用于在无线功率传送系统中检测不充分无线耦合并改进带内信号传递的系统和方法与流程

所描述的技术一般性地涉及无线功率。更具体地，本公开针对用于在无线功率传送系统中检测不充分无线耦合并改进带内信号传递(signaling)的设备、系统和方法。

背景技术：

在无线功率发射器(例如，无线充电设备)与无线功率接收器(例如，无线可充电设备)之间的不充分无线耦合条件之下，从无线功率接收器经由用于功率传送的无线场的调制向无线功率发射器的通信(本文也称为“带内”通信)可能未被无线功率发射器可靠地接收和/或处理。没有无线功率接收器与无线功率发射器之间的可靠通信来指示无线功率接收器的存在，无线功率充电器可能通过进入间断被供电的模式(有时称为“信标模式”)而不合意地禁用无线功率的连续传输以节省能量。因此，用于在无线功率传送系统中检测不充分无线耦合并改进带内信号传递的设备、系统和方法是合意的。

技术实现要素：

根据一些实施方式，提供了一种用于接收无线功率的装置。该装置包括接收耦合器，接收耦合器被配置为从无线功率发射器接收无线功率。该装置包括电连接到接收耦合器的接收电路，接收电路被配置为向负载提供功率。该装置包括控制器电路，控制器电路被配置为从接收电路向负载提供第一功率量。控制器电路进一步被配置为在与无线功率发射器的通信的持续期内将第一功率量减小到第二功率量，以相比于在第一功率量被提供给负载时增大接收电路的第一阻抗与第二阻抗之间的差异。

根据其他实施方式，提供了一种用于通过无线功率接收器来接收无线功率的方法。该方法包括经由无线功率接收器的接收耦合器从无线功率发射器接收无线功率以用于向负载提供功率。该方法包括从电连接到接收耦合器的接收电路向负载提供第一功率量。该方法包括在与无线功率发射器的通信的持续期内将第一功率量减小到第二功率量，以相比于在第一功率量被提供给负载时增大接收电路的第一阻抗与第二阻抗之间的差异。

根据更为其他的实施方式，提供了一种包括代码的非瞬态计算机可读介质。在被执行时，该代码使得无线功率接收器经由无线功率接收器的接收耦合器从无线功率发射器接收无线功率以用于向负载提供功率。在被执行时，该代码还使得无线功率接收器从电连接到接收耦合器的接收电路向负载提供第一功率量。在被执行时，该代码还使得无线功率接收器在与无线功率发射器的通信的持续期内将第一功率量减小到第二功率量，以相比于在第一功率量被提供给负载时增大接收电路的第一阻抗与第二阻抗之间的差异。

根据更为其他的实施方式，提供了一种用于接收无线功率的装置。该装置包括用于从无线功率发射器耦合无线功率的部件。该装置包括用于向负载提供第一功率量的部件。该装置包括用于在与无线功率发射器的通信的持续期内将第一功率量减小到第二功率量、以相比于在第一功率量被提供给负载时增大该装置的第一阻抗与第二阻抗之间的差异的部件。

附图说明

图1是根据示例性实施方式的无线功率传送系统的功能框图。

图2是根据另一示例性实施方式的无线功率传送系统的功能框图。

图3是根据一些示例性实施方式的包括发射或接收天线的图2的发射电路系统或接收电路系统的一部分的示意图。

图4是根据示例性实施方式的无线功率传送系统的功能框图。

图5是图示了图4的无线功率传送系统的多个充电模式的时序图。

图6是图示了根据示例性实施方式的在带内信号传递期间由发射器检测的接收器的视在负载阻抗的示图。

图7图示了用于在图4的无线功率传送系统中提供无线功率的状态图的流程图。

图8图示了用于在图4的无线功率传送系统中提供无线功率的流程图。

图9图示了用于通过图4的无线功率接收器来接收无线功率的方法的流程图。

图10是根据示例性实施方式的用于接收无线功率的装置的功能框图。

附图中图示的各种特征可能没有按比例绘制。因此，各种特征的尺寸可能为了清楚任意地扩大或缩小。另外，附图中的一些附图可能没有描绘出给定系统、方法或设备的所有组件。最后，贯穿说明书和附图，相似的参考标号可以用来标示相似的特征。

具体实施方式

下面关于附图阐述的详细描述意图作为本发明的某些实施方式的描述，并且不意图表示本发明可以被实行在其中的仅有实施方式。贯穿这一描述所使用的术语“示例性”意指“用作示例、实例或例证”，并且不应当必然被解释为相对其他示例性实施方式是优选的或有利的。该详细描述包括具体细节以用于提供所公开的实施方式的彻底理解的目的。在一些实例中，一些设备以框图形式被示出。

无线功率传送可以指代从发射器向接收器传送与电场、磁场、电磁场或其他方式相关联的任何形式的能量而不使用物理电导体(例如，功率可以通过自由空间被传送)。输出到无线场(例如，磁场或电磁场)中的功率可以由“接收天线”接收、捕获或耦合以实现功率传送。

图1是根据一些示例性实施方式的无线功率传送系统100的功能框图。输入功率102可以从功率源(未示出)提供给发射器104，以经由发射耦合器114生成无线(例如，磁或电磁)场105用于执行能量传送。当接收器108位于由发射器104产生的无线场105中时，接收器108可以接收功率。无线场105对应于由发射器104输出的能量可以被接收器108捕获的区域。接收器108可以耦合到无线场105并生成输出功率110，以用于由耦合到输出功率110的设备(未示出在这一附图中)的存储或消耗。发射器104和接收器108两者以距离112分离。

在一个示例实施方式中，功率经由发射耦合器114所生成的时变磁场而电感地被传送。发射器104和接收器108可以进一步根据相互的谐振关系而被配置。当接收器108的谐振频率和发射器104的谐振频率基本上相同或非常接近时，发射器104与接收器108之间的传输损耗是最小的。然而，即使在发射器104与接收器108之间的谐振没有被匹配时，能量也可以被传送，但是效率可能减小。例如，当谐振没有被匹配时，效率可能较小。能量的传送通过以下而发生：将能量从发射耦合器114的无线场105耦合到存在于无线场105附近的接收耦合器118，而不是将能量从发射耦合器114传播到自由空间中。谐振电感性耦合技术因此可以允许改进的效率和通过各种距离的功率传送，并且具有各种电感性耦合器配置。

