用于对无源负载的静态或动态调整的负载阻抗检测制造技术

本发明专利技术提供用于检测无线电力发射器负载的阻抗的系统、方法和设备。在一个方面中，提供一种确定无线电力发射器设备的电抗条件的方法。所述方法包括确定与无线电力发射器(600)的驱动器电路(624)的切换元件(604)的漏极的电压相关的值。所述方法进一步包括基于所述所确定的电压来确定电抗负载(618)变化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于对无源负载的静态或动态调整的负载阻抗检测
本专利技术大体上涉及无线电力。更具体来说，本专利技术针对于检测无线电力发射器的负载阻抗。
技术介绍
越来越多数目和种类的电子装置经由可再充电电池进行供电。此类装置包含移动电话、便携式音乐播放器、膝上型计算机、桌上型计算机、计算机外围装置、通信装置(例如，蓝牙装置)、数码相机、助听器等。虽然电池技术已有所提高，但靠电池供电的电子装置愈加需要和消耗更大量的电力。因此，这些装置一直需要再充电。可再充电装置常常经由有线连接通过物理地连接到电力供应器的电缆或其它类似连接器来进行充电。电缆和类似连接器可能有时不方便或较麻烦，且具有其它缺点。能够在自由空间中传递电力以用于对可再充电电子装置进行充电或将电力提供给电子装置的无线充电系统可克服有线充电解决方案的一些缺陷。因此，需要有效地且安全地将电力传递到电子装置的无线电力传递系统和方法。
技术实现思路
处于所附权利要求的范围内的系统、方法和装置的各种实施方案各自具有若干方面，且其中没有单个一者单独地负责本文中所描述的所需属性。在不限制所附权利要求书的范围的情况下，在本文描述一些突出特征。在附图和以下描述中陈述了本说明书中所描述的标的物的一或多个实施方案的细节。其它特征、方面及优势将从描述、附图以及权利要求书变得显而易见。应注意，下图的相对尺寸可能未按比例绘制。本专利技术的一个方面提供一种操作无线电力发射器设备的方法。所述方法包含确定与无线电力发射器的驱动器电路的切换元件的端子的电压相关的特性。所述方法进一步包含基于所述所确定的特性来确定负载的电抗。本专利技术的另一方面提供一种用于无线电力发射的设备。所述设备包含用于确定与无线电力发射器的驱动器电路的切换元件的端子的电压相关的特性的装置。所述设备进一步包含用于基于所述所确定的特性来确定负载的电抗的装置。本专利技术的另一方面提供一种非暂时性计算机可读媒体。所述媒体包含在被执行时致使设备确定与无线电力发射器的驱动器电路的切换元件的端子的电压相关的特性的代码。所述媒体进一步包含在被执行时致使所述设备基于所述所确定的特性来确定负载的电抗的代码。本专利技术的另一方面提供一种经配置以确定无线电力发射器设备的电抗条件的设备。所述设备包括漏极电压输入、阈值电压输入、栅极驱动电压输入、输出。所述设备进一步包括经配置以比较所述漏极电压输入与所述阈值电压输入的比较器。所述比较器进一步经配置以输出指示所述漏极电压输入是否大于所述阈值电压输入的数字信号。所述设备进一步包括经配置以在数据输入处接收所述数字信号的触发器。所述触发器进一步经配置以在时钟输入处接收所述栅极驱动电压输入。所述触发器进一步经配置以在经同步的栅极驱动信号的上升沿或下降沿上对所述数字信号进行取样。所述触发器进一步经配置以在所述输出处输出所述经取样电压的反相或非反相版本。附图说明图1为根据本专利技术的示范性实施例的示范性无线电力传递系统的功能框图。图2为根据本专利技术的各种示范性实施例的可用于图1的无线电力传递系统中的示范性组件的功能框图。图3是根据本专利技术的示范性实施例的包含发射线圈或接收线圈的图2的发射电路或接收电路的一部分的示意图。图4为根据本专利技术的示范性实施例的可用于图1的无线电力传递系统中的发射器的功能框图。图5为根据本专利技术的示范性实施例的可用于图1的无线电力传递系统中的接收器的功能框图。图6是可用于图4的发射电路中的发射电路的一部分的示意图。图7展示跨具有不同负载特性的装置的电压值的曲线图。图8是展示无线电力传递系统操作范围的图。图9是根据实施例的阻抗检测电路的示意图。图10是根据另一实施例的阻抗检测电路的示意图。图11是根据实施例的阻抗检测电路的示意图。