功率发射器、其系统和方法与流程

1.本发明涉及无线功率发射器、系统及其方法，并且具体地但非排他地涉及用于更高功率传输应用的无线功率发射器。


背景技术：

2.当今大多数电气产品需要专用的电气接触部以便从外部电源供电。然而，这往往是不现实的并且需要用户物理地插入连接器或者以其他方式建立物理电气接触。通常，功率要求也显著不同，并且当前大多数设备被提供有其自身的专用电源，导致典型的用户具有大量不同的电源，而每个电源专用于特定设备。尽管内部电池的使用可以避免在使用期间对有线连接到电源的需要，但是这仅仅提供了部分解决方法，因为电池将需要再充电(或更换)。电池的使用也可能显著增加设备的重量以及潜在的成本和尺寸。
3.为了提供显著改进的用户体验，已经提出了使用无线电源，其中，功率从功率发射器设备中的发射器感应器感应地传输到个体设备中的接收器线圈。
4.经由磁感应的功率传输是公知概念，主要应用在初级发射器感应器/线圈与次级接收器线圈之间具有紧密耦合的变压器中。通过在两个设备之间分离初级发射器线圈和次级接收器线圈，基于松散耦合变压器的原理，在这些设备之间的无线功率传输变得可能。
5.这样的布置允许在不要求进行任何有线或物理电气连接的情况下对设备进行无线功率传输。实际上，其可以简单地允许设备被放置在发射器线圈的附近或顶部以便在外部进行再充电或供电。例如，功率发射器设备可以被布置有水平表面，设备能够被简单地放置在所述水平表面上以便进行供电。
6.此外，这样的无线功率传输布置可以被有利地设计为使得功率发射器设备能够与一系列功率接收器设备一起使用。具体地，被称为qi规范的无线功率传输方法已经被定义并且目前正在进一步开发。该方法允许满足qi规范的功率发射器设备与也满足qi规范的功率接收器设备一起使用，而无需这些设备必须来自相同的制造商或者必须彼此专用。qi标准还包括用于允许操作适于特定功率接收器设备(例如，取决于特定功率消耗)的某项功能。
7.qi规范是由无线充电联盟开发的并且例如能够在其网站找到更多信息：http://www.wirelesspowerconsortium.com/index.html，其中，具体地，能够找到所定义的规范文档。
8.另外的开发试图引入一系列新的应用和特征。例如，无线充电联盟正在开发一种标准，其基于扩展qi原理以应用于一系列厨房应用和电器，包括加热器、水壶、搅拌机、平底锅等。这种开发具体地支持功率传输的更高得多的功率水平并且被称为无绳厨房标准。其他开发包括中等功率水平应用，针对诸如向膝上型电脑、电动工具等充电的应用。
9.qi标准支持从功率接收器到功率发射器的通信，从而使得功率接收器能够提供可以允许功率发射器适应于特定功率接收器的信息。在当前标准中，已经定义了从功率接收器到功率发射器的单向通信链路，其中，功率接收器通过对传输功率的功率传输信号执行
负载调制来进行通信。具体地，改变由功率接收器对功率传输信号的加载以提供对功率信号的调制。能够由功率发射器对的电学特性的得到的变化(例如，汲取的电流的变化)进行检测和解码(解调)。
10.因此，在物理层处，从功率接收器到功率发射器的通信信道使用功率传输信号作为数据载体。功率接收器调制通过发射器线圈电流或电压的幅度和/或相位的改变所检测到的负载。数据以字节和包为单位进行格式化。
11.能够在qi无线充电规范(版1.0)的第1部分的第6章中找到更多信息。
12.初始地，qi仅利用单向通信链路，但是也已经引入了双向通信链路以允许功率传输操作的更高级控制和灵活性。例如，可以通过(例如使用幅度、频率或相位调制)调制功率传输信号来实现从功率发射器到功率接收器的通信。
13.然而，已经发现使用功率传输信号进行的通信不总是最优的。具体地，使用功率传输信号作为载体而进行通信的通信能力和可能的数据速率倾向于相当有限并且常常其被限制到几百比特/秒。随着增加的功率水平，功率传输信号对通信的适用性倾向于显著降低。
14.在许多较高功率水平的功率传输系统中，已经提出了使用单独的通信系统，所述单独的通信系统独立于功率传输信号，并且因此具体地不使用功率传输信号作为用于通信链路的载体。
15.这样的单独的通信系统通常能够提供实质更高的数据速率并且常常可以提供更可靠的通信。这可以允许在大多数实际应用中的改进的且更可靠的功率传输。
16.然而，尽管对单独的通信系统的使用可以提供许多优点，但是发明人已经认识到，其也可以在一些情形中导致次于最优操作，并且其具体地可以在一些情形中导致潜在的错误情形，例如当功率接收器被移动、移除或更换时。
17.因此，改进的功率传输方法将是有利的，并且具体地允许增加的灵活性、降低的成本、降低的复杂度、增强的用户体验、额外或改进的功能或服务、更可靠的操作、改进的错误检测和/或改进的性能的方法将是有利的。


技术实现要素：

18.因此，本发明试图优选单独地或以任何组合减轻、缓解或消除上述缺点中的一个或多个。
19.根据本发明的一个方面，提供了一种用于无线功率传输系统的功率发射器，所述无线功率传输系统包括至少一个功率接收器，所述至少一个功率接收器用于经由无线感应功率传输信号从所述功率发射器接收功率传输；所述功率发射器包括：输出电路，其包括发射器线圈，所述发射器线圈用于响应于驱动信号被施加于所述输出电路而生成所述功率传输信号；驱动器，其用于生成所述驱动信号；通信器，其用于与所述功率接收器通信，所述通信器被布置为经由不使用所述功率传输信号作为通信载体的通信信道从所述功率接收器接收数据，所述数据包括功率控制错误消息；功率回路控制器，其用于实施功率控制回路，所述功率回路控制器被布置为响应于所述功率控制错误消息而调整所述功率传输信号的功率水平；生成器，其用于将功率水平变化序列引入到所述功率传输信号；以及有效性检测器，其用于响应于所述功率水平变化序列与所述功率控制错误消息的功率改变请求的比较
而将由所述通信器接收的数据检测为针对所述功率传输的无效数据。
20.本发明可以在许多无线功率传输系统中提供改进的性能和/或操作。其可以提供改进的操作，包括对功率传输操作的有效控制以及减轻或降低出现不期望的或未检测到的错误情形的风险，例如在功率接收器被移除的情况下。
21.本发明可以具体地通过提供用于检测由带外通信(不使用功率传输信号作为通信载体)接收的数据为无效的(其具体地可以反映其可能不是从正在从功率传输信号接收/提取功率的功率接收器接收的)方法来允许额外的安全层。
22.本发明可以具体地提供用于确定功率发射器正在从正确的功率接收器接收数据并且具体地其正在从自功率传输信号提取功率的功率接收器接收数据的手段。这可以降低不期望的情形的风险，其中，例如，到一个功率接收器的功率传输由来自可能从另一功率发射器接收功率的附近的功率接收器的数据控制(例如，在两个功率接收器的快速切换之后)。该方法可以与诸如功率接收器认证和功率接收器移除检测的其他操作组合，以提供更可靠的功率传输系统。
