用于检测耦合区域的方法和设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 下面的描述涉及一种用于在无线充电系统中检测最优耦合区域的方法和设备。
【背景技术】
[0002] 无线电力传输已能够克服有线电力供应中涉及到的一些不便。另外，无线电力传 输已提高了具有有限电压容量的传统电池的性能。现在在包括电动车辆、移动装置和消费 电子产品的各种电子装置中实现了无线电力传输。无线电力传输技术之一使用射频（RF) 装置的谐振特点。例如，使用谐振特点的无线电力传输系统可包括被配置为提供电力的源 以及被配置为接收提供的电力的目标。
【发明内容】
[0003] 技术问题
[0004] 提供该
【发明内容】
用于以简单的方式介绍对构思的选择，其中，以下在具体实施方 式中进一步描述所述构思。该
【发明内容】
不是意在识别所要求保护的主题的关键特征或必要 特征，也不是意在被用作帮助确定所要求保护的主题的范围。
[0005] 根据示意性配置，提供了一种无线电力发送设备的方法，所述方法包括计算由于 无线电力接收设备的移动而导致的状态信息的变化；基于所述变化产生无线电力接收设备 的耦合区域更新信息；重复执行计算步骤和产生步骤。
[0006] 所述方法还可包括：从另一无线电力发送设备接收无线电力；将接收到的无线电 力发送到无线电力接收设备。
[0007] 所述方法还可包括：输出产生的耦合区域更新信息。
[0008] 输出步骤可包括：使用视觉方案、触觉方案和听觉方案中的一个来输出耦合区域 更新信息。
[0009] 所述状态信息可包括阻抗、接收功率、接收电压和接收电流中的至少一个。
[0010] 所述方法还可包括：将产生的耦合区域更新信息发送到无线电力接收设备。无 线电力接收设备使用视觉方案、触觉方案和听觉方案中的一个向用户提供耦合区域更新信 息。
[0011] 所述方法还可包括：基于产生的耦合区域更新信息控制切换电路，其中，无线电力 发送设备包括：彼此分离的两个谐振器；切换电路，被配置为对所述两个谐振器进行切换。
[0012] 重复执行步骤还可包括：基于无线电力接收设备的当前位置来更新耦合区域更新 信息以继续进行处理。
[0013] 根据示意性配置，提供了一种非暂时性计算机可读介质，所述计算可读介质被配 置为控制处理器执行上述方法。
[0014] 根据另一示意性配置，提供了一种无线电力发送设备，所述无线电力发送设备包 括：计算单元，被配置为计算由于无线电力接收设备的移动而导致的状态信息的变化；
[0015] 信息产生器，被配置为基于所述变化产生无线电力接收设备的耦合区域更新信 息；
[0016] 处理器，被配置为处理并指导计算单元和信息产生器中的每个重复计算所述状态 信息的变化并产生耦合区域更新信息。
[0017] 所述无线电力发送设备还可包括：通信单元，被配置为接收无线电力接收设备的 状态信息。
[0018] 所述无线电力发送设备还可包括：彼此分离的两个谐振器；切换电路，被配置为 对所述两个谐振器进行切换；控制器，被配置为基于产生的耦合区域更新信息来控制切换 电路。
[0019] 所述无线电力发送设备还可包括：输出单元，被配置为输出产生的耦合区域更新 信息。
[0020] 输出单元可使用视觉方案、触觉方案和听觉方案中的一个输出耦合区域更新信 息。
[0021] 所述状态信息可包括阻抗、接收功率、接收电压和接收电流中的至少一个。
[0022] 处理器还可被配置为：检测通信功率或充电功率的反射波，并基于从源谐振器检 测到的反射波，检测无线电力接收设备中的目标谐振器与无线电力发送设备中的源谐振器 之间的失配；匹配网络可被配置为补偿源谐振器和目标谐振器之间的阻抗失配以被最优匹 配。
