控制感應功率傳輸系統的製作方法

2023-06-15 06:01:56 2

專利名稱：控制感應功率傳輸系統的製作方法
控制感應功率傳輸系統^
本申請是分案申請，其原案申請的申請號為200580015312.9， 申請日為2005年5月11日，發明名稱為"控制感應功率傳輸系統"。
本發明涉及一種用於為例如可攜式電氣或電子裝置供電的控 制感應功率4專車餘系統4口方法。
本申請要求由申i青人於2004年5月11日才是交的第GB 0410503.7號和2005年2月10日4是交的第GB 0502775.0號共同未 決的申請的優先權，並將其每一個的全部內容結合於此作為參考。
適合於為可攜式裝置供電的感應功率傳輸系統可包括兩部分
*初級單元，具有至少一個初級線圈，初級單元通過初級線圏 驅動交變電流，產生時變》茲通量。
*次級裝置，可與初級單元分離，包括次級線圈。當將次級線 圈放置到接近由初級線圏產生的時變磁通量處時，變化的磁通量在 次級線圏中感應出交變電流，因此，可以將功率從初級單元感應地 傳輸到次級裝置。
通常，次級裝置向外部負載提供傳輸的功率，且次級裝置可以 被裝入包括負載的宿主對象(host object)中或由宿主對象攜帶。例 如，宿主^)"象可為具有可再充電的蓄電'池或電池的1"更攜式電氣或電 子裝置。在這種情況下，負載可為用於給蓄電池或電池充電的蓄電
6池充電器電^各。可選地，次級裝置可與適當的蓄電池充電器電i 各一 起集成到這種可再充電的電池或蓄電池中。
在我們的英國專利7>開GB-A-2388716中描述了一類這種感應 功率傳輸系統。這類系統的顯著特4正是初級單元的；茲系的物理"開 放"性-磁路相當大的部分穿過空氣。為了使初級單元能夠為不同 形狀和尺寸的次級裝置以及同時為多個次級裝置提供功率，這是必 不可少的。在GB-A-2389720中描述了這種"開方丈"系統的另一實 例。
這種系統可能存在 一 些問題。第 一個問題是初級單元不會有 100%的效率。例如，即使在當前不存在次級裝置時，或當前沒有 需要充電的次級裝置時，電子設備中的開關損耗和在初級線圏中的 I2R損耗仍消耗功率。這樣很浪費能量。優選地，在這種情況下， 初級單元應該進入低功耗的"待機模式"。
這種系統中的第二個問題是不能機械地防止外物被放入到初 級線圏附近，與線圏耦合。金屬製成的外物將在其中感應渦流。這 些渦流趨向於起作用以排斥磁通量，但因為材料具有電阻，因此流 動的渦流將產生1211損^>，這將導致物體變熱。存在兩種變熱^f艮顯 著的特殊情況
如果任一金屬的電阻很高，例如如果其不純或很薄。
參如果材料是鐵磁性的，例如鋼。這種材料具有高磁導率，激 勵材料中的高磁通量密度，引起大的渦流，從而引起大的產R損耗。
在本申請中，這種引起功耗的外物被稱為"寄生負載"。優選 地，當存在寄生負載時初級單元應進入"關閉才莫式"，以避免使其 變熱。
7現有技術中已提出了解決這兩個問題的各種方法。 針對當沒有次級裝置需要充電時不浪費功率的第一個問題的
解決方案包4舌
^在EP0533247和US 6118249中，次級裝置在充電過禾呈中調 整其感應負載，導致從初級單元獲得的功率的相應變化。這指示初 糹及單元不應進入4寺一;M犬態。
，在EP1022840中，初級單元改變其驅動器的頻率，/人而改變 了與調諧的次級單元的耦合係數。如果次級單元未獲取功率，則在 掃頻時獲取的功率沒有差別，因此初級單元進入待才幾狀態。
在US5536979中，初級單元^f又測量初級線圏中流動的功率， 且如果其低於閾值，則進入脈沖調製待機狀態。
參在US5896278中，初級單元包含檢測線圏，才企測線圈根據次 級裝置的位置將功率反饋耦合到檢測線圈中。如果次級裝置不存 在，則初級單元進入待才幾才莫式。
參在US5952814中，次級裝置具有配合初級單元中的插槽的機 械突起，將其激活。
參在US6028413中，初級單元驅動兩個線圏，並在次級單元中 具有相應的兩個功率衝妄4欠次級線圏。#刀級單元測量從每個初級線圏 傳送的功率，且如果其低於閾值則進入待機才莫式。
針對寄生負載的第二個問題的解決方案包括
如上所述，在EP1022840中，初級單元改變其驅動器的頻率。 在該系統中，次級裝置是已調諧的，因此該頻率變化將導致從初級單元取得的功率的變化。如果負載由一片金屬替代，則改變頻率將 不會有同樣效果，並且初級單元將進入關閉狀態。
*如上所述，在US5952814中，次級裝置中的4建啟動初級單元。 々支設如果存在次級裝置，則這將物理地排斥任何外物。
參如上所述，在US6028413中，初級單元通過驅動兩個初級線 圏為次級裝置提供功率。如果由兩個線圏提供的電量不同，則初級 單元假定負載不是有效的次級裝置，並進入關閉模式。
這些方法全部4叚定初級單元和次級裝置之間是1: 1的關係。 因此，這些方法對於諸如GB-A-2388716中描述的可能同時存在一 個以上的次級裝置的那些系統來i兌是不夠的。例如，當存在兩個次 級裝置，其中一個需要充電而另一個不需要時，這些方法將不起作 用。
這些方法中的 一些還^i定有效的次級裝置的物理或電氣存在 意味著所有的外物均被次級裝置物理地排斥。不 一定是這種情況， 特別是如GB-A-2388716中所述，當次級裝置可相對於初級單元隨 意放置時。
根據本發明的第 一方面，提供了 一種控制感應功率傳輸系統中 感應功率傳^T的方法，其中，感應功率傳^T系統包^I舌初級單元， 可才喿作以產生電》茲場；以及至少一個次級裝置，可與初級單元分離， 並且適合於當次級裝置4妄近初級單元時與所述場耦合，〗吏得次級裝 置可/人初級單元感應地4婁收功率，而不需要4皮此直4妄的導電4矣觸， 該方法包括將所述或每個次級裝置設置為空載狀態，在該狀態中， 基本防止了將次級裝置感應接收到的任何功率提供給其實際負載； 以及在初級單元中，當將所述或每個次級裝置設置為所述空載狀態時，測量從初級單元中獲取的功率，並才艮據所測量的功率限制或停 止來自#刀級單元的感應電力供應。
因為在功率測量期間次級裝置^^殳置為空載狀態，所以如果存 在相當大的寄生負載，則可以很容易地從測量的功率中檢測出來。 如果這樣的話，則初級單元可進入關閉才莫式。例如，如果在空栽狀 態下所測量的功率大於閾值，則將限制或停止電力供應。
這種方法很方便，這是因為次級裝置不必將其功率需求傳遞給
初級單元，或初級單元不必4丸4亍功率需求的4壬4可求和已知由於次 級裝置處於空載狀態，因此它們的總共的功率需求為零或至少4艮小 的值，該值是由次級裝置自身強加到初級單元上的任一寄生負載所 感應的。
根據本發明的第二方面，提供了 一種控制感應功率傳輸系統中 感應功率傳l命的方法，感應功率傳豸IT系統包4舌初級單元，可糹喿作 以產生電》茲場；以及至少一個次級裝置，可與初級單元分離，並且 適合於當次級裝置4矣近初級單元時與所述場井馬合，佳J尋可通過次級 裝置,人初級單元感應地4妄收功率，而不需要4皮此直接導電接觸，該 方法包括在初級單元中，從處於功率需求狀態的所述或每個次級 裝置中接收涉及有關的次級裝置的功率需求的信息；以及在初級單 元中，當將電力供應給具有功率需求狀態的所述或每個次級裝置
時，測量^^人初級單元中獲^L的功率，並才艮據測量的功率和^:收的功
率需求信息限制或停止來自初級單元的感應功率傳輸。
在這種情況下，可^^艮據所述測量的功率與具有所述功率需求狀 態的次級裝置的各個功率需求的總和之差來限制或停止來自初級 單元的感應電力供應。例如，在測量的功率超過所述總和多於閾值 的情況下，可限制或4亭止感應電力供應。這種方法具有優於第一方面的方法的優點，就是在功率測量期 間不必將次級裝置設置為空載狀態。因此，可向次級裝置的實際負 載持續提供功率。
當然，在第一方面的方法中，功率測量周期可以非常^i:，佳j尋 對負載的電力供應的任何中斷都不易察覺。如果負載的中斷是個問 題，則可以在次級裝置中設置諸如電容器的能量存儲裝置，以在功 率測量周期期間維持對實際負載的電力供應。
在第二方面的方法中，可以4吏用4壬4可適當的通信方法將功率需 求信息從每個次級裝置傳輸到初級單元。 一種用於所述或每個次級 裝置將其功率需求信息傳輸到初級單元的優選方法是RFID方法。 可選地，所述或每個次級裝置可通過改變由次糹及裝置強加到初級單 元上的負載，將其功率需求信息傳輸到初級單元。
應當理解，實施本發明的第一和第二方面的方法4是供了不同的 ;險測在一方面乂人初級單元獲取的功率與另一方面次級裝置需求的 功率之間，或者如果存在一個以上的次級裝置，則與次級裝置需求 的總功率之間是否存在相當大差別的方法。在該檢測之後，可限制 或4亭止來自^刀級單元的感應電力供應。
在第一和第二方面的方法中，可以改變由次級裝置強加到初級
單元上的負載以將來自次級裝置的信號或信息傳遞到初級單元。例 如，可以這樣傳輸在第二方面中所需要的功率需求信息。
