[发明专利]无线功率传输系统

说明书

一种用于无线功率传输系统的功率发射器(101)包括发射器线圈(103)，并且驱动器(201)采用重复时间帧来生成用于所述发射器线圈(103)的驱动信号，所述重复时间帧具有功率传输时间间隔和降低功率时间间隔，在所述降低功率时间间隔期间所述功率传输信号的功率水平被降低。驱动器(201)生成用于所述发射器线圈(103)生成所述功率传输信号的驱动信号。通信器(205)从功率接收器(105)接收消息，并且适配器(213)至少响应于从所述功率接收器(105)接收的第一消息来适配所述降低功率时间间隔的定时属性。同步器(206)用于将异物检测与对测试信号的生成同步为在所述降低功率时间间隔期间发生。该操作通常可以是异物检测或通信，并且所述定时属性可以例如为所述降低功率时间间隔的持续时间。

技术领域

本发明涉及无线功率传输系统，并且具体地涉及无线功率传输系统中的异物检测。

背景技术

大多数当今的电子产品需要专用的电气接触部以便从外部电源供电。然而，这往往是不现实的并且需要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。通常，功率要求也差别很大，并且当前大多数设备被提供有它们自己的专用电源，从而导致典型的用户具有大量不同的电源，其中每个电源是专用于特定设备的。尽管对内部电池的使用可以避免在使用期间对于与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(或更换)。对电池的使用也可能大幅增加设备的重量以及潜在地增加设备的成本和尺寸。

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感应器被感应地传输到个体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，主要被应用在初级发射器感应器/线圈与次级接收器线圈之间具有紧密耦合的变压器中。通过在两个设备之间将初级发射器线圈和次级接收器线圈分开，基于松散耦合的变压器的原理，在这些设备之间的无线功率传输变得可能。

这样的布置允许在不要求进行任何线缆或物理电气连接的情况下对设备进行无线功率传输。实际上，其可以简单地允许设备被放置在发射器线圈的附近或顶部以便在外部进行再充电或供电。例如，功率发射器设备可以被布置有水平表面，设备能够被简单地放置在该水平表面上以便进行供电。

此外，这样的无线功率传输布置可以被有利地设计为使得功率发射器设备能够与一系列功率接收器设备一起使用。具体地，被称为Qi规范的无线功率传输方法已经被定义并且目前正在进一步开发。该方法允许满足Qi规范的功率发射器设备与也满足Qi规范的功率接收器设备一起使用，而无需这些设备必须来自相同的制造商或者必须彼此专用。Qi标准还包括用于允许操作适于特定功率接收器设备(例如，取决于特定功率消耗)的一些功能。

Qi规范是由无线充电联盟开发的并且例如能够在其网站上找到更多信息：http://www.wirelesspowerconsortium.com/index.html，其中，具体地，能够找到所定义的规范文档。

在诸如Qi之类的功率传输系统中，为了将所需要的功率水平传输到功率接收器而生成的电磁场通常是非常大的。在许多情况下，这种强磁场的存在可能对周围环境具有影响。

例如，关于无线功率传输的潜在问题是功率可能无意地被传输到例如碰巧位于功率发射器附近的金属物体。例如，如果将诸如硬币、钥匙、戒指等的异物放置在被布置为接收功率接收器的功率发射器平台上，则由发射器线圈生成的磁通量将在金属物体中引入涡电流，这将导致物体变热。热量增加可能非常显著并且可能非常不利。

为了降低出现这样的情景的风险，已经提出引入异物检测，其中，功率发射器能够检测异物的存在并且当发生肯定性检测时降低发射功率和/或生成用户警报。例如，Qi系统包括用于检测异物的功能、以及用于在检测到异物时降低功率的功能。具体地，Qi规范版本1.2.1，第11节描述了检测异物的各种方法。