23.该方法可以(至少部分地)使用现有功能来实现这一点，并且具体地可以再次使用功率控制回路功能来确定经由带外通信信道接收的数据的有效性。该方法不需要对功率接收器的修改，并且可以与传统功率接收器一起使用，从而提供改进的后向兼容性。
24.该操作还可以在正常功率传输期间执行，并且与正在进行的功率传输操作兼容。
25.功率水平变化序列可以是施加在功率水平变化序列上的型式或特征。
26.有效性检测器可以被布置为响应于检测到功率水平变化序列与功率改变请求之间的比较满足标准而确定由通信器接收的数据是无效的。所述准则可以包括以下要求：功率改变请求(适当地)匹配补偿/对抗/抵消/减小由功率水平变化序列引入到功率传输信号的功率水平改变。有效性检测器可以生成匹配指示，其指示补偿功率水平变化序列的功率水平变化的接收所的功率改变请求和预期的功率改变请求之间的匹配的程度。如果匹配指示低于阈值，则有效性检测器可以确定还没有发生匹配，并且由通信器接收的数据是无效的。
27.有效性检测器可以被布置为检测到由功率水平变化序列引起的功率水平变化导致适当的功率改变请求在功率控制消息中接收到，以补偿功率水平变化。
28.有效性检测器可以被布置为响应于对无效数据的检测而修改或终止功率发射器。
29.功率水平变化型式与功率控制错误消息的功率改变请求的比较可以是在功率控制回路对由通过生成器的功率水平变化序列引入的改变作出反应的时间间隔内接收的功率控制错误消息的比较。
30.在一些实施例中，有效性检测器可以连续地将接收到的功率改变请求与功率水平变化序列进行比较，并且如果在给定时间间隔内没有找到匹配，则可以将数据确定为无效数据。
31.功率控制错误消息的功率改变请求可以来自功率控制错误消息的子集。功率控制错误消息的功率改变请求可以是在时间间隔内接收的功率改变请求。在一些实施例中，可以相对于将功率水平变化序列引入到功率传输信号的时间来设置时间间隔的定时。
32.根据本发明的任选特征，所述有效性检测器被布置为确定指示所述功率改变请求与对所述功率水平变化序列的功率水平变化的补偿相匹配的程度的补偿量度；并且响应于
所述补偿量度而将数据检测为针对所述功率传输的无效数据。
33.在许多实施例中，这可以提供改进的检测和操作。
34.如果补偿量度超过阈值，则有效性检测器可以将数据确定为有效。对功率水平变化序列的功率水平变化的补偿可以对应于抵消/否定/对抗由功率水平变化序列引入的功率水平变化的功率改变请求。
35.根据本发明的任选特征，所述有效性检测器被布置为从所述功率控制错误消息中提取所请求的功率改变序列；并且响应于所述功率水平变化序列与所请求的功率改变序列的比较而将由所述通信器接收的数据检测为针对所述功率传输的无效数据。
36.在许多实施例中，这可以提供改进的检测、性能和操作。
37.在一些实施例中，所述有效性检测器可以被布置为确定指示所述功率水平变化序列的变化与所请求的功率改变序列的变化之间的匹配的相似性量度。
38.在一些实施例中，所述有效性检测器被布置为响应于所述功率水平变化序列与所请求的功率改变序列之间的所述相关性超过阈值而将数据指定为有效。
39.根据本发明的任选特征，所述有效性检测器被布置为响应于所述功率水平变化序列与所请求的功率改变序列之间的相关性而将数据指定为无效。
40.根据本发明的任选特征，所述有效性检测器被布置为响应于所述功率水平变化序列与所请求的功率改变序列之间的所述相关性不超过阈值而将数据指定为无效。
41.根据本发明的任选特征，所述功率水平变化序列包括针对所述功率传输信号的至少三个不同的功率水平偏移。
42.在许多实施例中，这可以提供改进的检测、性能和操作。至少三个不同的功率水平偏移之一可以是零偏移。
43.根据本发明的任选特征，所述功率水平变化序列包括针对所述功率传输信号的至少一个功率水平偏移，所述至少一个功率水平偏移在不小于三个在功率控制错误消息之间的时间间隔的持续时间内是恒定的。
44.在许多实施例中，这可以提供改进的检测、性能和操作。
45.根据本发明的任选特征，所述功率水平变化序列仅包括不大于所述功率传输信号的当前功率水平的10％的所述功率传输信号的功率水平偏移。
46.在许多实施例中，这可以将功率水平变化序列的引入的影响减小到可接受的水平，同时允许足够准确的检测。
47.根据本发明的任选特征，所述有效性检测器被布置为响应于检测到所述功率控制错误消息请求超过功率改变阈值的功率水平改变而将由所述通信器接收的所述数据确定为无效数据，所述功率改变阈值超过所述功率水平变化序列的最大功率水平偏移。
48.根据本发明的任选特征，所述生成器被布置为通过将频率偏移变化序列施加于所述功率传输信号的频率来引入所述功率水平变化序列。
49.在许多实施例中，这可以提供改进的检测、性能和操作。
50.根据本发明的任选特征，所述生成器被布置为响应于所述功率控制错误消息的定时而调整所述功率水平变化序列。
51.在许多实施例中，这可以提供改进的检测、性能和操作。
52.根据本发明的任选特征，所述生成器被布置为响应于由所述功率控制错误消息请
求的功率水平变化而调整所述功率水平变化序列。
53.在许多实施例中，这可以提供改进的检测、性能和操作。
54.根据本发明的任选特征，所述有效性检测器被布置为响应于由所述功率控制错误消息请求的功率水平变化而调整用于所述比较的检测准则。
55.在许多实施例中，这可以提供改进的检测、性能和操作。
56.根据本发明的另一方面，提供了一种用于无线功率传输系统的功率发射器的操作方法，所述无线功率传输系统包括至少一个功率接收器，所述至少一个功率接收器用于经由无线感应功率传输信号从所述功率发射器接收功率传输；所述功率发射器包括：输出电路，其包括发射器线圈，所述发射器线圈用于响应于驱动信号被施加于所述输出电路而生成所述功率传输信号；并且所述方法包括：生成所述驱动信号；与所述功率接收器通信，所述通信包括经由不使用所述功率传输信号作为通信载体的通信信道从所述功率接收器接收数据，所述数据包括功率控制错误消息；实施功率控制回路，所述功率控制回路响应于所述功率控制错误消息而调整所述功率传输信号的功率水平；将功率水平变化序列引入到所述功率传输信号；并且响应于所述功率水平变化序列与所述功率控制错误消息的功率改变请求的比较而将由通信器接收的数据检测为针对所述功率传输的无效数据。
57.根据本发明的另一方面，提供了一种无线功率传输系统，包括至少一个功率发射器和至少一个功率接收器，所述至少一个功率接收器用于经由无线感应功率传输信号从所述功率发射器接收功率传输；所述功率发射器包括：输出电路，其包括发射器线圈，所述发射器线圈用于响应于驱动信号被施加于所述输出电路而生成所述功率传输信号；驱动器，其用于生成所述驱动信号；通信器，其用于与所述功率接收器通信，所述通信器被布置为经由不使用所述功率传输信号作为通信载体的通信信道从所述功率接收器接收数据，所述数据包括功率控制错误消息；功率回路控制器，其用于实施功率控制回路，所述功率回路控制器被布置为响应于所述功率控制错误消息而调整所述功率传输信号的功率水平；生成器，其用于将功率水平变化序列引入到所述功率传输信号；有效性检测器，其用于响应于所述功率水平变化序列与所述功率控制错误消息的功率改变请求的比较而将由所述通信器接收的数据检测为针对所述功率传输的无效数据。