利用負載變化來通信的優點是可以允許兩個或多個、或者可能 全部的次級裝置同時向初級單元^是供各項信息。例如，如果任〗可次 級裝置需要功率，則可以改變其負載。如果初級單元檢測到全部負 載沒有或基本沒有改變，則可以斷定沒有次級裝置需要功率，從而 進入待機模式。類似地，初級單元將檢測任何負載變化的總和。如
ii果來自每個單個次級裝置的負載變化與將被傳送到初級單元的一些模擬量(例如，次級裝置的功率需求或寄生負載)成比例，則在功率測量中，將通過初級單元檢測各個模擬量的總和。這意味著可以直接獲得總和，而無需在初級單元中進行執行起來將耗時和/或代Y介高的額外處理。
除了檢測何時進入關閉模式之外，還可能期望檢測進入待機模式的條件。例如，在第一方面的方法中，在測量的功率小於祠—幾閾值(不同於上述的關閉閾值)的情況下，可以限制或停止感應電力供應。另 一個可能性是所述或每個所述次級裝置向初級單元報告指示次級裝置是處於無功率需求狀態(該狀態中次級裝置的實際負載當前不需要來自初級單元的功率)還是功率需求狀態(該狀態中所述實際負載當前需要來自初級單元的功率)的狀態信息。然後，初級單元根據所述或每個次級裝置報告的狀態信息來限制或停止來自初級單元的感應電力供應。例如，除非由至少一個次級裝置才艮告的狀態信息表明其處於所述功率需求狀態，否則初級單元會限制或停止感應功率的傳輸。優選地，為了響應速度，兩個或多個次級裝置同時向初級單元報告它們各自的狀態信息。如上所述， 一種方《更的可能性是4吏所述或每個次級裝置通過改變由其強加在初級單元上的負載來報告其所述狀態信息。
通常，可以在不同的測量周期中執行從初級單元獲取的功率的兩個或多個測量。如果次級裝置與初級單元同步，則在一個測量周
期中，次級裝置會;f皮此表現不同，以4吏初級單元能夠;險測兩個或多個不同條件(這些條件下功率限制或停止是適當的)。
一個優選實施例具有三個測量周期。在第一個周期中，每個次級裝置斷開，i負載(dummy load )。在第二個周期中，每個需要功率的次級裝置接通其假負載。其他次級裝置斷開它們的假負載。在第三個周期中，每個次級裝置均^接通其^f叚負載。初級單元可以從三個周期中的功率測量的比較中檢測出是存在需要關閉的相當大的 寄生負載還是不存在需要功率的裝置，以適當的待機。
也可以在測量周期內改變負載。例如，可固定負載改變的幅度， 4旦可改變持續時間，以^是供信息。
初級單元可能已登記了至少一個所述次級裝置的功率需求。在 這種情況下，從次級裝置傳輸的功率需求信息可以只是標識次級裝 置的信息。初級單元利用標識信息來檢索裝置的登記的功率需求。 標識信息可以是分配給次級裝置的代碼或類型、型號、或者序列號。 這可以減少傳輸到初級單元的信息量並提高響應速度和可靠性。
儘管每個處於功率4妄收狀態的次級裝置均以第二方面的方法 向初級單元傳輸功率需求信息，但如果希望的話，未處於功率需求 狀態的所述或每個所述次級裝置也可以向初級單元傳l俞這種功率 需求信息。 一種可能性是使由不處於所述功率需求狀態的所述或每 個所述次級裝置傳輸的功率需求信息表示由次級裝置強加在初級 單元上的寄生負載。於是，這可以用於使關閉4企測更可靠。當處於 功率需求狀態時，功率需求信息也可能是次級裝置的實際負載與寄 生負載的功率需求的總和，而當次級裝置沒有處於功率需求狀態 時，則功率需求信息僅是寄生負載的功率需求。
通常，理想地，限制和停止感應電力供應的條件的4企測要考慮 初級單元和次級裝置中的4壬何損4毛。有多種方法實現這點。
一種方法是當執行所述檢測時，使用關於初級單元自身損耗的 第一補償信息，以補償所述損耗。當初級單元有效地處於電^茲屏蔽 時，可以A人初》及單元所取J尋的測量結果中獲4尋部分或全部所述第一 補償信息。第一補償信息可以存儲在初級單元的校準單元中。
13另 一種方法是當執行所述才企測時，使用關於由所述或每個次級 裝置強加到初級單元上的寄生負載的第二補償信息，以補償所述或 每個次級裝置的所述寄生負載。所述或每個所述次級裝置優選地將 其所述第二補償信息直接傳遞給所述初級單元，或者將其他信息傳 遞主會初級單元，初級單元/人所述其他/f言息中得到所述第二補償信 息。如上文所述，次級裝置可以通過改變由其強加到初級單元上的 負載，來將其所述第二補償信息或其所述其他信息傳遞給初級單 元。
特別方便、有效的方法是4吏所述或每個所述次級裝置具有表示 其所述寄生負載的假負載，次級裝置將所述寄生負載強加到所述初 級單元上，以改變由次級裝置強加到初級單元上的負載。
所述第 一補償〗言息的部分或全部和/或所述第二補償信息的部 分或全部可以是在初級單元的製造和成測試期間存儲在初級單元 中的信息。
當初級單元的一個或多個運行條件(例如，溫度)變化時，改 變所述第一和第二補償信息中的一個或兩個可能是有利的。次級裝 置可單獨或與另一個物體結合4吏用。例如，可以乂人宿主對象中去除 次級裝置。如果當將其從宿主對象中去除或安裝到宿主對象中時可 以被供電，則裝置自身的寄生負栽可能與裝置和宿主對象共同的寄 生負載4艮不同。為處理這種情況，可以才艮據裝置是單獨4吏用還是與 另 一物體一起使用來改變第二補償信息。
在許多實施方式中，次級裝置需要與初級單元同步運4亍。因此， 優選地，是從初級單元向所述或每個所述次級裝置傳輸同步信號， 或者從所述或每個所述次級裝置向初級單元傳輸同步信號，以使初
級單元和所述或每個所述次級裝置的運;f亍同步。這可以通過調製施加到初級單元中的初級線圏的驅動信號^艮方侵j也實現。可以^吏用頻 率、振幅、或相位調製或它們的組合。
可以利用很多不同的技術來測量由次級裝置從初級單元獲取 的功率。在一種衝支術中，通過電驅動單元驅動的初級線圏產生電^茲
的功率輸入端。可以通過暫時斷開電源並在斷開期間4企測所述功率 輸入端處的變化，來測量乂人初級單元獲取的功率。變化可能是電壓 衰減。這種技術的優點在於沒有驅動單元的電流流過的串連電阻。 這種串連電阻消庫毛相當大的功率。
優選地，將能量存儲在諸如連接至所述功率輸入端的電容器的
能量存4諸單元中，佳:得在所述電源斷開時可以向所述功率l命入端持 續地提供功率。
如果電驅動單元具有用於控制到初級線圏的驅動器電流或功 率的反饋電路，則另一種測量獲取的功率的方法也是可用的。在這 種情況下，反饋電路中的反饋信號可以提供獲取的功率的測量，而 才艮本無需加入功率測量單元。
另 一種測量功率的方法包4舌在測量周期期間4吏包4舌所述初級
線圈的電路在非驅動"i皆l展(undriven resonating )條4牛下工作，在該 夂乂i cb產片/f主、玍air ^乂+A 4r ^Jp:閣乂擊； 裡A力拓？t rb s女士 aA
量在所述周期期間衰減。然後，在所述周期期間進行一次或多次這 種能量衰減的測量，並且4吏用這些測量來測量從初級單元獲取的功 率。
可以在相同條件下進行兩次或者多次功率測量，並將這些結果 取平均值以提高精度。在操作中，可能希望將電磁場的場強設置為低於在運行模式中 的最大值的值。在第二方面的方法中，初級單元具有來自每個次級 裝置的功率需求信息，從而可以根據次級裝置所需求的功率或者 (如果存在一個以上的次級裝置)次級裝置需求的總功率，容易地 設置場強。這樣，可以找到用於為次級裝置供電的最小功率輸出。 然而，還有實現類似結果的其他方式。例如，沒有獲得足夠功率的 次級裝置可以以某種方式調製其負載。初級單元可以以最大功率開 始運行並減小功率，直至檢測到來自至少一個次級裝置的負載調 制。這樣可以以簡單、快捷的方式確定最小的功率。
根據本發明的第三個方面，提供了一種感應功率傳輸系統，其
包4舌初級單元，可，喿作以產生電》茲場；至少一個次級裝置，可與 初級單元分離，並且當次級裝置接近初級單元時適合於與所述場耦 合，以^使次級裝置可以從初級單元感應地接收功率，而無需4皮此直 接的導電接觸；裝置，用於檢測在一方面從初級單元獲取的功率與 另一方面次級裝置需求的功率之間，或者如果存在一個以上的次級 裝置則與次級裝置需求的總功率之間是否存在相當大差別；以及裝 置，在這種4企測之後，可操作以限制或停止來自初級單元的感應電 力供應。
根據本發明的第四個方面，提供了一種初級單元，用於還具有 可與初級單元分離的至少一個次級裝置的感應功率傳llr系統，初級
單元包括裝置，用於當次級裝置接近初級單元時產生與所述至少 一個次級裝置耦合的電》茲場，4吏得次級裝置可以從初級單元感應地 才妄收功率，而無需;f皮此直4妄的導電4妾觸；裝置，用於4企測在一方面 乂人初級單元獲取的功率與另一方面次級裝置需要的功率之間，或者 如果存在一個以上的次級裝置，則與次級裝置需要的總功率之間是 否存在相當大差別；以及裝置，在這種檢測之後，可操作以限制或 停止來自初級單元的感應電力供應。根據本發明的第五個方面，提供了一種次級裝置，用於包括產
