[发明专利]功率发射器及其操作方法

说明书

一种功率发射器（101）使用无线感应功率传输信号向功率接收器（105）提供功率传输。该功率发射器（101）包括在应用电压驱动信号时生成功率传输信号的电感器（103）。测量单元（311）执行电感器（103）的电流或电压的测量。以相对于与电压驱动信号同步的参考信号的时间偏移执行这些测量。适配器（313）可以改变该时间偏移以便确定最优测量定时偏移，该最优测量定时偏移导致反映对于功率传输信号的不同调制负载的测量的差异度量的最大解调深度。解调器（309）于是从具有设置为最优测量定时偏移的时间偏移的测量中解调感应载波信号的负载调制。在一些场景中，可以改变测量的定时和持续时间二者。该方法改善了通信可靠性。

技术领域

本发明涉及感应功率传输，特别地但非排他性地，涉及一种提供使用与Qi规范兼容的元件的感应功率传输系统的功率发射器。

背景技术

使用中的便携式和移动设备的数量和种类在过去十年迅猛增长。例如，移动电话、平板计算机、媒体播放器等的使用已经变得无处不在。这样的设备通常由内部电池供电，并且典型的使用场景经常要求对电池再充电或者从外部电源对设备直接有线供电。

大多数当今的系统要求从外部电源对接线和/或显式的电触点供电。然而，这往往不切实际，并且要求用户物理地插入连接器或者以其他方式建立物理电气接触。它也通过引入导线长度而往往对用户来说是不方便的。典型地，功率要求也显著不同，并且当前大多数设备设有其自身的专用电源，导致典型的用户具有大量不同的电源，每个电源专用于特定设备。尽管内部电池的使用可以避免使用期间到电源的有线连接的需求，但是这仅仅提供了部分解决方案，因为电池将需要再充电（或者替换，这是昂贵的）。电池的使用也可能大幅增加重量并且潜在地增大设备的成本和尺寸。

为了提供显著改善的用户体验，已经提出了使用无线电源，其中功率从功率发射器设备中的发射器线圈感应传输至各设备中的接收器线圈。

经由磁感应的功率发射是一种公知的概念，通常应用在变压器中，在初级发射器线圈与次级接收器线圈之间具有紧耦合。通过在两个设备之间分离初级发射器线圈和次级接收器线圈，这些设备之间的无线功率传输基于松耦合变压器的原理而变得可能。

这样的布置允许到设备的无线功率传输而无需进行任何导线或者物理电气连接。事实上，它可以简单地允许将设备置于发射器线圈邻近或者之上以便从外部对其再充电或者供电。例如，功率发射器设备可以布置成具有水平表面，设备可以简单地置于该表面上以便对其供电。

此外，这样的无线功率传输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，定义了并且当前正在进一步开发称为Qi标准的无线功率传输标准。该标准允许满足Qi标准的功率发射器设备与也满足Qi标准的功率接收器设备一起使用，这些设备不必来自同一制造商或者不必专用于彼此。Qi标准进一步包括用于允许操作适配于特定功率接收器设备（例如取决于特定功率耗用）的一些功能。

Qi标准由无线功率联盟开发，并且更多的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已定义的标准文档。

Qi无线功率标准描述了功率发射器必须能够向功率接收器提供有保证的功率。需要的特定功率水平取决于功率接收器的设计。为了规定有保证的功率，定义了一组测试功率接收器和负载条件，其描述了用于每个条件的有保证的功率水平。

Qi标准定义了兼容设备必须满足的各种各样的技术要求、参数和操作过程。

通信

Qi标准支持从功率接收器到功率发射器的通信，从而使得功率接收器能够提供可以允许功率发射器适配于特定功率接收器的信息。在当前标准下，定义了从功率接收器到功率发射器的单向通信链路，并且该方法基于功率接收器是控制元件的理念。为了准备和控制功率发射器与功率接收器之间的功率传输，功率接收器具体地向功率发射器传送信息。