起發(fā)射機(jī)通信感應(yīng)器209的負(fù)載的變化，從而導(dǎo)致功率發(fā)射機(jī)轉(zhuǎn)至其中執(zhí)行數(shù)字平的平階段。在響應(yīng)中，功率接收機(jī)205可以接收平功率信號(hào)，其能夠給功率接收機(jī)205的各部分供應(yīng)足以轉(zhuǎn)換至功率傳輸階段的功率，而在功率傳輸階段上功率接收機(jī)205能夠完全通電并給負(fù)載703提供功率。

將意識(shí)到：接收機(jī)通信感應(yīng)器211也用于與功率發(fā)射機(jī)201通信，并且功率接收機(jī)205以及具體地功率接收機(jī)控制器701可以包括例如具有解調(diào)器和調(diào)制器的合適的通信電路。

在許多實(shí)施例中，發(fā)射機(jī)通信感應(yīng)器209是諧振電路的一部分。實(shí)際上，在許多實(shí)施例中，發(fā)射機(jī)通信感應(yīng)器209可以通過(guò)與諧振電容器（其可以是利用多個(gè)電容器實(shí)施的等效電容器）串聯(lián)或并聯(lián)耦合來(lái)形成串聯(lián)或并聯(lián)諧振電路。

在這樣的實(shí)施例中，檢測(cè)器403可以典型地被安排成基于諧振電路的諧振頻率的考慮來(lái)檢測(cè)阻抗變化。例如，當(dāng)沒(méi)有待機(jī)模式退出請(qǐng)求正被發(fā)送時(shí)，諧振電路可以具有第一諧振頻率，而在發(fā)射機(jī)通信感應(yīng)器209的負(fù)載與待機(jī)模式退出請(qǐng)求的傳輸相結(jié)合而被改變時(shí)，諧振電路的諧振頻率可以改變至第二諧振頻率。

在一些實(shí)施例中，例如通過(guò)執(zhí)行頻率掃描和檢測(cè)最小或最大電流或電壓（取決于諧振電路是串聯(lián)諧振電路還是并聯(lián)諧振電路），可以直接檢測(cè)諧振頻率變化。

在其他實(shí)施例中，檢測(cè)可以是更間接的。例如，諧振電路的諧振頻率當(dāng)功率發(fā)射機(jī)201在待機(jī)階段中時(shí)可以是已知的。具體地，諧振電路的諧振頻率在功率接收機(jī)205存在但是沒(méi)有在發(fā)送待機(jī)模式退出請(qǐng)求時(shí)可以是已知的。檢測(cè)器403可以相應(yīng)地生成和應(yīng)用具有這個(gè)頻率的測(cè)試信號(hào)至諧振電路。相應(yīng)的阻抗可以被測(cè)量（例如，作為針對(duì)測(cè)試信號(hào)的固定電壓振幅的電流振幅或作為針對(duì)測(cè)試信號(hào)的固定電流振幅的電壓振幅）。

當(dāng)功率接收機(jī)205發(fā)送待機(jī)模式退出請(qǐng)求時(shí)，諧振電路的諧振頻率將由于負(fù)載的變化而改變。這將導(dǎo)致諧振電路的阻抗的變化，并因而導(dǎo)致所測(cè)量的電壓和/或電流振幅的變化。此變化可以被檢測(cè)器403檢測(cè)到，而檢測(cè)器403可以相應(yīng)地向發(fā)射機(jī)模式控制器405指示：已接收到待機(jī)模式退出請(qǐng)求。

利用這樣的方案所解決的問(wèn)題是：在待機(jī)階段期間的諧振頻率不同于在其中沒(méi)有功率接收機(jī)存在的選擇階段期間的諧振頻率。

圖8舉例說(shuō)明針對(duì)其中功率接收機(jī)205是能夠被定位于功率發(fā)射機(jī)201上的電器的一部分的場(chǎng)景而言在不同階段中流經(jīng)發(fā)射機(jī)通信感應(yīng)器209的電流的示例。

圖8舉例說(shuō)明針對(duì)其中分別地沒(méi)有電器（實(shí)線）和廚房電器（虛線）被放置在功率發(fā)射機(jī)201的頂部的情形的發(fā)射機(jī)通信感應(yīng)器電流。如所示的，在電器被放置在功率發(fā)射機(jī)的頂部時(shí)，功率發(fā)射機(jī)的諧振頻率從770kHz移位至大約790kHz。因而，如果在770kHz上監(jiān)視電流，則檢測(cè)到大約160mA的大電流下降。這個(gè)信息是對(duì)象被放置在功率發(fā)射機(jī)的頂部的指示。

實(shí)際上，在該特定示例中，諧振頻率的這個(gè)變化能夠被功率發(fā)射機(jī)201使用來(lái)檢測(cè)對(duì)象存在，并且它可以隨后著手建立通信信道來(lái)查明：是否該對(duì)象是電器，而如果是的話，是否該電器需要立即供電。該電器能夠?qū)⑺陨碜R(shí)別為電器，但是可能對(duì)于長(zhǎng)的時(shí)間周期并不需要任何功率。它能夠?qū)⒋藗魉椭凉β拾l(fā)射機(jī)201，在此之后，功率發(fā)射機(jī)201和功率接收機(jī)205轉(zhuǎn)至等待特定的通電激活的待機(jī)階段。

為了檢測(cè)該情形的任何變化例如電器的位置的移位、外來(lái)對(duì)象在功率線圈的范圍內(nèi)的放置或用戶按下將改變反射阻抗的電器上的按鈕，功率發(fā)射機(jī)201應(yīng)該適應(yīng)于其中電器立于其頂部的新的情形。如圖8所示，在電器被放置于功率發(fā)射機(jī)201的頂部之后，諧振電路的諧振頻率已改變。

