用于谐振无线功率系统的异物检测方法技术方案

技术编号:12958228 阅读:19 留言:0更新日期:2016-03-03 01:49
本发明专利技术提供一种无线充电系统,其包括充电器部分,接收一个或多个便携式元件用于无线充电,所述充电器部分控制对所述一个或多个便携式元件充电所需要的功率量;以及带内通信模块,使用随机存取模式从一个或多个便携式元件接收带内通信,所述充电器部分利用所述带内通信以确定需要多少功率,通过基于能量的报告,充电所述一个或多个便携式元件,避免传送标识信息。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】【交叉引用及相关申请】本专利技术主张在2013年3月14日提交的美国临时专利申请N0.61/782,672的优先权,因此在全文中合并参考该美国临时专利申请案。
本专利技术涉及无线充电器领域,并且特别涉及用于谐振无线功率系统(resonantwireless power system)的异物检测(foreign-object detect1n)。【
技术介绍
】许多电子设备都设计得体积小、重量轻、并便于携带,以符合用户的需求。因此,各种便携式电子设备由电子设备的制造商生产。常见的便携式电子设备包括例如移动电话、个人数字助理(PDA)、掌上游戏机(例如PSP,NDSL和Gameboy系列游戏控制台),诸如此类。由于便携式电子设备的可携带性,便携式电子设备未能在任何时候与电源连接。为了提供供应电源给便携式电子设备的所需电功率(electric power),内置的电池通常被安装在便携式电子设备中。电池是可充电电池。一旦电源是可用的,则便携式电子设备的可充电电池可以由电源根据需要进行充电。例如,在一种情况下,便携式电子设备的剩余电池容量不足时,该便携式电子设备的可充电电池可以由充电器充电。众所周知,常规的充电器具有连接线。在连接线被插入便携式电子设备以及常规的充电器与电源连接之后,电功率可以从充电器经由连接线传输到便携式电子设备。然而,充电器的应用通常受到连接线的限制。例如,在便携式电子设备的充电过程中,连接线通常会成为操作所述充电器的障碍。【
技术实现思路
】根据本专利技术实施例的一方面,提供一种无线充电系统。该无线充电系统包括充电器部分,接收一个或多个便携式元件用于无线充电,所述充电器部分控制对所述一个或多个便携式元件充电所需要的功率量;以及带内通信模块,使用随机存取模式从一个或多个便携式元件接收带内通信,所述充电器部分利用所述带内通信以确定需要多少功率,通过基于能量的报告,充电所述一个或多个便携式元件,避免传送标识信息。根据本专利技术实施例的另一方面,提供一种执行无线充电的方法。该方法包括提供一个或多个便携式元件,用于经由充电器部分进行无线充电,所述充电部分控制对所述一个或多个便携式元件充电所需要的功率量。该方法还包括通过带内通信模块使用随机存取模式从一个或多个便携式元件接收带内通信,所述充电器部分利用所述带内通信以确定需要多少功率,通过基于能量的报告,充电所述一个或多个便携式元件,避免传送标识信息。【【附图说明】】图1为充电器系统的示意图;图2为负载到源通信的阻抗变化的示意图;图3为当前可用的无线充电拓扑结构的充电器和设备定位的示意图;图4A-4B为根据本专利技术使用的发射和接收方块的示意图;图5为根据本专利技术使用的功率传输的同步阶段的示意图;以及图6功率传输的随机存取阶段的示意图;图7为源设备功率测量窗口的示意图;图8为用于单一目标设备的目标设备能量报告机制的示意图;图9A-9B为来自两个设备的所积累的能量和穿过源测量窗口计算的功率的曲线图;图10A-10B为来自两个设备的所积累的能量和穿过源测量窗口计算的功率的曲线图;以及图11为使用从两个目标设备情景所报告的低通滤波后的能量值的功率误差的机率密度函数。【【具体实施方式】】本专利技术提供了为了功率管理的目的,使用无线充电介质将消息从充电设备发送到源(source)的可行性,而不需要充电设备通过注册或通过某些其它机制来提供消息确认或传达独特的标识符(隐式的或显式的)。无线充电是当能量从源转移到负载而没有物理连接。在这种情况下,一个典型的例子是位于平坦表面上的充电板(pad)充当源,放在充电板或靠近充电板的移动电话充当负载。图1示出包括带内通信系统2的无线功率传输系统(wireless power transfersystem)。