生電》茲場的初級單元的感應功率傳輸系統，次級裝置包括次級線圏，適合於當次級裝置4妾近初級單元時與所述初級單元產生的所述場耦合，以使次級裝置可以從初級單元感應地接收功率，而無需彼此直接的導電接觸；負載連接裝置，連接至所述次級線圏，並適合於當使用次級裝置時將其連接至需要來自初級單元的功率的負載，用於向負載提供這種感應^妄收的功率；才企測裝置，用於衝全測由初級單元傳輸的同步信號；以及控制裝置，響應於同步信號的4全測，將次級裝置設置為空載狀態，在該狀態下，基本防止了通過負載連接裝置將任何感應接收的功率提供到所述負載。
這可以4是供一種適合用於實施上述本發明第一方面的方法的次級裝置。
根據本發明的第六個方面，提供了 一種用於包括產生電磁場的初級單元的感應功率傳輸系統中的次級裝置，其包括次級線圏，適合於當次級裝置接近初級單元時與所述初級單元產生的所述場耦合，以使次級裝置可以從初級單元感應地接收功率，而無需4皮此直接的導電接觸；負載連接裝置，連接至所述次級線圈，並且當使用次級裝置時適合於連接至需要來自初級單元的功率的負載，用於向負載提供這種感應接收的功率；以及RFID通信裝置，可操作以使用RFID通信方法將關於次級裝置的功率需求的信息提供給初級單元。
這可以l是供一種適合用於實施上述本發明第二方面的方法的次級裝置。在這種情況下，在功率測量期間，負載連接裝置沒有斷開實際負載。
根據本發明的第七個方面，提供了 一種控制感應功率傳輸系統中感應功率傳l敘的方法，其中，感應功率傳$#系統包括初級單元，
17可才喿作以產生電,茲場；以及至少一個次級裝置，可與初級單元分離， 並且適合於當次級裝置接近初級單元時與所述場耦合，以^吏次級裝 置可以從初級單元感應地接收功率，而無需彼此直接的導電接觸， 該方法包括在信息l是供階,殳，允i午兩個或多個次級裝置同時向初 級單元糹是供分別關於有關的次級裝置的信息；以及在初級單元解釋 同時提供的信息，並基於解釋的信息確定是否限制或停止來自初級 單元的感應電力供應。
這種方法可以允許從次級裝置快速地提供信息或信號，以能夠 快速地實現電力供應的限制或停止。
在一個實施例中，由每個次級裝置提供的信息表明有關的次級 裝置是否處於功率需求狀態(其中，次級裝置的實際負載需要來自初
限制或停止:'、除非在信息提供階段由至少」個s級裝置提供的信息
表明其具有所述功率接收狀態。
由每個次級裝置提供的信息可以表示有關的次級裝置的模擬 量。在這種情況下，初級單元可從同時提供的信息中直接得到次級 裝置的各自模擬量之和。
^^擬量可表示由次級裝置自身強加在初級單元上的寄生負載。
模擬量可表示次級裝置的實際負載的功率需求。
模擬量可表示由次級裝置強加在初級單元上的總負載，所述總 負載包括次級裝置的實際負載和由次級裝置自身強加在初級單元 上的寄生負載。
在一個實施例中，每個所述次級裝置通過改變由其強加在初級 單元上的負載來提供其所述信息。例如，在所述信息提供階段期間，每個所述次級裝置可以具有假負載，次級裝置將假負載選擇性地強 加在初級單元上。優選地，々i負載表示所述才莫擬量。不同的布I負載 可用於表示不同的模擬量，例如，功率需求和寄生負載。
在一個實施例中，在由初級單元確定的時間，每個所述次級裝 置均具有其所述信息提供階段。
根據本發明的第八個方面，提供了 一種控制感應功率傳輸系統
中感應功率傳輸的方法，其中，感應功率傳l餘系統包4舌初級單元，
可才乘作以產生電》茲場；以及至少一個次級裝置，可與初級單元分離，
並且適合於當次級裝置4妄近初級單元時與所述場井禺合，以4吏次級裝 置可以從初級單元感應i也才矣收功率，而無需4皮此直4妄的導電4妄觸，
其中方法包括以下步驟在報告階段，所述或每個所述次級裝置向 初級單元報告信息，其中，該信息表示次級裝置是處於無功率需求 狀態(該狀態中次級裝置的實際負載當前不需要來自初級單元的功 率)還是功率需求狀態(該狀態中所述實際負載當前需要來自初級 單元的功率)；以及所述初級單元根據由所述或每個次級裝置在所 述淨艮告階l殳淨艮告的信息來確定應該限制或停止其感應電力供應。
優選地，在由初級單元確定的時間，所述或每個所述次級裝置 均具有其所述報告階段。
在一個實施例中，具有至少兩個次級裝置，並且每個所述次級 裝置同時具有其所述報告階段。
所述或每個所述次級裝置可以通過改變由其強加在初級單元 上的負載來報告其所述信息。例如，在所述才艮告階段期間，所述或 每個次級裝置均可具有々支負載，次級裝置將邗i負載選擇性地強加在 初級單元上。
19在一個實施例中，在所述才艮告階,殳期間，具有所述功率需求狀 態的所述或每個所述次級裝置強加其所述^1負載，以及在所述報告 階段期間，具有所述無功率需求狀態的所述或每個所述次級裝置不 強加其所述々支負載。
才艮據本發明的第九個方面，提供了 一種用於包括產生電磁場的
初級單元的感應功率傳輸系統中的次級裝置，次級裝置包4舌次級 線圏，適合於當次級裝置4妄近初級單元時與所述初級單元產生的所 述場茅禹合，以^吏次級裝置可以乂人初級單元感應地^妾》1文功率，而無需 彼此直接的導電接觸；負載連接裝置，連接至所述次級線圏，且適 合於當使用次級裝置時連接至需要初級單元的功率的負載，用於向 負載提供這種感應4妾收的功率；以及通信裝置，可才喿作以向初級單 元傳遞關於由次級裝置強加在初級單元上的寄生負載的信息。
這種次級裝置可以向初級單元傳!渝它的寄生負載，用於4吏初級 單元用來補償負載。例如，當^r測限制或停止來自初級單元的感應 功率傳輸的條件時，可使用傳輸的寄生負載。
可以4吏用4壬<可通信方法，且方法不限於負載變化。例如，可以 使用紅外線或超聲波通信。還可以使用RFID。
在一個實施例中，所述通信裝置可才喿作以通過在所述初級單元 上強加布i負載來傳遞所述信息。通信裝置可以為可才喿作的以在第一 時間將第一4叚負載強加在初級單元上，並在第二時間將不同於所述 第一假負載的第二假負載強加在初級單元上，根據所述寄生負載設 置所述第 一和第二假負載之差。所述第一和第二假負載中的一個可 以為零。
根據本發明的第十個方面，提供了一種可攜式電氣或電子裝 置，其包括負載，其至少有時需要來自初級單元的功率；以及實施前述本發明的第五、第六、或第九方面的次級裝置，所述次級裝 置的所述負載連接裝置被連接至所述負載，用於在所述時間向負載 ^是供這種感應接收的功率。
根據本發明的第十 一個方面，提供了 一種控制感應功率傳輸系
統中感應功率傳l命的方法，其中，感應功率傳l命系統包4舌初級單 元，具有其上被施加電驅動信號以產生電》茲場的初級線圏；以及還
包括至少一個次級裝置，可與初級單元分離，並且具有次級線圈， 適合於當次級裝置接近初級單元時與所述場耦合，使得能夠將功率 感應地從初級單元傳輸到次級裝置，而無需彼此直接的導電接觸， 該方法包括在測量周期期間^使包括所述初級線圏的電^各在非驅動 諧振條件下工作，在該條件下，暫停將所述驅動信號施加到所述初 級線圏，以使存儲在電路中的能量在所述周期期間內衰減；在所述 周期期間，進4亍這種能量衰減的一個或多個測量；以及4艮據所述一 個或多個能量衰減測量來限制或4亭止來自初級單元的感應功率傳 輸。
這種方法可以以可靠並節省成本的方式來實現寄生負載和;f寺 機檢測中任何一個或兩個。這在可以具有多個次級裝置和/或系統的 開放磁性使得寄生物體易於耦合至初級線圏的系統中特別有利。
現在，將通過實例，參照附圖，附圖中


圖1是示出實施本發明的感應功率傳輸系統的部分的框圖2是用於說明根據本發明的檢測關閉條件的第 一方法的流程
圖3是用於說明根據本發明的檢測待機條件的第一方法的流程
21圖4是示出根據本發明第 一 實施例的感應功率傳輸系統的部分 的框圖5示出用於說明圖4系統的才喿作的波形圖6示出顯示圖4系統中各種信號的時序的波形圖圖6 (a) 示出施加到初級線圈的AC電壓信號的頻率；圖6 (b)示出乂人初級 單元獲取的功率；圖6 (c)示出初級單元中開關的狀態；以及圖6 (d)示出初級單元開關兩端的電壓；
圖7是示出在三個不同測量操作期間獲取的負載的示意圖8是示出圖4系統中的不同運行一莫式的示意圖9是示出根據本發明第二實施例的功率傳輸系統中初級單元 的部分的4匡圖IO示出了在圖9系統中在功率測量期間出現的標準、緩衝 和衰減狀態中流過初級線圈的電流如何變化；
圖11是用於說明根據本發明的檢測關閉條件的第二方法的流 禾呈圖；以及
圖12是示出根據本發明第三實施例的功率傳輸系統的部分的 框圖。
圖1示出實施本發明的感應功率傳輸系統的部分。系統1包括 初級單元10和至少一個次級裝置30。初級單元10具有初級線圈 12，以及連4妾至初級線圏12的電驅動單元14，用於為初級線圏12 衝是供電驅動信號以產生電》茲場。4空制單元16連4妄至電驅動單元14。 該控制單元生成AC電壓信號106。電驅動單元14糹尋到AC電壓信
22號106，並在初級線圏12中將其轉換為AC電流信號，以在初級線 圈12附近產生感應電》茲場。
