用于检测无线充电发射特性的系统和方法
【技术领域】
[0001] 本发明大体上涉及无线电力。更明确地说，本发明涉及检测无线电力系统中的发 射特性。
【背景技术】
[0002] 越来越多数目和种类的电子装置经由可再充电电池供电。这些装置包含移动电 话、便携式音乐播放器、膝上型计算机、平板计算机、计算机外围装置、通信装置（例如，蓝 牙装置）、数码相机、助听器和其类似者。虽然电池技术已改善，但电池供电的电子装置日益 需要并消耗较大电量，由此常常需要再充电。可再充电装置常常经由有线连接通过物理上 连接到电源供应器的线缆或其它类似连接器来充电。线缆和类似连接器有时可能不方便或 麻烦且具有其它缺点。能够在自由空间传送待用以对可再充电电子装置充电的电力或提供 电力到电子装置的无线充电系统可克服有线充电解决方案的一些缺点。因而，有效率且安 全地传送电力到电子装置的无线电力传送系统和方法是需要的。
【发明内容】
[0003] 在随附权利要求书的范围内的系统、方法和装置的各种实施方案各自具有若干方 面，若干方面中没有单一方面单独地对本文中描述的合乎需要的属性负责。在不限制随附 权利要求书的范围的情况下，本文中描述一些突出特征。
[0004] 本发明的一个方面提供一种检测无线电力发射装置中的发射特性的方法。所述装 置包含电耦合到发射线圈的串联元件。所述方法包含确定串联元件的第一端子处的第一电 压的实分量和虚分量。所述方法进一步包含确定串联元件的第二端子处的第二电压的实分 量和虚分量。所述方法进一步包含基于所确定的第一电压和第二电压来确定经过串联元件 的电流的实分量和虚分量。所述方法进一步包含基于所确定的电压和所确定的电流来确定 发射特性。所述方法进一步包含基于所确定的发射特性来调整无线电力发射的特性。
[0005] 本发明的另一创新方面包含一种无线装置。所述装置包含经配置以发射无线电力 到接收器的发射线圈。所述装置进一步包含经配置以产生同相（I)和正交⑷）时钟信号的 正交时钟产生器。所述装置进一步包含电耦合到发射线圈的串联元件。所述装置进一步包 含经配置以将串联元件的第一端子处的至少一个信号乘以I信号和Q信号中的一者的第一 混频器。所述装置进一步包含经配置以将串联元件的第二端子处的至少一个信号乘以I信 号和Q信号中的一者的第二混频器。
[0006] 本发明的另一创新方面包含一种用于检测无线电力发射装置中的发射特性的设 备。所述装置包含电耦合到发射线圈的串联元件。所述设备包含用于确定串联元件的第一 端子处的第一电压的实分量和虚分量的装置。所述设备进一步包含用于确定串联元件的第 二端子处的第二电压的实分量和虚分量的装置。所述设备进一步包含用于基于所确定的第 一和第二电压来确定经过串联元件的电流的实分量和虚分量的装置。所述设备进一步包含 用于基于所确定的电压和所确定的电流来确定发射特性的装置。所述设备进一步包含用于 基于所确定的发射特性来调整无线电力发射的特性的装置。
[0007] 本发明的另一创新方面包含包含代码的非暂时性计算机可读媒体，所述代码当被 执行时使设备确定串联元件的第一端子处的第一电压的实分量和虚分量。所述串联元件电 耦合到发射线圈。所述媒体进一步包含当被执行时使所述设备确定串联元件的第二端子处 的第二电压的实分量和虚分量的代码。所述媒体进一步包含当被执行时使所述设备基于所 确定的第一和第二电压来确定经过串联元件的电流的实分量和虚分量的代码。所述媒体进 一步包含当被执行时使所述设备基于所确定的电压和所确定的电流来确定发射特性的代 码。所述媒体进一步包含当被执行时使所述设备基于所确定的发射特性来调整无线电力发 射的特性的代码。
[0008] 本说明书中所描述的标的的一或多个实施方案的细节在随附图式和以下描述中 予以阐述。其它特征、方面和优点将从所述描述、所述图式和权利要求书而变得显而易见。 应注意，以下诸图的相对尺寸可能未按比例绘制。
【附图说明】
[0009] 图1为根据本发明的示范性实施例的示范性无线电力传送系统的功能框图。
[0010] 图2为根据本发明的各种示范性实施例的可用于图1的无线电力传送系统的示范 性组件的功能框图。
