本申請要求于2015年10月21日提交的韓國專利申請第10-2015-0146673號的權益，其全部內(nèi)容通過引證結(jié)合于此。

技術領域

本公開涉及用于降低在終端的無線充電設備中生成的噪聲的裝置和方法。

背景技術：

諸如蜂窩電話和筆記本電腦的便攜式終端包括存儲電力的電池單元以及用于使電池單元充電和放電的電路。需要將來自外部充電器的電力提供給終端的電池單元以便為該電池單元充電。

用于使電池單元與充電設備(該充電設備用于利用電力向電池單元充電)電連接的方法包括終端供給方法，該終端供給方法將提供至其的商用電力轉(zhuǎn)換為對應于電池單元的電壓和電流并且通過電池單元的端子向電池單元提供電能。終端供給方法需要使用物理線纜或電線。因此，當使用采用終端供給方法的大量裝置時，許多線纜占據(jù)相當大的空間并且因此線纜難以布置并且不干凈。此外，終端供給方法可能由于終端之間的電勢差而造成瞬時放電，由于異物而造成損壞和火情發(fā)生，天然放電，電池組使用壽命和性能劣化等。

為了解決上述問題，最近已提出使用無線電力傳輸?shù)某潆娤到y(tǒng)(被稱為無線電力充電系統(tǒng))以及用于其的控制方法。在過去，由于無線電力充電系統(tǒng)未默認設置給蜂窩電話，所以對于無線電力充電系統(tǒng)的需求低，并且因此用戶需要購買無線充電接收器配件。然而，期望無線充電系統(tǒng)的用戶的數(shù)量將增加，并且移動電話制造商將在蜂窩電話中預裝載無線充電功能。

盡管可在放置在桌面或臺面上的同時使用這種無線電力充電系統(tǒng)，但是該無線電力充電系統(tǒng)可被開發(fā)用于車輛并且在車輛中使用。安裝在車輛中的無線電力充電系統(tǒng)可以以保持架的形式設置，該保持架可容易且穩(wěn)定地固定和保持無線電力接收器。然而，在這種情況下，當未施加至無線電力充電系統(tǒng)的由鋼制成的終端或物品放置在安裝于車輛中的無線充電設備上時，連續(xù)生成滴答噪聲。

因此，需要如下方法：該方法用于降低當未施加至無線電力充電系統(tǒng)的由鋼制成的終端或物品放置在無線充電設備上時生成的噪聲，以便解決消費者的不便利問題。

技術實現(xiàn)要素：

設計以解決該問題的本公開的目的在于：用于降低在應用于車輛的無線充電設備中生成的噪聲的裝置和方法。

具體地，本公開提供這樣的裝置和方法，即，該裝置和方法用于降低不適用于無線電力充電系統(tǒng)的由鋼制成的終端或物品位于在車輛中提供的無線充電設備上時生成的噪聲。

通過本公開所解決的技術問題不限于上述技術問題，并且本領域技術人員可從以下描述中理解其他技術問題。

在本公開的一方面中，一種用于降低無線充電設備中的噪聲的方法包括：在第一周期中向第一線圈輸出第一電壓的脈沖，并且根據(jù)輸出脈沖的反饋監(jiān)測響應電流的變化以便檢查物品是否位于無線充電設備上；當物品位于無線充電設備上時，檢查與物品的通信是否可能；以及當與物品的通信不可能時，在第一周期中向第一線圈輸出低于第一電壓的第二電壓的脈沖以便檢查物品是否位于無線充電設備上。

該方法可進一步包括：當與物品的通信可能時，在第二周期中向物品傳送電力。

響應電流可對應于無線充電設備的反饋接收電路的輸出電流。

可基于WPC或PMA標準中的一個來執(zhí)行通信。

檢查與物品的通信是否可能可包括：檢查在預定時間內(nèi)是否從物品接收到對識別信號的響應信號，該識別信號被傳輸以識別物品是否是可適用于WPC或PMA標準中的一個的終端。

檢查與物品的通信是否可能可包括：檢查是否在第三周期中接收到響應信號。

在本公開的另一方面中，一種無線充電設備包括：控制器，用于控制輸出至第一線圈的脈沖的周期和電壓；物品識別單元，用于通過根據(jù)輸出脈沖的反饋監(jiān)測響應電流的變化，來檢查物品是否位于無線充電設備上；以及通信單元，執(zhí)行與物品的通信，其中，當與物品的通信不可能時，控制器控制輸出至第一線圈的脈沖的第二電壓低于第一電壓。