在一些实施方式中，无线场105对应于发射器104的“近场”。近场可以对应于如下的区域，在该区域中存在由发射耦合器114中的电流和电荷产生的强反应场，它们最小地将功率辐射远离发射耦合器114。近场可以对应于发射耦合器114的大约一个波长(或者它的分数)之内的区域。

高效的能量传送可以通过以下而发生：将无线场105中的能量的大部分耦合到接收耦合器118，而不是将电磁波中的大多数能量传播到远场。当放置在无线场105内时，“耦合模式”可以在发射耦合器114与接收耦合器118之间形成。

图2是根据一些其他示例性实施方式的无线功率传送系统200的功能框图。系统200可以是与图1的系统100类似操作和功能的无线功率传送系统。然而，相比于图1，系统200提供了与无线功率传送系统200的组件有关的附加细节。系统200包括发射器204和接收器208。发射器204包括发射电路系统206，发射电路系统206包括振荡器222、驱动器电路224、以及滤波和匹配电路226。振荡器222可以被配置为生成期望频率处的信号，期望频率可以响应于频率控制信号223而被调节。振荡器222向驱动器电路224提供振荡器信号。驱动器电路224可以被配置为基于输入电压信号(V_D)225而在发射耦合器214的谐振频率处驱动发射耦合器214。

滤波和匹配电路226滤除谐波或其他不想要的频率，并且将发射电路系统206的阻抗匹配于发射耦合器214。作为驱动发射耦合器214的结果，发射耦合器214生成无线场205来以足够用于向电池236充电的电平无线地输出功率。

接收器208包括接收电路系统210，接收电路系统210包括匹配电路232和整流器电路234。匹配电路232可以将接收电路系统210的阻抗匹配于接收耦合器218的阻抗。整流器电路234可以从交流(AC)功率输入生成直流(DC)功率输出以向电池236充电。接收器208和发射器204可以在分离的通信信道219(例如，蓝牙、Zigbee、蜂窝等)上另外地进行通信。接收器208和发射器204可以替换地使用无线场205的特性而经由带内信号传递来进行通信。在一些实施方式中，接收器208可以被配置为确定由发射器204发射和由接收器208接收的功率量是否适合用于向电池236充电。

图3是根据一些示例性实施方式的图2的发射电路系统206或接收电路系统210的一部分的示意图。如图3中图示的，发射或接收电路系统350可以包括耦合器352。耦合器352也可以被称为或被配置为“导体环”、线圈、电感器、或“磁”耦合器。术语“耦合器”一般指代可以无线地输出或接收能量以用于耦合到另一“耦合器”的组件。

环形或磁耦合器的谐振频率基于环形或磁耦合器的电感和电容。电感可以简单地是由耦合器352创建的电感，而电容可以经由电容器(或耦合器352的自电容)被添加以创建期望谐振频率处的谐振结构。作为非限制性的示例，电容器354和电容器356可以被添加到发射或接收电路系统350以创建选择谐振频率处的信号358的谐振电路。对于使用展现出更大电感的大直径耦合器的更大大小的耦合器，产生谐振所需要的电容值可以较低。此外，随着耦合器的大小增大，耦合效率可以增大。这在发射耦合器214和接收耦合器218两者的大小增大的情况下大体上是真实的。对于发射耦合器，信号358(具有与耦合器352的谐振频率基本上相对应的频率)可以是向耦合器352的输入。

图4是根据示例性实施方式的无线功率传送系统400的功能框图。系统400包括无线功率发射器404(例如，无线功率充电器)和无线功率接收器408。发射器404包括发射电路406，发射电路406包括振荡器422、驱动器电路424、以及滤波和匹配电路426。振荡器422被配置为生成期望频率处的信号，期望频率可以响应于频率控制信号423而被调节。振荡器422向驱动器电路424提供振荡器信号。驱动器电路424被配置为基于输入电压信号(V_D)425而在例如发射耦合器414的谐振频率处驱动发射耦合器414。

滤波和匹配电路426被配置为滤除谐波或其他不想要的频率，并且可以将发射电路406的阻抗匹配于发射耦合器414的阻抗。作为驱动发射耦合器414的结果，发射耦合器414生成无线场405来以例如足够用于向可充电设备供电和/或向可充电设备的电池436充电的电平无线地输出功率。除非另有陈述，发射电路406内的每个组件可以具有与先前关于图2描述的发射电路206内的相应组件基本上相同的功能。

发射器404进一步包括电连接到传感器电路427的控制器电路428。控制器电路428和传感器电路427两者可以耦合到发射电路406。传感器电路427被配置为测量由发射电路406向发射耦合器414输出的电流或电压，并且将该信息传达给控制器电路428。在一些实施方式中，传感器电路427包括模数转换器(ADC)，其测量由发射电路406输出的电流或电压并且将它转换为成比例的数字信号。控制器电路428可以利用这一信息来确定视在负载阻抗。控制器电路428利用指示视在负载阻抗的信息来确定接收器408是否存在于无线场405的附近。另外，如下面将更详细描述的，控制器电路428可以利用这一信息来接收并处理来自接收器408的信号或通信。