[0023] 处理器可被配置为引导无线电力发送设备中的源谐振器和无线电力接收设备中 的目标谐振器中的至少一个被重新放置，使得源谐振器和目标谐振器被对齐以实现最大磁 谐振。
[0024] 根据可选配置，提供了一种无线电力接收设备，所述无线电力接收设备包括：通信 单元，被配置为将状态信息发送到无线电力发送设备，并从无线电力发送设备接收耦合区 域更新信息；输出单元，被配置为输出耦合区域更新信息。耦合区域更新信息是基于由于无 线电力接收设备的移动而导致的所述状态信息的变化而产生的。
[0025] 谐振器可被配置为从无线电力发送设备接收无线电力，其中，输出单元使用视觉 方案、触觉方案和听觉方案中的一个向用户输出作为反馈的耦合区域更新信息。
[0026] 所述状态信息可包括阻抗、接收功率、接收电压和接收电流中的至少一个。
[0027] 从下面的详细描述、附图和权利要求，其他特征和方面将是清楚的。
【附图说明】
[0028] 从下面结合附图进行的对实施例的描述，这些和/或其他方面将变得清楚且更易 于理解，其中：
[0029] 图1是示出根据实施例的无线电力发送和接收系统的示例的示图。
[0030] 图2a至图2b是示出根据实施例的馈电器和谐振器中的磁场的分布的示例的示 图。
[0031] 图3a和图3b是示出根据实施例的无线电力发送设备的示例的示图。
[0032] 图4a是示出根据实施例的基于馈电器的馈电在谐振器内的磁场的分布的示例的 示图。
[0033] 图4b是示出根据实施例的馈电器和谐振器的等效电路的示例的示图。
[0034] 图5是示出根据实施例的电动车辆充电系统的示例的示图。
[0035] 图6是示出根据实施例的耦合区域检测系统的示例的示图。
[0036] 图7是示出根据实施例的基于终端的移动的耦合区域检测系统的示例的示图。
[0037] 图8是示出根据实施例的无线电力发送设备的检测耦合区域的操作方法的示例 的流程图。
[0038] 图9是示出根据实施例的使用包括多个谐振器的无线电力发送设备来检测耦合 区域的耦合区域检测系统的示例的示图。
[0039] 图10是示出根据实施例的使用谐振器板来检测耦合区域的耦合区域检测系统的 示例的示图。
[0040] 图11是示出基于谐振器板的移动的耦合区域检测系统的示例的示图。
[0041] 图12是示出根据实施例的无线电力发送设备的示例和无线电力接收设备的示例 的框图。
[0042] 图13是示出根据实施例的负载检测原理的示例的示图。
[0043] 图14是示出根据实施例的无线电力接收设备的示例和嵌入无线充电板的无线电 力发送设备的示例的示图。
[0044] 在整个附图和详细描述中，除非另有描述，否则相同的附图标号将被理解为指示 相同的元件、特征和结构。为了清楚、示意和方便，这些元件的相对大小和描绘可被放大。
【具体实施方式】
[0045] 提供下面的详细描述以协助读者获得对这里描述的方法、设备和/或系统的全面 理解。因此，这里描述的系统、设备和/或方法的各种改变、修改和等同物将被建议给本领 域中的普通技术人员。所描述的处理步骤和/或操作的进行是示例；然而，如本领域所公知 的，步骤和/或操作的顺序不限于这里阐述的顺序并可被改变，除了有必要按照特定顺序 发生的步骤和/或操作。另外，为了更清楚和简洁，公知的功能和结构的描述可被省略。
[0046] 图1示出根据实施例的无线电力发送和接收系统的示例。
[0047] 参照图1，无线电力发送和接收系统包括源110和目标120。源110指被配置为提 供无线电力的装置，并可包括被配置为提供电力的任何电子装置，例如，磁感应充电板、电 动车辆或终端的电源插座、或天线。目标120指被配置为接收无线电力的装置，并包括需要 电力来进行操作的任何电子装置，例如，电子板、终端、平板个人计算机（PC)、医疗装置或电 动车辆。