相比带外解决方案来说,带内通信系统2具有的优点是作为成本更低的解决方案。带内通信允许:(1)异物检测;(2)匹配至负载的功率(vs全TX功率);(3)每个负载的功率分配;(4)手机可获知充电器状态;以及(5)配置/计费(provis1ning/billing)。本专利技术的无线功率传输带内通信系统不同于目前市场上或其它公司提出的系统,因为它采用了专用的前置码(preamble)同步方法和用于消息纠错(message errorcorrect1n)的信道编码。在这种拓扑结构中,负载设备4需要与源8进行通信,以提供功率控制命令(command)、状态和异物检测的信息。有可能通过改变从源8看到的负载4的反射阻抗来调制发射功率波形上的信号,以促进负载和源之间的通信。图2示出了可以如何改变负载阻抗6(点A)来调制在源8处的发送信号。调制成分可以是电容性或电阻性的。需要注意的是,现任感应无线充电的设置要求该设备(负载)6与充电器(源)8是处于非常特定的方位上,如图3所示。紧密靠近和固定方位两者均导致非常良好的无线充电器通信信道条件一一因而允许简单的通信方案。本专利技术的无线充电系统可以利用较大的形状因素(form factor),以允许多个设备同时充电。本专利技术的无线充电系统可以具有多个任意方位的设备。这些设备不必非常靠近或具有固定的方位。设备的任意偏移和位置导致了非常恶劣的(hostile)带内无线充电通信信道条件。这使得负载和源之间的通信变得困难。通信系统必须具备低复杂度以及足够稳健,以确保负载(发射器)和源(接收器)之间的良好通信。复杂度是一个重要的因素,因为发送和接收这两种通信必须能够在相对简单的MCU上实施。图4A和图4B示出发送路径和接收路径的方框图。详细地,图4A示出消息编码模块22正在接收消息。该消息编码模块22执行必要的编码程序来准备用于传输的消息。消息编码模块22发送编码后的消息到数字模拟转换器(DAC)24进行处理。DAC 24将编码后的消息转换成模拟信号以供传输。DAC 24通过改变由源看到的负载的阻抗来发送该模拟信号到模拟TX电路26。一种简单的方法可以用转换阻抗(switched impedance)来代替DAC 24。模拟TX电路26包括将模拟信号传输到接收器30所需的所有元件,诸如次级线圈28,如图4B所示。图4B示出初级线圈32和负载阻抗感测模块34正在接收模拟信号以准备用于解码的模拟信号。负载阻抗感测模块34发送该模拟信号到抗混叠(ant1-aliasing)模块36。抗混叠模块36用于防止连续信号转换回样本时的混叠现象。抗混叠模块36发送抗混叠信号到模拟数字转换器(ADC) 38。抗混叠信号被转换成数字信号,并且该数字被提供给滤波器40。滤波器40是高通滤波器,去除与模拟信号的传输相关联的任何附属噪声。滤波器40将其输出提供给消息检测器和同步模块42以及消息解码模块44。消息检测器和同步模块42使用各种同步方案来同步数字信号以用于解码,并相应提供其信息给消息解码模块44来解码该数字信号。谐振无线功率(Resonant Wireless Power,RWP)充电器是由通常被插入到壁式插座上的低电压电源(low voltage power supply)供电。当没有负载设备存在时,RWP充电器工作在待机模式(其为低功率状态)中。每200ms,RWP充电器会“唤醒”并为附近的任意负载设备传递最低量的功率以上电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线充电系统,其特征在于,包括:充电器部分,接收一个或多个便携式元件用于无线充电,所述充电器部分控制对所述一个或多个便携式元件充电所需要的功率量;以及带内通信模块,使用随机存取模式从一个或多个便携式元件接收通信,所述充电器部分利用所述带内通信以确定需要多少功率,通过基于能量的报告,充电所述一个或多个便携式元件,避免传送标识信息。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:提摩西·培林·费雪杰费斯威廉·普拉柏派翠克·史丹利·里尔阿南德·萨慕斯
申请(专利权)人:联发科技新加坡私人有限公司
类型:发明
国别省市:新加坡;SG

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