接收器408包括接收耦合器418，接收耦合器418电连接到接收电路410和电池436或者电连接到可充电设备，该可充电设备包括连接到接收电路410的电池436。接收电路410可以包括匹配电路430、整流器电路432、以及开关电路434。接收耦合器418可以电连接到匹配电路430。匹配电路430可以电连接到整流器电路432。整流器电路432可以电连接到开关电路434。如下面将关于图5-图10更详细描述的，开关电路434可以将整流器电路432选择性地连接到电池436或者连接到包括电池436的可充电设备，以使得驱动DC电流(I_RECT)的DC电压可以基于接收器408的操作状态而选择性地被提供给电池436和/或提供给包括电池436的可充电设备。另外，如下面将关于图5-图7更详细描述的，在某些情况下，开关电路434可以将整流器电路432从可充电设备或电池436断开，以便修改在接收器408与发射器404之间的带内信号传递期间、当开关电路434将整流器电路432连接到可充电设备和/或电池436以及从可充电设备和/或电池436断开时、由发射器404测量或检测的负载阻抗上的改变量(例如，以调制无线场405)。除非另有陈述，接收电路410内的每个组件可以具有与先前关于图2描述的接收电路210内的相应组件基本上相同的功能。

为了从发射器404向接收器408提供功率，能量可以通过无线场(例如，磁或电磁场)405从发射耦合器414被发射到接收耦合器418。发射耦合器414和发射电路406形成具有特定谐振频率的谐振电路。接收耦合器418和接收电路410形成具有特定谐振频率的另一谐振电路。因为损耗在具有相同谐振频率的两个被耦合的谐振系统之间被最小化，所以对于与接收耦合器418相关联的谐振频率而言合意的是基本上相同于与发射耦合器414相关联的谐振频率。

在一些实施方式中，发射电路406向发射耦合器414输出AC电流I₁，例如有时称为初级电流。发射耦合器414基于电流I₁来产生无线场405。当基本上与发射耦合器414对准时，接收耦合器418可以基本上被定位在无线场405内。因此，接收耦合器418可以磁性地或电磁地耦合到发射耦合器414。无线场405感生接收耦合器418中的AC电流I₂，例如有时称为次级电流。在一个或多个充电模式中，整流器电路432将AC电流I₂转换为由直流(DC)整流电压V_RECT驱动的DC电流I_RECT，以用于向接收器408和/或可充电设备供电、和/或用于向电池436充电。

在一些实施方式中，从无线功率接收器经由用于功率传送的无线场的调制向无线功率发射器的通信可以称为带内信号传递。在一些实施方式中，从接收器408经由无线场405向发射器404的带内信号传递可以包括：切换接收器408内的开关(开关电路434)以在第一值与第二值之间调节或切换向发射器404呈现的并且由发射器404可检测的接收器408或接收电路410的阻抗。第二值小于第一值。发射器404可以将接收器408或接收电路410的视在阻抗上的这些改变处理作为信息信号传递(例如，经由“开关”键控)。因此，带内信号传递可以包括：利用被用于无线功率传送的相同介质和组件无线地进行通信。在一些实施方式中，带内信号传递可以被用来检测接收器408的存在以用于发起无线功率传输，和/或被用来确保接收器408与发射器404正准确地进行通信。在这样的实施方式中，可能有利的是，带内信号传递具有足够高的信噪比以用于发射器404准确地检测接收器408的存在、和/或检测来自接收器408的任何带内通信。在一些实施方式中，如下面将更详细描述的，断开负载或减小向负载(例如，可充电设备或电池436)提供的电压、电流或功率的量可以通过以下而增大这种存在检测功能的准确性：增大带内信号传递的信噪比，从而减小由接收器408呈现的负载阻抗上的变化所引起的在发射器404处可检测的干扰电平。尽管上面描述了带内信号传递的一个示例性实施方式，但是完成无线场的调制以用于通信的任何其他实施方式也被考虑到。

接收器408可以进一步包括传感器电路437，传感器电路437被配置为感测从整流器电路432输出的DC电压(例如，V_RECT)和/或DC电流(I_RECT)。在一些实施方式中，传感器电路437可以被配置为测量可以指示接收耦合器418与发射耦合器414之间的耦合水平的任何特性。控制器电路438可以电连接到传感器电路437，并且从传感器电路437接收传感器数据。如下面将更详细描述的，控制器电路438可以被配置为至少控制开关电路434以用于中断或减小带内信号传递期间向可充电设备或电池436提供的电压、电流或功率的量。

在一些实施方式中，V_RECT也可以向接收器408和/或其中的任何组件提供功率。因此，V_RECT可以驱动系统电流(例如，用于向接收器408和/或可充电设备供电)以及充电电流(例如，用于向可充电设备的电池436充电)这两者。在一些实施方式中，如关于图5-图7将更详细描述的，系统电流在带内信号传递和/或V_RECT/I_RECT的测量期间隐式地或显式地被开关或减小。充电电流也可以由开关电路434显式地开关或减小。

图5是图示了图4的无线功率传送系统400的多个充电模式的时序图500。如图5中示出的，时序图500包括第一时间线502、第二时间线504和第三时间线506，第一时间线502描绘由功率发射器404(图4)发射的功率量，第二时间线504描绘由功率接收器408(图4)接收的功率量，第三时间线506描绘由功率接收器408向可充电设备和/或可充电设备的电池436(例如，向可充电设备它本身或具体地向图4中的可充电设备的电池436)提供的功率量。在时间线502、504和506中的每个时间线中，x轴对应于时间的流逝，而y轴分别对应于由发射器404发射的功率量、由接收器408接收的功率量、或者由接收器408向可充电设备或向可充电设备的电池436提供的功率量。

为了图示的目的，时序图500示出了多个间隔(例如，间隔508、510和512)，每个间隔对应于多个充电状态或模式中的相应充电状态或模式。例如，第一间隔508对应于“良好无线场”模式，其中接收器408与功率发射器404无线地耦合并且存在良好的无线场。例如，“良好”无线场可以是具有足够强度以允许以下两者的无线场：1)对连接到接收器408的可充电设备或电池436的供电或充电，以及2)接收器408与发射器404之间的耦合足够(例如，高于阈值)用于发射器404在从接收器408向发射器404的带内信号传递通信期间在接收器408的低负载阻抗状态与高负载阻抗状态之间可靠地进行区分。