[0048] 源110包括可变开关电源（SMPS)、功率放大器（PA) 112、匹配网络113、发送（TX) 控制器114 (例如，TX控制逻辑）和通信单元115。
[0049] 可变SMPS 111通过对从电源输出的几十赫兹（Hz)的频带中的交流（AC)电压进 行切换来产生直流（DC)电压。可变SMPS 111以预定电平（level)输出DC电压，或者基于 TX控制器114的控制调整DC电压的输出电平。
[0050] 可变SMPS 111基于来自于PA 112的输出电力的电平来控制所提供的电压，使得 PA 112始终具有高效率的饱和区域下进行操作，并能够在输出电力的所有电平下保持最大 效率。PA 112可具有E类特征。
[0051] 例如，当使用普通SMPS代替可变SMPS 111时，可另外使用可变DC到DC(DC/DC) 转换器。在该示例中，普通SMPS和可变DC/DC转换器对基于从PA 112输出的电力的电平 提供的电压进行控制，使得PA 112始终在具有高效率的饱和区域中进行操作，并能够在输 出电力的所有电平下保持最大效率。
[0052] 电力检测器116检测从可变SMPS 111输出的电流和电压，并将关于检测到的电流 和检测到的电压的信息传输到TX控制器114。另外，电力检测器116检测PA 112的输入电 流和输入电压。
[0053] PA 112使用在几兆赫兹（MHz)到几十MHz的频带的开关脉冲信号来将预定电平的 DC电压转换为AC电压。PA 112也产生电力。因此，PA 112使用参考谐振频率Ffcf将接收 到的DC电压转换为AC电压，并产生通信功率或充电功率。目标装置可使用通信功率与其 他装置进行通信或进行充电。
[0054] 在一个示例中，通信功率指0. 1毫瓦特（mW)至lmW的低功率。充电功率指在目标 装置的装置负载中被消耗的几 mW至几十kW的高功率。在这里描述的各种示例中，术语"充 电"指向被配置为进行充电的结构单元或结构元件提供电力。另外，术语"充电"指向被配 置为消耗电力的结构单元或结构元件提供电力。结构单元或结构元件可包括例如电池、显 示器、声音输出电路、主处理器和各种传感器。
[0055] 另外，"参考谐振频率"是在源110使用的谐振频率。另外，"追踪频率"是通过预 设方案调整的谐振频率。
[0056] 将理解：当元件或部分被称为"在…上"或"连接到"另一元件或层时，它可以直接 在另一元件或层上或直接连接到另一元件或层，或者可存在介入的元件或层。相反，当元件 被称为"直接在…上"或"直接连接到"另一元件或层时，不存在介入的元件或层。相同的 标号始终表示相同的元件。如这里所使用的，术语"和/或"包括相关列出项中的一个或更 多个列出项的任何组合和所有组合。
[0057] 当与几千瓦（kW)到几十kW相应的大量电力将使用在几十千赫兹（KHz)到几百 KHZ的频带中的谐振频率被发送时，PA 112不进行操作。相反，电力被从可变SMPS 111或 高电力电源传输到源谐振器131。在该实例中，可使用逆变器来代替PA 112。在该示例中， 逆变器将从高电力电源提供的DC电力转换为AC电力。逆变器通过使用在几十KHZ到几百 KHZ的频带中的开关脉冲信号将预定电平的DC电压转换为AC电压来对DC电力进行转换。 例如，逆变器使用源谐振器131的几十KHz至几百KHz的频带中的谐振频率，将预定电平的 DC电压转换为AC电压。
[0058] TX控制器114检测通信功率或充电功率的反射波，并基于检测到的反射波检测可 能在目标谐振器133和源谐振器131之间发生的失配。为了检测失配，例如，TX控制器114 检测反射波的包络、反射波