[0011] 图3为根据本发明的示范性实施例的包含发射或接收线圈的图2的发射电路或接 收电路的一部分的不意图。
[0012] 图4为根据本发明的示范性实施例的可用于图1的无线电力传送系统的发射器的 功能框图。
[0013] 图5为根据本发明的示范性实施例的可用于图1的无线电力传送系统的接收器的 功能框图。
[0014] 图6为可用于图4的发射电路的发射电路的一部分的示意图。
[0015] 图7为根据本发明的示范性实施例的可用于图1的无线电力传送系统的发射电路 的一部分的功能框图。
[0016] 图8为根据本发明的示范性实施例的可用于图1的无线电力传送系统的混频器的 功能框图。
[0017] 图9为根据本发明的另一示范性实施例的可用于图1的无线电力传送系统的发射 电路的一部分的功能框图。
[0018] 图10为无线电力发射的示范性方法的流程图。
[0019] 图11为根据本发明的实施例的用于检测发射特性的设备的功能框图。
[0020]图式中说明的各种特征可能未按比例绘制。因此，为清楚起见，可任意扩大或缩小 各种特征的尺寸。另外，一些图式可能未描绘给定系统、方法或装置的所有组件。最后，相 似参考数字可用于贯穿本说明书和诸图表示相似特征。
【具体实施方式】
[0021] 下文中结合随附图式所阐述的详细描述希望作为对本发明的示范性实施例的描 述且不希望表示可实践本发明的仅有实施例。遍及此描述所使用的术语"示范性"意谓"充 当实例、例子或说明"，且未必应被解释为相比其它示范性实施例优选或有利。所述详细描 述包含特定细节以便达成提供对本发明的示范性实施例的透彻理解的目的。在一些例子 中，一些装置是以框图形式来展示。
[0022] 无线地传送电力可指在不使用物理电导体的情况下将与电场、磁场、电磁场或其 它场相关联的任何形式的能量从发射器传送到接收器（例如，电力可经由自由空间而传 送）。输出到无线场（例如，磁场）中的电力可通过"接收线圈"而接收、俘获，或通过"接 收线圈"而耦合以达成电力传送。
[0023] 图1为根据本发明的示范性实施例的示范性无线电力传送系统100的功能框图。 输入电力102可从电源（未图示）提供到发射器104以用于产生用于提供能量传送的场 105。接收器108可耦合到场105并产生输出电力110以由耦合到输出电力110的装置（未 图示）来存储或消耗。发射器104和接收器108两者间隔距离112。在一个示范性实施例 中，发射器104和接收器108是根据相互谐振关系而配置。当接收器108的谐振频率与发 射器104的谐振频率实质上相同或非常接近时，发射器104与接收器108之间的发射损失 最小。因而，与可能需要大线圈（大线圈需要线圈非常靠近（例如，_))的纯电感解决方 案相比，可在较大距离上提供无线电力传送。谐振电感耦合技术因此可允许改善的效率和 在各种距离上的电力传送并具有各种电感线圈配置。
[0024] 当接收器108位于由发射器104产生的能量场105中时，接收器108可接收电力。 场105对应于由发射器104输出的能量可由接收器105俘获的区域。在一些状况下，场105 可对应于如下文将进一步描述的发射器104的"近场"。发射器104可包含用于输出能量发 射的发射线圈114。接收器108进一步包含用于接收或俘获来自能量发射的能量的接收线 圈118。近场可对应于存在由发射线圈114中的电流和电荷引起的最低程度地远离发射线 圈114辐射电力的强无功场的区域。在一些状况下，近场可对应于在发射线圈114的约一 个波长（或其分率）内的区域。发射线圈114和接收线圈118是根据应用和与其相关联的 装置而定尺寸。如上文所描述，有效率的能量传送可通过将发射线圈114的场105中的能 量的大部分耦合到接收线圈118而非将电磁波中的多数能量传播到远场而发生。当位于场 105内时，"耦合模式"可在发射线圈114与接收线圈118之间出现。在发射线圈114和接 收线圈118周围的可发生此耦合的区在本文中称作耦合模式区域。
[0025] 图2为根据本发明的各种示范性实施例的可用于图1的无线电力传送系统100的 示范性组件的功能框图。发射器204可包含发射电路206，发射电路206可包含振荡器222、 驱动电路224以及滤波和匹配电