然而，待機(jī)階段中的實(shí)際諧振頻率可以取決于包括部件容限、功率接收機(jī)205（并因而發(fā)射機(jī)通信感應(yīng)器209和接收機(jī)通信感應(yīng)器211之間的耦合）的確切位置等等的許多特征。因此，在許多實(shí)施例中，待機(jī)階段中的諧振頻率未必是已知的但是可以由檢測(cè)器403來(lái)估計(jì)。

這個(gè)估計(jì)可以例如通過(guò)執(zhí)行頻率掃描并確定最大或最小阻抗、電流或電壓（取決于所測(cè)量的參數(shù)以及諧振電路是并聯(lián)還是串聯(lián)電路）來(lái)執(zhí)行。在圖8的示例中，頻率掃描可以具體地檢測(cè)最大電流并因而檢測(cè)最小阻抗。

一旦估計(jì)了諧振頻率，檢測(cè)器403就可以著手使用這個(gè)估計(jì)來(lái)確定是否正在發(fā)送待機(jī)模式退出請(qǐng)求。例如，檢測(cè)器403可以著手在固定間隔上應(yīng)用被調(diào)諧至所估計(jì)的諧振頻率的測(cè)試信號(hào)并檢測(cè)是否由此產(chǎn)生的感應(yīng)器電流改變。

在許多實(shí)施例中，通信感應(yīng)器因而是可以具有給定的諧振屬性諸如諧振頻率和品質(zhì)（Q）因數(shù)等等的諧振電路的一部分。在這樣的實(shí)施例中，檢測(cè)器403可以將激勵(lì)信號(hào)應(yīng)用于諧振電路，并且激勵(lì)信號(hào)可以導(dǎo)致諧振電路的振蕩。檢測(cè)器403可以隨后檢測(cè)諧振電路的響應(yīng)并且可以基于這個(gè)響應(yīng)來(lái)檢測(cè)任何的阻抗變化。具體地，檢測(cè)器403可以測(cè)量發(fā)射機(jī)通信感應(yīng)器209的電壓和/或電流并且檢測(cè)由于負(fù)載變化而引起的阻抗變化，以響應(yīng)電壓和/或電流的變化。

在許多實(shí)施例中，檢測(cè)器403可以被安排成將包括一個(gè)或多個(gè)激勵(lì)的激勵(lì)信號(hào)應(yīng)用于諧振電路。每一個(gè)激勵(lì)可以是引起諧振電路生成振蕩即諧振的信號(hào)。激勵(lì)可以例如是引起諧振電路振蕩的短沖激、脈沖、階躍或轉(zhuǎn)換。因而，每一個(gè)激勵(lì)可以感應(yīng)能量至諧振電路，而這引起這個(gè)諧振電路振蕩。此外，在許多實(shí)施例中，由于激勵(lì)而導(dǎo)致的振蕩可以具有比引起振蕩的激勵(lì)更長(zhǎng)的持續(xù)時(shí)間。

在下面，將考慮激勵(lì)信號(hào)，其中激勵(lì)是提供給諧振電路的電壓或電流沖激/脈沖。此外，激勵(lì)信號(hào)將包括多個(gè)采用脈沖形式的激勵(lì)。為了方便起見(jiàn)，以下描述將集中于這樣的場(chǎng)景，其中諧振電路是串聯(lián)諧振電路，激勵(lì)信號(hào)是應(yīng)用于串聯(lián)諧振電路上的電壓信號(hào)，并且檢測(cè)器403測(cè)量串聯(lián)諧振電路的（并因而發(fā)射機(jī)通信感應(yīng)器209的）電流。

針對(duì)這些脈沖之中的每一個(gè)脈沖，檢測(cè)器403測(cè)量電流的振幅，并基于該振幅的值，它能夠著手確定是否正在發(fā)送待機(jī)模式退出請(qǐng)求，即是否功率接收機(jī)205已改變發(fā)射機(jī)通信感應(yīng)器209的負(fù)載。

圖9舉例說(shuō)明將用于更詳細(xì)描述該方案的圖2的系統(tǒng)的元件的示例。在該示例中，檢測(cè)器403包括被耦合至由發(fā)射機(jī)通信感應(yīng)器209(Lcom_Tx)和串聯(lián)電容器(Ccom_Tx)形成的串聯(lián)諧振電路的DC/AC變換器（例如，類似于圖5和圖6的逆變器）。接收機(jī)通信感應(yīng)器211(Lcom_Rx)是包括永久并聯(lián)電容器(Ccom_Rx)和可以通過(guò)開(kāi)關(guān)（mod）跨越永久并聯(lián)電容器耦合的通信或調(diào)制電容器(Cmod)的并聯(lián)諧振電路的一部分。

在該示例中，接收機(jī)通信感應(yīng)器211進(jìn)一步被耦合到AC/DC變換器，而AC/DC變換器被耦合至由負(fù)載電容器（Cload）和負(fù)載電阻器（Rload）形成的負(fù)載。

圖9的示例已通過(guò)針對(duì)其中檢測(cè)器403生成具有短的持續(xù)時(shí)間但是在其之間具有長(zhǎng)間隔的脈沖的場(chǎng)景的仿真來(lái)分析。

例如，在選擇階段中使用的模擬平可以通過(guò)生成測(cè)試信號(hào)在固定間隔上檢測(cè)是否功率接收機(jī)205存在。然而，事件之間的間隔遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于事件的持續(xù)時(shí)間，并且Qi規(guī)范實(shí)際上具體提及500ms的間隔。由于兩個(gè)信號(hào)之間的時(shí)間是非常長(zhǎng)的，所以所測(cè)量的諧振電路的屬性對(duì)于每一個(gè)事件而言是獨(dú)立的，即，由于先前測(cè)試信號(hào)事件而引起的任何振蕩在下一個(gè)事件之前已消失。

