用于檢測耦合區域的方法和設備的制造方法
【技術領域】
[0001] 下面的描述涉及一種用于在無線充電系統中檢測最優耦合區域的方法和設備。
【背景技術】
[0002] 無線電力傳輸已能夠克服有線電力供應中涉及到的一些不便。另外，無線電力傳 輸已提高了具有有限電壓容量的傳統電池的性能。現在在包括電動車輛、移動裝置和消費 電子產品的各種電子裝置中實現了無線電力傳輸。無線電力傳輸技術之一使用射頻（RF) 裝置的諧振特點。例如，使用諧振特點的無線電力傳輸系統可包括被配置為提供電力的源 以及被配置為接收提供的電力的目標。
【發明內容】
[0003] 技術問題
[0004] 提供該
【發明內容】
用于以簡單的方式介紹對構思的選擇，其中，以下在具體實施方 式中進一步描述所述構思。該
【發明內容】
不是意在識別所要求保護的主題的關鍵特征或必要 特征，也不是意在被用作幫助確定所要求保護的主題的范圍。
[0005] 根據示意性配置，提供了一種無線電力發送設備的方法，所述方法包括計算由于 無線電力接收設備的移動而導致的狀態信息的變化；基于所述變化產生無線電力接收設備 的耦合區域更新信息；重復執行計算步驟和產生步驟。
[0006] 所述方法還可包括：從另一無線電力發送設備接收無線電力；將接收到的無線電 力發送到無線電力接收設備。
[0007] 所述方法還可包括：輸出產生的耦合區域更新信息。
[0008] 輸出步驟可包括：使用視覺方案、觸覺方案和聽覺方案中的一個來輸出耦合區域 更新信息。
[0009] 所述狀態信息可包括阻抗、接收功率、接收電壓和接收電流中的至少一個。
[0010] 所述方法還可包括：將產生的耦合區域更新信息發送到無線電力接收設備。無 線電力接收設備使用視覺方案、觸覺方案和聽覺方案中的一個向用戶提供耦合區域更新信 息。
[0011] 所述方法還可包括：基于產生的耦合區域更新信息控制切換電路，其中，無線電力 發送設備包括：彼此分離的兩個諧振器；切換電路，被配置為對所述兩個諧振器進行切換。
[0012] 重復執行步驟還可包括：基于無線電力接收設備的當前位置來更新耦合區域更新 信息以繼續進行處理。
[0013] 根據示意性配置，提供了一種非暫時性計算機可讀介質，所述計算可讀介質被配 置為控制處理器執行上述方法。
[0014] 根據另一示意性配置，提供了一種無線電力發送設備，所述無線電力發送設備包 括：計算單元，被配置為計算由于無線電力接收設備的移動而導致的狀態信息的變化；
[0015] 信息產生器，被配置為基于所述變化產生無線電力接收設備的耦合區域更新信 息；
[0016] 處理器，被配置為處理并指導計算單元和信息產生器中的每個重復計算所述狀態 信息的變化并產生耦合區域更新信息。
[0017] 所述無線電力發送設備還可包括：通信單元，被配置為接收無線電力接收設備的 狀態信息。
[0018] 所述無線電力發送設備還可包括：彼此分離的兩個諧振器；切換電路，被配置為 對所述兩個諧振器進行切換；控制器，被配置為基于產生的耦合區域更新信息來控制切換 電路。
[0019] 所述無線電力發送設備還可包括：輸出單元，被配置為輸出產生的耦合區域更新 信息。
[0020] 輸出單元可使用視覺方案、觸覺方案和聽覺方案中的一個輸出耦合區域更新信 息。
[0021] 所述狀態信息可包括阻抗、接收功率、接收電壓和接收電流中的至少一個。
[0022] 處理器還可被配置為：檢測通信功率或充電功率的反射波，并基于從源諧振器檢 測到的反射波，檢測無線電力接收設備中的目標諧振器與無線電力發送設備中的源諧振器 之間的失配；匹配網絡可被配置為補償源諧振器和目標諧振器之間的阻抗失配以被最優匹 配。
