[发明专利]利用时隙化通信的感应无线电力传输的方法和装置

说明书

提出了一种分配包含在重复帧中的通信时隙以用于在感应无线电力发射机和至少两个感应无线电力接收机之间的通信的方法，其中电力发射机和电力接收机被布置为借助于感应电力信号的调制和解调进行通信。发射机发送标记通信时隙和帧的开始的同步消息、以及指示时隙是否未分配的消息。在未分配的时隙期间，接收机可以向发射机发送请求分配该未分配的通信时隙的消息。发射机随后发送消息以指示是否成功接收到该通信，以及分配请求是否被准许。

技术领域

本发明涉及一种分配包含在重复帧中的通信时隙以用于在感应无线电力发射机（inductive wireless power transmitter）与至少两个感应无线电力接收机之间通信的方法。本发明还涉及感应无线电力发射机和感应无线电力接收机。

背景技术

感应无线电力传输正变得越来越受欢迎。在该技术中，电力发射机设备使用初级线圈生成磁场。电力接收机设备使用次级线圈从该磁场中抽取能量，次级线圈通过接近而感应地耦合到初级线圈。因此电力在不进行电气接触的情况下被传输。一种这样的技术在无线充电联盟中被标准化，并以Qi的名称而为人所知。

在该技术的应用示例中，移动电话充当电力接收机并具有内置的次级线圈。为了对电话的电池进行充电，将其放置在具有内置的初级线圈的无线充电垫的表面上。两个线圈通过适当的放置和对准而耦合，并通过感应将电力从充电器无线地传输到电话。因此，在无需将连接器和电线附接到电话上的情况下，通过简单地将电话放在专用的充电器表面上就可以对电话进行充电。移动电话或其他便携设备的充电是低功率应用，具有从发射机传输到接收机的典型地大约1到5瓦特的功率。感应无线电力传输的高功率应用可用于烹饪食物，或者甚至可以无线地对电动汽车进行充电。

感应无线电力传输的Qi标准规定了用于在无线电力发射机和无线电力接收机之间通信的通信接口。需要这种通信a.o.以适当地使电力传输匹配于接收设备的特性。迄今为止，该通信仅针对与单个接收机一起工作的单个发射机进行了规定。仅支持通过接收机侧的负载调制实现的接收机到发射机的通信。负载调制导致发射功率的调制，其可以在发射机侧作为初级线圈中的电压或电流的调制被检测到。单个接收机传达其功率需求，而发射机使之满足。这例如在WO 2014020464中被描述。

需要一种针对其中电力发射机中的单个初级线圈（或串联或并联地操作的多个初级线圈）被耦合到多个电力接收机设备中的多个次级线圈的情形的解决方案。这可能出现在例如可以同时容纳若干便携设备的较大充电垫的情况下。

发明内容

本发明的目的是提供一种使得能在单个感应无线电力发射机与多个感应无线电力接收机之间进行通信的无线供电技术。发明人已经认识到，多个接收机可以各自使用负载调制与单个发射机通信，但由于两个接收机的次级线圈之间的耦合极其弱，所以一个接收机将不能检测到来自另一个接收机的通信。这意味着一个接收机在另一个接收机正同时通信时不能退让，因为接收机完全不能辨别出是这种情况。因此，需要一种方法，其中来自多个接收机的通信被分开以避免多个接收机同时通信的冲突，并且在不需要接收机之间的通信或者甚至通信检测的情况下被组织起来。

根据本发明的第一方面，这是通过一种分配包含在重复帧中的通信时隙以用于在感应无线电力发射机和至少两个感应无线电力接收机之间的通信的方法而实现的，其中电力发射机和电力接收机被布置为借助于感应电力信号的调制和解调进行通信，所述方法包括以下步骤：

-由发射机发送标记通信时隙和帧的开始的同步消息，

-在未分配的通信时隙开始之前，由发射机发送指示所述未分配的通信时隙未被分配的消息，

-在未分配的通信时隙期间，由第一接收机向发射机发送分配请求消息，以请求将未分配的通信时隙分配给第一接收机，

-在未分配的通信时隙结束之后，由发射机发送接收状态消息，其指示在未分配的通信时隙期间消息的接收成功，