在仿真中，功率發(fā)射機(jī)諧振電路的自諧振頻率被選擇為650kHz，并且功率接收機(jī)諧振電路的自諧振頻率被選擇為750kHz。在功率接收機(jī)上，阻抗能夠利用15nF的調(diào)制電容器（Cmod）來(lái)改變/調(diào)制。

圖10舉例說(shuō)明在電器被放置在功率發(fā)射機(jī)的頂部時(shí)流經(jīng)發(fā)射機(jī)通信感應(yīng)器209的電流的仿真結(jié)果。調(diào)制信號(hào)V(mod)控制通信開(kāi)關(guān)（mod）并因而指示這個(gè)電容器被斷開(kāi)還是跨越接收機(jī)通信感應(yīng)器211被耦合。在該示例中，檢測(cè)器403每154μs即以遠(yuǎn)遠(yuǎn)短于在Qi規(guī)范的附錄B-1中提及的500ms的重復(fù)率的重復(fù)率給發(fā)射機(jī)諧振電路應(yīng)用具有諧振周期的10%的持續(xù)時(shí)間的短脈沖。然而，如所示的，由于每一個(gè)脈沖而導(dǎo)致的振蕩在下一個(gè)脈沖引起下一組振蕩之前完成。因而，在該示例中，不同激勵(lì)的響應(yīng)之間的任何干擾是可忽略的。

典型地，諧振電路的響應(yīng)的評(píng)估通過(guò)測(cè)量最大信號(hào)電平或振幅信號(hào)電平即在本實(shí)例中通過(guò)測(cè)量最大感應(yīng)器電流來(lái)實(shí)現(xiàn)。

然而，在所描述的示例中，檢測(cè)器403被安排成檢測(cè)阻抗變化，以響應(yīng)利用相對(duì)于激勵(lì)的時(shí)間的時(shí)間偏移并因而在該示例中利用相對(duì)于檢測(cè)器403所生成的脈沖的時(shí)間偏移來(lái)執(zhí)行的測(cè)量。檢測(cè)器403可以具體地在相對(duì)于這些脈沖的時(shí)間被偏移的時(shí)間間隔內(nèi)測(cè)量電流的振幅。

在許多實(shí)施例中，時(shí)間偏移不小于諧振電路的諧振的10個(gè)時(shí)間周期并且不超過(guò)60個(gè)時(shí)間周期。因而，在許多實(shí)施例中，從諧振電路的激勵(lì)的生成開(kāi)始即從脈沖的時(shí)間開(kāi)始的10與60個(gè)周期之間執(zhí)行測(cè)量。諧振的時(shí)間周期可以對(duì)應(yīng)于諧振電路當(dāng)在待機(jī)模式中時(shí)的諧振頻率的倒數(shù)（reciprocal）。

時(shí)間偏移的使用可以提供顯著更準(zhǔn)確的測(cè)量并且實(shí)際上可以允許檢測(cè)器403利用增加的精度和可靠性來(lái)檢測(cè)阻抗變化。

實(shí)際上，如從圖10中能夠看到的，無(wú)論調(diào)制電容器被接通還是被關(guān)斷，由于激勵(lì)而導(dǎo)致的振蕩是非常相似的。實(shí)際上，圖10指示：這些振蕩在這兩個(gè)實(shí)例中是基本相同的。

然而，發(fā)明人已認(rèn)識(shí)到；不是在感應(yīng)器電流（或電壓）是最大值時(shí)、即在應(yīng)用激勵(lì)脈沖時(shí)或在該脈沖之后的第一個(gè)振蕩峰值上測(cè)量感應(yīng)器電流（或電壓）的振幅，而是能夠通過(guò)利用時(shí)間偏移測(cè)量這個(gè)、諸如例如通過(guò)在第x個(gè)振蕩峰值上測(cè)量它來(lái)實(shí)現(xiàn)更準(zhǔn)確的結(jié)果，其中x能夠被選擇為對(duì)于提供合適的區(qū)別而言是足夠大的但是對(duì)于振蕩仍具有足夠的振幅而言是足夠小的。在許多場(chǎng)景中，在10與60個(gè)時(shí)間周期之間的時(shí)間偏移提供這樣的效果。

圖11和12舉例說(shuō)明作為單個(gè)脈沖的結(jié)果而生成的電流振蕩。如所示的，如果在第一振蕩峰值（即，x小于10）之一上測(cè)量電流，則在應(yīng)用喚醒信號(hào)時(shí)幾乎沒(méi)有振幅差被檢測(cè)到。另一方面，如果在大量的振蕩已發(fā)生之后測(cè)量電流，則該電流具有能夠被認(rèn)為等于0的非常小的振幅（典型地，超過(guò)100次振蕩）。因而，在已應(yīng)用脈沖之后或者在足夠長(zhǎng)的時(shí)間間隔之后不能立即準(zhǔn)確地檢測(cè)到待機(jī)模式退出請(qǐng)求。然而，如果在第x個(gè)振蕩峰值上測(cè)量電流，其中x既不太大也不太小，則振幅差是可檢測(cè)的。已觀察到：x可以有利地、典型地在10-60的范圍中。