初級單元10可以具有4壬意適當的形式，^f旦一個伊C選的形式是 具有功率傳輸表面的平坦的平臺，在其上或附近均可以放置每個次
級裝置30。在該情況下，^口 GB-A-2388716中所述，場可以分布在 表面的功率傳輸區上。
次級裝置30可與初級單元IO分離，並具有次級線圈32,當次 級裝置30接近初級單元10時，次級線圏32與由初級單元10產生 的電石茲場耦合。以這種方式，可以感應;也將功率乂人初級單元10傳 輸到次級裝置30,而無需彼此直接的導電接觸。
初級線圈12和次級線圏32可具有4壬意適當的形式，4旦例如， 可以是在高磁導率線圈架(例如，鐵氧體或非晶金屬)周圍纏繞的 銅導線。
次級裝置30通常連接至外部負載(未示出-在本文中也可以稱 為次級裝置的實際負載)，並向外部負載提供感應接收的功率。次 級裝置30可以被裝入需要功率的物體(例如，可攜式電氣或電子 裝置或者可再充電的蓄電池或電池)中或由需要功率的物體攜帶。 可以在GB-A-2388716中找到關於次級裝置30和可4吏用次級裝置 3 0供電的物體的設計的更多信息。
在圖1的系統中的初級單元IO還包括連接至控制單元16的功 率測量單元IOO。當接收到由控制單元16提供的信號時，功率測量 單元100對電驅動單元14獲取的功率進行測量。功率測量單元100 向控制單元16提供表示由電驅動單元14獲取的功率的輸出。由電 驅動單元14獲取的功率表示由初級線圈12獲取的功率，因此也表 示由所有次級裝置30獲取的功率加上其他損耗。在圖l的系統中，希望檢測某些條件，並在這些條件下限制或 停止來自初級單元的感應電力供應。
這種情況下，控制單元16可以進入關閉才莫式，在該才莫式中減少或
4亭止對初級線圏12的驅動，以防止寄生負載發熱。
另一個這才羊的條件是在初級單元10的附近不存在系統的次級 裝置30。另 一個這種條件是存在至少一個次級裝置30但沒有一個 裝置具有當前需要功率的負載。例如，當關閉時或者在可再充電的 蓄電池或電池充滿電時，負載不需要功率。在這兩種條件下，控制 單元16可以進入待機才莫式，在該模式中，減少或停止對初級線圏 12的馬區動，防止4刀級單元10中不必要的功率消碑毛。
寄生負載的第 一 方法的流程圖。
在此第一方法中，當4吏用圖1的系統時，有時故意將初級單元 附近的所有次級裝置設置為空載狀態。在該空載狀態中，防止了將 次級裝置感應接收的任何功率提供給其實際負載(上述的外部負 載)。
在步驟S2中，在所有的次級裝置都處於空載狀態的情況下， 初級單元中的功率測量單元100測量次級裝置乂人初級單元獲取的功 率。在步驟S3中，初級單元中的控制單元16根據步驟S2中測量 的功率來確定是否限制或4亭止來自初級單元的感應電力供應。
在最簡單的情況下，在步驟S3中，控制單元16僅僅將測量的 功率與預定的關閉閾值進行比較。如果測量的功率超過關閉閾值， 則控制單元16確定應該限制或4亭止來自初級單元的感應電力供應。 然而，如下面更詳細的描述，優選地，考慮在功率傳輸系統中不可
24避免地出現的損耗。特別地，這些損耗包括在初級單元自身和/或任 一次級裝置/宿主對象中存在的損耗。這些損耗包括初級線圏自身和 任一其他的與初級線圏相關的部件(例如，電驅動單元)的低效率，
例如，線圏的銅或任一調諧電容器的有效串聯電阻中的PR損耗。 損耗還包括初級單元和次級裝置中的任何^茲損耗，例如磁損耗為與 初級單元和/或次級裝置相關的任一線圈中的磁滯環損耗。因此，控 制單元16除了可以z使用所測量的功率外還，還可以〗吏用關於4刀級 單元自身損耗的第一補償信息，以在步驟S3中補償那些損耗。可 選地，或者此外，控制單元16除了可以4吏用所測量的功率外還可 以使用關於由所述或每個次級裝置強加在初級單元上的寄生負載 的第二補償信息，以在步驟S3中對所述或每個次級裝置的寄生負 載進行補償。
如果在步驟S3中確定了應該限制或停止電力供應，則在步驟 S4中，控制單元16將初級單元設置為關閉模式，在該模式中，限 制或〗亭止來自初級單元的感應電力供應。
初級單元將保持關閉模式，直至以某種方式將其復位。這種復 位可以由初級單元的用戶手動發起，或可選;也，控制單元16可以 周期性地啟動以再次提供感應功率，並重複步驟Sl至S3以確定是 否保持關閉模式。
在步驟S3中，如果控制單元16確定不需要限制或停止電力供 應，則在步驟S6中，需要功率的次級裝置重新4妄收來自初級單元 的功率。然後，例如在預定的間隔之後，處理再次返回步驟S1。
接下來，將參照圖3描述檢測進入待^M犬態的條件的第 一 方法。
在圖3中，如步驟S11所示，不時i也，存在於初級單元10附 近的每個次級裝置(如果有的話)均具有才艮告階革殳。所有存在的次級裝置可以同時進入報告階段。可選地，每個次級裝置可單獨地依 次進入報告階段。在任一情況下，在報告階段中，每個次級裝置均 向初級單元報告表明次級裝置是處於無功率需求狀態還是功率需 求狀態的狀態信息。在無功率需求狀態中，次級裝置的實際負載當 前不需要來自初級單元的功率。另一方面，在功率需求4犬態中，實 際負載當前確實需要來自初級單元的功率。
在步驟S12中，初級單元中的控制單元16才艮據在步驟Sll中 報告的狀態信息，確定是否應該限制或停止來自於初級單元的電力 供應。特別地，除非至少一個次級裝置在才艮告階^殳向初級單元才艮告 其處於功率需求狀態，否則控制單元16確定應該限制或4亭止感應 功率的供應，並且處理^U亍步艱《S13，在步驟S13中，初級單元^皮 設置為待機模式。當然，如果初級單元附近才艮本不存在次級裝置， 以至於在步驟Sll中，沒有或沒有有效的狀態信息被初級單元接收， 則控制單元16也將初級單元i殳置為4寺才幾才莫式。
如上關於圖2方法的步驟S5所述的， 一旦將初級單元設置為 待機模式，則可以通過用戶手動幹預或自動地將其再次重新設置為 運行模式。
如果在步驟S12中，控制單元16基於報告的狀態信息確定不 該限制或4f止感應電力供應，則處理返回到步驟Sll，例如在預定 的間隔之後。這樣，存在的每個次級裝置周期性地具有向初級單元 報告其狀態信息的才艮告階段。
可以;f皮此獨立的4丸行圖2和圖3的方法。然而，優選地，初級 單元的控制單元16既能檢測何時進入關閉模式又能檢測何時進入 待機模式。這可以通過結合圖2和圖3的方法來實現，現在將參照 圖4進4亍描述。圖4示出根據本發明第一實施例的感應功率傳輸系統的部分。 系統1具有初級單元10和次級裝置30。圖4還示出例力口由方文置在 初級單元10附近的外物引起的初級單元上的寄生負載500。在這種 情況下，假設將次級裝置30裝入宿主對象(例如，可攜式電氣或 電子裝置)或由宿主對象攜帶。如上文所述，次級裝置30和/或宿 主對象還在初級單元10上不可避免地強加"有利的，，寄生負載501。
如之前參照圖1所述，初級單元10包括初級線圏12、電驅動 單元14、控制單元16、和功率測量單元100。電驅動單元14具有 連接到提供AC電壓信號106的控制單元16的輸出端的輸入端。電 驅動單元14的^r出節點連^妄至初級線圈12。電驅動單元通過功率 測量單元100連接到電源105。電源105為電驅動單元14提供直流 電。電驅動單元14對AC電壓信號106呈現高輸入阻抗，以4吏基本 上所有的負載電流均,人電源105獲取。
在該實施例中，控制單元16是樣t處理器。該糹效處理器具有嵌 入的數/模轉換器(未示出)，以驅動提供AC電壓信號106的輸出 端。可選地，可使用ASIC來實現控制單元16以及初級單元的一些 或所有其他的電^各元件。
本實施例中的控制單元16適合於調製用於向次級裝置傳輸同 步信號的AC電壓信號106。調製是AC電壓信號的頻率調製。也 可以使用諸如振幅或相位調製的其他調製4支術。控制單元16適合 於向存在的任一次級裝置30發送同步信號。次級裝置30響應於同 步信號來改變它們的負載條件。該信息被用於檢測進入關閉和待機 模式的條件。
希望無需斷開對初級線圏12的供電，功率測量單元100就可 以工作，由於這意p木著不中斷對次級裝置30的供電，乂人而減少了到周圍環境中的雜散電磁幹擾。因為存在大量的噪聲且要求在短時 間進行測量，所以這是很有挑戰性的。
功率測量單元100包括在電源105的OV供電端與電驅動單元 14的4妾地端之間的開關102。開關102由控制單元16控制。功率 測量單元還包括連4妄在電驅動單元14的正才及與4妄地端之間的電容 器101。該電容器起功率存儲單元的作用。差分放大器103具有在 開關102的每一側的輸入端，並具有連接至模/數轉換器104的輸出 端。模/數轉換器的輸出端連接到控制單元16。
