發送無線電力的方法和裝置製造方法
2023-07-22 13:07:46 1
發送無線電力的方法和裝置製造方法
【專利摘要】提供一種在由無線電力發送器管理的無線電力網絡中發送無線電力的方法和裝置。所述方法包括向第一無線電力接收器發送第一充電電力；檢測第二無線電力接收器；以及向第二無線電力接收器發送第二充電電力。
【專利說明】發送無線電力的方法和裝置
【技術領域】
[0001]本發明一般涉及一種發送無線電力的方法和裝置，並且更具體地，涉及向多個無線電力接收器發送無線電力的方法和裝置。
【背景技術】
[0002]最近，已經開發了無線或無接觸充電技術，其現在廣泛用於諸如無線電動牙刷或無線電動剃鬚刀的各種電子設備。
[0003]使用基於無線電力發送和接收的無線充電技術，例如，如果用戶將諸如行動電話的電子設備簡單地放置在充電板上而不將單獨的充電接頭連接到行動電話，則行動電話的電池可以被自動地再充電。
[0004]無線充電技術可以粗略地分類為基於線圈的電磁感應方案、共振方案以及通過將電能轉換成為微波來傳遞電能的射頻(RF) /微波輻射方案。
[0005]雖然最近更常使用電磁感應方案，但是使用RF/微波輻射方案的實驗已經成功。從而，在不久的將來，可以預期更多類型的電子產品將以無線方式被再充電。
[0006]基於電磁感應的電力傳輸在初級線圈和次級線圈之間發送電力。例如，當磁體繞線圈運動時，感應電流發生。使用此原理，發送器生成磁場，並且在接收器中，電流取決於磁場中的改變而被感生，從而產生能量。這種電力發送方法具有優秀的能量傳輸效率。
[0007]至於共振方案,可以通過使用I禹合模理論(Coupled Mode Theory)將電力以無線方式傳送到電子設備，即使電子設備遠離充電設備好幾米。共振方案基於這樣的物理概念:如果音叉迴響，則附近的酒杯也可以以相同頻率迴響。然而，共振方案使包含電能的電磁波共振，而不是使聲音共振。共振的電能僅被直接傳遞到具有相同共振頻率的設備，並且任何未使用的部分作為電磁場被再吸收而不是傳播到空中。從而，不同於其他的電磁波，共振的電能將不會影響鄰近的設備和人體。
【發明內容】
[0008]技術問題
[0009]雖然無線充電方案正在獲得許多注意和研究，但是對於無線充電的優先級、搜索無線電力發送器和接收器、選擇無線電力發送器和接收器之間的通信頻率、調整無線電力、選擇匹配電路以及在一個充電周期中分配用於每個無線電力接收器的通信時間，還沒有提出標準。具體來說，需要無線電力發送器確定向由無線電力發送器管理的無線電力網絡添加無線電力接收器以及從無線電力網絡除去無線電力接收器的標準。
[0010]技術方案
[0011]因此，設計本發明以至少解決上述問題和/或缺點，並至少提供下述優點。
[0012]本發明的一方面將提供一種用於無線電力發送器和無線電力接收器的總體操作的標準。
[0013]本發明的另一方面將提供無線電力發送器，以及用於確定向由無線電力發送器管理的無線電力網絡添加無線電力接收器以及從該無線電力網絡除去無線電力接收器的方法。
[0014]根據本發明的一方面，提供一種用於在由無線電力發送器管理的無線電力網絡中發送無線電力的方法。所述方法包括向第一無線電力接收器發送第一充電電力；檢測第二無線電力接收器；將第二無線電力接收器加入無線電力網絡中；以及向第二無線電力接收器發送第二充電電力。
[0015]根據本發明的另一方面，提供一種用於在無線電力網絡中發送無線電力的無線電力發送器。無線電力發送器包括:電力發送器，向第一無線電力接收器發送第一充電電力；控制器，檢測第二無線電力接收器；以及通信單元，與第二無線電力接收器形成通信網絡。所述控制器將第二無線電力接收器加入無線電力網絡，並且控制電力發送器向第二無線電力接收器發送第二充電電力。
[0016]根據本發明的另一方面，提供一種用於向由無線電力發送器管理的無線電力網絡中的第一無線電力接收器和第二無線電力接收器發送無線電力的方法。所述方法包括:在一定時段發送控制第一無線電力接收器向無線電力發送器報告電力信息的命令信號；確定是否從第一無線電力接收器接收到相應於命令信號的報告信號；以及當在一定時段發送命令信號預定次數之後仍未從第一無線電力接收器接收到報告信號時，確定第一無線電力接收器被從無線電力網絡除去。