58.参考下文描述的(一个或多个)实施例，本发明的这些和其他方面、特征和优点将显而易见并得到阐述。
附图说明
59.将仅通过示例参考附图描述本发明的实施例，其中：
60.图1图示了根据本发明的一些实施例的无线功率传输系统的元件的示例；
61.图2图示了根据本发明的一些实施例的功率发射器的元件的示例；
62.图3图示了根据本发明的一些实施例的用于无线功率传输系统的功率接收器的元件的示例；
63.图4图示了根据本发明的一些实施例的用于功率发射器的驱动器的元件的示例；并且
64.图5图示了根据本发明的一些实施例的用于功率发射器的驱动器的元件的示例。
具体实施方式
65.以下描述集中于能适用于利用诸如从qi规范中已知的功率传输方法的无线功率传输系统的本发明的实施例。然而，将意识到，本发明不限于该应用，而是可以应用于许多其他无线功率传输系统。
66.图1图示了根据本发明的一些实施例的功率传输系统的示例。功率传输系统包括功率发射器101，功率发射器101包括(或被耦合到)发射器线圈/感应器103。该系统还包括功率接收器105，功率接收器105包括(或被耦合到)接收器线圈/感应器107。
67.该系统提供从功率发射器101到功率接收器105的无线感应功率传输。具体地，功率发射器101生成无线感应功率传输信号(也被称为功率传输信号或感应功率传输信号)，该无线感应功率传输信号通过发射器线圈或感应器103作为磁通量进行传播。功率传输信号通常可以具有在约20khz至约500khz之间的频率，并且常常对于qi兼容系统通常在从95khz至205khz的范围内(或例如针对高功率厨房应用，该频率通常例如可以在20khz至80khz之间的范围内)。发射器线圈103和接收器线圈107松散地耦合，并且因此接收器线圈107拾取来自功率发射器101的功率传输信号(的至少部分)。因此，功率经由从发射器线圈103到接收器线圈107的无线感应耦合从功率发射器101传输到功率接收器105。术语功率传输信号主要用于指代发射器线圈103与接收器线圈107之间的感应信号/磁场(磁通量信号)，但是将意识到，等效地，其也可以被认为和用作被提供给发射器线圈103的或由接收器线圈107拾取的电信号的参考。
68.在该示例中，功率接收器105具体地是经由接收器线圈107接收功率的功率接收器。然而，在其他实施例中，功率接收器105可以包括金属元件，例如，金属加热元件，在这种情况下，功率传输信号感应涡流，从而对导致元件的直接加热。
69.所述系统被布置为传输实质的功率水平，并且具体地，所述功率发射器在许多实施例中可以支持超过500mw、1w、5w、50w、100w或500w的功率水平。例如，对于qi对应应用，对于低功率应用，功率传输通常可以在1-5w的功率范围内；而针对通过由无线充电联盟开发的无绳厨房标准支持的高功率应用，功率传输超过100w并且达到超过1000w。
70.在下文中，将具体参考根据qi规范(除了本文描述的(或随之而来的)修改和增强以外)或适用于较高功率的无绳厨房规范的实施例来描述功率发射器101和功率接收器105的操作。
71.图1的系统利用双向通信来支持功率传输操作。双向通信用于配置、建立和控制功率传输并且可以包括一系列控制数据的交换。具体地，无线功率发射器与无线功率接收器之间的通信信道被认为是必要的以便建立从无线功率接收器到无线功率发射器的反馈回路，其对于功率系统稳定性来说至关重要。
72.作为示例，当前qi规范将无线功率传输的功率量限制为15瓦特。这样的功率量能够被认为是低功率无线功率系统。这种系统使用对功率传输信号的调制作为功率发射器与功率接收器之间的通信手段。这也被称为带内通信信道。
73.然而，这样的通信并非对于所有系统来说是理想的，并且尤其是对于较高功率水平来说倾向于是次优的。具体地，对于具有较高传输功率水平的应用，对功率传输信号的调制创建额外的损耗源，并且随着功率水平的增加，也产生损耗的绝对值。这些损耗导致散热，例如在无线功率系统的功率电子电路中，或在无线功率系统的操作范围内的材料中。而
且，电磁干扰可能增加并且通常是限制因素。
74.而且，为了提供对功率传输的有效控制，期望在功率发射器与功率接收器之间具有高通信数据速率。然而，这通常非常难以使用功率传输信号作为载体信号实现，并且特别是对于较高功率应用(例如，厨房应用)来说，可实现的数据速率通常太低而不能支持期望的功能。具体地，在功率传输信号的操作频率在20至300khz的量级的情况下，信道的带宽常常不足以进行更复杂的操作，诸如，例如，用于功率接收器授权的操作。能够需要功率发射器到功率接收器的通信以用于控制错误，而且用于认证(通常需要高数据速率)以及可能地其他应用(例如，甚至包括提供因特网连接)。
75.因此，较高功率水平系统(例如，与无绳厨房规范兼容的那些)倾向于将使用功率传输信号的带内通信更换为由单独的且通常专用的短距离通信系统实施的带外通信信道。这种单独的通信系统独立于功率传输信号且并不使用功率传输信号作为用于通信的载体。其常常是短距离通信系统，例如，像蓝牙或nfc通信系统。
76.将参考图2来更详细地描述图1的系统，图2图示了功率发射器101的元件，并且图3更详细地图示了图1的功率接收器105的元件。
77.功率发射器101包括驱动器201，其可以生成被馈送到输出电路的驱动信号，在该示例中该输出电路是由发射器线圈103和发射器电容器203形成的谐振电路。作为对由驱动信号驱动的回应，发射器线圈103生成电磁场并且因此向功率接收器105提供功率传输的电磁功率传输信号。(至少)在功率传输阶段期间提供功率传输信号。
78.驱动器301通常是逆变器形式的驱动电路，该逆变器根据dc电压来生成交流信号。驱动器201的输出部通常是开关桥，其通过开关桥的开关的适当切换来生成驱动信号。图4示出了半桥开关桥/逆变器。控制开关s1和s2使得它们决不同时闭合。交替地，s1闭合同时s2断开和s2闭合同时s1断开。开关以期望的频率断开和闭合，从而在输出处生成交流信号。通常，逆变器的输出经由谐振电容器连接到发射器感应器。图5示出了全桥开关桥/逆变器。控制开关s1和s2使得它们决不同时闭合。控制开关s3和s4使得它们决不同时闭合。交替地，开关s1和s4闭合同时s2和s3断开，并且然后s2和s3闭合同时s1和s4断开，从而在输出处创建方波信号。开关以期望的频率断开和闭合。
79.驱动器201因此生成用于输出谐振电路并且因此用于发射器线圈103的驱动信号。
