無線負載調制的制作方法
【技術領域】
[0001]本公開一般地涉及用于無線充電的技術。具體地，本公開涉及在無線充電的初始化階段期間的負載調制。
【背景技術】
[0002]基本的無線充電系統可以包括無線功率傳輸單元(PTU)和無線功率接收單元(PRU) O例如，PTU可以包括傳輸(Tx)線圈，并且PRU可以包括接收(Rx)線圈。磁共振無線充電可以采用在Tx線圈和Rx線圈之間的磁耦合。在這些類型的無線充電系統中見到的常見問題是在初始化階段期間。在初始化階段，PTU嘗試檢測有效的PRU是否正被放置于PTU的Tx線圈上或者正被放置于接近PTU的Tx線圈。例如，PTU可以被配置成在第一預定信標時段期間感測指示設備正處于Tx線圈上或位于其附近的負載變化。負載變化可以由被放置于PTU上或者被放置于接近PTU的PRU引起，但也可能由例如硬幣的傳導性金屬的物體，或者具有依據PTU的無線充電協議而言無效的接收線圈的設備引起。
[0003]例如，在第一預定信標時段期間，PTU可以通電以檢測與由物體的Tx線圈的感應耦合相關聯的負載是否已經改變。如果感測到了負載的變化，例如，與先前的時段相比，則PTU將通電持續比該第一預定信標時段相對更長的第二預定信標時段。例如，該第一預定信標時段可以是30毫秒。該第一預定信標時段與100毫秒的較長的第二信標時段相比可以是相對較短的，該100毫秒的較長的第二信標時段被配置成跟隨該短信標。如果引起該負載改變的物體不是有效設備，則在該長信標期間通過感應耦合傳輸到該無效設備的功率可能損害該無效設備。進一步地，如果將被充電的設備具有很少電荷或沒有電荷，則該設備可能不能夠負載功率充電操作，諸如涉及無線充電操作的無線數據傳輸。
【附圖說明】
[0004]圖1是PTU的框圖，該PTU具有感測機制以感測PRU的負載變化；
[0005]圖2是PRU的框圖，該PRU具有示例負載調制機制；
[0006]圖3是圖示了負載調制的圖，該負載調制被用于傳送有效PRU的存在；
[0007]圖4是PTU接收負載調制的流程圖；以及
[0008]圖5是PRU執行負載調制的流程圖。
[0009]貫穿本公開和附圖，相同的數字被用于應用類似的組件和特性。在100系列中的數字指代最初在圖1中找到的特性；在200系列中的數字指代最初在圖2中找到的特性；依此類推。
【具體實施方式】
[0010]本公開一般地涉及用于在功率接收單元(PRU)處執行負載調制的技術。如上文所討論的那樣，磁共振無線充電系統可以采用在具有傳輸(Tx)線圈的功率傳輸單元(PTU)與具有接收(Rx)線圈的PRU之間的磁耦合。然而，為了節省功率，當PTU未耦合到PRU時，PTU可以斷電。PTU可以僅在預定的時間段期間通電，以便感測負載的任何改變，所述改變指示PRU已經潛在地被放置于PRU上或接近PRU用于充電。在本文中，預定的時間段可以被稱為信標。在初始化階段期間，PTU需要檢測有效的PRU是否存在，并且只有在那時才傳輸能量對具有所述有效的PRU的設備充電。如上文所討論的那樣，如果PTU嘗試對無效設備充電，其可能導致對該無效設備的損害。
[0011]有效的設備是具有滿足PTU的功率充電協議的PRU的設備。功率充電協議可以是與標準組織相關聯的協議，所述標準組織諸如由無線功率聯盟(A4WP)1.2.1版2014年5月7日提供的規程。無效設備是不具有滿足與該PTU相關聯的充電協議的功率充電簡檔的PRU的設備。無效設備還可以包括傳導性物體，例如硬幣、鑰匙、遙控器等等，其具有在信標時段期間可能無意地親合到該PTU的感應材料。
[0012]本文描述的技術包括用于在PRU的Rx線圈處執行負載調制的方法。所述負載調制可以防止由PTU對無效設備或物體的不必要的充電或功率傳輸。如上文所討論的那樣，在短信標期間，PTU可以感測歸因于Tx線圈與PRU的潛在的Rx線圈的耦合的初始的負載改變。后續于所述短信標，PTU可在長信標期間通電。在長信標期間，PRU可對在Rx線圈處接收到的負載進行調制，使得PTU可檢測指示有效的PRU被耦合到PTU的負載調制。
[0013]圖1是PTU的框圖，該PTU具有感測機制以感測PRU的負載改變。PTU102可經由在諧振器106、108之間的磁感應耦合耦合到PRU 104，如圖箭頭110所指示的那樣。在本文中，諧振器106可以被稱為PTU 102的Tx線圈106。在本文中，諧振器108可以被稱為PRU104的Rx線圈108。
[0014]如上文所討論的那樣，PRU 104可執行負載調制以向PTU 102用信號通告存在。在初始化階段期間，PTU 102可發起短信標。例如，該短信標具有30毫秒的持續時間。在發起該短信標時，Tx線圈106感應耦合到Rx線圈108。該感應耦合可導致由PTU 102的電流傳感器112檢測的初始負載改變。電流傳感器112可以是電流表、電壓表或被配置成感測歸因于在PTU 102與諸如PRU 104的其他物體之間的感應耦合而發生的負載變化的任何其他儀表。電流傳感器112可向PTU 102的控制器114提供負載改變的指示。在短信標期間檢測到負載改變時，控制器114可以使功率放大器116通電，該功率放大器被配置成從直流(DC2DC)轉換器118接收直流電(DC)，并且放大該電流并使該電流振蕩。振蕩器120可使在給定頻率上提供的功率振蕩，并且匹配網絡122可以被用于匹配放大的振蕩，所述放大的振蕩基于無線功率協議標準被提供給PTU 102的諧振器106并且處于與PRU 104相關聯的諧振頻率上。PTU 102在例如經由電流傳感器112從PRU 104接收到初始負載改變的指示之后可發起長信標。在某些場景中，長信標具有95毫秒直到3秒的持續時間。
[0015]PRU 104可以包括控制器124，其被配置成在檢測Rx線圈108處接收到的、由在Tx線圈106和Rx線圈108之間的感應耦合引起的電流。在短信標期間檢測到感應耦合之后，控制器124可在由PTU 102發起的長信標期間對與在Rx線圈108處接收的電流相關聯的負載進行調制。在某些示例中，負載調制可由負載調制電路126執行，下文將更詳細地討論。在其他示例中，負載調制可在PRU 104的直流到直流(DC2DC)轉換器128處執行。DC2DC轉換器128是被配置成在從匹配網絡整形器130接收到電壓之后將直流電流(DC)從一個電壓電平轉換成另一個的電子電路。如圖1所示，DC2DC轉換器128向電池132或另一電流/功率消耗組件提供DC輸出。DC2DC轉換器128可以轉換作為Tx線圈106與Rx線圈108的感應耦合的結果接收到的DC。為了執行調制，控制器124可指導DC2DC轉換器128以變化該轉換，使得負載被調制并且可由PTU102檢測。在其他示例中，控制器124可以使DC2DC轉換器128通電或斷電，產生在PTU 102處可檢測的負載調制。在這個示例中，通過使DC2DC轉換器128斷電，通過比當DC2DC轉換器正常運行時觀測到的正常負載低的負載實現調制的