图12是检测无线电力发射器的负载阻抗的示范性方法的流程图。图13为根据本专利技术的示范性实施例的负载阻抗检测器的功能框图。图式中所说明的各种特征可能未按比例绘制。因此，出于清楚目的，各种特征的尺寸可任意扩大或缩小。另外，一些图式可能未描绘给定系统、方法或装置的所有组件。最终，可使用相同的参考数字来表示贯穿说明书和图的相同特征。具体实施方式下文结合附图所陈述的详细描述意欲作为对本专利技术的示范性实施例的描述，且无意表示可实践本专利技术的仅有实施例。在贯穿此描述所使用的术语“示范性”是指“用作一实例、例子或说明”，且应没有必要被解释为比其它示范性实施例优选或有利。所述详细描述出于提供对本专利技术的示范性实施例的彻底理解的目的而包含特定细节。可以在没有这些具体细节的情况下实践本专利技术的示范性实施例。在一些例子中，以方框图形式展示众所周知的结构和装置，以便避免使本文中所呈现的示范性实施例的新颖性模糊不清。无线地传递电力可涉及在不使用物理电导体的情况下将与电场、磁场、电磁场或其它者相关联的任何形式的能量从发射器传递到接收器(例如，可将电力传递穿过自由空间)。可通过“接收线圈”来接收、俘获或耦合输出为无线场(例如，磁场)的电力以实现电力传递。图1为根据本专利技术的示范性实施例的示范性无线电力传递系统100的功能框图。将输入电力102从电源(未图示)提供到发射器104以用于产生用于提供能量传递的场106。接收器108可耦合到场106，且产生输出电力110以供耦合到输出电力110的装置(未图示)存储或消耗。发射器104与接收器108两者相隔一距离112。在一个示范性实施例中，发射器104和接收器108是根据相互谐振关系进行配置。当接收器108的谐振频率和发射器104的谐振频率大体上相同或非常接近时，发射器104与接收器108之间的发射损耗最小。因此，与可需要需要线圈非常靠近(例如，数毫米)的大线圈的纯感应解决方案相比，可在更大的距离上提供无线电力传递。谐振感应耦合技术可因此实现提高的效率以及在各种距离上以及在多种感应线圈配置下的电力传递。接收器108可在接收器108位于由发射器104产生的能量场106中时接收电力。场106对应于其中发射器104所输出的能量可被接收器106俘获的区。在一些情况下，场106可对应于发射器104的“近场”，如下文将进一步描述。发射器104可包含发射线圈114以用于输出能量发射。接收器108进一步包含接收线圈118以用于从能量发射接收或俘获能量。所述近场可对应于其中存在由发射线圈114中的电流和电荷产生的较强的反应场的区，所述电流和电荷不将电力辐射远离发射线圈114。在一些情况下，所述近场可对应于处于发射线圈114的约一个波长(或其分数)内的区。根据应用和将与其相关联的装置来设定发射线圈114和接收线圈118的大小。如上文所描述，通过将发射线圈114的场106中的大部分能量耦合到接收线圈118而非以电磁波形式将大部分能量传播到远场而进行有效能量传递。当定位于场106中时，可在发射线圈114与接收线圈118之间形成“耦合模式”。发射线圈114和接收线圈118周围的其中可发生此耦合的区域在本文中称作耦合模式区。图2为根据本专利技术的各种示范性实施例的可用于图1的无线电力传递系统100中的示范性组件的功能框图。发射器204可包含发射电路206，所述发射电路可包含振荡器222、驱动器电路224以及滤波器与匹配电路226。所述振荡器222可经配置以在所要频率(例如，468.75KHz、6.78MHz或13.56MHz)下产本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种操作无线电力发射器设备的方法，所述方法包括：确定与所述无线电力发射器的驱动器电路的切换元件的漏极电压相关的特性，所述驱动器电路经配置以驱动所述无线电力发射器的负载；以及基于所确定的特性来确定所述负载的电抗变化以移位从所述驱动器电路的输出端观察到的所述负载的所述电抗从而在存在多个接收器的情况下允许更为高效的操作。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.10.21 US 61/550,251;2012.10.05 US 13/646,5531.