80.驱动器201被耦合到功率发射器控制器205，功率发射器控制器205被布置为控制功率发射器101的操作。功率发射器控制器205可以被布置为控制功率发射器101的操作以执行与该系统的功率传输协议相关联的所要求和期望的功能，并且在本示例中可以具体地被布置为控制功率发射器101以根据无绳厨房规范进行操作。例如，功率发射器控制器205可以包括用于以下各项的功能：检测功率接收器，启动功率传输，支持功率传输，终止功率传输等。
81.功率发射器101还包括发射器通信器207，发射器通信器207被布置为独立于功率传输信号与功率接收器105进行通信，并且因此不使用功率传输信号作为通信载体。发射器通信器207被布置为使用以下通信链路与功率接收器105进行通信：所述通信链路使用与功率传输信号不同的通信载体。因此，发射器通信器207建立独立于功率传输信号的带外通信链路，并且经由这种链路传递的数据不会被调制到功率传输信号上。
82.因此，功率发射器使用不通过使用功率传输信号作为通信载体限制或约束的通信
系统和信道与功率接收器通信。
83.所使用的确切的通信方法和通信载体在不同的实施例中可以是不同的，并且可以取决于特定应用的偏好和要求。带外通信链路通常由短距离通信系统实施，然而，该短距离通信系统具有实质大于功率传输范围并且实质超过无线功率传输操作体积的范围。
84.在许多实施例中，带内通信链路可以由诸如蓝牙或nfc通信系统的标准化短距离通信系统实施。这样的通信系统可以提供高效的带外通信链路，其提供高数据速率、可靠的通信和通常低成本的实施方式。其具体地可以实现针对功率传输的高效的控制数据交换。在许多实施例中，发射器通信器207可以支持双向通信，但是将意识到，在一些实施例中，通信可以仅在一个方向上。
85.如图3所图示，功率接收器105的接收器线圈107被耦合到功率接收器控制器301，功率接收器控制器301将接收器线圈107耦合到负载303。功率接收器控制器301包括功率控制路径，该功率控制路径将由接收器线圈107提取的功率转换为适合于对负载303的供电。此外，功率接收器控制器301可以包括执行功率传输所需的各种功率接收器控制器功能，并且特别是根据无绳厨房规范执行功率传输所需的功能。
86.功率接收器105还包括接收器通信器305，接收器通信器305与发射器通信器207建立带外通信链路。接收器通信器305因此可以与第一发射器通信器205互补。
87.因此该系统使用带外通信来在功率发射器101和功率接收器105之间交换数据。所交换的数据具体地是特定无线传输系统所需、期望或指定的各种控制和配置数据，诸如具体地qi控制数据或无绳厨房功率控制数据。
88.具体地，该系统利用带外通信信道来实施功率控制回路。功率接收器控制器301可以具体地监测功率传输信号的功率水平是太高还是太低，并且生成功率错误指示/功率改变请求，其然后由接收器通信器305在功率控制错误消息中发送到功率发射器。功率发射器101的发射器通信器207接收功率控制错误消息，并且可以将此转发到可以实施功率控制回路功能的功率发射器控制器205。
89.功率发射器控制器205被布置为响应于接收到的功率控制错误消息而调整功率传输信号的功率水平。如果接收到指示当前功率传输信号功率水平太低的功率错误指示符，则功率发射器控制器205将功率水平增加例如预定量。如果接收到指示当前功率传输信号功率水平太高的功率错误指示符，则功率发射器控制器205将功率水平降低例如预定量。在一些实施例中，接收到的功率控制错误消息可以接收不仅指示改变的方向而且指示所请求的改变幅度或大小的功率改变请求。
90.功率接收器105可以以相对短的间隔发送功率控制错误消息。在qi中，需要功率控制错误消息至少每250msec被发送一次，但是在许多实施例中，间隔可以实质上更短。例如，对于电机调节，可以以大约例如10msec的间隔发送功率控制错误消息。
91.功率接收器105因此可以通过功率控制错误消息的传输连续地将功率传输信号的功率水平控制到期望的水平。功率发射器和功率接收器相应地实施功率控制回路以维持期望的功率水平。
92.使用带外通信信道和系统来交换控制数据(诸如功率控制错误消息)可以提供多个优点，包括允许高数据速率并且提供比在功率传输信号被用作例如fm、am或pm调制(从功率发射器到功率接收器)或负载调制(从功率接收器到功率发射器)的通信载体的情况下更
可靠的通信。然而，发明人已经认识到，在该方法的情况下也可能存在相关联的缺点。具体地，发明人已经认识到，带外通信系统的使用能增加相邻功率传输操作之间的干扰的风险和/或增加功率传输操作能够由除了预期的功率接收器之外(即，除了功率正被传输到的功率接收器之外)的功率接收器控制的风险。
93.发明人已经认识到，尽管常规带内通信提供了通信和功率传输之间的紧密联系，但是当使用带外通信信道时，这可能不以相同的程度存在。具体地，发明人已经认识到，带外通信的范围通常基本上大于功率传输信号的范围以及在功率传输期间功率发射器与功率接收器之间的距离，并且这可能增加其中由功率发射器接收的通信可能不一定从被供电的功率接收器接收而是可能例如从功率发射器附近的另一功率接收器接收的情形的风险。如果在功率传输线圈和通信线圈之间存在位置偏移，即使带外通信的范围小于功率传输范围，例如可以是针对nfc通信的情况，也可能出现类似的问题。
94.为了解决这样的问题，功率传输系统可以包括用于检测功率接收器是否从功率发射器移除并且用于如果发生这种情况则终止功率传输的功能。例如，如果功率发射器检测到从功率传输信号提取的功率的快速且非常实质的减少，则可以确定这可能是因为功率接收器已经被移除，并且因此可以前进到终止功率传输。这将确保例如如果从例如厨房工作台的指定功率区移除无线供电的水壶或搅拌器，则终止功率传输并且移除功率传输信号。
95.然而，发明人已经认识到，即使这样的功能也可能潜在地仍然允许不期望的情况发生。例如，如果工作台具有两个靠近的功率区并且平底锅定位在这些中的每个上，则用户可以可能快速移动平底锅(例如，以便于用户搅拌一个平底锅的内含物)。这能够导致两个平底锅移动功率发射器，并且因此由与交换之前不同的功率发射器的功率传输信号供电(即，功率发射器也将交换)。然而，带外通信可以具有仍然允许先前通信继续而不管新位置的范围，并且因此每个功率发射器可以从由另一功率发射器供电的平底锅接收功率控制错误消息。换言之，平底锅的供电可以在两个功率发射器之间切换，而不发生通信的对应切换。这样的情形能够导致不期望的操作，因为两个功率控制回路有效被中断。
96.图1-3的系统包括允许功率传输信号与功率发射器和功率发射器对的带外通信之间的紧密联系的特定功能。这可以提供改进的可靠性和操作，并且在许多应用中可以降低发生如上所述的情形的风险。
97.在示例性系统中，功率发射器101包括生成器功能，其在下文中将被称为序列适配器209。序列适配器209被布置为将功率水平变化序列引入到功率传输信号。
98.功率发射器101还包括有效性检测器211，有效性检测器211被布置为响应于功率水平变化序列与在功率控制错误消息中接收的功率改变请求的比较而检测由通信器接收的数据是用于当前功率传输的无效数据。