更具體地，圖11舉例說(shuō)明其中分別地對(duì)于其中調(diào)制電容器被斷開(kāi)的激勵(lì)以及其中調(diào)制電容器被連接的激勵(lì)的振蕩彼此覆蓋的示例。圖12舉例說(shuō)明相對(duì)于激勵(lì)的時(shí)間被偏移的時(shí)間間隔的特寫（close-up）。初始地，這些振蕩彼此緊密跟隨并且?guī)缀鯖](méi)有區(qū)別。然而，如圖12所示，區(qū)別稍后變得更大，并且對(duì)于圖12所示的部分，兩個(gè)場(chǎng)景之間的區(qū)分通過(guò)在合適的時(shí)間上測(cè)量振幅電流值而是可能的。實(shí)際上，在一些實(shí)施例中，可以響應(yīng)于感應(yīng)器電流的相位而有可能實(shí)現(xiàn)區(qū)分。因而，在圖11和圖12的示例中，通過(guò)利用相對(duì)于激勵(lì)的時(shí)間的時(shí)間偏移執(zhí)行測(cè)量，能夠?qū)崿F(xiàn)顯著改進(jìn)的檢測(cè)。

在一些實(shí)施例中，檢測(cè)器403被安排成生成激勵(lì)信號(hào)來(lái)包括重復(fù)激勵(lì)，其中這些激勵(lì)之間的時(shí)間偏移是這樣的，以致針對(duì)兩個(gè)連續(xù)激勵(lì)的諧振電路的振蕩相互干擾。因而，重復(fù)頻率對(duì)于由于這些激勵(lì)而引起的振蕩相互干擾而言是足夠高的。

對(duì)于由于一個(gè)激勵(lì)而引起的振蕩在下一個(gè)激勵(lì)被生成之前并因而在由于這個(gè)激勵(lì)而引起的振蕩開(kāi)始之前還沒(méi)有消失而言，這些激勵(lì)因而可能足夠頻繁地發(fā)生。這些振蕩因而彼此重疊并形成導(dǎo)致組合信號(hào)的疊加。

在許多實(shí)施例中，對(duì)于源自先前激勵(lì)的振蕩的振幅在下一激勵(lì)發(fā)生時(shí)被抑制(dampen)不超過(guò)90%（或者實(shí)際上在一些實(shí)施例中，70%或50%）而言，重復(fù)頻率是足夠高的。針對(duì)一個(gè)激勵(lì)的振蕩的振幅在下一個(gè)激勵(lì)發(fā)生時(shí)可以至少是初始振幅的10%（或者在一些實(shí)施例中，20%或50%）。

緊挨在一起并導(dǎo)致重疊振蕩的重復(fù)激勵(lì)的應(yīng)用可以提供更可靠且時(shí)常便利的發(fā)射機(jī)通信感應(yīng)器的阻抗變化以及因而電磁環(huán)境的變化的檢測(cè)。

在這些實(shí)施例中，功率發(fā)射機(jī)201在固定間隔上給發(fā)射機(jī)通信感應(yīng)器209應(yīng)用非常短的脈沖，以致在通過(guò)發(fā)射機(jī)通信感應(yīng)器209的電流振蕩已消失之前應(yīng)用新的脈沖。可以例如在應(yīng)用脈沖時(shí)、在該脈沖之后的振蕩峰值上測(cè)量電流（或電壓），或者可以有可能利用相對(duì)于該脈沖的應(yīng)用的時(shí)間偏移來(lái)測(cè)量電流（或電壓）。

發(fā)明人已具體認(rèn)識(shí)到：當(dāng)重復(fù)間隔被減少以致在先前脈沖的振蕩已消失之前生成新的脈沖，流經(jīng)發(fā)射機(jī)通信感應(yīng)器209的電流的振幅的顯著變化源自由于通過(guò)改變例如功率接收機(jī)205中的負(fù)載電容進(jìn)行的調(diào)制而引起的反射阻抗的變化。選擇重復(fù)間隔，以致先前脈沖的振蕩的振幅仍是顯著的。

圖13舉例說(shuō)明針對(duì)圖9的系統(tǒng)的仿真結(jié)果。針對(duì)其中調(diào)制開(kāi)關(guān)打開(kāi)（曲線1301）和閉合（曲線1303）的實(shí)例，顯示流經(jīng)發(fā)射機(jī)通信感應(yīng)器（209）的電流的振幅和相位。如能夠看到的，雖然諧振電路的諧振頻率當(dāng)沒(méi)有對(duì)象被定位在其表面上時(shí)被設(shè)置成650kHz，但是諧振電路的諧振頻率在調(diào)制開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)是大約600kHz而在調(diào)制開(kāi)關(guān)被閉合時(shí)是大約725kHz。

當(dāng)包括功率接收機(jī)205的電器被放置于功率發(fā)射機(jī)201的表面上時(shí)，功率發(fā)射機(jī)201應(yīng)該適應(yīng)新的情形。在監(jiān)視來(lái)自功率接收機(jī)205的待機(jī)模式退出請(qǐng)求時(shí)，因此應(yīng)該考慮大約600KHz的諧振頻率。

圖14舉例說(shuō)明圖9的系統(tǒng)針對(duì)其中每10個(gè)循環(huán)（1個(gè)循環(huán)=T_res）應(yīng)用新的激勵(lì)脈沖的示例的仿真結(jié)果。如圖13所示，在功率接收機(jī)205被放置于功率發(fā)射機(jī)201的表面上時(shí)，諧振電路的諧振頻率大約等于600kHz。然而，為了確切地確定諧振頻率，所應(yīng)用的諧振頻率可以圍繞600kHz（例如在580kHz和620kHz之間或者在550kHz和650kHz之間）掃描，并且流經(jīng)發(fā)射機(jī)通信感應(yīng)器209的電流的振幅被測(cè)量而功率接收機(jī)205不應(yīng)用任何調(diào)制。在其上的振幅位于最大值的頻率對(duì)應(yīng)于諧振電路的諧振頻率。這個(gè)頻率隨后被用于監(jiān)視來(lái)自功率接收機(jī)205的待機(jī)模式退出請(qǐng)求。