當開關102閉合時，功率測量單元100不工4乍，並且功率由電 源105直接耦合到電驅動單元14。當開關102打開時，執行功率測 量。現在，電容器101被從電源105上的OV幹線(rail)上斷開， ^旦仍保持其電荷。同時，電驅動單元14繼續獲取電流，因此4吏電 容器101;故電。這樣，電容器101兩端的電壓稍有衰減，因此電容 器101與開關102之間的點的電壓稍樣t升高，高於0V。儲存電容 器107確保正電源電壓保持恆定。差分力丈大器103測量開關102兩 端的電壓，並且通過模/數轉換器104將得到的測量結果轉換為數字 信號並傳送到控制單元16。電驅動單元14兩端的小的暫時壓降不 會對傳輸到次級裝置30的功率有任何明顯影響。
如圖5所示，當開關102打開時，在時間A和^分別得到兩個 測量結果，分別設為測量^和F2。在開關打開之後，有個延遲^， 以4吏瞬態效應穩定。然後，通過下式得出功率屍
P一c^論—，k 2 j仏、)& 一o
其中，V+是電源電壓，假設K, F2. <<^。有利地，在周期中 的同一點對電源電壓採樣，以去除電壓中周期性擾動(也示出在圖
285中)。然後，再次關閉開關102,將電源105重新連接至電驅動單 元14。
順便說一句，可以使用電感器代替電容器101用作能量存儲單 元。在這種情況下，在斷開電源期間由電^各測量的變化可能是例如 作為串聯電阻器兩端的壓降測量的電流的變4匕。
在該實施例中，初級單元10還包括4交準單元29。 4交準電源29 存4渚關於初級單元中損庫毛(例如，電或^茲損碑€)的補償信息。故意 地，在製造時，和/或此後周期性地，初級單元中的損耗可以被校準 並存儲在校準單元29中。校準單元29將存儲的信息提供給控制單 元16,以使控制單元16從總的測量結果中減去損耗，從而計算出 僅由寄生負載造成的損耗數值。校準單元29可以改變補償信息， 以應付初級單元中的可變損耗，例如，溫度變化的損耗。
次級裝置30包括次級線圏32、整流器34、次級控制單元36、 假負載開關38、假負載40、負載開關42、存儲單元44、以及實際 負載46。例如，假負載開關38和負載開關42的每個均可以是FET。 例如，假負載40是電阻器。在本實施例中，存儲單元44是電容器， 但可使用電感器來代替。
在該實施例中，實際負載46位於次級裝置30的外部，並且是
宿主只十象的一部分。其可以是用於4裡離子電池的蓄電-也充電4空制 哭
6口 o
還有檢測單元200，其用於檢測強加在接收的AC信號上的調 制。為檢測調頻信號，4企測單元200可以是過零檢測器，每次AC 信號過零伏時，檢測單元200就向控制單元傳遞信號。於是，控制 單元36可以包括內部時鐘和計數電路(未示出)。時鐘和計數電路 可以用於測量連續的過零之間的時間間隔，,人而^尋到由初級單元控
29制單元16強力。的AC信號106的頻率。因此，次級單元可以衝企測頻 率變化並通過調節開關42和38改變其負載條件來響應。
其他形
貝耳VfST'/" M-合2UU 口J巴3^用丁孕5C於銀'r面1^
檢測器或用於多級振幅調製的模/數轉換器，或者用於相位調製的相 位檢測器，或是它們的任意組合。
現在，將描述系統的運行。
在系統的"運行模式"中，集成有次級裝置30的宿主對象被 放置在初級單元10上或在初級單元10附近。開關102閉合。控制 單元16將AC電壓信號106施力。到電驅動單元14。電驅動單元14 從電源105獲取DC功率，將AC電壓信號106放大，並將其施加 到初級線圏12。
在運;f亍才莫式中，初級線圈12在初級單元10附近產生電》茲場。 次級線圈32與該場耦合，並通過該場在線圏中感應出交變電流。 ^f艮負載開關38打開且負載開關42閉合。整流器34對在次級線圈 32中感應的交變電流整流，並通過負載開關42將整流的電流提供 糹合存4諸單元44和實際負載46。這樣，功率從初級單元10感應地傳 輸到次級裝置30，並從次級裝置30傳輸到負載46。在運行模式中， 存儲單元44存儲功率。
當在運行模式中時，初級單元10中的控制單元16不時地發起 測量。隨著初級單元IO通過向AC驅動電壓信號106施加瞬時頻率 改變來向次級裝置30發送同步信號，測量開始。次級裝置30接收 AC電壓信號，且在每個4妄收次級裝置中，；險測單元200與控制單 元36 —起確定何時出現了同步信號。響應於同步信號，次級單元 即刻改變它們的負載條件,持續設定的時間周期，且初級單元10 在該時間周期內測量總負載(獲取的功率)。在正常運行期間，次級裝置30使用存儲單元44存儲來自初級 單元10的能量。在測量期間，通過打開開關42來斷開實際負載46。 隨著能量傳輸到負載，存儲在次級裝置的存儲單元44中的能量逐 漸衰減。假設存儲單元有足夠的容量，且在測量開始前已經被完全 充滿，則在整個測量期間存儲單元可以向次級裝置傳輸連續的能 量，使得不中斷實際負載46。
在該實施例中，為了下列目的，初級單元IO發起一系列三個 功率測量1)確定當前是否存在需要使初級單元進入關閉模式以 防止過熱的寄生金屬，以及2)確定是否沒有需要任何功率的裝置， 以便單元可進入待機才莫式。初級單元10和次級裝置30的運轉狀態 在一系列的三個測量的每一個中略有不同。
在第一測量期間，次級控制單元36^^i負載開關38打開，以 H底負載40不與次級線圏32連接。因此，第一測量是測量傳遞到 初級單元附近的外物的任何寄生負載500的功率以及由次級裝置和 /或其宿主對象的損耗以及初級單元自身的任何損耗強加的任何寄 生負載501的功率的測量。因此，在第一個測量期間運4亍^"應於上 述圖2的步驟S1至S3。
在第二測量期間，次級控制單元36選擇性地關閉有i負載開關 38。次級控制單元36基於實際負載46的功率需求確定在第二測量 期間是使假負載開關38打開還是閉合。如果負載46現在不需要任 4可功率，例如因為它具有當前充滿電的可再充電蓄電池，則在第二 測量期間，，i負載開關38保持打開。另一方面，如果負載46現在 確實需要功率，則假負載開關38閉合，以使假負載40連接至初級 線圏32。
在第二測量期間，控制單元16引起有功負荷(power load)的 另一個測量。如果第二功率測量與第一功率測量有相當大差別，則控制單元16衝企測需要功率的次級裝置當前位於初級單元附近。因 此，在第二測量期間的運行對應於上述圖3的步驟Sll和S12。
在第三測量期間，次級控制單元36總是閉合假負載開關38， 以4吏^i負載40連4妄至次級線圈32。
在初級單元中由控制單元16進行另一個功率測量。在這種情 況下，測量結果是寄生負載500、次級裝置和/或宿主對象的寄生負 載501、初級單元損碑毛、以及^f艮負載40的總和。基於第一和第三功 率測量之差，控制單元計算存在於初級單元附近的所有次級裝置中 的全部々i負載40的值。
圖6中圖解地示出了各種信號和測量結果的時序(未按比例)。 圖6 (a)表示施加到初級線圏12的驅動頻率；圖6 (b)表示由次 級裝置30引入的負載；圖6 (c)表示初級單元10中開關102的狀 態；以及圖6 (d)表示開關102兩端的電壓。
對於第一、第二和第三測量，在每個測量的開始，首先，初級 單元IO分別瞬時改變到初級線圈的馬區動頻率510、 511、 512。然後， 每個次級裝置30隔離其實際負載513、 514、 515，並才艮據情況引入 H負載514、 515。在該時間幀內，初級單元中的開關102打開516、 517、518。在開關打開的窗口中，開關102兩端的電壓刮、故上升519、 520、 521。在該窗口中的幾個點乂於該電壓採才羊，以測量功率。在第 一測量中，不存在假負載513;在第二測量中，如果其實際負載需 要功率，則每個裝置只連接假負載514;在第三測量中，總連接假 負載515。
次級裝置30通過測量發生的順序分辨出這些測量中哪個是哪 個。如果自從上次的同步信號有幾ms長的間隙，則次級裝置知道 其必為第一測量。這可以通過次級裝置對4妄收的交變電流的周期悽t
32進4亍計^:來確定。在i殳定的周期悽t內，第二和第三測量同步信號自 然地以此順序跟隨其後。為了獲得更精確的測量，可通過多個序列 平均每個測量結果。
將在該實施例的系統中的次級裝置30中的每個4艮負載40設置 為特殊值(在製造時或者在校準或測試期間)，使該值表示由有關 的次級裝置和/或由其宿主對象強加的寄生負載501。
因此，由控制單元16計算的所有存在的次級裝置的全部4叚負 載，可以^C控制單元16用作第二補償信息，以補償存在的次級裝 置的寄生負載501。例如，如果當測量的功率超過某閾值時控制單 元16檢測到在初級單元附近存在相當大的寄生負載500，則可以根 據所有存在的次級裝置的全部寄生負載501將閾值增加一定量，以 使對來自外物的寄生載荷500的檢測不受存在的次級裝置的數量的 影響。