99.生成器和有效性检测器可以以任何合适的形式被实施诸如在分立电子电路中。然而，在大多数实施例中，生成器和有效性检测器将至少部分地被实施为由一个或多个合适的处理单元(例如在中央处理单元、信号处理单元、微控制器或微处理器或任何其他合适的处理器件上运行的固件或软件)执行的可执行代码。
100.有效性检测器211被具体地馈送已经由序列适配器209引入的功率水平变化序列的信息。然后，其监测功率改变请求，以检测这些请求是否与由序列适配器209引入的功率水平变化相匹配。例如，如果由功率接收器针对负载303提取的功率在功率水平变化序列的
持续时间内是恒定的，则预期功率请求将对抗所引入的变化。例如如果功率水平变化序列包括功率水平的增加，则这将通过功率接收器被检测为功率水平对于负载来说太高，并且因此其将前进到生成一个或多个功率降低请求并且在一个或多个功率控制错误消息中发送这样的请求。如果功率水平变化序列然后反转回到零功率水平偏移，则这现在将导致功率水平被功率接收器检测到为太低，并且这可以相应地生成功率增加请求并且在功率控制错误消息中将这些请求传送到功率发射器。然后，功率水平变化序列可以引入负偏移，从而降低功率水平，这还导致进一步的功率增加请求。最后，功率水平变化序列可以返回到零偏移，从而导致包括功率降低请求的功率控制错误消息。以这种方式，功率控制错误消息的功率请求可以反映功率水平变化序列。
101.有效性检测器211因此被提供有功率水平变化序列的信息，并且由此其可以生成包括在功率控制错误消息中的预期功率请求的估计，即可以确定估计的功率改变请求的序列。然后可以将该估计的序列与接收到的序列进行比较，并且如果这些根据合适的准则足够接近地匹配，则由发射器通信器207接收的数据被认为是有效的并且是从实际上当前由功率传输信号供电的功率接收器发送的数据。
102.然而，如果所估计的序列和接收到的序列没有足够紧密地匹配，则其指示接收到的功率控制错误消息实际上不是从正由功率传输信号供电的功率接收器接收的，即，其指示接收到的数据没有紧密地链接到所生成的功率传输信号。在这种情况下，接收到的数据可以被认为是无效的。
103.功率发射器可以响应于检测到无效数据而采取不同的动作，这取决于个体实施例和应用的偏好和要求。在许多实施例中，其可以前进到响应于对无效数据的检测而修改或终止功率传输。在许多实施例中，对无效数据的检测可以导致功率传输操作被完全终止。在其他实施例中，其可以例如前进到限制功率传输信号的功率水平，例如可以施加最大功率水平。
104.因此，序列适配器209可以将功率水平变化引入到功率传输信号。该功率水平变化可以是其他功率水平变化的补充，并且具体地可以是由功率控制操作引起的功率水平变化的补充。因此，除了可能由于功率传输操作而发生的功率水平变化之外，序列适配器209可以引入与功率传输操作无关并且具体地在大多数情形中独立于功率控制错误消息并且实际上通常可以独立于从功率接收器接收的所有数据的变化。功率水平变化序列因此可以是可以与功率传输信号叠加的功率水平变化型式或特征。
105.该序列将导致功率控制回路将试图补偿、对抗和否定的功率水平变化。通过在功率控制错误消息中接收的功率改变请求寻求引起相反的功率水平改变来这样做。功率水平变化序列的效应相应地通过从功率接收器接收的功率改变请求并且通过将功率改变请求与针对给定序列预期的那些功率改变请求进行比较来反映。
106.有效性检测器211可以确定反映功率改变请求与功率水平变化序列的功率水平变化的补偿相匹配的程度的补偿量度。然后可以基于该补偿量度来确定带外通信是否正在从当前暴露于功率传输信号的功率接收器提供有效数据的检测。例如，如果补偿量度高于给定阈值，则可以确定接收到的数据是有效的，并且否则可以确定其是无效的。
107.对功率水平变化序列的补偿可以是对抗由功率水平变化序列引入的改变的请求，即，其可以是通过请求与由功率水平变化序列引入的改变相反的功率水平改变的功率改变
请求。
108.在一些实施例中，有效性检测器211被布置为从功率控制错误消息中提取所请求的功率改变序列。所请求的功率改变序列可以指示在功率控制错误消息中所请求的功率改变，并且有效性检测器可以具体地生成由功率控制错误消息所请求的功率改变的序列或型式。所请求的功率改变序列可以反映从调整功率传输信号而产生的功率水平改变，如由功率控制错误消息所请求的。因此，所请求的功率改变序列可以具体地是所请求的功率水平变化序列。例如，如果接收到请求将功率水平增加比如1w的功率控制错误消息，那么可以通过添加比先前值高1w的另一功率水平数据点来增加所请求的功率水平变化序列。
109.然后有效性检测器211可以确定功率水平变化序列和所请求的功率改变序列(并且具体地所请求的功率水平变化序列)之间的相似性。有效性检测器211可以使用适当的相似性或匹配度量来生成适当的相似性或匹配度量。
110.例如，在许多实施例中，可以确定由序列适配器209施加的功率水平变化序列与由有效性检测器211生成的所请求的功率水平变化序列之间的相关性，并且可以将其用作相似性量度。
111.如果相似性量度指示序列足够相似，则有效性检测器211可以确定所接收到的功率控制错误消息被链接到功率传输信号，并且因此它们是从当前正被提供有功率传输信号的功率接收器接收的。因此，在这种情况下，功率传输信号和通信紧密链接，并且接收到的数据实际上来自功率正被传输到的功率接收器。因此，有效性检测器211可以确定接收到的数据和带外通信通常是有效的，并且功率传输可以在没有任何干预的情况下前进。
112.然而，如果相似性量度指示相似性不够高，则可以确定存在数据确实是从当前未暴露于功率传输信号并且从功率传输信号提取功率的功率接收器接收的不可接受的高风险。因此，接收到的数据以及通常的带外通信信道可以被认为是无效的。这能够导致功率传输被终止。
113.在许多实施例中，有效性检测器211可以具体地被布置为将功率水平变化序列和所请求的功率改变序列相关，并且如果这些序列之间的相关性足够高则认为数据有效。
114.将意识到，当功率改变请求试图对抗由功率水平变化序列引入的功率水平变化时，所请求的功率改变序列可以被生成为所请求的功率改变的逆。例如，将功率水平增加给定量的请求可以通过所请求的功率改变序列中的降低的功率水平来反映。备选地，可以例如通过改变相关值的符号来修改相似性量度，或可以调整决策准则以考虑此(例如通过要求相关量度的高负值)。
115.因此，功率水平变化序列和所请求的功率改变序列的比较可以反映所请求的功率改变序列的功率水平的增加通过降低功率水平的请求来补偿(并且反之亦然)。
116.因此，有效性检测器211可以被布置为确定指示功率水平变化序列的变化与所请求的功率改变序列的变化之间的匹配的相似性量度。其还可以被布置为响应于功率水平变化序列与所请求的功率改变序列之间的相关性超过阈值而将数据指定为有效。