在第一间隔508中，如第一时间线502中示出的，发射器404发射第一功率量，第一功率量足够用于接收器408接收、整流并传递功率到可充电设备或电池436，以用于向可充电设备供电和/或用于向可充电设备的电池436充电。如第二时间线504的第一间隔508中示出的，接收器408从发射器404无线地接收第一功率量。如第三时间线506的第一间隔508中示出的，接收器408对第一功率量整流并且将一定量的经整流功率传递到可充电设备和/或电池436。因此，在第一间隔508(其可以对应于“良好无线场”状态或模式)中，发射器404无线地向接收器408持续地发射功率，并且接收器408持续地将功率整流并传递到可充电设备和/或电池436，即使是在从接收器408向发射器404的带内信号传递通信期间。

第二间隔510对应于“脉冲充电”模式或状态，其中由发射器404生成的无线场比在第一间隔508中具有较低强度，而仍然具有充足强度来无线地传送足够的能量以向可充电设备和/或电池436供电和/或充电。然而，在第二间隔510中，接收器408与发射器404之间的耦合的水平或量可能低于阈值，而使得发射器404或许不能在接收器408或接收电路410的可以被用于带内信号传递通信的低负载阻抗状态与高负载阻抗状态之间充分地且可靠地进行区分。然而，通过当带内信号传递在接收器408与发射器404之间执行时减小或完全中断用于运行和/或充电可充电设备和/或电池436的功率供应，接收器408和/或接收电路410的视在负载可以被减小。接收器408的视在负载上的减小可以充分地被减小，以使得在带内通信期间被利用的接收器408的低负载阻抗状态与高负载阻抗状态之间的差异，相比于向可充电设备和/或电池436的功率供应在带内信号传递期间没有被减小或中断的情况下是绝对更大的，或者与高或低负载阻抗状态的绝对值相比较是相对更大的。

如第一时间线502的第二间隔510中示出的，发射器404可以如在第一间隔508中那样发射第一量的功率。然而，如第二时间线504中示出的，接收器408可能被定位在这样的取向或位置：使得接收器408与发射器404之间的耦合相比于第一间隔508被减小。因此，即使相同的功率量(例如，第一无线功率量)由发射器404无线地发射，接收器408也可能仅接收到比第一功率量少的第二功率量。这一第二功率量(如由第二间隔510中描绘的功率的与第二时间线504的第一间隔508相比较减小的高度所示出)可以仍然足以向可充电设备或电池436供电和/或充电。然而，接收器408与发射器404之间减小的耦合量可能使得发射器404在接收器408也正向可充电设备或电池436传递功率时在可靠地识别或处理来自接收器408的带内信号传递方面可能具有困难。

如先前关于图4描述的，开关电路434被配置为在接收器408正执行与发射器404的带内信号传递、同时仍然持续地从发射器404接收无线功率的间隔518期间中断向可充电设备或电池436提供的经整流功率。向可充电设备或电池436提供的功率的这一减小或中断不同于在带内信号传递它本身的动作中可能减小或中断去往可充电设备或电池436的功率的任何动作或过程。例如，向可充电设备提供的功率可以在如下的整个间隔内被中断或减小：在该间隔期间，接收器408的视在负载阻抗单独地被切换以在向发射器404的带内信号传递期间提供无线场405的调制。

在一些其他实施方式中，不是完全中断经整流的功率，而是向可充电设备和/或电池436提供的经整流电流(例如，I_RECT)的量可以至少部分地基于未由发射器404可靠地接收或处理的带内信号、符号或会话的数目而被减小(例如，在一个或多个步骤中)。此外，在一些其他实施方式中，若干无线功率接收器可能正从相同的无线功率发射器404同时接收无线功率，并且正执行与相同的无线功率发射器404的带内信号传递。在这样的实施方式中，无线功率接收器中的每个无线功率接收器可以按经协调的方式(例如，在时间上同步)禁用或减小向相应可充电设备提供的充电功率，以在执行带内信号传递时提供增加的“信号比噪声”(例如，在发射器处检测的更大的相对阻抗摆动)的时段。

第三间隔512可以对应于发射器404的“信标”模式或状态，其中没有接收器(例如，接收器408)由发射器404所感测，并且发射器404除了在周期性信标520期间之外中断发射无线功率以便节省功率和/或增大效率。信标520可以发挥功能来广播发射器404的存在，并且用于确定发射器404附近的任何兼容接收器的存在。在一些实施方式中，信标520可以具有(例如，大约100ms的)持续期516和(例如，大约1秒的)周期514。如第一时间线502的第三间隔512中示出的，在这种模式中，发射器404可以发射具有持续期516和周期514的信标520。如第二时间线504的第三间隔512中示出的，如果接收器408处于由发射器404产生的无线场405附近，则接收器408可以间断地在信标520期间接收无线功率。如第三时间线506的第三间隔512中示出的，接收器408在“信标”模式期间可以不向可充电设备或电池436提供从信标520得到的任何功率。

图6是图示了根据示例性实施方式的在带内信号传递期间由发射器404(图4)检测的接收器408(图4)的视在负载阻抗的示图600。如图6中示出的，示图600可以包括两个间隔616和618。尽管被示出为相邻于彼此，但是第一和第二间隔616和618不是必然如此，并且可以发生在时间上不相邻于彼此的分离时间段期间(如由打断负载阻抗线和时间轴的双弯曲线所示出)。此外，尽管关于示图600示出和/或描述了高和低视在负载阻抗之间的特定关系，但是这样的关系和/或所图示的值仅是示例性的并且可以根据特定实施方式而呈现任何其他值。

第一间隔616可以示出如下的时间段，在该时间段期间，无线功率由发射器404发射、由接收器408接收、并且在接收器408正执行与发射器404的带内信号传递通信时由接收器408提供给可充电设备或电池436。如第一间隔616中示出的，发射器404可以检测接收器408的第一(高)视在阻抗604，其可以对应于在开/关键控带内信号传递的“开”部分期间的接收器408的视在阻抗。相似地，发射器404可以检测接收器408的第二(低)视在阻抗606，其可以对应于在带内信号传递期间在开/关键控的“关”部分期间的接收器408的视在阻抗。第一(高)值604与第二(低)值606之间的差异602可以是当接收器408正向可充电设备提供功率时从带内信号传递的“开”部分到“关”部分的阻抗的“摆动”。