一种操作无线电力发射器设备的方法，所述方法包括：确定与所述无线电力发射器的驱动器电路的切换元件的漏极电压相关的特性，所述驱动器电路经配置以驱动所述无线电力发射器的负载；以及基于所确定的特性来确定所述负载的电抗变化以移位从所述驱动器电路的输出端观察到的所述负载的所述电抗从而在存在多个接收器的情况下允许更为高效的操作。2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括基于所述负载的所确定的所述电抗变化来调整所述负载的阻抗。3.根据权利要求1到2中任一权利要求所述的方法，其中确定所述特性包括在大体上与切换元件转变相同的时间对所述特性进行取样。4.根据权利要求1到2中任一权利要求所述的方法，其中确定所述特性包括将所述漏极电压与阈值电压进行比较。5.根据权利要求1到2中任一权利要求所述的方法，其中确定所述特性包括将所述特性与阈值特性进行比较。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述阈值特性包括经整流的电压包络。7.根据权利要求5所述的方法，其中所述阈值特性与输入电压成比例。8.根据权利要求1到2中任一权利要求所述的方法，其进一步包括对指示所述特性是否超过阈值的比较器输出信号求平均。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述特性包括基于所述负载的所述电抗来指示电压电平高于或低于界限的数字特性。10.根据权利要求9所述的方法，其进一步包括使用在大体上与切换元件转变相同的时间计时的触发器对所述数字特性进行取样。11.根据权利要求1到2中任一权利要求所述的方法，其中所述特性包括指示所述负载的所述电抗的模拟特性。12.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括在一时间周期内对所述模拟特性进行取样和保持。13.根据权利要求1到2中任一权利要求所述的方法，其中所述负载包括发射电路和/或谐振器。14.根据权利要求1到2中任一权利要求所述的方法，其中所述切换元件包括源极端子。15.根据权利要求1到2中任一权利要求所述的方法，其中所述切换元件包括漏极端子。16.一种经配置以确定无线电力发射器设备的电抗条件的设备，所述设备包括：第一电路，其经配置以确定与所述无线电力发射器的驱动器电路的切换元件的漏极电压相关的特性，所述驱动器电路经配置以驱动所述无线电力发射器的负载；以及第二电路，其经配置以基于所确定的特性来确定所述负载的电抗变化以移位从所述驱动器电路的输出端观察到的所述负载的所述电抗从而在存在多个接收器的情况下允许更为高效的操作。17.根据权利要求16所述的设备，其进一步包括经配置以基于所述负载的所确定的所述电抗变化来调整所述负载的阻抗的电路。18.根据权利要求16到17中任一权利要求所述的设备，其中所述第一电路包括经配置以在大体上与切换元件转变相同的时间对所述特性进行取样的取样和保持电路。19.根据权利要求16到17中任一权利要求所述的设备，其中第一电路包括经配置以将所述漏极电压与阈值电压进行比较的比较器。20.根据权利要求16到17中任一权利要求所述的设备，其中第一电路包括经配置以将所述特性与阈值特性进行比较的比较器。21.根据权利要求20所述的设备，其中所述阈值特性包括经整流的电压包络。22.根据权利要求20所述的设备，其中所述阈值特性与输入电压成比例。23.根据权利要求16到17中任一权利要求所述的设备，其进一步包括经配置以对指示所述特性是否超过阈值的比较器输出信号求平均的电路。24.根据权利要求16到17中任一权利要求所述的设备，其中所述特性包括基于所述负载的所述电抗来指示电压电平高于或低于界限的数字特性。25.根据权利要求24所述的设备，其进一步包括经配置以使用在大体上与切换元件转变相同的时间计时的触发器对所述数...

【专利技术属性】
技术研发人员：科迪·B·惠尔兰德，瑞安·曾，威廉·H·范诺瓦克，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US