[发明专利]无线功率传输

说明书

功率发送器(101)经由电磁功率传输信号向功率接收器(105)提供功率。所述功率发送器(101)包括输出电路(302、103)，所述输出电路具有发送器线圈(103)，所述发送器线圈响应于由驱动器(301)生成的驱动信号而生成所述功率传输信号。配置控制器(303)在具有针对所述驱动信号的不同的最大功率限制和电压幅度的功率传输配置之间进行切换。发送器(307)向所述功率接收器(105)发送功率配置消息，所述功率配置消息包括指示针对第一功率传输配置的电压幅度的数据。接收器(305)从所述功率接收器(105)接收功率传输配置改变请求消息。所述配置控制器(303)响应于所述功率传输配置改变请求消息而将所述功率发送器(101)切换到所述第一功率传输配置。该方法允许功率发送器和接收器协作以改变提供不同的最大功率限制的功率传输配置。

技术领域

本发明涉及无线功率传输系统的操作，并且特别地但非排他性地涉及用于在无线功率传输系统(例如，Qi)中支持更高功率水平的方法。

背景技术

当今大多数电子产品需要专用的电气接触，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以物理方式插入连接器或者以其他方式建立物理电气接触。通常，功率要求也差别很大，并且当前大多数设备被提供有它们自己的专用电源，从而导致的典型情况是用户具有大量不同的电源，其中，每个电源是专用于特定设备的。虽然使用内部电池可以避免在使用期间对与电源的有线连接的需求，但是这仅仅提供了部分解决方案，因为电池将需要再充电(或更换)。使用电池也可能大幅增加设备的重量并且潜在地增加设备的成本和尺寸。

为了提供显著改善的用户体验，已经提出了使用无线电源，其中，功率从功率发送器设备中的发送器线圈以感应方式被传输到个体设备中的接收器线圈。

经由磁感应的功率发送是众所周知的概念，主要被应用在初级发送器感应器/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将初级发送器线圈与次级接收器线圈分开，基于松散耦合的变压器的原理，在这些设备之间的无线功率传输变得可能。

这样的布置允许在不要求进行任何线缆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送器线圈的附近或顶部，以便从外部进行再充电或供电。例如，功率发送器设备可以被布置有水平表面，设备能够被简单地放置在该水平表面上，以便得到供电。

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送器设备能够与一系列功率接收器设备一起使用。特别地，已经定义了被称为Qi规范的无线功率传输方法并且目前正在对其进行进一步开发。该方法允许满足Qi规范的功率发送器设备与也满足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(例如取决于特定功耗)的一些功能。

Qi规范是由无线充电联盟开发的并且例如能够在其网站上找到更多信息：http://www.wirelesspowerconsortium.com/index.html，其中能够具体找到所定义的规范文档。

Qi最初在版本1.0中定义了实际上限于低于5W的较低功率水平的低功率无线功率传输。这已经在后续版本和版本1.2中扩展到了更高的功率水平(例如提供针对功率水平高达15W的符合性测试)。

然而，期望支持更高的功率水平，并且在一些情况下已经引入了专用解决方案以便实现这种需求。然而，大多数建议的用于支持高功率水平无线功率传输的方法往往是次优的，并且可能出现许多挑战或不期望的影响。例如，支持大功率范围是具有挑战性的。例如，仅通过调节或者限制被提供给功率发送器线圈的电流，可能难以在大范围内控制所提供的功率的变化。另一个挑战是确保例如当改变功率水平时改变操作参数和条件的影响和后果是可接受的并且例如能够由功率接收器来处理。例如，驱动电压的实质性和快速变化可能导致在功率接收器处感应的电压的瞬变，从而潜在地引起过电压(或欠电压)情况。