117.可以根据个体实施例的具体性质、要求和偏好来选择所使用的具体功率水平变化序列。
118.在许多实施例中，功率水平变化序列可以是预定序列或型式，并且可以由有效性检测器211提前知道该序列。在其他实施例中，功率水平变化序列可以不是预定的，而是可
以例如由序列适配器209随机生成。在这种情况下，序列适配器209可以向有效性检测器211提供正在使用的特定功率水平变化序列的信息。
119.在许多实施例中，功率水平变化序列可以是被施加于功率传输信号的功率水平偏移的序列。因此，可以基于功率控制回路操作来确定功率传输信号的功率水平，并且除了该设置之外，序列适配器209可以添加不取决于功率控制回路的功率水平偏移的序列。在其他实施例中，功率水平变化序列可以例如是相对功率水平改变，诸如通过变化的增益因子(其通常将接近一)对功率水平的缩放。
120.在一些实施例中，功率水平变化序列可以是单个二进制序列，其中，功率水平偏移或缩放因子根据适当型式简单地在两个不同水平之间切换。例如，序列适配器209可以周期性地在应用正功率水平偏移(将功率水平增加小的预定量)和应用负功率水平偏移(将功率水平降低小的预定量)之间切换。将预期，这将导致在应用小的正偏移的切换之后的短时间内朝向功率降低请求的偏置和在应用小的负偏移的切换之后的短时间内朝向功率增加请求的偏置。有效性检测器211可以相应地评价功率控制错误消息以检测是否存在这样的偏置。如果不是，则可以将带外通信指定为无效。
121.在许多实施例中，功率水平变化序列可以包括功率传输信号的功率水平偏移，其在不小于三个并且有时不小于5或10个在功率控制错误消息之间的时间间隔的持续时间内是恒定的。因此，对于至少一些接收到的功率控制错误消息，偏移可以是恒定的。在许多实施例中，这可以在检测功率控制回路对功率水平变化序列的响应方面提供改进的可靠性。其具体地在许多情形中可以为回路提供增加的时间以适应于功率水平偏移的改变，并且可以在检测接收到的功率控制错误消息是否与功率水平变化序列匹配时减少不确定性和噪声。
122.在一些实施例中，功率水平变化序列可以是二进制的，并且仅涉及两个可能地功率水平变化。然而，在许多实施例中，功率水平变化序列可以包括超过两个功率水平变化。具体地，在许多实施例中，功率水平变化序列可以包括针对功率传输信号的至少三个不同的功率水平偏移。
123.例如，在许多实施例中，功率水平变化序列可以应用变化的功率水平偏移，其包括不同幅度的偏移。因此，一些偏移能够大于其他偏移，从而导致请求更大的改变的功率改变请求。在许多实施例中，功率改变请求可以指示所请求的功率水平改变的大小。例如，功率控制错误消息可以包括作为带符号整数的字节，其中，整数指示所需的阶跃变化的大小。在这样的实施例中，有效性检测器211还可以通过功率控制错误消息来考虑偏移的幅度和所请求的功率水平改变的幅度。
124.例如，有效性检测器211可以生成所请求的功率水平变化序列，其不仅反映所请求的功率水平改变的方向而且反映这些功率水平改变的大小。这可以与引入的功率水平变化序列进行比较，例如通过确定反映序列的幅度变化的相关性值。
125.在许多实施例中，这种方法可以在检测功率控制错误消息是否反映引入的功率水平变化序列方面提供改进的可靠性，并且因此提供带外通信是否有效的更可靠的检测。
126.在大多数实施例中，功率水平变化序列是相对小的功率水平变化，其不会显著影响功率传输或需要通过功率控制回路的大补偿。这可以最小化对功率传输操作的影响。同时，功率水平变化序列优选地包括足够大的变化，以使功率控制回路的响应被足够可靠地
检测到。优选地，由功率水平变化序列引入的平均功率水平变化实质上为零。
127.在许多实施例中，功率水平变化序列仅包括不超过功率传输信号的当前功率水平的10％(或5％)的功率传输信号的功率水平偏移。
128.在许多实施例中，功率水平变化序列仅包括不超过用于功率传输的功率传输信号的最大功率水平的10％(或5％、或1％)的功率传输信号的功率水平偏移。
129.这可以允许功率水平变化序列的影响足够小，从而不对正在进行的功率传输操作造成不可接受的影响，但仍然允许可靠的检测。
130.将意识到，在许多实施例中，在序列适配器209和有效性检测器211的操作之间可能存在定时相关或同步。
131.例如，在一些实施例中，可以在具有其中没有引入功率水平变化序列的相对长的中间间隔的相对短的时间间隔内引入功率水平变化序列。在这种情况下，有效性检测器211可以被布置为在与序列间隔同步的检测时间间隔内评价功率控制回路的响应。该检测时间间隔的定时和持续时间可以取决于功率控制回路的响应时间和时间性质。
132.例如，有效性检测器211可以在序列间隔开始处开始并且在序列间隔之后的预定时间量结束的检测时间间隔内监测功率控制错误消息。可以选择结束时间以确保功率控制回路有时间对功率水平变化序列的最后偏移作出反应。
133.然后，有效性检测器211可以在该时间间隔内搜索功率水平变化序列。例如，可以为整个间隔生成所请求的功率水平变化序列，并且对于序列之间的不同时间偏移，生成所请求的功率水平变化序列与所引入的功率水平变化序列之间的相关性值。然后可以认为最大相关性值对应于相似性值，并且如果这高于给定阈值，则可以认为带外通信是有效的。
134.在其他实施例中，序列适配器209可以例如连续地应用功率水平变化序列，并且例如可以连续地重复预定有限长度功率水平变化序列以提供连续序列。有效性检测器211可以与此同步(例如，通过找到导致最高相关值的时间偏移)，并且在足够大的滑动窗口内连续评价匹配。
135.在许多实施例中，功率水平变化序列可以是预定功率水平变化序列。然而，在其他实施例中，序列适配器209可以被布置为响应于一个或多个操作参数而动态调整功率水平变化序列。
136.在一些实施例中，序列适配器209可以被布置为响应于功率控制错误消息的定时而调整功率水平变化序列。例如，可以响应于接收功率控制错误消息的频率而调整功率水平变化序列。
137.作为特定示例，功率发射器可以为诸如水壶的厨房电器供电，其中，供电功能是加热元件的加热。这通常是缓慢变化的操作，并且因此功率控制错误消息相对不频繁地发送，比如说以大约250msec的间隔。替代地，如果功率发射器为电机驱动的电器(诸如搅拌器)供电，则可能需要更快的功率控制来维持期望的速度，并且因此利用功率控制错误消息的更频繁的传输。例如，可以以10msec时间间隔发送功率控制错误消息。
138.在这样的示例中，序列适配器209可以将功率水平变化序列调整为对于第二情形比对于第一情形具有更频繁的改变，即，可以针对被发送的功率控制错误消息的更高频率引入更快的变化。这可以使检测过程适应特定情形，并且在大多数实施例中提供改进的且更可靠的测试。
139.在一些实施例中，序列适配器209可以被布置为响应于由功率控制错误消息所请求的功率水平变化而调整功率水平变化序列。例如，其可以被布置为响应于由功率控制错误消息所请求的功率水平变化而调整功率水平变化序列的变化的幅度。具体地，变化的幅度可以针对功率控制错误消息的所请求的功率改变的变化水平的增加而增加。