第二间隔618可以示出如下的时间段，在该时间段期间，无线功率正由发射器404发射、由接收器408接收、但是其中当接收器408正执行带内信号传递来与发射器404通信时接收器408不向可充电设备或电池436提供功率、或以减小的量提供功率。在一些实施方式中，间隔618可以对应于图5的间隔518。如第二间隔618中示出的，发射器404可以检测接收器408的另一第一(高)视在阻抗610，其可以对应于在带内信号传递期间在开/关键控的“开”部分期间的接收器408的视在阻抗。注意，值610低于值604。这是因为归因于可充电设备和/或电池436从接收器408汲取功率而由发射器404检测的接收器408的视在带载阻抗的部分不存在或相比于间隔616显著减小。相似地，发射器404可以检测接收器的另一第二(低)视在阻抗612，其可以对应于在带内信号传递期间在开/关键控的“关”部分期间的接收器的视在阻抗。注意，由于与上面针对608描述的相同理由，值612低于值606。第一(高)值610与第二(低)值612之间的差异608可以是当接收器408没有正向可充电设备提供功率或提供减小的功率量时从带内信号传递的“开”部分到“关”部分的阻抗的“摆动”。

如所示出的，在一些实施方式中，差异608在绝对量值方面可以大于差异602。在一些其他实施方式中，差异608可以具有与602基本上相同的绝对量值，但是因为第一和第二(高和低)阻抗值610和612两者低于相应的第一和第二(高和低)阻抗值604和606，所以相对于对应的高阻抗值610/604或对应的低阻抗值612/606，差异608可以大于差异602。以这种方式，当执行带内信号传递时中断提供功率或减小向可充电设备和/或可充电设备的电池436提供的功率可以增大带内通信的信噪比，而使得这种通信更加鲁棒和可靠。

图7图示了用于在图4的无线功率传送系统中提供无线功率的状态图的流程图700。流程图700的状态图在此处参考先前关于图4和图5描述的无线功率传送系统400被描述。在一种实施方式中，流程图700中的框中的一个或多个框可以由控制器(例如，图4的接收器408的控制器电路438)来执行。尽管流程图700的状态图在此处参考特定的顺序被描述，但是在各种实施例中，此处的框可以按不同的顺序被执行、或被省略，并且附加框可以被添加。

状态图可以在框702处开始，其表达“没有无线场”状态。在一些实施方式中，“没有无线场”状态702对应于图5的间隔512，其中没有接收器408由发射器404所感测。在“没有无线场”状态中，接收器408内的“充电启用”指示可以被设置为“0”(例如，设置为否定)，而指示功率提供或充电当前没有被启用。

在框712处，关于经整流电压V_RECT(参见图4)是否大于6V进行确定。尽管这里利用6V的示例性值，但是本申请没有如此被限制并且可以是足以指示存在如下无线场的任何值，该无线场具有的强度足以向可充电设备供电或向附接到接收器408的电池436充电、并且足够用于发射器404在带内信号传递期间在低负载阻抗与高负载阻抗之间进行区分。如果该确定为“否”，则流程图前进回到框702。如果该确定为“是”，则流程图前进到框704。

框704对应于“准备充电”状态。在这种状态中，接收器408可以将接收器408已经进入无线功率场405的指示设置为“1”(例如，设置为肯定)。接收器408可以另外将“准备充电”指示设置为“1”(例如，设置为肯定)。“充电启用”指示也可以被设置为“1”(例如，设置为肯定)。在一些实施方式中，接收器408可以另外开始以预定周期(例如，每秒一次)向发射器404发射带内信号，以向发射器404通知接收器408仍然存在于无线场405中并且继续提供无线功率。流程图700然后可以前进到框714。

框714包括确定V_RECT(参见图4)是否大于6V值(如先前关于框710描述的)。如果该确定为“否”，则流程图可以前进到框708，在框708中，接收器408进入“低劣V_RECT状态”，“低劣V_RECT状态”的指示可以被设置为“1”(例如，设置为肯定)，“充电启用”指示可以被设置为“0”(例如，设置为否定)，并且向可充电设备的功率提供或电池436的充电被中断。如果框714处的确定为“是”，则流程图700可以前进到框706。

框706可以对应于“良好无线场”状态，其可以对应于先前关于图5描述的间隔508。在“良好无线场”状态中，“充电启用”指示可以保持设置为“1”(例如，设置为肯定)。如先前关于框704描述的，接收器408可以另外继续执行具有持续期和周期的带内信号传递。从框706，流程图700可以前进到框716。

在框716处，可以关于V_RECT(参见图4)在三个连续时间间隔中的每个时间间隔期间在第一和第二时刻是否小于2V进行确定。在一些实施方式中，第一和第二时刻可以在时间上彼此以大约500ms分开，并且时间间隔每个在长度上可以是1秒。这样的1秒长度可以对应于接收器408被配置为经由带内信号传递而每秒与发射器404进行通信，以向发射器404通知接收器408仍然存在于发射器404的无线场中。因此，时间间隔可以是与接收器408针对其而被配置的带内信号传递的周期相对应的任何值。尽管这里利用2V的值，但是本申请没有如此被限制，并且任何值可以被利用以使得小于该值的V_RECT将会可靠地指示没有无线场405存在。如果接收器408从发射器404生成以用于无线传输功率的无线场405被移除，或者如果发射器404响应于接收器408不再存在的确定(例如，当接收器408没有经由带内信号传递与发射器404进行通信达某个预定时间段)而中断生成无线场405，则V_RECT可能下降而低于这一值。因此，框716处的确定是无线功率可以从其被接收的无线场405的存在的确定。如先前关于图5描述的，当发射器处于“信标模式”时，发射器404可以不生成无线场405，除了每个信标间隔期间的短时段之外(例如，除了每秒仅100ms之外)。