[0017]根據本發明的另一方面，提供一種用於向由無線電力發送器管理的無線電力網絡中的第一無線電力接收器和第二無線電力接收器發送無線電力的無線電力發送器。所述無線電力發送器包括:通信單元，在一定時段發送控制第一無線電力接收器向無線電力發送器報告電力信息的命令信號；以及控制器，確定是否從第一無線電力接收器接收到相應於命令信號的報告信號，以及當在一定時段發送命令信號預定次數之後仍未從第一無線電力接收器接收到報告信號時，確定第一無線電力接收器被從無線電力網絡除去。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]從下面結合附圖的描述，本發明特定實施例的上述和其他方面、特徵和優點將更加清楚，附圖中:
[0019]圖1示出根據本發明的實施例的無線充電系統；
[0020]圖2a是示出根據本發明的實施例的無線電力發送器和無線電力接收器的框圖；
[0021]圖2b是示出根據本發明的實施例的無線電力接收器的框圖；
[0022]圖3是示出根據本發明的實施例的無線電力發送器和無線電力接收器中的方法的流程圖；
[0023]圖4a是示出根據本發明的實施例的無線電力發送器的電路圖；
[0024]圖4b和圖4c是分別示出根據本發明實施例的、隨時間在無線電力發送器中測量的電流和電壓的曲線圖；
[0025]圖4d是示出根據本發明的實施例的、隨時間在無線電力發送器的一個點測量的溫度的曲線圖；
[0026]圖4e是示出根據本發明的實施例的、在無線電力發送器的一個點處的相位的曲線圖；[0027]圖5是示出根據本發明的實施例的、在無線電力發送器中的負載檢測和信號傳輸的時序圖；
[0028]圖6a和圖6b是示出根據本發明的實施例的、在無線電力發送器和無線電力接收器之間的電力供應操作的時序圖；
[0029]圖7是示出根據本發明的實施例的無線電力發送器中的方法的流程圖；
[0030]圖8a和圖Sb是示出根據本發明的實施例的、無線電力接收器沒有加入由無線電力發送器管理的無線電力網絡的操作的時序圖；
[0031]圖9a和圖9b是示出根據本發明的實施例的、用於確定從由無線電力發送器管理的無線電力網絡除去無線電力接收器的操作的時序圖；
[0032]圖10是示出根據本發明的實施例的、用於無線電力接收器的加入以及無線電力發送器中的充電電力的發送的方法的流程圖；
[0033]圖1la和圖1lb是示出根據本發明的實施例的、在無線電力發送器和兩個無線電力接收器之間的電力供應操作的時序圖；
[0034]圖12示出根據本發明的實施例的、用於無線電力發送器的時序拆分圖；
[0035]圖13是示出根據本發明的實施例的無線電力發送器的方法的流程圖；
[0036]圖14示出根據本發明的實施例的、由於從由無線電力發送器管理的無線電力網絡除去無線電力接收器所致的分配時間的改變；
[0037]圖15示出根據本發明的實施例的、用於在無線電力發送器中管理無線電力接收器的設備控制表；
[0038]圖16a和圖16b是示出根據本發明的實施例的、用於確定從由無線電力發送器管理的無線電力網絡除去兩個無線電力中的一個的操作的時序圖；
[0039]圖17a和圖17b是示出根據本發明的實施例的、在無線電力發送器和無線電力接收器之間的通信信令的時序圖；以及
[0040]圖18示出根據本發明的實施例的設備控制表的示例。
[0041]遍及附圖，相同的附圖參考標記將理解為參考相同的元件、特徵和結構。
【具體實施方式】
[0042]現在將參考附圖詳細描述本發明的各個實施例。在以下描述中，提供諸如詳細配置和組件之類的細節僅僅為了幫助本發明的這些實施例的總體理解。因此，對本領域普通技術人員明顯地是，可以對此處描述的實施例進行各種改變和修改而不會偏離本發明的範圍和精神。此外，為清楚和簡潔起見，可能省略對公知功能和結構的描述。
[0043]圖1示出根據本發明的實施例的無線充電系統。