在圖14中，流經(jīng)發(fā)射機(jī)通信感應(yīng)器209的電流的振幅在596kHz上是最大值。因而，已檢測(cè)到596kHz的諧振頻率。因此每10個(gè)循環(huán)應(yīng)用新脈沖，其中1循環(huán)=1/596kHz。如能夠看到的，取決于調(diào)制電容器的感應(yīng)器電流的振幅的非常顯著的變化存在。實(shí)際上，在該特定示例中，由于反射阻抗變化而感應(yīng)大約225mA的振幅變化。具體地，在由于待機(jī)模式退出請(qǐng)求正被發(fā)送而改變負(fù)載時(shí)，諧振頻率改變（在這個(gè)實(shí)例中，至圖13所示的大約725Hz）。這導(dǎo)致降低的振幅。

圖15舉例說(shuō)明圖14的短時(shí)間間隔并且進(jìn)一步舉例說(shuō)明個(gè)別激勵(lì)脈沖。如能夠看到的，在跟隨在該脈沖之后的第一個(gè)振蕩上能夠測(cè)量電流的最大振幅。在一些實(shí)例中，最大振幅能夠在應(yīng)用脈沖時(shí)出現(xiàn)。因而，在這些實(shí)例中也能夠在這個(gè)時(shí)刻（即在應(yīng)用脈沖時(shí)）測(cè)量電流。

圖16舉例說(shuō)明圖9的系統(tǒng)針對(duì)其中每10個(gè)循環(huán)的與諧振頻率不完全相等的頻率應(yīng)用新脈沖的示例的仿真結(jié)果。因而，在該示例中，諧振電路的驅(qū)動(dòng)未被正確地調(diào)諧到諧振電路的實(shí)際的當(dāng)前諧振頻率。在該特定示例中，（激勵(lì)脈沖被調(diào)諧至）假設(shè)的諧振頻率不是實(shí)際的諧振頻率，并且這在待機(jī)模式退出請(qǐng)求被發(fā)送（是發(fā)射機(jī)）時(shí)可以導(dǎo)致降低的振幅差。實(shí)際上，對(duì)于該特定示例而言，假設(shè)的諧振頻率是599.75kHz，并且這導(dǎo)致其中退出請(qǐng)求不是（或幾乎不）可檢測(cè)到的場(chǎng)景。

在許多實(shí)施例中，檢測(cè)器403可以被安排成估計(jì)諧振電路的諧振頻率以及將激勵(lì)脈沖與所估計(jì)的諧振頻率進(jìn)行同步。諧振頻率的估計(jì)可以例如基于頻率掃描信號(hào)以及檢測(cè)諧振電路的響應(yīng)。

在一些實(shí)施例中，檢測(cè)器403可以被安排成基于通信感應(yīng)器電壓和通信感應(yīng)器電流之中的至少一個(gè)的振幅來(lái)適配用于重復(fù)激勵(lì)的重復(fù)間隔。因而，檢測(cè)器403可以測(cè)量發(fā)射機(jī)通信感應(yīng)器209的電壓或電流并且相應(yīng)地適配重復(fù)頻率。具體地，檢測(cè)器403可以被安排成適配重復(fù)間隔來(lái)最大化通信感應(yīng)器電壓和通信感應(yīng)器電流之中的至少一個(gè)。

例如，檢測(cè)器403可以在待機(jī)階段的時(shí)間間隔期間測(cè)量流經(jīng)發(fā)射機(jī)通信感應(yīng)器209的電流的振幅。在一些實(shí)施例中可以在合適的時(shí)間間隔（其與適配的速度相比典型地是短的）上平均振幅。檢測(cè)器403可以隨后在合適的頻率間隔上掃描重復(fù)頻率并檢測(cè)最大振幅值。重復(fù)頻率可以隨后被設(shè)置為對(duì)應(yīng)頻率。作為另一示例，檢測(cè)器403可以實(shí)施朝向振幅的最大值來(lái)驅(qū)動(dòng)重復(fù)頻率的反饋控制環(huán)路。

該方案可以允許改進(jìn)的性能并且可以具體地允許該系統(tǒng)適應(yīng)于包括組件變化、功率接收機(jī)205相對(duì)于功率發(fā)射機(jī)201的特定位置的變動(dòng)等等的當(dāng)前條件。

在該方案中，功率發(fā)射機(jī)201因而可以在一定范圍內(nèi)調(diào)諧該間隔，以便測(cè)量可能的最大的振幅或振幅變化。因而，這個(gè)方案可以優(yōu)化檢測(cè)方法。

可能所期望的是：具有與諧振時(shí)間周期同步的重復(fù)頻率。重復(fù)頻率與諧振時(shí)間周期之間的確切關(guān)系可以取決于包括驅(qū)動(dòng)信號(hào)的諧波等等的許多因素。相應(yīng)地，激勵(lì)脈沖重復(fù)頻率和諧振頻率之間的比率不需要是整數(shù)而原則上可以是任何實(shí)數(shù)。

典型地，功率發(fā)射機(jī)201將不知道確切的諧振頻率并且在這個(gè)實(shí)例中可以假定某個(gè)頻率f。功率發(fā)射機(jī)201隨后可以在圍繞這個(gè)頻率的一定范圍中掃描（同時(shí)應(yīng)用脈沖）并監(jiān)視所測(cè)量的振幅或振幅變化。在其上面測(cè)量最大振幅或頻率變化的頻率對(duì)應(yīng)于功率發(fā)射機(jī)的諧振頻率：