为了避免716处的虚假“否”确定(例如，当事实上发射器404仅正在“信标模式”中发射信标时的无线场为存在的确定)，接收器408可以被配置为在1秒间隔期间在两个时刻中的每个时刻感测V_RECT。如果发射器404处于“信标模式”，则V_RECT在两个时刻中的至多仅一个时刻期间将大于或等于2V并且该确定将仍然为“否”。因为向框702的“没有无线场”状态移动将必然引起接收器408中断向可充电设备或电池436提供功率达延长的时间段，所以可能合意的是确保无线场405不是仅在这一时间瞬态地缺失。由于这一原因，框716的确定可以要求V_RECT在多个连续时间帧(例如，如框716中示出的3个连续时间帧，但是可以利用大于1的任何数目)中的每个时间帧的两个时刻小于2V。因此，如果框716处的确定为“是”，则接收器408可能已经可靠地确定无线场405不存在并且流程图可以转变回到框702。然而，如果框716处的确定为“否”，则流程图700可以前进到框718。

在框718处，可以关于以下进行确定：当在(先前关于框716描述的)至少单个间隔的第一或第二时刻中的任一时刻V_RECT小于6V并且充电电流I_RECT(参见图4)小于最大电流值的30％时，接收器408是否未处于“没有无线场”条件。尽管这里利用30％的值，但是本申请没有如此被限制并且可以利用任何百分比值。此外，最大电流可以是，在功率的提供或充电期间可充电设备或电池436可以接受的最大电流，或者替换地是，接收器408能够向可充电设备或电池436提供的最大电流。如果该确定为“否”，则流程图700可以前进回到框706。如果该确定在框718处为“是”，则流程图700可以前进到框710以进入“脉冲充电”状态。

在框710的“脉冲充电”状态中，如先前关于图5描述的，接收器408可以从发射器404持续地接收无线功率，但是仅可以在接收器408没有经由带内信号传递与发射器404进行通信时向可充电设备或电池436仅提供经整流的电流I_RECT。因此，基于接收器408在特定瞬间是否正向可充电设备或电池436提供功率，“充电启用”指示可以从“1”或肯定指示切换到“0”或否定指示。从框710，流程图可以前进到框720。

在框720处，可以关于以下进行确定：在接收器408没有向可充电设备或电池436提供V_RECT/I_RECT(例如，接收器408正执行与发射器404的带内信号传递，并且没有向可充电设备提供功率或提供减小的功率量或者向电池436充电)的“脉冲充电状态”的间隔期间，V_RECT是否小于6V值，如先前在框712、714和718中的每个框中描述的那样。如果该确定为“是”，则流程图700可以前进到框708，在框708中，接收器408可以进入“低劣V_RECT状态”。如果该确定为“否”，则流程图700可以替换地前进到框722。

在框722处，可以关于以下进行确定：在3个连续充电间隔中的每个充电间隔期间接收器408正向可充电设备提供功率或向电池436充电时，V_RECT是否大于6V，如先前在框712、714、718和720中的每个框中描述的那样。例如，如先前描述的，在“脉冲充电”状态期间，接收器408可以在带内信号传递时中断向可充电设备提供功率或向电池436充电。因此，框722的确定实质上可以是关于以下的确定：当接收器408实际上正向可充电设备提供功率或向电池436充电时，良好无线场405是否存在。如果该确定为“是”，则流程图700可以前进回到框706。如果该确定为“否”，则流程图可以替换地前进到框724。

在框724处，可以关于以下进行确定：在3个连续充电间隔中的每个充电间隔期间接收器408正向可充电设备提供功率或向电池436充电时(如先前关于框722描述的)，V_RECT是否小于2V(如先前关于框716描述的)。如果该确定为“是”，则流程图700可以前进回到框702。如果该确定为“否”，则流程图700可以替换地前进回到框710。

从框708(其为“低劣V_RECT”状态)，流程图700前进到框726，在框726中，可以关于以下进行确定：在至少一个时间间隔的第一和第二时刻(如先前关于框718描述的)，V_RECT是否大于7V。如果该确定为“是”，则流程图700前进回到框706的“良好无线场”状态。如果该确定为“否”，则流程图700可以替换地前进到框728。

在框728处，可以关于以下进行确定：在至少一个时间间隔的第一和第二时刻(如先前关于框726描述的)，V_RECT是否替换地小于2V(如先前关于框716和724描述的)。如果该确定为“是”，则流程图700可以前进回到框702的“没有无线场”状态。如果该确定为“否”，则流程图700可以替换地前进回到框708的“低劣V_RECT”状态。因此，如上文描述的，取决于接收器408的先前状态以及在至少一个时间间隔中的至少一个时刻期间V_RECT(并且在一些情况下是I_RECT)的值，接收器408可以在“没有无线场”、“准备充电”、“良好无线场”、“脉冲充电”和“低劣V_RECT”状态之间转变。

图8图示了用于在图4的无线功率传送系统中提供无线功率的流程图800。流程图800在此处参考(如先前关于图4和图5描述的)无线功率传送系统400以及(如先前关于图7描述的)流程图700而被描述。在一种实施方式中，流程图800中的框中的一个或多个框可以由图4的接收器408的控制器电路438和/或由传感器电路437来执行。尽管流程图800在此处参考特定的顺序被描述，但是在各种实施例中，此处的框可以按不同的顺序被执行、或被省略，并且附加框可以被添加。

为了流程图800的目的，框中具有字母“MSG”的每个框可以对应于图4的接收器408利用与发射器404的带内信号传递来向发射器404指示：接收器408存在于由发射器404生成的无线场中和/或向发射器404传达信息。类似地，具有字母“ADC”的任何框可以对应于接收器408利用传感器电路437来测量V_RECT和I_RECT(参见图4)中的一个或两者、并且利用模数转换器(即，ADC)将V_RECT和/或I_RECT的模拟测量转换为对应的数字值，这些数字值可以由接收器408用来进行如先前关于图7描述的确定中的一个或多个确定。