[0044]參照圖1，無線充電系統包括無線電力發送器100和無線電力接收器110-1、110-2和110-n。無線電力發送器100以無線方式分別向無線電力接收器110-1、110-2和110-n發送電力1-1、1_2和l-η。更具體地，無線電力發送器100以無線方式僅向通過執行預定驗證過程被授權的無線電力接收器發送電力1-1、1_2和1-n。
[0045]無線電力發送器100與無線電力接收器110-1、110-2和110_n形成電連接。例如，無線電力發送器100以電磁波的形式向無線電力接收器110-1、110-2和110-n發送無線電力。[0046]此外，無線電力發送器100與無線電力接收器110-1、110-2和110_n執行雙向通信。無線電力發送器100和無線電力接收器110-1、110-2和110-n處理並交換分組2_1、
2-2和2-n，每個分組在預定幀中配置。例如，無線電力接收器110-1、110-2和110_n可以實現為移動通信終端、個人數字助理(PDA)、個人多媒體播放器(PMP)、智慧型電話等等。
[0047]無線電力發送器100使用共振方案以無線方式向無線電力接收器110-1、110-2和110-Π供電。當無線電力發送器100使用共振方案時，無線電力發送器100和無線電力接收器110-1、110-2和110-n之間的距離可以優選地是30m或更少。然而，當無線電力發送器100使用電磁感應方案時，無線電力發送器100和無線電力接收器110-1、110-2和110-n之間的距離可以優選地是IOcm或更少。
[0048]無線電力接收器110-1、110-2和110_n通過從無線電力發送器100接收無線電力對安裝在無線電力接收器中的電池充電。此外，無線電力接收器110-1、110-2和110-n可以向無線電力發送器100發送請求發送無線電力的信號、用於接收無線電力的信息、無線電力接收器的狀態信息、用於無線電力發送器100的控制信息等等。
[0049]無線電力接收器110-1、110-2和110-n可以向無線電力發送器100發出指示它們的充電狀態的消息。
[0050]無線電力發送器100可以包括基於從無線電力接收器110-1、110-2和110-n接收到的消息顯示無線電力接收器110-1、110-2和110-n中的每一個的狀態的顯示器。此外，無線電力發送器100可以顯示到無線電力接收器110-1、110-2和110-n被充足電所剩餘的估計時間。
[0051]此外，無線電力發送器100可以發送用於禁止無線電力接收器110-1、110-2和110-n的無線充電功能的控制信號。基本上，當從無線電力發送器100接收用於無線充電功能的禁止控制信號時，無線電力接收器將禁止無線充電功能。
[0052]圖2a是示出根據本發明的實施例的無線電力發送器和無線電力接收器的框圖。
[0053]參照圖2a，無線電力發送器200包括電力發送器211、控制器212和通信單元213。無線電力接收器250包括電力接收器251、控制器252和通信單元253。此處，術語「單元」是指硬體設備或硬體和軟體的組合。
[0054]電力發送器211經由電力接收器251以無線方式向無線電力接收器250供電。電力發送器211以交流電(AC)波形供電。然而，例如，當電力發送器211以直流電(DC)波形從電池接收電力時，在使用逆變器將DC波形轉換成為AC波形之後，電力發送器211以AC波形供電。電力發送器211可以實現為內置電池，或可以實現為從外部源(例如，插座)接收電力並且向其他組件供電的電力接收接口。本領域普通技術人員將理解，只要電力發送器211能夠以AC波形供電，對電力發送器211沒有限制。
[0055]此外，電力發送器211可以以電磁波的形式向無線電力接收器250提供AC波形。因此，電力發送器211還可以包括額外的環形線圈，以便它可以發送或接收預定的電磁波。當利用環形線圈實現電力發送器211時，環形線圈的電感L可以改變。本領域普通技術人員將理解，只要電力發送器211能夠發送和接收電磁波，對電力發送器211沒有限制。
