[发明专利]一种用于无线功率传送系统的装置和方法

说明书

一种无线功率传送系统包括功率发射器（101），其向功率接收器（105）提供功率。该系统包括寄生功率损耗检测器（207），其基于表示传输功率和接收功率之间的差的估计的寄生功率损耗来在功率传送阶段期间执行寄生功率损耗检测。参数处理器（209）在功率传送阶段期间生成并且存储指示传输功率和接收功率的参数值集合。异物检测器（215）执行异物检测试验，其估计异物是否存在。时间处理器（217）响应于指示不存在异物的异物检测测试而确定时间窗口，并且检索器（219）检索与时间窗口内的时刻相对应的参数值集合组。然后，适配器（213）基于所检索的参数值集合来适配寄生功率损耗检测。

技术领域

本发明涉及感应功率传送，特别而非排他地涉及按照Qi无线功率传送标准的感应功率传送系统。

背景技术

无线功率传送（诸如例如，用于便携式设备的无线供电或充电）正在越来越受到关注，而且越来越普遍。

无线功率传送的潜在问题是功率可能无意地传送到例如金属物体。例如，如果异物（诸如例如，硬币、钥匙、戒指等）放置在功率发射器平台上，该平台被布置成接收用于无线功率传送的功率接收器，由发射器线圈生成的磁通量会在金属物体中引入涡流，这会使物体发热。热量增加可能非常显着，并且实际上在随后拾取物体时会产生疼痛的风险，并且对人造成损害。

为了防止这种情形，已经提出引入异物检测，其中，功率发射器可以检测到异物的存在并且当发生正检测时降低传输功率和/或生成用户警报。例如，Qi系统包括用于检测异物以及用于如果检测到异物则降低功率的功能性。

可以从所传输的功率和所接收的功率之间的差来估计异物的功率耗散。为了防止异物耗散太多功率，如果功率损耗超过阈值，则发射器可以终止功率传送。

在Qi功率传送规范中，功率接收器估计其所接收的功率，这种估计例如，通过测量整流后的电压和电流，将它们相乘并且加上功率接收器中的内部功率损耗的估计（例如，整流器、接收线圈、作为接收器的一部分的金属部件等的损耗）。功率接收器以最小速率（例如，每四秒钟）向功率发射器报告所确定的接收功率。

功率发射器估计其所传输的功率，这种估计例如，通过测量逆变器的直流输入电压和电流，将它们相乘并且通过减去发射器中的内部功率损耗的估计（诸如例如，逆变器、初级线圈以及作为功率发射器的一部分的金属零件中的估计的功率损耗）来校正结果。

功率发射器可以通过从所传输的功率中减去所报告的接收功率来估计功率损耗。如果差超过阈值，则发射器将假设太多的功率耗散在异物中，然后可以进行至终止功率传送。

具体地，当估计的功率损耗PT-PR大于阈值时，终止功率传送，其中，PT是估计的传输功率，而PR是估计的接收功率。

当执行该功率损耗检测时，重要的是以足够的精度确定功率损耗。首先，必须确保检测到从磁场吸收显着功率的异物。为了确保这一点，估计从所传输的功率和所接收的功率计算出的功率损耗中的任何误差必须小于异物中功率吸收的可接受水平。类似地，为了避免错误检测，功率损耗计算的精度必须足够精确，以致不会导致当没有异物存在时太高的估计功率损耗值。

在较高的功率水平下比在较低的功率水平下，足够准确地确定所传输的功率和所接收的功率估计基本上是比较困难的。例如，假设所传输的功率和所接收的功率的估计的不确定性为±3 ％，则可能导致误差

所传输的功率和所接收的功率为5 W时为±150 mW

所传输的功率和所接收的功率50 W时为±1.5 W。

因此，尽管对于低功率传送操作，这种精度可能是可接受的，但是对于高功率传送操作是不可接受的。