[0023] 處理器可被配置為引導無線電力發送設備中的源諧振器和無線電力接收設備中 的目標諧振器中的至少一個被重新放置，使得源諧振器和目標諧振器被對齊以實現最大磁 諧振。
[0024] 根據可選配置，提供了一種無線電力接收設備，所述無線電力接收設備包括：通信 單元，被配置為將狀態信息發送到無線電力發送設備，并從無線電力發送設備接收耦合區 域更新信息；輸出單元，被配置為輸出耦合區域更新信息。耦合區域更新信息是基于由于無 線電力接收設備的移動而導致的所述狀態信息的變化而產生的。
[0025] 諧振器可被配置為從無線電力發送設備接收無線電力，其中，輸出單元使用視覺 方案、觸覺方案和聽覺方案中的一個向用戶輸出作為反饋的耦合區域更新信息。
[0026] 所述狀態信息可包括阻抗、接收功率、接收電壓和接收電流中的至少一個。
[0027] 從下面的詳細描述、附圖和權利要求，其他特征和方面將是清楚的。
【附圖說明】
[0028] 從下面結合附圖進行的對實施例的描述，這些和/或其他方面將變得清楚且更易 于理解，其中：
[0029] 圖1是示出根據實施例的無線電力發送和接收系統的示例的示圖。
[0030] 圖2a至圖2b是示出根據實施例的饋電器和諧振器中的磁場的分布的示例的示 圖。
[0031] 圖3a和圖3b是示出根據實施例的無線電力發送設備的示例的示圖。
[0032] 圖4a是示出根據實施例的基于饋電器的饋電在諧振器內的磁場的分布的示例的 示圖。
[0033] 圖4b是示出根據實施例的饋電器和諧振器的等效電路的示例的示圖。
[0034] 圖5是示出根據實施例的電動車輛充電系統的示例的示圖。
[0035] 圖6是示出根據實施例的耦合區域檢測系統的示例的示圖。
[0036] 圖7是示出根據實施例的基于終端的移動的耦合區域檢測系統的示例的示圖。
[0037] 圖8是示出根據實施例的無線電力發送設備的檢測耦合區域的操作方法的示例 的流程圖。
[0038] 圖9是示出根據實施例的使用包括多個諧振器的無線電力發送設備來檢測耦合 區域的耦合區域檢測系統的示例的示圖。
[0039] 圖10是示出根據實施例的使用諧振器板來檢測耦合區域的耦合區域檢測系統的 示例的示圖。
[0040] 圖11是示出基于諧振器板的移動的耦合區域檢測系統的示例的示圖。
[0041] 圖12是示出根據實施例的無線電力發送設備的示例和無線電力接收設備的示例 的框圖。
[0042] 圖13是示出根據實施例的負載檢測原理的示例的示圖。
[0043] 圖14是示出根據實施例的無線電力接收設備的示例和嵌入無線充電板的無線電 力發送設備的示例的示圖。
[0044] 在整個附圖和詳細描述中，除非另有描述，否則相同的附圖標號將被理解為指示 相同的元件、特征和結構。為了清楚、示意和方便，這些元件的相對大小和描繪可被放大。
【具體實施方式】
[0045] 提供下面的詳細描述以協助讀者獲得對這里描述的方法、設備和/或系統的全面 理解。因此，這里描述的系統、設備和/或方法的各種改變、修改和等同物將被建議給本領 域中的普通技術人員。所描述的處理步驟和/或操作的進行是示例；然而，如本領域所公知 的，步驟和/或操作的順序不限于這里闡述的順序并可被改變，除了有必要按照特定順序 發生的步驟和/或操作。另外，為了更清楚和簡潔，公知的功能和結構的描述可被省略。
[0046] 圖1示出根據實施例的無線電力發送和接收系統的示例。
[0047] 參照圖1，無線電力發送和接收系統包括源110和目標120。源110指被配置為提 供無線電力的裝置，并可包括被配置為提供電力的任何電子裝置，例如，磁感應充電板、電 動車輛或終端的電源插座、或天線。目標120指被配置為接收無線電力的裝置，并包括需要 電力來進行操作的任何電子裝置，例如，電子板、終端、平板個人計算機（PC)、醫療裝置或電 動車輛。