T=n*T_res=n/f_res=n/f 。

在下面，將更詳細(xì)描述一些特定實(shí)施方式。

圖17舉例說(shuō)明無(wú)線功率傳輸系統(tǒng)的檢測(cè)功能的實(shí)施方式的示例。在該示例中，變壓器（Lp和Ls）將流經(jīng)發(fā)射機(jī)通信感應(yīng)器Lcom_Tx的電流變換為電壓Vsense。這個(gè)電壓隨后在第40個(gè)振蕩的峰值上被采樣。采樣信號(hào)（Vsample_ctr）由功率發(fā)射機(jī)的控制器來(lái)生成。所采樣的電壓Vsample隨后與DC電壓（典型地，等于Vdd / 2）進(jìn)行比較。

圖18舉例說(shuō)明使用與先前相同的參數(shù)的圖17的系統(tǒng)的仿真結(jié)果。在該示例中，流經(jīng)發(fā)射機(jī)通信感應(yīng)器的電流首先被變換為電壓Vsense。這個(gè)電壓隨后在第40個(gè)振蕩峰值上被采樣。所采樣的電壓Vsample隨后利用簡(jiǎn)單比較器來(lái)解調(diào)。如所觀察到的，待機(jī)模式退出請(qǐng)求被正確檢測(cè)。圖18具體地舉例說(shuō)明（從上到下）：調(diào)制信號(hào)；解碼的信號(hào)值（是否存在待機(jī)模式退出請(qǐng)求）；解調(diào)的信號(hào)和DC參考電壓；以及感測(cè)到的電壓和采樣信號(hào)。

先前示例集中于流經(jīng)發(fā)射機(jī)通信感應(yīng)器209的電流以及（在某個(gè)時(shí)刻）所測(cè)量的諧振電路以便檢測(cè)待機(jī)模式退出請(qǐng)求。作為可供選擇的方案，也能夠測(cè)量跨越發(fā)射機(jī)通信感應(yīng)器209的電壓。

圖19使用與圖14相同的參數(shù)來(lái)舉例說(shuō)明跨越發(fā)射機(jī)通信感應(yīng)器的電壓的示例。在該特定示例中，在發(fā)送待機(jī)模式退出請(qǐng)求時(shí)，大約2.5V的電壓變化產(chǎn)生。待機(jī)模式退出請(qǐng)求因此能夠通過(guò)測(cè)量跨越通信電路的初級(jí)線圈的電壓來(lái)檢測(cè)。

圖20舉例說(shuō)明對(duì)于圖20中的實(shí)施方式而言可供選擇的實(shí)施方式。對(duì)于圖20的方案，流經(jīng)發(fā)射機(jī)通信感應(yīng)器的電流首先被變換為電壓Vsense。這個(gè)電壓隨后被變換為數(shù)字信號(hào)Vsample。這個(gè)采樣的信號(hào)然后被提供給功率發(fā)射機(jī)的內(nèi)部微控制器/微處理器。這個(gè)微控制器知道所應(yīng)用的脈沖的確切定時(shí)。因而，能夠在這個(gè)確切時(shí)間上對(duì)模數(shù)變換器（ADC）進(jìn)行采樣。在這個(gè)實(shí)例中，可以測(cè)量在應(yīng)用脈沖的時(shí)刻上的電流。

與圖20的系統(tǒng)相類似，圖20的系統(tǒng)也可以測(cè)量在第x個(gè)（例如，第40個(gè)）振蕩峰值上的信號(hào)。功率發(fā)射機(jī)201能夠調(diào)諧ADC的采樣時(shí)間，直至它在第x個(gè)振蕩峰值上測(cè)量局部最大值。例如，如果測(cè)量在第一振蕩峰值上的電流，在所應(yīng)用的脈沖與第一振蕩峰值之間的時(shí)間差對(duì)應(yīng)于功率發(fā)射機(jī)的諧振頻率的大約一個(gè)周期。功率發(fā)射機(jī)能夠調(diào)諧采樣時(shí)間，直至它在所應(yīng)用的脈沖之后在一個(gè)振蕩周期上找到最大值。

當(dāng)在待機(jī)階段中時(shí)，功率接收機(jī)205未被供電，并且這個(gè)狀態(tài)時(shí)?？梢岳秒娖鞯娜魏蝺?nèi)部微控制器未被供電的事實(shí)來(lái)表征。

如前所述，該方案可以基于用戶觸發(fā)能夠被功率發(fā)射機(jī)檢測(cè)到的電器通信電路中的阻抗變化。因而，這個(gè)阻抗變化形成待機(jī)模式退出請(qǐng)求。圖21舉例說(shuō)明這個(gè)方案的可能實(shí)施例。按鈕開(kāi)關(guān)S2被實(shí)施為與通信/調(diào)制開(kāi)關(guān)S1并聯(lián)。因而，當(dāng)用戶按下該按鈕開(kāi)關(guān)時(shí)，所生成的阻抗變化（Cmod connected）能夠利用功率發(fā)射機(jī)來(lái)監(jiān)視。這種實(shí)施方式提供并不牽涉功率接收機(jī)的微控制器的發(fā)送待機(jī)模式退出請(qǐng)求的方式。此外，所要求的唯一附加組件是按鈕。因而，材料清單的增加是非常小的。

必須注意：例如，能夠采用其它方式來(lái)使用開(kāi)關(guān)，諸如以短路接收機(jī)通信感應(yīng)器。

在圖23中舉例說(shuō)明可供選擇的電路實(shí)施方式，其中實(shí)施雙聯(lián)動(dòng)(double gang)按鈕開(kāi)關(guān)（S2和S3）來(lái)替代簡(jiǎn)單按鈕開(kāi)關(guān)。這可以進(jìn)一步給微控制器提供信息，諸如何時(shí)電器應(yīng)該被關(guān)斷。