圖7圖解地示出三個測量獲取的負載。獲取的負載是下列損耗 的總和與初級單元(基座，pad)中初級線圈相關的損耗543、與 外部金屬物相關的寄生負載542、與將被供電的宿主對象(可攜式 裝置)相關的金屬的'友好寄生(friendly parasitics)， 541、以及與 所有次級裝置相關的電流負載540。第一測量結果530包括除負載 540之外的所有這些成分(component )。如果沒有裝置需要功率， 則第二測量結果531將與第一測量結果530相同，因此可將初級單 元設置為待機模式(圖3中的S4)。然而，如果至少一個裝置需要 功率，則第二測量結果531將大於第一測量結果530，且需要功率。 在第三測量結果中，每個次級裝置30連接其假負載。使每個裝置 的假負載40等於裝置的'友好寄生，。通過從第三測量結果中減去 第一測量結果，結果是'友好寄生，541。初級單元損庫C 543是已 知的(且存儲在校準單元29中)。為得到存在的全部寄生負載542 的測量結果，可以從第一測量結果530中減去計算的'友好寄生，541和已知的初級單元損庫C 543。如果該數字超過特定閾值，則可 以將該單元設置為關閉模式(圖2中的步驟S4)。
實施本發明的系統能夠靈每丈地(例如，在50mW內左右)測量 強加到初級單元上的負載。以該靈每丈度，可以確〗呆將非常少的功率 耦合到諸如外物的寄生負載500。
圖8是示出圖4系統中的不同運行模式以及用於在這些不同模 式之間切換的條件的示意圖。三種運行模式為運行模式、關閉模式、 和待機模式。
在運行才莫式中，初級單元大部分時間處於標準狀態(驅動條 件)，^旦周期性地衝丸行如上所述三個測量的序列。如果測量序列的 結果是沒有次級裝置需要功率，則初級單元進入待機4莫式。如果測 量序列的結果是存在很大的寄生負載500，則初級單元進入關閉才莫 式。
在待4幾才莫式中，大部分時間停止電驅動單元14，因此幾乎不消 庫毛功率。初級單元周期性地進入正常4莫式，然後在各個#罙測周期中 執行一系列測量，來檢查其是應該進入運行模式還是關閉模式。否 則保持待機模式。
關閉才莫式與待機才莫式功能上相同。然而，可以通過諸如LED 的一些用戶界面特徵來區分兩種模式，以提示用戶去除任一相當大 的寄生負載500。
除了本發明第 一 實施例之外，還有可應用以帶來有益效果的許 多其它可能的實施例以及特徵的結合。
例如，如在GB-A-2398176中所述，具有其他的感應功率傳輸 系統，其不是具有單個初級線圏12，而是具有多個線圈。在這種系
34統中，可以具有兩組i殳置為;f皮此正交的線圈。它們中的每一個均可 以相同的AC電壓信號來驅動，^f旦是以正交驅動(即，相位相差90°), 以使感應磁場隨時間旋轉。這允許將次級裝置30放置在任何方向 上且仍能夠接收功率。本發明可直"t妄用於這種結構。電驅動單元14 不^f叉向第一線圈而且還向第二線圈提供AC電流驅動。傳車#的同步 信號將出現在兩個線圏上。此外，因為通過確定^v電源獲取的電流 來執行電流測量，所以功率測量結果將是所有獲取的負載的總和， 而與每個線圏獲取的比例無關。在這種2》茲道(channel)旋轉系統 中，次級裝置30的方向是任意的。因此次級裝置30相對於初級單 元將具有+/-180。的相位差。因此，每個次級裝置30必須在初級單 元的測量周期的每一側提升(lift)其負載至少1/2周期。
除了所描述的三個測量，還可以進4於第四測量。該測量由初級 單元10中的控制單元16發起，並且導致功率測量單元100執4亍功 率測量，但是沒有任何同步信號被發送到初級線圏12。次級裝置 30不改變它們的負荷條件，因此這是在運行狀態時的功率測量。該 測量可以在<壬<可時間進4亍而不必在第 一第三測量的測量序列期間 進行。該第四測量被用於確定所獲取的總負載是否大於裝置的功率 頭見範(specification),因此將初級單元設置為'過載狀態，。'過載 狀態，功能上等同於'關閉狀態，，^旦可以通過諸如LED的一些用 戶界面特徵來辨別。
為了改變產生的,茲場的場強，另一個可能是4吏電驅動單元14 適合於改變其輸出到初級線圏中的電流強度。這將允許為小負載減 小場強，/人而^f呆存電功率。該特4正的實施是以不同方式〗吏用第一和 第二測量，不僅檢測是否裝置需要功率，而且設置所需的場強。在 第二測量期間如果需要功率，不是接入假負載40,而是如果沒有得 到足夠的功率的話，則次級裝置可以接入它的假負載。然後，初級 單元將第一和第二測量結果之差視為"功率不足，，的信號。初級單 元10可以周期性地將場提高到最大強度，然後逐漸減小它，直到第一和第二測量結果之差大於某一閾值("功率不足，，信號)。這樣， 初級單元將總是在最〗氐可能的場強運行。
在另一個實施例中，次級裝置適合於動態地改變它們的假負載 的值。例如，這可以通過集成可通過控制裝置改變值的負載來實現。
簡單的例子是具有開關陣列的電阻梯(resistor ladder),其可由二進 制增量值來設置。通過使用電晶體電路或通過集成一些其他的非線 性元件，負載可適合於具有連續可變的值。動態改變負載的另一種 方法是調節連4妄負載的開關38，以^吏在測量時間間隔中平均功率測 量結果時，改變有效負載。可改變脈寬或佔空比來改變有效負載值。
動態改變假負載的能力對於其'友好寄生，負載可能變化的裝 置是有用的。例如，自充電蓄電池單獨充電時，與當其連4矣至移動 電話充電時相比，可能有不同的'友好寄生，負載。控制單元36 可以檢測是否連接了電話，從而調整假負載。可選地，電話可以將 其'友好寄生，負載傳遞到蓄電池。也可以才全測其4也有助於附加的 '友好寄生，負載的可拆裝的附件，從而調整假負載。這包括例如， 4旦不限於，可拆裝的照相才幾附件、外殼、和揚聲器。
除了提供關於次級裝置30的負載需求信息以及寄生信息以外， 可以-使用該方法，以4吏初級單元10能夠推斷出關於次級裝置30的 其他信息。例如，初級單元10可以-接收關於序列號、型號、功率 需求的信息、或者存儲在次級裝置中的其他信息。這可以通過同步 或異步地動態改變負載來實現。可以-使用4展幅調製或"永寬調製。可 以使用多個'位，或'符號，(其中'符號，表示多個振幅等級或 脈寬持續時間，因此其大於一個'位，)。
在另 一個實施例中，通過調製施加到電驅動單元的AC電壓信 號106，初級單元10能夠向次級裝置30傳輸信息，而不是同步信 號。該信息可包括 f旦不限於關於初級單元10的信息，例如，充電成本、功率容量、編碼；關於初級單元4立置的信息，例如，附近 的設備；以及其他的信息，例如，廣告材衝牛。次級裝置30可以通 過4企測元件200和控制單元36來4妄收這種信息。
本領域的技術人員應該明白，為了獲得優點不必同時實現所有 這些特徵。例如，通過只使用第一和第二測量，可以實現待枳4企測 特徵。類似地，通過只使用第一和第三測量，可以實現寄生檢測特 徵。通過只4吏用第四測量，可以實現過載才企測特徵。可以通過初級 裝置推導出關於次級裝置30的信息，而不必實現其他的特徵。類 似地，可以將信息乂人初級單元發送到次級裝置而不實現其他的特 徵。可以^使用另外的測量值來實現附加的特徵。應該理解，標記每 個測量只是為了識別的目的，並且可以以任意順序執行測量。
除了描述的在每個測量之前發送同步信號以及以其出現的順 序來識別每個測量的方法以外，還有其他的識別每個測量的方法。 這些方法包括 f旦不限於在每個測量之前發送不同的同步信號，由 此，同步信號可能在頻率偏移、振幅、或相位方面不同；或者只發 送第一同步信號並通過對接收的信號周期計數的計數器或每個次 級裝置中的內部時鐘來推導其他測量的時序。甚至可以一個接一個 的才丸行幾個測量，而其間基本沒有間隙。可選地，測量由次級裝置 而不是由初級單元發起。次級裝置可發起'前同步碼，動態負載調 制，初級單元將對其檢測然後同步，以使其功率測量與適應其負載 條件的次級裝置的時序一致。為了 4吏初級單元可以同時向 一個以上 的次級裝置4是供功率，'前同步碼，可以包括〃使用的一些唯一標識 符，以〗吏每個次級裝置均可以;故獨立詢問。'前同步碼，還可以用 於乂人初級單元到次級裝置的通信，以單獨對每個裝置尋址。
如上所述，假負載可用於表示宿主裝置的'友好寄生，負載。 當然，假負載值和將被傳輸的友好寄生負載之間的比不限於任何特 殊值。例如，布i負載可以是'友好寄生，負載值的兩或三倍或者非整數倍的值。只要知道比值，初級單元就可以推導出全部'友好寄 生負載，。此外，如果裝置沒有任何有效的'友好寄生，負載，可 能希望為其'分配，特殊值，以使其可用於表示裝置是否需要充電。 理想地，可^f吏用一個以上的作支負載。第一々支負載可以-故用於第二測 量，並且第二假負載可以被用於第三測量。第一假負載將被用於待 機檢測，並且第二假負載將表示'友好寄生，。如果次級裝置具有 大變化的寄生負載，則這是特別有利的。第一假負載還可用於確定 需要充電的次級裝置的功率需求，而不是只做待機決定。假負載值 將適合於表示特定裝置的功率需求。第一和第二假負載可以通過上 述單獨的動態可變假負載、或使用固定負載、或者兩者的結合來實 現。