流程图800示出了“充电前”状态850、“充电”状态852、“脉冲充电”状态854和“低劣V_RECT”状态856，分别对应于图7的框704、706、710和708中的类似状态。例如，框802、804和806可以对应于“充电前”状态850，“充电前”状态850在一些方面可以对应于图7中的框702。框808、810、812、814和816可以对应于“充电”状态852，“充电”状态852在一些方面可以对应于图7中的框706。框818、820、822、824、826、828、830和832可以对应于“脉冲充电”状态854，“脉冲充电”状态854在一些方面可以对应于图7中的框710。此外，框834、836、838、840、842、844、846和848可以对应于“低劣V_RECT”状态856，“低劣V_RECT”状态856在一些方面可以对应于图7中的框708。

流程图800可以在“充电前”状态850中开始于框802，在框802中，消息由接收器408经由带内信号传递而发射给发射器404。流程图800然后前进到框804，在框804中，接收器408测量V_RECT并且利用ADC(例如，图4的传感器电路437内的ADC)将V_RECT的模拟测量转换为数字表示以用于与特定电压相比较，如先前关于图7的框714描述的那样。如果接收器408保持在“充电前”状态850中，则流程图前进到框806，在框806中，在前进回到框802之前实施延迟。在一些实施方式中，延迟可以是大约1秒，以使得在“充电前”状态850中接收器408在1秒间隔中持续地向发射器404发送消息。如果接收器408转变到“充电”状态852，则流程图800从框804前进到框808。

在“充电”状态852中，在框808处，接收器408可以在802处发射消息之后实施延迟(例如，500ms延迟)，并且然后前进到框810，在框810中，接收器408测量V_RECT并可能是I_RECT(参见图4和图7)并且经由ADC电路(例如，图4的传感器电路437内的ADC)将模拟测量转换为数字表示。流程图800前进到框812，在框812中，在前进到框814之前接收器408可以实施另一延迟(例如，500ms延迟)。在框814处，接收器408可以再次测量V_RECT并可能是I_RECT并且经由ADC电路将模拟测量转换为数字表示。从框814，流程图800前进到框816，在框816中，接收器408经由带内信号传递向发射器404发射另一消息。如果流程图800保持在充电状态852中，则流程图800可以从框816前进回到框808。在框810和814处进行的测量可以对应于在(如先前关于图7的框716和718描述的)第一和第二时刻进行的V_RECT和/或I_RECT测量。如果流程图800从“充电”状态852转变到“脉冲充电”状态854，则流程图800从框816前进到框818。

在“脉冲充电”状态854中，在框818处，接收器408在816处发射消息之后可以实施延迟(例如，820ms延迟)，并且然后前进到框820，在框820中，接收器408可以测量V_RECT并且经由ADC电路将模拟测量转换为数字表示。这一测量可以在接收器408正向可充电设备提供功率或向电池436充电(参见图4)时进行。框820处的测量可以对应于如先前关于图7描述的框722和724的确定。流程图800然后前进到框822，在框822中，接收器408可以实施另一延迟(例如，20ms延迟)并且然后前进到框824，在框824中，接收器408再次测量V_RECT并且经由ADC电路将模拟测量转换为数字表示。当接收器408没有向可充电设备提供功率或向电池436充电、但是接收器408仍然正无线地从发射器404接收功率时，可以进行这一测量。框824处的测量可以对应于如先前关于图7描述的框720的确定。流程图800然后前进到框826，在框826中，接收器408经由带内信号传递向发射器404发射消息。

如果流程图800保持在“脉冲充电”状态854中，则流程图800前进到框828，在框828中，接收器408可以关于以下进行确定：框820和824处的测量是否需要与下一遍(pass)的脉冲充电状态854的信标传输特性对齐。例如，如先前关于图7描述的，当接收器408正向可充电设备提供功率或向电池436充电(例如，在框722和724处)时，并且当接收器408没有向可充电设备提供功率或向电池436充电(例如，在框720处)时，接收器408可以测量V_RECT。因此，框820和824可以分别在接收器正提供功率或充电(例如，在信标期间)时、以及在接收器没有提供功率或充电时测量V_RECT并且对测量进行模数转换。框820处的这种测量应当发生在与向可充电设备的功率提供或电池436的充电对齐的时间。如果框828处的确定为“否”，则测量框820正发生在充电脉冲期间而框824正发生在任何充电脉冲之外，并且流程图800可以直接前进回到框818。如果框828处的确定为“是”，则可能要求与充电脉冲的对齐并且流程图800可以前进到框830。接收器408可以通过停止内部时钟直到下一充电脉冲发生并且在下一充电脉冲发生时重启内部时钟，来将测量与充电脉冲(例如，信标)对齐。

在框830处，接收器408可以关于框820处的测量当前是否与充电脉冲(例如，信标)对齐进行确定。如果该确定为“是”，则流程图800可以前进到框832，在框832中，接收器408可以经由带内信号传递来发射另一消息，并且然后前进到框818。如果框830处的确定为“否”，则流程图800可以直接前进回到框818。

转到框826，如果流程图800没有保持在“脉冲充电”状态854中，则流程图可以从框826前进到框834，在框834中，接收器408可以进入“低劣V_RECT”状态或状态856。在框834处，在前进到框836之前可以实施延迟(例如，500ms)，在框836中，接收器408可以测量V_RECT并且将模拟测量转换为数字值。流程图800然后可以前进到框838，在框838中，在前进到框840之前另一延迟(例如，500ms)可以被实施，在框840中，接收器408可以再次测量V_RECT并且将模拟测量转换为数字值。框836和840处的测量可以对应于图7的框726和728的确定中利用的测量。流程图800然后可以前进到框844，在框844中，接收器408可以关于以下进行确定：当发射器404没有感测到接收器408的存在达预定时间段(例如，5秒)并且基本上关断无线功率传输以节约功率时，框836和840处的测量是否需要与下一遍的信标传输对齐，“信标”模式的特性。框844、846和848的操作基本上可以对应于先前描述的框828、830和832的那些操作，除了流程图800然后前进回到消息延迟框834而不是消息延迟框818之外。