按壓S2 / S3雙聯(lián)動(dòng)可以例如：

1．通過(guò)S2短接/加載數(shù)據(jù)信號(hào)，物理地中斷在功率發(fā)射機(jī)至功率接收機(jī)之間的任何正在進(jìn)行的數(shù)據(jù)傳輸。這個(gè)數(shù)據(jù)中斷能夠被功率發(fā)射機(jī)檢測(cè)到并被解釋為轉(zhuǎn)而關(guān)斷功率發(fā)射機(jī)的掉電/故障狀態(tài)，

2．S3將閉合，從而導(dǎo)致針對(duì)功率接收機(jī)的微控制器的中斷。這能夠啟動(dòng)受控的掉電并且可以進(jìn)一步傳送狀態(tài)信息至功率發(fā)射機(jī)，

3．如果出于任何原因功率發(fā)射機(jī)無(wú)法辨別數(shù)據(jù)中斷/負(fù)載調(diào)制，微控制器能夠進(jìn)一步：

a．發(fā)送OFF（斷開(kāi)）消息至功率發(fā)射機(jī)；

b．經(jīng)由安全繼電器來(lái)斷開(kāi)功率感應(yīng)器。

如果功率接收機(jī)被維持成至少部分被供電，即如果例如在負(fù)載電容（Cload）中存儲(chǔ)足夠的能量并且足夠的電壓電平被維持在負(fù)載電容上以便將微控制器保持在STANDBY（待機(jī)）狀態(tài)或ON（接通）狀態(tài)中，則微控制器能夠直接生成待機(jī)模式退出請(qǐng)求。

圖23舉例說(shuō)明這樣的方案的可能示例。用戶通過(guò)開(kāi)關(guān)S2來(lái)觸發(fā)微控制器（將意識(shí)到：開(kāi)關(guān)S2可以例如被實(shí)施為觸敏按鈕或觸敏屏幕）。一旦微控制器已檢測(cè)到用戶所生成的觸發(fā)，它能夠從待機(jī)中醒來(lái)，并且一旦清醒，它就能夠發(fā)送待機(jī)模式退出請(qǐng)求至功率發(fā)射機(jī)。這能夠如圖23所示被動(dòng)地來(lái)完成。在這個(gè)實(shí)例中，微控制器能夠簡(jiǎn)單地?fù)苻D(zhuǎn)（toggle）通信/調(diào)制開(kāi)關(guān)S1。

在先前描述中，待機(jī)模式退出請(qǐng)求僅作為單個(gè)比特標(biāo)志來(lái)發(fā)送，其中該單個(gè)比特標(biāo)志指示：功率接收機(jī)205請(qǐng)求功率發(fā)射機(jī)201退出待機(jī)階段并啟動(dòng)至功率階段的轉(zhuǎn)換。然而，在一些實(shí)施例中，待機(jī)模式退出請(qǐng)求可以包括能夠用于適配從待機(jī)模式到功率傳輸模式的轉(zhuǎn)換的控制數(shù)據(jù)。

例如，待機(jī)模式退出請(qǐng)求可以包括指示所請(qǐng)求的初始功率電平的數(shù)據(jù)，并且功率發(fā)射機(jī)201可以被安排成利用這個(gè)功率電平來(lái)初始化功率傳輸階段。待機(jī)模式退出請(qǐng)求可以例如利用一系列的具有指示控制數(shù)據(jù)的變化的圖案的阻抗變化來(lái)發(fā)送。

因而，在一些實(shí)施例中，功率接收機(jī)205可以發(fā)送由包含若干比特的整個(gè)消息組成的待機(jī)模式退出請(qǐng)求。用于電器和功率發(fā)射機(jī)之間的標(biāo)準(zhǔn)通信的負(fù)載調(diào)制解調(diào)電路能夠在這個(gè)實(shí)例中用于解碼這個(gè)數(shù)據(jù)。為了節(jié)約能量，功率發(fā)射機(jī)201可以將解調(diào)電路在待機(jī)模式中保持不活動(dòng)，但是一旦檢測(cè)到例如由于待機(jī)模式退出請(qǐng)求的前序碼(pre-amble)而引起的阻抗變化，阻抗檢測(cè)單元就能夠喚醒解調(diào)器電路來(lái)解調(diào)前序碼的剩余部分和待機(jī)模式退出請(qǐng)求。

在先前描述中，基于諧振電路的諧振頻率的阻抗變化的檢測(cè)用于檢測(cè)從功率接收機(jī)到功率發(fā)射機(jī)的待機(jī)模式退出請(qǐng)求。這提供特別有利的方案和功能，其可以提供改進(jìn)的性能、靈活性和附加的或改進(jìn)的用戶體驗(yàn)。

然而，將意識(shí)到：所描述的檢測(cè)方案不一定限于這樣的檢測(cè)而原則上可以用于檢測(cè)功率發(fā)射機(jī)的感應(yīng)器的阻抗變動(dòng)的其他變化。例如，對(duì)于其他應(yīng)用而言，諸如例如對(duì)于外來(lái)對(duì)象檢測(cè)或?qū)τ跈z測(cè)功率接收機(jī)被定位在功率發(fā)射機(jī)上而言，生成具有導(dǎo)致重疊脈沖的激勵(lì)的激勵(lì)信號(hào)的方案能夠改進(jìn)阻抗檢測(cè)。如此一來(lái)，引起重疊脈沖的激勵(lì)信號(hào)的使用能夠潛在地例如在選擇階段中用于檢測(cè)功率接收機(jī)的存在。

因而，獨(dú)立于待機(jī)階段和待機(jī)模式退出請(qǐng)求發(fā)送/接收的特征和方面，能夠在其他的無(wú)線功率傳輸系統(tǒng)中使用生成具有生成重疊振蕩的激勵(lì)的激勵(lì)信號(hào)的方案。