除了上述的功率測量方法和裝置，應該理解，還有^艮多可以用 於才全測初級線圈或線圏組上的負載的方法。最簡單的功率測量可包
括在一條電源幹線(supply rail)上插入串聯電阻。可以測量電阻兩 端的電壓，並從觀測的電壓和已知的電阻值推導功率。通過該方法， 在電阻器兩端併入開關是理想，以4吏在測量時間以外的期間，可將 電阻器短路，使得在電阻器中沒有不必要的功耗。
另一種功率測量方法是測量電馬區動單元中的功率。例如，理想 地，通過反饋電路調節對線圏或線圏組的電驅動。反饋信號可用於 推導功率測量結果。
如在例如申請人於2004年5月11日提交的共同未決的申請 GB 0410503.7 (本發明要求該申請的優先權)中所描述的，還可以 將發送同步信號和功率測量的功能結合在單個元件內。在該系統 中，功率測量包括斷開初級線圏的電源，並4全測未驅動的諧l展電路 中的衰減。斷開初級線圏12的電源的動作還具有調製初級線圏中 信號的作用，從而在次級裝置30中接收信號。圖9示出了4艮據本發明的功率傳輸系統的第二實施例。該實施 例與圖4的第一實施例的主要不同之處在於扭j亍功率,檢測的方法。 初糹及單元110包括初級線圏112、電驅動單元114、控制單元116、 和衰減測量單元118。該實施例中的電驅動單元114具有傳統的半 橋結構，其中，第一開關120連^妄在初級單元的第一電源線與電驅 動單元的輸出節點之間，且第二開關121連接在輸出節點與初級單 元的第二電源線之間。例如，第一和第二開關120和121可以是場 歲文應電晶體(FET)。
電驅動單元114還包括驅動控制器119,其向開關121和122 施加控制信號，以使其打開或關閉。驅動控制器119具有連接至控 制單元116的輸出端的控制輸入端。電驅動單元144的輸出節點通 過電容器117連4妄至初級線圏112的一側。
在本實施例中，控制單元116是樣t處理器。可選地，可使用 ASIC以及初級單元的 一 些或全部其他電路元件來實現控制單元 116。
衰減測量單元118包括電阻器125,其具有連4妄至開關128的 一側的第一節點和連4妄至第二電源線的第二節點。電阻器125是^[氐 值電阻器。衰減測量單元118還包括具有連接至電阻器125的第一 節點的輸入端的運算i文大器126。衰減測量單元118還包括連接至 運算方文大器126的輸出端的模/數轉換器(ADC) 127。 ADC 127的 輸出端連接至控制單元116的測量輸入端。
開關128的另一側連接至初級線圏112的另一側。緩沖器單元 122與開關128並聯連4妄。緩沖器單元122包括W皮此串聯連4妻的電 容器123和電阻器124。才交準單元129與圖4中的校準單元29相同。
39本實施例中的每個次級裝置均與圖4中的次級裝置30基本相 同，因此這裡省略了對其的描述且圖9中未示出次級裝置。
現在，將參照圖lOi兌明圖9系統的運4亍。
最初，系統處於標準狀態，在該狀態下，控制單元116使電驅 動單元114向初級線圏112提供驅動信號，以4吏其振蕩。應該理解， 在運行才莫式中，系統幾乎所有時間都處於這種狀態。開關128閉合， 且包4舌電容器117和初級線圏112的電if各形成諧振回^各。
下--個狀態為"緩衝"狀態。在控制單元116的控制下暫停由 電驅動單元114向初級線圏112施加驅動信號。驅動控制器119閉 合開關121。當諧振迴路中的大部分能量保留在電容器117中時， 4空制單元116也打開開關128。開關128的打開4吏糹爰衝單元122與 諧振迴路串聯。緩衝單元122快速消耗保留在初級線圏112中的所 有能量，在一個周期左右停止其諧振。存儲在諧振迴路中的大部分 能量被保存在電容器117中。由次級裝置30中的^r測單元200和 次級控制單元36糹企測周期的突然停止。次級控制單元36打開負載 開關42。順便說一句，應該理解，需要修改圖4中的檢測單元200， 以檢測本實施例中的緩衝狀態中周期的突然停止。閾值檢測器(如 上所述)可被用作本實施例中的檢測單元。
因此，在本實施例中，儘管還可以4吏用其他形式(例如，調頻 或調相)，但將緩衝狀態用作到次級裝置的同步信號。如上所述， 在每個測量之前，不是總需要具有同步信號。
然後，系統乂人i爰衝狀態進入衰減狀態。控制單元116閉合開關 128,從諧振迴路中去除緩衝單元122，從而使電容器117中的能量 再次流入諧振回if各中。在衰減狀態中，諧才展迴路在未驅動諧振條件 下運行。存儲在諧4展迴路中的能量在衰減狀態期間衰減。在本實施
40例中，衰減測量單元118通過測量流過初級線圏112的電流，來測 量i皆寺展回^各中的能量衰減。相同的電流流過電阻器125並在電阻器 的第一節點產生電壓。該電壓通過運算》文大器126緩衝並通過ADC 127轉換為數位訊號。產生的數位訊號被提供給控制單元116的測 量輸入端。
圖10示出了流過初級線圏112的電流在功率測量期間出現的 標準、緩衝和衰減狀態中如何變化。在該實施例中，在控制單元16 中接收和處理表示測量期間內流入初級線圈的電流的數位訊號，以 計算諧振迴路中功率衰減率的測量結果。
在諧振時，描述存儲在諧振迴路中能量的方程是
2 2
其中，五是能量，丄是電感，？是峰值電流，c是電容，以及,是 峰值電壓。
因此，如果已知電感和峰值電流或如果已知電容和峰值電壓， 或者它們的組合，則可以計算出在4壬一給定的時刻存4諸在初級單元 的諧振迴路中的能量。通常電容是已知的，峰值電流和電壓可以通 過合適的電路來測量，並且可以通過在測量期間觀測自然諧振頻率
和應用以下/>式4侓導出電感，該7>式為
￡ = 4冗2/巧
功率測量值P由來自諧振迴路的能量(以及如此的損耗)的衰 減率鄉合出，並可以通過在時間Ti測量Ei和在另一個時間丁2測量E2 計算得到。2 —A
因為在諧振時，諧振迴路中的電壓和電流彼此間將會有90度 的相位差，所以讀取一個峰值電壓的簡便方法是在另一個過零時觸 發測量。
將參照圖11描述用於檢測根據本發明的關閉條件的第二方法。 該方法可用於圖1系統中。
當使用圖1系統時，每個處於功率需求狀態的次級裝置不時地 向初級單元提供關於其自身功率需求的信息。功率需求信息可以採 用許多不同的形式。例如，信息可以包括用於表示"無功率需求" 或"功率需求"的二進位部分。在這種情況下，在二進位部分為"功
率需求，，的情況下，可由次級裝置提供補充信息，來表示功率需求 量。可選地，功率需求信息可以僅表示功率需求量，且如果裝置根
本不需要功率，則可以傳^r "o"。也可能初級單元已經知道次級裝 置的功率需求。例如，可知特定類型的所有次級裝置均將具有特殊 的功率需求。在這種情況下，功率需求信息可僅為表示次級裝置類
型的代碼(或一些其他的標識信息)。
所有的次級裝置都可以同時向初級單元才是供功率需求信息。可 選地，每個次級裝置單獨依次地向初級單元4是供其功率需求信息。
初級單元接收由每個具有功率需求狀態的次級裝置提供的功 率需求<言息。
在步驟S22中，如前所述，初級單元中的控制單元16 4吏功率 測量單元100測量由次級裝置乂人初級單元獲取的功率。實際上，測 量的功率也將反映系統中的所有損^>。在步驟S23中，控制單元16根據步驟S22中測量的功率和步 驟S21中接收的功率需求信息，確定是否應限制或停止來自初級單 元的感應電力供應。例如，控制單元16計算所有處於功率需求狀 態的次級裝置的各個功率需求的總和。將該總和與在步驟S22得到 的測量的功率進行比較。如果測量的功率超過功率需求總和大於閾
在這種情況下，處理執行步驟S24，在該步驟中，初級單元進入關 閉模式，並且限制或停止了來自初級單元的感應電力供應。如之前 關於圖2方法的描述，在步驟S25中，可以手動或自動復位系統。
如果在步驟S23中，控制單元16確定不需要限制或停止電力 供應，則例如在預定的時間間隔之後，處理返回步驟S21。
為了補償初級單元和/或次級裝置中的損庫毛，可以調整在步驟 S23中4吏用的關閉閾值。可以實現這點的一種方法是每個次級裝置 (無論是否處於功率需求狀態)也都向初級單元提供關於其"友好 寄生，，負載的信息。類似地，如參照圖4所述，可以4吏用4交準單元 計算初級單元中的損壽毛。
圖12示出了#4居本發明第三實施例的功率傳輸系統的部分。 該系統使用RFID通信方法實現圖11的關閉衝企測方法。
圖12系統包括多個次級裝置60(h、 6002、 ...、 600n。圖12的 系統還包括初級單元700。初級單元700包4舌RFID單元710、控制 單元720、和功率測量單元730。控制單元720通常對應於前面參 照圖1描述的控制單元16，且功率測量單元730通常只+應於參照圖 1描述的功率測量單元100。