140.作为示例，一些功率接收器能够需要具有非常小的变化的基本上恒定的功率。例如，电池充电器可以提取基本上恒定的功率。在这种情况下，功率控制错误消息通常不请求功率水平的改变或请求功率水平的很小改变。因此，由序列适配器209引入的甚至相对小的功率水平改变可以在关于由功率传输操作引起的功率水平改变请求的功率控制错误消息中检测到。因此，在这种情况下，可以将功率水平变化序列设置为具有相对小的功率水平变化。
141.替代地，如果功率接收器是需要频繁且实质的功率水平改变并且因此发送许多且大的功率水平改变请求(例如，以控制经历改变的负载的电机)的功率接收器，则有效性检测器211检测小的功率水平变化将更加困难得多。在这样的场景中，序列适配器209可以响应于大且频繁的功率水平改变请求而将功率水平变化序列设置为具有大的功率水平变化，从而导致由功率控制回路需要更大的补偿。这可以促进和/或改进检测。
142.在一些实施例中，有效性检测器211可以备选地或额外地被布置为响应于由功率控制错误消息所请求的功率水平变化而调整用于比较的检测准则。例如，如果功率控制错误消息包括频繁和/或大的改变的请求(并且具体地比补偿功率水平变化序列所需的那些更频繁且更大)，则有效性检测器211可以将检测间隔增加到在更长的持续时间内。
143.备选地或额外地，在这样的情形中，有效性检测器211可以修改检测阈值，使得例如甚至对于相似性量度或相关性的较低值，带外通信也被认为是有效的。
144.实际上，在许多情形中，有效性检测器211可以被布置为响应于检测到功率控制错误消息请求超过功率改变阈值的功率水平改变而将数据确定为有效数据。有效性检测器211可以具体地被布置为响应于检测到功率控制错误消息请求超过功率改变阈值的功率水平改变而否定将数据检测为无效数据。
145.可以针对时间间隔确定该功率水平改变，该时间间隔可以包括、排除或仅包括其中做出用于比较的功率改变请求的时间间隔(即在一些实施例中，如果比较间隔内的功率水平改变太高，则可以否定检测，在其他实施例中，如果比较间隔之外(例如，刚好在比较间隔之前)的功率水平改变太高，则可以否定检测，并且在一些实施例中，如果包括非比较间隔和比较间隔两者的时间间隔内的功率水平改变太高，则可以否定检测)。
146.因此，在这样的情形中，有效性检测器211可以前进到检测所请求的功率改变高于给定阈值，并且如果发生这种情况，则可以认为禁止检测无效数据，因为其可能不是足够可靠的检测操作。
147.针对此的功率改变阈值将超过功率水平变化序列的最大功率水平偏移，即，仅当所请求的功率改变高于(并且通常实质高于)补偿功率水平变化序列将所需和预期的变化时，将发生检测的禁止。
148.在一些实施例中，所请求的功率水平变化可以排除由在比较中使用的功率改变请求引起的功率水平变化，在其他实施例中可以包括由在比较中使用的功率改变请求引起的功率水平变化以及其他功率水平变化，并且实际上在一些实施例中可以仅基于由在比较中
使用的功率改变请求引起的功率水平变化。
149.作为检测准则的调整的另一特定示例，该系统可以例如生成过去n秒内的所请求的功率水平变化的水平的量度。当正在进行比较时，该系统可以例如根据该量度来调整比较的持续时间，使得所请求的功率水平变化的水平越高，持续时间越长，从而补偿由不是直接由功率水平变化序列产生的功率水平变化引入到比较的噪声。如果n秒的时间间隔被选择为在引入功率水平变化序列之前的n秒，则可以实施其中调整基于不包括在比较中使用的功率改变请求的所请求的功率水平变化的方法。然而，如果n秒的时间间隔被选择为紧接在执行比较之前(并且因此在已经接收到在比较中使用的功率改变请求之后)的n秒，则可以实施其中调整基于确实包括在比较中使用的功率改变请求的所请求的功率水平变化的方法。实际上，如果n秒的时间间隔小于已经接收到在比较中使用的功率改变请求的时间间隔，则检测准则的调整可以仅基于也在比较中考虑的所请求的功率水平变化。
150.将意识到，在不同的实施例中，序列适配器209可以使用不同的方法来引入功率水平变化序列。在一些实施例中，可以通过根据功率水平变化序列改变驱动信号的电压和/或电流来简单地引入功率水平变化。例如，可以根据功率水平变化序列的变化来修改驱动器201的输出逆变器的供应电压。
151.在一些实施例中，序列适配器209可以被布置为通过将频率偏移变化序列施加于功率传输信号的频率来引入功率水平变化序列。
152.在许多无线功率传输系统中，功率发射器和/或功率接收器可以使用谐振电路进行功率传输。在这样的情形中，可以通过改变驱动信号的频率并且因此将功率传输信号的频率调整为更接近或更远离谐振电路的谐振频率来调整功率水平。在一些实施例中，可以通过改变驱动信号的相位或占空比来调整功率水平。
153.在一些实施例中，这样的频率控制可以用于引入功率水平变化序列。例如，可以通过将频率调节为更接近谐振频率来引入正功率水平偏移，并且可以通过将频率调节为更远离谐振频率来引入负功率水平偏移。功率接收器将通过发送合适的功率改变请求来对这样的功率水平变化作出响应，然后可以将该功率改变请求与功率水平变化序列进行比较。
154.本发明能够以任何合适的形式来实施，包括硬件、软件、固件或者这些的任何组合。本发明可以任选地被至少部分地实施为在一个或多个数据处理器和/或数字信号处理器上运行的计算机软件。本发明的实施例的元件和部件可以以任何合适的方式来物理地、功能地和逻辑地实施。实际上，功能可以在单个单元中、在多个单元中或者作为其他功能单元的部分来实施。这样一来，本发明可以在单个单元中实施，或者可以在不同的单元、电路和处理器之间物理地和功能地分布。
155.尽管已经结合一些实施例描述了本发明，但是并不旨在将本发明限于本文所阐述的特定形式。相反，本发明的范围仅受所附权利要求的限制。另外，尽管可能看起来结合特定实施例描述了特征，但是本领域技术人员将认识到，可以根据本发明组合所描述的实施例的各种特征。在权利要求中，术语“包括”不排除存在其他元件或步骤。
156.此外，尽管被个体地列出，但是多个模块、元件、电路或方法步骤可以通过例如单个电路、单元或处理器来实施。此外，尽管个体特征可以包括在不同的权利要求中，但是这些可以有利地组合，并且包含在不同的权利要求中并不意味着特征的组合是不可行和/或不利的。在一类权利要求中包含特征也并不意味着对该类别的限制，而是指示该特征在合
适时同样适用于其他权利要求类别。此外，权利要求中的特征的顺序并不意味着特征必须工作的任何特定顺序，并且特别地，方法权利要求中的个体步骤的顺序并不意味着必须以该顺序执行这些步骤。而是，可以以任何合适的顺序来执行这些步骤。额外地，单数引用并不排除多个。因此，对“一”、“一个”、“第一”、“第二”等的引用并不排除多个。权利要求中的附图标记仅仅被提供为使范例清楚，而不应当被解释为以任何方式来限制权利要求的范围。

