[发明专利]无线功率输送系统及其功率接收器和操作方法

说明书

技术领域

本发明涉及感应功率输送，并且具体地但不排他地涉及适合于Qi无线功率输送标准的感应功率输送系统。

背景技术

许多系统需要布线和/或电接触以便向设备供给电功率。省略这些导线和接触提供改进的用户体验。传统地，这已经使用位于设备中的电池实现了，但是该方案具有若干缺点，包括额外的重量、大体积以及频繁更换电池或对电池再充电的需要。近来，使用无线感应功率输送的方案已经收到日益增加的兴趣。

这种增加的兴趣的部分是由于便携式和移动设备的数量和种类在近十年来爆炸式增长。例如，移动电话、平板电脑、媒体播放器等的使用已经变得无所不在。这样的设备一般通过内部电池供电并且典型的使用场景通常需要电池的再充电或从外部电源对设备的直接有线供电。

如所提到的，大多数现有设备需要布线和/或明确的电接触以从外部电源进行供电。然而，这往往是不切实际的并且要求用户物理地插入连接器或以其它方式建立物理电接触。它还往往由于引入导线的长度而对用户而言是不方便的。典型地，功率要求也是明显不同的，并且当前大多数设备设有其自身专用的电源，这导致典型的用户具有大量不同的电源，其中每一个电源专用于特定设备。尽管，内部电池可以防止对于到外部电源的有线连接的需要，但是该方案仅提供部分解决方案，因为电池将需要再充电（或更换，这是昂贵的）。电池的使用还可能大幅增加重量并且潜在地增加设备的成本和尺寸。

为了提供明显改进的用户体验，已经提出使用无线电源，其中功率从功率发射器设备中的发射器线圈感应输送至各个设备中的接收器线圈。

经由磁感应的功率传输是众所周知的概念，其主要应用在具有初级发射器线圈和次级接收器线圈之间的紧密耦合的变压器中。通过分离两个设备之间的初级发射器线圈和次级接收器线圈，设备之间的无线功率输送基于松耦合变压器的原理而成为可能。

这样的布置允许到设备的无线功率输送而不需要任何导线或物理电连接。事实上，它可以简单地允许设备被邻近于发射器线圈放置或者放置在发射器线圈顶部上以便再充电或者在外部供电。例如，功率发射器设备可以布置有水平表面，其上可以简单地放置设备以便进行供电。

另外，这样的无线功率输送布置可以有利地设计成使得功率发射器设备可以与一系列功率接收器设备一起使用。特别地，被称为Qi标准的无线功率输送标准已经被定义并且当前正处于进一步发展中。该标准允许满足Qi标准的功率发射器设备与同样满足Qi标准的功率接收器设备一起使用，而这些不是必须来自相同的制造商或者必须专用于彼此。Qi标准进一步包括用于允许该操作适应于特定功率接收器设备的某种功能（例如取决于特定功率耗用）。

Qi标准由无线功率联盟开发并且更多信息可以例如在其网站http://www.wirelesspowerconsortium.com/index.html上找到，其中特别地可以找到所定义的标准文档。

无线功率输送系统应用在种类和数量日益增加的应用中。例如，将Qi功率输送标准扩展到包括具有高达超过1kW的功率潜力的高功率应用的工作正在进行。这样的高功率能力导致无线功率输送系统对于越来越多的应用而言是实用的。然而，这也引入更多挑战并且特别地增加不合期望的情形发生的风险。因此，存在向无线功率输送系统引入控制方面的期望，其缓解不合期望或甚至潜在地不安全的场景发生的风险。

例如，据设想，无线功率输送可以用在厨房环境中以向各种厨房器具和设备供电，包括诸如水壶、平底锅、搅拌器等之类的高功率设备。

然而，在这样的实施例中，必须顾及到附加的考虑以确保不期望的和不安全的场景不会发生。这必须还考虑用户的潜在行为。例如，在厨房应用中，可能存在一系列功率供应点，包括旨在用来加热平底锅或水壶的一些功率供应点、旨在用于诸如搅拌器、混合器等之类的其它设备的一些功率供应点。所使用的特定布局和材料可能取决于若干问题，包括美学和设计偏好，并且因此不同的部分可能使用不同的材料等。

然而，用户一般将不考虑这样的方面并且将典型地不聚焦于设备可以定位在哪里。例如，用户可能未考虑到一些设备由于其功率输送特性或应用而应当被限制到操作台的特定区域或部分。

因而，改进的功率输送系统将会是有利的，并且特别地，允许改进的用户体验、增加的可靠性、增加的灵活性、促进的实现方式、改进的安全性和/或改进的性能的系统将会是有利的。

发明内容

因此，本发明设法优选地单个或以任何组合方式缓解、减轻或消除以上提到的缺点中的一个或多个。