[0056]例如，控制器212使用從存儲器(未示出)讀出的算法、程序或應用來控制無線電力發送器200的總體操作。控制器212可以實現為中央處理單元(CPU)、微處理器、小型計算機等等。[0057]通信單元213使用近場通信(NFC)、紫蜂、紅外線數據協會(IrDA)、可見光通信(VLC)、藍牙、低功耗藍牙(BLE)等等與無線電力接收器250中的通信單元253通信。此外，通信單元213可以使用IEEE802.15.4紫蜂通信方案或BLE方案執行通信。此外，通信單元213可以使用載波偵聽多址訪問/碰撞避免(CSMA/CA)算法。
[0058]通信單元213發送與關於無線電力發送器200的信息相關聯的信號。例如，通信單元213可以對信號進行單路傳送、多路傳送或廣播。
[0059]下面的表1示出根據本發明的實施例的，例如，在一定時段從無線電力發送器200發送的信號的數據結構。
[0060][表 I]
[0061]
【權利要求】
1.一種在由無線電力發送器管理的無線電力網絡中發送無線電力的方法置，所述方法包括: 向第一無線電力接收器發送第一充電電力； 檢測第二無線電力接收器； 將第二無線電力接收器加入無線電力網絡中；以及 向第二無線電力接收器發送第二充電電力。
2.如權利要求1所述的方法，還包括與第二無線電力接收器形成通信網絡。
3.如權利要求2所述的方法，其中與第二無線電力接收器形成通信網絡包括: 從第二無線電力接收器接收無線電力發送器搜索信號；以及 發送與無線電力發送器搜索信號相對應的無線電力發送器搜索響應信號。
4.如權利要求3所述的方法，其中所述無線電力發送器搜索信號包括協議版本、序列號、公司信息、產品信息、阻抗信息以及容量信息中的至少一個。
5.如權利要 求3所述的方法，其中所述無線電力發送器搜索響應信號包括序列號、以及無線電力發送器的網絡標識符(ID)信息中的至少一個。
6.如權利要求2所述的方法，其中將第二無線電力接收器加入無線電力網絡中包括: 從第二無線電力接收器接收請求加入信號； 確定是否允許第二無線電力接收器加入無線電力網絡；以及 發送指示是否允許第二無線電力接收器加入無線電力網絡的響應加入信號。
7.如權利要求6所述的方法，還包括接收響應加入信號的確認(Ack)信號。
8.如權利要求6所述的方法，其中所述請求加入信號包括序列號、無線電力發送器的網絡標識符(ID)、產品信息、第二無線電力接收器的直流(DC)/DC轉換器的前端處允許的最大電壓值、第二無線電力接收器的DC/DC轉換器的前端處允許的最小電壓值、第二無線電力接收器的DC/DC轉換器的後端處的額定電壓值、以及第二無線電力接收器的DC/DC轉換器的後端處的額定電流值中的至少一個。
9.如權利要求6所述的方法，其中所述響應加入信號包括序列號、無線電力發送器的網絡標識符(ID)、加入允許信息、以及第二無線電力接收器的會話ID中的至少一個。
10.如權利要求9所述的方法，其中所述加入允許信息在響應加入信號的允許欄位中被寫為O或I，並且如果允許欄位的值是O則允許欄位指示不允許第二無線電力接收器加入無線電力網絡，並且如果允許欄位的值是I則指示允許第二無線電力接收器加入無線電力網絡。
11.如權利要求2所述的方法，其中發送第二充電電力包括向第二無線電力接收器發送指示充電開始命令的命令信號。
12.如權利要求11所述的方法，還包括從第二無線電力接收器接收命令信號的確認(Ack)信號。
13.如權利要求12所述的方法，其中所述命令信號包括第二無線電力接收器的會話標識符(ID)、序列號、無線電力發送器的網絡ID、命令類型、以及命令類型有關的信息中的至少一個。
14.如權利要求13所述的方法，其中所述充電開始命令被寫在用於命令類型的欄位中。
15.如權利要求11所述的方法，其中所述命令信號接通連接到第二無線電力接收器的充電單元的開關單元 。
【文檔編號】H02J17/00GK103988394SQ201280061068
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2012年12月14日 優先權日:2011年12月15日
【發明者】李炅雨, 邊江虎, 樸世鎬 申請人:三星電子株式會社