例如，能夠提供包括功率發(fā)射機(jī)的無(wú)線功率傳輸系統(tǒng)，其中功率發(fā)射機(jī)被安排成經(jīng)由功率發(fā)射機(jī)所生成的無(wú)線感應(yīng)功率傳輸信號(hào)來(lái)提供功率傳輸至功率接收機(jī)，其中功率發(fā)射機(jī)包括：感應(yīng)器；用于檢測(cè)感應(yīng)器的阻抗變化的檢測(cè)器；其中感應(yīng)器是諧振電路的一部分，并且檢測(cè)器被安排成將激勵(lì)信號(hào)應(yīng)用于諧振電路以及從感應(yīng)器電壓和感應(yīng)器電流之中的至少一個(gè)的測(cè)量中檢測(cè)阻抗變化，激勵(lì)信號(hào)包括重復(fù)激勵(lì)，并且這些激勵(lì)具有在諧振電路針對(duì)兩個(gè)連續(xù)激勵(lì)的振蕩之間導(dǎo)致干擾的時(shí)間偏移。

感應(yīng)器可以是功率傳輸感應(yīng)器和/或例如可以是發(fā)射機(jī)通信感應(yīng)器。

阻抗變化可以例如用于檢測(cè)對(duì)象的存在或接近度。具體地，對(duì)象檢測(cè)器可以被安排成響應(yīng)于滿足標(biāo)準(zhǔn)的阻抗變化來(lái)檢測(cè)對(duì)象。

在這樣的系統(tǒng)中，檢測(cè)器可以被安排成基于感應(yīng)器電壓和感應(yīng)器電流之中的至少一個(gè)的振幅來(lái)適配重復(fù)激勵(lì)的重復(fù)間隔。

在這樣的系統(tǒng)中，檢測(cè)器可以被安排成適配重復(fù)間隔來(lái)最大化感應(yīng)器電壓和感應(yīng)器電流之中的至少一個(gè)。

在這樣的系統(tǒng)中，功率發(fā)射機(jī)可以被安排成利用相對(duì)于緊前一激勵(lì)的時(shí)間的時(shí)間偏移來(lái)測(cè)量感應(yīng)器電壓和感應(yīng)器電流之中的至少一個(gè)。

在這樣的系統(tǒng)中，時(shí)間偏移可以不小于諧振電路的諧振的10個(gè)時(shí)間周期并且不超過(guò)60個(gè)時(shí)間周期。

在這樣的系統(tǒng)中，檢測(cè)器可以被安排成將重復(fù)激勵(lì)與諧振電路的諧振的時(shí)間周期的倍數(shù)同步。

將意識(shí)到：為了簡(jiǎn)潔起見(jiàn)，上面的描述參考不同的功能電路、單元和處理器描述了本發(fā)明的實(shí)施例。然而，可以使用在不同的功能電路、單元或處理器之間功能的任何合適的分布而不偏離本發(fā)明，這將是顯而易見(jiàn)的。例如，被舉例說(shuō)明為由分開(kāi)的處理器或控制器執(zhí)行的功能可以利用相同的處理器或控制器來(lái)執(zhí)行。因此，對(duì)于特定功能單元或電路的引用將僅被視為對(duì)于用于提供所描述功能的合適裝置的引用而不指示嚴(yán)格的邏輯或物理結(jié)構(gòu)或組織。

本發(fā)明能夠采用包括硬件、軟件、固件或這些的任何組合的任何合適方式來(lái)實(shí)施。本發(fā)明可以任選地至少部分地作為在一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)處理器和/或數(shù)字信號(hào)處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)軟件來(lái)實(shí)施。本發(fā)明的實(shí)施例的元件和組件可以在物理上、功能上和邏輯上采用任何合適方式來(lái)實(shí)施。實(shí)際上，功能可以在單個(gè)單元中、在多個(gè)單元中或作為其他功能單元的一部分來(lái)實(shí)施。如此一來(lái)，本發(fā)明可以在單個(gè)單元中進(jìn)行實(shí)施或可以在物理上和在功能上在不同的單元、電路和處理器之間進(jìn)行分布。

雖然結(jié)合一些實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是并不打算將本發(fā)明限于在本文闡述的特定形式。相反，本發(fā)明的范疇僅利用所附權(quán)利要求書(shū)來(lái)限制。另外，雖然某特征可能看起來(lái)結(jié)合特殊實(shí)施例來(lái)描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，所描述實(shí)施例的各種特征可以根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行組合。在權(quán)利要求書(shū)中，術(shù)語(yǔ)包括并不排除其他元件或步驟的存在。

此外，雖然被個(gè)別地列出，但是多個(gè)裝置、元件、電路或方法步驟可以例如利用單個(gè)電路、單元或處理器來(lái)實(shí)施。另外，雖然個(gè)別特征可以被包括在不同的權(quán)利要求中，但是可以有可能有利地組合這些特征，并且在不同權(quán)利要求中的包含并不暗示：特征的組合不是可行的和/或有利的。并且，特征在一種類別的權(quán)利要求中的包含并不暗示針對(duì)這個(gè)類別的限制，而是指示該特征酌情同樣可用于其他的權(quán)利要求類別。此外，特征在權(quán)利要求書(shū)中的順序并不暗示這些特征必須據(jù)此工作的任何特定順序，并且尤其，個(gè)別步驟在方法權(quán)利要求中的順序并不暗示：這些步驟必須以這個(gè)順序來(lái)執(zhí)行。相反，這些步驟可以采用任何合適的順序來(lái)執(zhí)行。另外，單數(shù)引用并不排除多數(shù)。因而，對(duì)于“一”、“一個(gè)”、“第一”、“第二”等等的引用并不排除多個(gè)。權(quán)利要求書(shū)中的參考符號(hào)只是作為澄清示例來(lái)提供而不應(yīng)被解釋為以任何方式來(lái)限制權(quán)利要求書(shū)的范疇。