技术特征：
1.一种用于无线功率传输系统的功率发射器(101)，所述无线功率传输系统包括至少一个功率接收器(105)，所述至少一个功率接收器用于经由无线感应功率传输信号从所述功率发射器(101)接收功率传输；所述功率发射器(101)包括：输出电路(103、203)，其包括发射器线圈(103)，所述发射器线圈用于响应于驱动信号被施加于所述输出电路(103、203)而生成所述功率传输信号；驱动器(201)，其用于生成所述驱动信号；通信器(207)，其用于与所述功率接收器(105)通信，所述通信器(207)被布置为经由不使用所述功率传输信号作为通信载体的通信信道从所述功率接收器(101)接收数据，所述数据包括功率控制错误消息；功率回路控制器(205)，其用于实施功率控制回路，所述功率回路控制器(205)被布置为响应于所述功率控制错误消息而调整所述功率传输信号的功率水平；生成器(209)，其用于将功率水平变化序列引入到所述功率传输信号；有效性检测器(211)，其用于响应于所述功率水平变化序列与所述功率控制错误消息的功率改变请求的比较而将由所述通信器(207)接收的数据检测为针对所述功率传输的无效数据。2.根据权利要求1所述的功率发射器，其中，所述有效性检测器(211)被布置为：确定指示所述功率改变请求与对所述功率水平变化序列的功率水平变化的补偿相匹配的程度的补偿量度；并且响应于所述补偿量度而将数据检测为针对所述功率传输的无效数据。3.根据任一前述权利要求所述的功率发射器，其中，所述有效性检测器(211)被布置为从所述功率控制错误消息中提取所请求的功率改变序列；并且响应于所述功率水平变化序列与所请求的功率改变序列的比较而将由所述通信器接收的数据检测为针对所述功率传输的无效数据。4.根据权利要求3所述的功率发射器，其中，所述有效性检测器(211)被布置为响应于所述功率水平变化序列与所请求的功率改变序列之间的相关性而将数据指定为无效。5.根据权利要求4所述的功率发射器，其中，所述有效性检测器(211)被布置为响应于所述功率水平变化序列与所请求的功率改变序列之间的所述相关性不超过阈值而将数据指定为无效。6.根据任一前述权利要求所述的功率发射器，其中，所述功率水平变化序列包括针对所述功率传输信号的至少三个不同的功率水平偏移。7.根据任一前述权利要求所述的功率发射器，其中，所述功率水平变化序列包括针对所述功率传输信号的至少一个功率水平偏移，所述至少一个功率水平偏移在不小于三个在功率控制错误消息之间的时间间隔的持续时间内是恒定的。8.根据任一前述权利要求所述的功率发射器，其中，所述功率水平变化序列仅包括不大于所述功率传输信号的当前功率水平的10％的所述功率传输信号的功率水平偏移。9.根据任一前述权利要求所述的功率发射器，其中，所述有效性检测器(211)被布置为响应于检测到所述功率控制错误消息请求超过功率改变阈值的功率水平改变而将由所述通信器(207)接收的所述数据确定为无效数据，所述功率改变阈值超过所述功率水平变化序列的最大功率水平偏移。10.根据任一前述权利要求所述的功率发射器，其中，所述生成器(209)被布置为通过
将频率偏移变化序列施加于所述功率传输信号的频率来引入所述功率水平变化序列。11.根据任一前述权利要求所述的功率发射器，其中，所述生成器(209)被布置为响应于所述功率控制错误消息的定时而调整所述功率水平变化序列。12.根据任一前述权利要求所述的功率发射器，其中，所述生成器(209)被布置为响应于由所述功率控制错误消息请求的功率水平变化而调整所述功率水平变化序列。13.根据任一前述权利要求所述的功率发射器，其中，所述有效性检测器(211)被布置为响应于由所述功率控制错误消息请求的功率水平变化而调整用于所述比较的检测准则。14.一种用于无线功率传输系统的功率发射器(101)的操作方法，所述无线功率传输系统包括至少一个功率接收器(105)，所述至少一个功率接收器用于经由无线感应功率传输信号从所述功率发射器(101)接收功率传输；所述功率发射器(101)包括：输出电路(103、203)，其包括发射器线圈(103)，所述发射器线圈用于响应于驱动信号被施加于所述输出电路(103、203)而生成所述功率传输信号；并且所述方法包括：生成所述驱动信号；与所述功率接收器(105)通信，所述通信包括经由不使用所述功率传输信号作为通信载体的通信信道从所述功率接收器(101)接收数据，所述数据包括功率控制错误消息；实施功率控制回路，所述功率控制回路响应于所述功率控制错误消息而调整所述功率传输信号的功率水平；将功率水平变化序列引入到所述功率传输信号；并且响应于所述功率水平变化序列与所述功率控制错误消息的功率改变请求的比较而将由通信器(207)接收的数据检测为针对所述功率传输的无效数据。15.一种无线功率传输系统，包括至少一个功率发射器(101)和至少一个功率接收器(105)，所述至少一个功率接收器用于经由无线感应功率传输信号从所述功率发射器(101)接收功率传输；所述功率发射器(101)包括：输出电路(103、203)，其包括发射器线圈(103)，所述发射器线圈用于响应于驱动信号被施加于所述输出电路(103、203)而生成所述功率传输信号；驱动器(201)，其用于生成所述驱动信号；通信器(207)，其用于与所述功率接收器(105)通信，所述通信器(207)被布置为经由不使用所述功率传输信号作为通信载体的通信信道从所述功率接收器(101)接收数据，所述数据包括功率控制错误消息；功率回路控制器(205)，其用于实施功率控制回路，所述功率回路控制器(205)被布置为响应于所述功率控制错误消息而调整所述功率传输信号的功率水平；生成器(209)，其用于将功率水平变化序列引入到所述功率传输信号；有效性检测器(211)，其用于响应于所述功率水平变化序列与所述功率控制错误消息的功率改变请求的比较而将由所述通信器(207)接收的数据检测为针对所述功率传输的无效数据。

技术总结
一种功率发射器(101)经由无线感应功率传输信号向功率接收器(105)提供无线功率传输。功率发射器(101)包括用于生成所述功率传输信号的发射器线圈(203)和为此生成驱动信号的驱动器(201)。通信器(207)经由不使用功率传输信号作为通信载体的通信信道与功率接收器(105)通信。功率回路控制器(205)通过响应于从功率接收器(105)接收的功率控制错误消息而调整所述功率传输信号的功率水平来实施功率控制回路。生成器(209)将功率水平变化序列引入到所述功率传输信号，并且有效性检测器(211)响应于功率水平变化序列和功率控制错误消息的功率改变请求的比较而将由通信器(207)接收的数据检测为针对功率传输的无效数据。据检测为针对功率传输的无效数据。据检测为针对功率传输的无效数据。


技术研发人员：H
受保护的技术使用者：皇家飞利浦有限公司
技术研发日：2020.08.21
技术公布日：2022/4/15