[0048] 源110包括可變開關電源（SMPS)、功率放大器（PA) 112、匹配網絡113、發送（TX) 控制器114 (例如，TX控制邏輯）和通信單元115。
[0049] 可變SMPS 111通過對從電源輸出的幾十赫茲（Hz)的頻帶中的交流（AC)電壓進 行切換來產生直流（DC)電壓。可變SMPS 111以預定電平（level)輸出DC電壓，或者基于 TX控制器114的控制調整DC電壓的輸出電平。
[0050] 可變SMPS 111基于來自于PA 112的輸出電力的電平來控制所提供的電壓，使得 PA 112始終具有高效率的飽和區域下進行操作，并能夠在輸出電力的所有電平下保持最大 效率。PA 112可具有E類特征。
[0051] 例如，當使用普通SMPS代替可變SMPS 111時，可另外使用可變DC到DC(DC/DC) 轉換器。在該示例中，普通SMPS和可變DC/DC轉換器對基于從PA 112輸出的電力的電平 提供的電壓進行控制，使得PA 112始終在具有高效率的飽和區域中進行操作，并能夠在輸 出電力的所有電平下保持最大效率。
[0052] 電力檢測器116檢測從可變SMPS 111輸出的電流和電壓，并將關于檢測到的電流 和檢測到的電壓的信息傳輸到TX控制器114。另外，電力檢測器116檢測PA 112的輸入電 流和輸入電壓。
[0053] PA 112使用在幾兆赫茲（MHz)到幾十MHz的頻帶的開關脈沖信號來將預定電平的 DC電壓轉換為AC電壓。PA 112也產生電力。因此，PA 112使用參考諧振頻率Ffcf將接收 到的DC電壓轉換為AC電壓，并產生通信功率或充電功率。目標裝置可使用通信功率與其 他裝置進行通信或進行充電。
[0054] 在一個示例中，通信功率指0. 1毫瓦特（mW)至lmW的低功率。充電功率指在目標 裝置的裝置負載中被消耗的幾 mW至幾十kW的高功率。在這里描述的各種示例中，術語"充 電"指向被配置為進行充電的結構單元或結構元件提供電力。另外，術語"充電"指向被配 置為消耗電力的結構單元或結構元件提供電力。結構單元或結構元件可包括例如電池、顯 示器、聲音輸出電路、主處理器和各種傳感器。
[0055] 另外，"參考諧振頻率"是在源110使用的諧振頻率。另外，"追蹤頻率"是通過預 設方案調整的諧振頻率。
[0056] 將理解：當元件或部分被稱為"在…上"或"連接到"另一元件或層時，它可以直接 在另一元件或層上或直接連接到另一元件或層，或者可存在介入的元件或層。相反，當元件 被稱為"直接在…上"或"直接連接到"另一元件或層時，不存在介入的元件或層。相同的 標號始終表示相同的元件。如這里所使用的，術語"和/或"包括相關列出項中的一個或更 多個列出項的任何組合和所有組合。
[0057] 當與幾千瓦（kW)到幾十kW相應的大量電力將使用在幾十千赫茲（KHz)到幾百 KHZ的頻帶中的諧振頻率被發送時，PA 112不進行操作。相反，電力被從可變SMPS 111或 高電力電源傳輸到源諧振器131。在該實例中，可使用逆變器來代替PA 112。在該示例中， 逆變器將從高電力電源提供的DC電力轉換為AC電力。逆變器通過使用在幾十KHZ到幾百 KHZ的頻帶中的開關脈沖信號將預定電平的DC電壓轉換為AC電壓來對DC電力進行轉換。 例如，逆變器使用源諧振器131的幾十KHz至幾百KHz的頻帶中的諧振頻率，將預定電平的 DC電壓轉換為AC電壓。
[0058] TX控制器114檢測通信功率或充電功率的反射波，并基于檢測到的反射波檢測可 能在目標諧振器133和源諧振器131之間發生的失配。為了檢測失配，例如，TX控制器114 檢測反射波的包絡、反射波