除了可省略元件38、 40、 42、 44、和200,次級裝置600的特 徵通常與圖4中次級裝置30的特徵相同。代替這些元件，每個次級裝置600均包括其自身的負載測量單元610和RFID單元620。 負載測量單元610測量才是供到次級裝置的實際負載(圖4中的46) 的功率。例如，負載測量單元610可以測量提供到實際負載46的 電流和/或電壓，並可以隨著時間推移將這些測量結果累積起來用於 求平均值，例如，平均周期可以是十秒。
在每個次級裝置中的RFID單元620均可以4吏用RFID連結630 與初級單元700中的RFID單元710通4言。將每個次級裝置中的負 載測量單元610生成的負載測量結果4是供鄉合裝置中的RFID單元 620，然後通過相應的RFID連結630將其傳輸到初級單元中的RFID 單元710。例如，RFID單元710可以不時地輪詢每個次級裝置中的 RFID單元610。作為響應，已經4皮4侖詢的RFID單元620傳車lr其負 載測量結果。該負載測量結果對應於圖11中步驟S21的功率需求 信息。
如圖11中的步驟S22中一樣，初級單元中的功率測量單元730 也測量由次級裝置從初級單元獲耳又的功率。然後，控制單元720才艮 據測量的功率和從次級裝置接收的負載測量結果的總和，確定是否 應限制或停止到次級裝置的電力供應。特別地，如果來自功率測量 單元730的測量的功率超過來自次級裝置的負載測量結果的總和大 於關閉閾值，則如圖11中的步驟S24中一樣，控制單元720斷定 必定存在相當大的寄生負載，並將初級單元設置為關閉模式。
由每個次級裝置生成的負載測量結果還可以表示來自次級裝 置的總負載，其包括次級裝置和/或宿主對象的實際負載和所有友好 寄生負載需求的功率量。如果實際負載不需要功率，則負載測量結 果可變為只表示友好寄生負載。
在圖12的實施例中，需要一些抗/碰撞或防/5並撞:技術。在一個
已知的防石並撞4支術中，每個RFID單元620具有p舉一的編碼(或者
44實際上是基於統計悽t字p舉一的一個)。初級單元中的RFID單元710 發送請求在特定範圍內的所有RFID單元620應答的信號。RFID單 元620以編碼(例如，Manchester編石馬)發送它們的應答，以4吏RFID 單元710能夠斷定是否一個以上裝置已應答。初級單元逐漸減小範 圍，直到可以唯一地識別每個現存裝置的編碼。通常，在每一次疊 代中都將編碼的範圍減半，以快速返回(home in )。
應該理解，代替RFID,可使用任何適當的通信鏈路，以允許 每個次級裝置將其功率需求信息傳輸至初級單元。例如，可以4吏用 紅外線或超聲波通信。可選地，每個次級裝置可以改變其強加到初 級單元上的負載，來傳輸功率需求信息。例如，每個次級裝置可以
強加表示其實際負載需要的功率值的假負載。在該技術中，所有處 於功率需求狀態的次級裝置均可以同時強加其各自的布i負載，以偵_
初級單元可以在一次測量中直4妄;彈出所有次級裝置的功率需求的 總和。可選地，有i負載可以表示來自次級裝置的總負載，總負載包 括次級裝置和/或宿主對象的實際負載和所有友好寄生負載需要的 功率值。
權利要求
1. 一種次級裝置，用於包括產生電磁場的初級單元的感應功率傳輸系統中，所述次級裝置包括次級線圈，適於當所述次級裝置接近所述初級單元時與由所述初級單元產生的所述場耦合，使得所述次級裝置能夠從所述初級單元感應地接收功率，而無需彼此直接的導電接觸；負載連接單元，連接至所述次級線圈，並適於當所述次級裝置在使用中時，被連接至需要來自所述初級單元的功率的負載，以向所述負載提供這種感應接收的功率；以及通信單元，可操作以向所述初級單元傳達關於由所述次級裝置強加到所述初級單元上的寄生負載的信息。
2. 4艮據4又利要求1所述的次級裝置，其中，所述通信單元可才喿作 以通過將假負載強加到所述初級單元來傳達所述信息。
3. 根據權利要求2所述的次級裝置，其中，所述通信單元可操作 以在第 一 時間將第一H負載強加到所述初級單元以及在第二 時間將與所述第 一々1負載不同的第二4艮負載強加到所述初級 單元，所述第一和第二假負載之間的差別取決於所述寄生負載 而設置。
4. 根據權利要求3所述的次級裝置，其中，所述第一和第二假負 載中的一個為零。
5. 根據權利要求2所述的次級裝置，其中，所述假負栽具有為傳 達所述次級裝置的友好寄生負載而選擇的值。
6. 根據權利要求2所述的次級裝置，其中，所述假負載是具有作 為所述次級裝置的友好寄生負載的比例而選擇的電阻值的電 阻器。
7. 根據權利要求2所述的次級裝置，其中，所述假負載是具有作 為所述次級裝置的友好寄生負載的函數而選擇的電阻值的反 々貴電阻器；以及其中所述通信單元包括開關，用於選擇性地切換並聯在 所述次級線圈上的所述反々貴電阻器。
8. —種可攜式電氣或電子裝置，包括負載，至少有時需要來自所述初級單元的功率；以及次級裝置，包括次級線圏，適於當所述次級裝置4矣近所述初級單元 時與由所述初級單元產生的所述場井馬合，橫_得所述次級 裝置能夠從所述初級單元感應地接收功率，而無需彼此 直4妻的導電4妻觸；負載連接單元，連接至所述次級線圈，並適於當所述次級裝置在〗吏用中時，連4妄至需要來自所述初級單元 的功率的負載，以向所述負載提供這種感應接收的功率；以及通信單元，可才喿作以向所述初級單元傳達關於由所 述次級裝置強加到所述初級單元上的寄生負載的信息；其中所述次級裝置的所述負載連接單元連接至所述負率。
、；、'、、；、曰、 、工
9. 根據權利要求8所述的可攜式電氣或電子裝置，其中，所述通信單元可4喿作以通過將4艮負載強加到所述初級單元來傳達所 述信息。
10. 根據權利要求9所述的可攜式電氣或電子裝置，其中，所述通 信單元可才乘作以在第 一 時間將第 一 作爻負載強加到所述初級單 元以及在第二時間將不同於所述第 一 假負載的第二々爻負載強 加到所述初級單元，所述第 一和第二^f艮負載之間的差別取決於所述寄生負載而^:置。
11. 根據權利要求10所述的可攜式電氣或電子裝置，其中，所述 第一和第二假負載中的一個為零。
12. 根據權利要求9所述的可攜式電氣或電子裝置，其中，所述假 負載具有為傳達所述次級裝置的友好寄生負載而選擇的值。
13. 根據權利要求9所述的可攜式電氣或電子裝置，其中，所述假 負載是具有作為所述次級裝置的友好寄生負載的比例而選擇 的電阻〗直的電阻器。
14. 根據權利要求9所述的可攜式電氣或電子裝置，其中，所述假 負載是具有作為所述次級裝置的友好寄生負載的函數而選擇 的電阻4直的反々貴電阻器；以及其中所述通信單元包括開關，用於選擇性地切換並聯 在所述次級線圏上的所述反^t電阻器。
15. —種4空制感應功率4專1釙系*克中感應功率4專1敘的方法，所述感應 功率傳輸系統包括初級單元，具有初級線圈，電驅動信號施 加於所述初級線圏上以產生電》茲場，還包括至少 一個次級裝 置，可與所述初級單元分離，並且具有友好寄生和次級線圈， 所述次級線圏適於當所述次級裝置接近所述初級單元時與所述場耦合，以〗吏功率能夠,人所述初級單元感應地傳ilr到所述次級裝置，而無需4皮此直4矣導電4妄觸，所述方法包4舌在所述初級單元中從所述次級裝置接收表示所述次級裝置的友好寄生的信息；'效貝所述初級單元的附近，所述才企測考慮表示在所述初級單元中4妄 收的所述友好寄生的信息；以及才艮據所述4企測步驟限制或停止來自所述初級單元的感應 功率傳輸。
16. 根據權利要求15所述的方法，其中，所述接收步驟包括將假 負載強加到所述初級單元。
17. 根據權利要求16中所述的方法，其中，所述強加步驟包括在 所述次級線圈上施加假電阻器。
18. 根據權利要求17所述的方法，其中，所述接收步驟包括測量 強加到所述初級單元上的負載。
19. 根據權利要求18所述的方法，其中，在所述衰蕩周期進行所 述測量步-驟的所述測量。
20. 根據權利要求16所述的方法，還包括根據所述初級單元的一 個或多個條件改變強加到所述初級單元上的所述4叚負載的步驟。
全文摘要
感應功率傳輸系統，包括初級單元，可操作以產生電磁場；至少一個次級裝置，可與初級單元分離，適於當次級裝置接近初級單元時與場耦合，使次級裝置能從初級單元感應地接收功率而無需彼此直接導電接觸，系統是一開放系統，其中至少一外部物體可與次級裝置同時出現；用於在初級單元中通過次級裝置和任意外部物體測量從初級單元提取的功率的裝置；用於檢測從初級單元獲取的功率與次級裝置需求的功率之間，或如果存在一個以上次級裝置，則與多個次級裝置需求的總功率之間是否存在很大差別的裝置；基於這種檢測，確定存在這樣的外部物體並在確定之後限制或停止來自初級單元的感應電力供應的裝置。該系統能可靠地檢測初級單元附近有害寄生負載的存在。
文檔編號H02J17/00GK101488676SQ200910009549
公開日2009年7月22日 申請日期2005年5月11日 優先權日2004年5月11日
發明者亞歷山大·查爾斯·尼爾, 凱文·艾倫·蘭姆, 安德魯·尼古拉斯·達姆, 約翰·羅伯特·鄧頓, 麥可·克雷格·史蒂文斯 申請人:安利(歐洲)有限公司