[发明专利]功率传输装置及其方法

说明书

一种作为经由功率传输信号来进行功率传输的功率发送器(101)或功率接收器(103)的功率传输装置包括：功率线圈(103、107)，其用于与作为功率传输操作的另一装置的互补功率传输线圈(107、103)进行功率传输；第一通信器(205、305)，其通过使用对所述功率传输信号的调制来与所述互补功率传输装置进行数据通信；第二通信器(207、307)，其经由独立于所述功率传输信号的第二通信通道来进行功率传输控制数据的通信，并且具有至少高十倍的通信数据速率；存在检测器(209、309)，其响应于所述第一数据而确定所述互补功率传输装置是否存在于所述功率传输线圈(103、107)附近；以及功率传输控制器(201、301)，其响应于检测到不存在所述互补功率传输装置而限制从所述功率发送器(101)到所述功率接收器(103)的所述无线功率传输。

技术领域

本发明涉及无线功率传输装置及其方法，并且特别地但非排他性地涉及用于无线充电联盟的无线功率传输系统(例如，Qi型功率传输系统)的无线功率传输装置。

背景技术

当今大多数电气产品都需要专用的电触头才能从外部电源获得供电。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者以其他方式建立物理电触头。通常，功率要求也有很大不同，并且当前大多数设备都被提供有自己的专用电源，从而导致典型的用户拥有大量不同的电源，而每个电源都专用于特定设备。虽然使用内部电池可以避免在使用期间与电源的有线连接，但是这仅提供了部分解决方案，因为电池需要充电(或更换)。使用电池还会显著增加设备的重量以及潜在的成本和尺寸。

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，将功率从功率发送器设备中的发送器电感器感应式传输到个体设备中的接收器线圈。

经由磁感应进行的功率传输是众所周知的概念，它主要应用于在初级发送器电感器/线圈与次级接收器线圈之间具有紧密耦合的变压器。通过在两个设备之间分离初级发送器线圈与次级接收器线圈，基于松散耦合的变压器的原理，可以在它们之间进行无线功率传输。

这样的布置允许无线功率传输到设备，而无需进行任何电线或物理电气连接。实际上，它可以简单地允许将设备放置在发送器线圈附近或顶部，以便从外部进行充电或供电。例如，功率发送器设备可以被布置有水平表面，能够简单地将设备放置在该水平表面上以便进行供电。

此外，可以有利地设计这样的无线功率传输布置，使得功率发送器设备能够与一系列功率接收器设备一起使用。特别地，已经定义了被称为Qi规范的无线功率传输方法，并且目前正在进一步开发该方法。这种方法允许符合Qi规范的功率发送器设备与也符合Qi规范的功率接收器设备一起使用，而不必来自同一制造商或者不必是彼此专用的。Qi标准还包括一些功能来允许针对特定的功率接收器设备(例如取决于特定的功率消耗)而调整操作。

Qi规范是由无线充电联盟开发的，更多信息能够例如在其网站http://www.wirelesspowerconsortium.com/index.html上找到，其中，特别地，能够找到定义的规范文档。

进一步的开发试图引入一系列新的应用和特征。例如，无线充电联盟正在开发一种标准，这种标准基于扩展Qi原理以应用于一系列厨房应用和电器，包括加热器、水壶、搅拌机、平底锅等。这种开发成果特别支持超高功率水平的功率传输并且被称为无绳厨房标准。

Qi标准支持从功率接收器到功率发送器的通信，从而使得功率接收器能够提供可以允许功率发送器适应特定功率接收器的信息。在当前标准中，已经定义了从功率接收器到功率发送器的单向通信链路，其中，功率接收器通过对传输功率的功率传输信号执行负载调制来进行通信。特别地，改变功率接收器对功率传输信号进行负载调整以提供对功率信号的调制。功率发送器能够对结果得到的电气特性的变化(例如，汲取的电流的变化)进行检测和解码(解调)。

因此，在物理层处，从功率接收器到功率发送器的通信通道使用功率传输信号作为数据载体。功率接收器调制通过发送器线圈电流或电压的幅度和/或相位的变化检测到的负载。数据以字节和包为单位进行格式化。