转到框842，如果流程图800没有保持在“低劣V_RECT”状态856中，则流程图可以从框842前进回到框808并且接收器408可以从“低劣V_RECT”状态856转变到“充电”状态852。

图9图示了用于通过图4的无线功率接收器408来接收无线功率的方法的流程图900。在一种实施方式中，流程图900中的框中的一个或多个框可以由控制器电路438(图4)来执行。尽管流程图900的方法在此处参考特定的顺序被描述，但是在各种实施例中，此处的框可以按不同的顺序被执行、或被省略，并且附加框可以被添加。框902可以包括：经由无线功率接收器408的接收耦合器418从无线功率发射器404(图4)接收无线功率以用于向负载(例如，可充电设备或可充电设备的电池436)提供功率。该方法然后可以前进到框904。

框904包括：从电连接到接收耦合器418的接收电路410向负载(例如，电池436)提供第一功率量。例如，当处于先前描述的“脉冲充电”状态854时，控制器电路438可以指导或准许接收电路410向电池436和/或向图4的可充电设备提供功率。

框906包括：在与无线功率发射器404的通信的持续期内将第一功率量减小到第二功率量，以相比于在第一功率量被提供给负载时(例如，相比于第一阻抗604与第二阻抗606之间的差异602)增大接收电路410的第一阻抗(例如，阻抗610)与第二阻抗(例如，阻抗612)之间的差异(例如，图6的差异608)。该通信可以包括利用带内信号传递来发射一个或多个消息，如先前关于图7和图8描述的那样。

图10是根据示例性实施方式的用于接收无线功率的装置1000的功能框图。装置1000包括部件(means)1002、部件1004和部件1006以用于先前关于图4-图9讨论的各种动作。装置1000包括用于从无线功率发射器耦合无线功率的部件1002。在一种实施方式中，部件1002可以被配置为执行上文关于图9的框902讨论的功能中的一个或多个功能。在各种实施方式中，部件1002可以由接收耦合器418(图4)来实施。

装置1000进一步包括用于向负载提供第一功率量的部件1004。在一些实施方式中，部件1004可以被配置为执行上文关于图9的框904讨论的功能中的一个或多个功能。在各种实施方式中，部件1004可以由接收电路410和/或控制器电路438(图4)来实施。

装置1000进一步包括部件1006，部件1006用于在与无线功率发射器的通信的持续期内将第一功率量减小到第二功率量，以相比于在第一功率量被提供给负载时增大装置1000的第一阻抗与第二阻抗之间的差异。在一些实施方式中，部件1006可以被配置为执行上文关于图9的框906讨论的功能中的一个或多个功能。在各种实施方式中，部件1006可以由接收电路410和/或控制器电路438(图4)来实施。

上文描述的方法、流程图和状态图的各种操作可以由能够执行操作的任何适合部件来执行，诸如(多个)各种硬件和/或软件组件、电路、和/或(多个)模块。一般而言，附图中图示的任何操作可以由能够执行操作的对应功能部件来执行。

可以使用各种不同技术和工艺中的任何技术和工艺来表示信息和信号。例如，贯穿上文的描述可能被参考的数据、指令、命令、信息、信号、比特、符号和码片可以通过电压、电流、电磁波、磁场或粒子、光场或粒子、或者它们的任何组合来表示。

关于本文公开的实施方式所描述的各种说明性逻辑块、模块、电路和算法块可以被实施为电子硬件、计算机软件、或两者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的这种可互换性，各种说明性组件、块、模块、电路和块已经一般性地按照它们的功能在上文被描述。这样的功能是被实施为硬件还是软件取决于特定的应用以及对总系统施加的设计约束。所描述的功能可以针对每个特定应用以不同的方式被实施，但是这样的实施方式决定不应当被解释为引起了从本发明的实施方式的范围的偏离。

可以利用被设计为执行本文所描述的功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其他可编程逻辑设备、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或者它们的任何组合来实施或执行关于本文公开的实施方式所描述的各种说明性逻辑块、模块和电路。通用处理器可以是微处理器，但是在替换方式中，处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以被实施为计算设备的组合，例如，DSP与结合DSP核心的微处理器、多个微处理器、一个或多个微处理器、或者任何其他这种配置的组合。

关于本文公开的实施方式所描述的功能以及方法或算法的框可以被直接具体化在硬件中、在由处理器执行的软件模块中、或这两者的组合中。如果被实施在软件中，则功能可以作为一个或多个指令或代码被存储在有形的非瞬态计算机可读介质上或者通过它被传输。软件模块可以存在于随机存取存储器(RAM)、闪存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、寄存器、硬盘、可移除盘、CD ROM、或本领域中已知的任何其他形式的存储介质中。存储介质耦合到处理器，以使得处理器可以从存储介质读取信息并且将信息写入到存储介质。在替换方式中，存储介质可以与处理器形成整体。如本文所使用的盘和碟包括紧凑盘(CD)、激光盘、光盘、数字多功能盘(DVD)、软盘和蓝光盘，其中盘通常磁性地复制数据，而碟利用激光光学地复制数据。上述的组合也应当被包括在计算机可读介质的范围内。处理器和存储介质可以存在于ASIC中。为了概述本公开的目的，本发明的某些方面、优点和新颖特征已经在本文中被描述。将理解，不是必然所有这样的优点可以根据本发明的任何特定实施方式被实现。因此，本发明可以按如下的方式被具体化或执行：其实现或优化本文教导的一个优点或优点群组，而不是必然实现本文可能教导或建议的其他优点。

上文描述的实施方式的各种修改将容易是明显的，并且不偏离本发明的精神或范围，本文限定的一般原理可以应用到其他实施方式。因此，本发明不意图为限于本文示出的实施方式，而是符合于与本文公开的原理和新颖特征相一致的最宽范围。