控制器可通過檢查在預定時間內(nèi)是否接收到響應信號，來檢查與物品的通信是否可能。

無線充電設備可進一步包括感應電力傳輸器，該感應電力傳輸器用于在第二周期中向物品傳送電力。

響應電流可對應于無線充電設備的反饋接收電路的輸出電流。

可基于WPC或PMA標準中的一個來執(zhí)行通信。

控制器可通過在預定時間內(nèi)從物品接收對識別信號的響應信號來檢查與物品的通信是否可能，該識別信號由通信單元傳輸以識別物品是否是可適用于WPC或PMA標準中的一個的終端。

在本公開中描述的用于降低無線充電設備的噪聲的裝置和方法的形式具有以下優(yōu)點。

首先，本公開的形式可降低不適用于無線電力充電系統(tǒng)的由鋼制成的終端或物品放置在無線充電設備上時生成的噪聲，由此降低由于噪聲產(chǎn)生的用戶壓力。

其次，本公開的形式可降低由于在車輛中安裝無線充電設備而在駕駛過程中產(chǎn)生噪聲導致的駕駛員壓力。

第三，能夠通過設定無線充電設備的兩個輸出電壓電平并且使用較低電壓電平，來降低無線充電設備的電力消耗。

本公開的效果不限于上述效果，并且，本領域技術人員從以下描述中可以更明顯地看出本文中未描述的其他效果。

附圖說明

被包括以提供對本公開的進一步理解的附圖被整合在本申請中并且構成本申請的一部分，附圖示出了本公開的形式(多個形式)并且連同說明書一起用來解釋本公開的原理。在附圖中：

圖1是示出無線電力傳輸方法的流程圖；

圖2示出無線電力傳輸系統(tǒng)；

圖3是示出無線電力傳輸過程的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖；

圖4是示出圖3所示的無線電力傳輸過程的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖；

圖5是示出設定兩個輸出電壓并且將輸出電壓應用于無線電力傳輸過程的過程的流程圖；

圖6示出在預定時間周期中圖5的過程；并且

圖7是用于降低噪聲的無線充電設備的框圖。

具體實施方式

現(xiàn)在將詳細參考本發(fā)明的形式，本公開的實例在附圖中示出。盡管后綴“模塊”或“單元”被用于以下描述中所描述的組成元件，但是這僅旨在便于對說明書進行描述。

在以下描述中，當結(jié)合在本文中的已知功能和配置的詳細說明可能使得本公開的主題模糊時，其將被省略。

在所描述的形式中，為了便于描述，無線電力傳輸器、無線電力傳輸設備、傳輸端、傳輸器、傳輸設備、傳輸側(cè)、無線充電設備等能夠可互換使用以便表示無線電力充電系統(tǒng)中的無線電力傳輸裝置。此外，為了便于描述，無線電力接收裝置、無線電力接收器、無線電力接收設備、接收終端、接收側(cè)、接收設備等能夠互換使用以表示用于從無線電力傳輸裝置接收無線電力的裝置。

無線充電設備可被配置為墊、保持架、接入點(AP)、小型基站、支架、天花板嵌入式、壁掛式等的形式。單個傳輸器可向多個無線電力接收裝置傳輸電力。為此，終端可包括至少一個無線電力傳送器件。本文中，無線電力傳送器件可使用基于電磁感應方法(其使用電磁感應來充電電力)的各種無線電力傳送標準，該電磁感應方法在電力傳輸端的線圈中生成磁場以便在磁場的影響下而在接收端的線圈中感應電力。本文中，無線電力傳送器件可包括在WPC(無線電力聯(lián)合)和PMA(無線充電聯(lián)盟)(其是無線充電技術標準化組織)中定義的電磁感應無線充電技術。

終端可用于諸如移動電話、智能電話、膝上型電腦、數(shù)字廣播終端、PDA(個人數(shù)字助理)、PMP(便攜式多媒體播放器)、導航設備、MP3播放器、電動牙刷、RFID、照明設備、遠程控制器和浮子的小型電子設備。然而，終端不限于此，并且可以是具有電池的任意設備，該電池可通過無線電力接收器件充電。

現(xiàn)在將參考圖1和圖2描述無線電力傳送方法，并且將參考圖3和圖4(其是示出無線電力傳送過程的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖)檢查傳統(tǒng)無線電力傳送方法的問題。隨后，將參考圖5、圖6和圖7描述用于解決該問題的方法和裝置。

圖1是示出無線電力傳送方法的流程圖。

參考圖1，用于將無線電力從無線充電設備傳送至終端的方法可劃分為三個步驟。

無線充電設備檢查物品是否放置在其充電墊上(S110)。

當識別到物品放置在充電墊上時，無線充電設備檢查與物品的通信是否是可能的，以便識別物品是否是能夠無線接收電力的終端(S120)。

當無線充電設備通過與物品通信而識別出物品是能夠接收電力的終端時，無線充電設備傳送電力(S130)。

將參考圖2給出支持電磁感應的無線電力傳送系統(tǒng)的描述。

圖2示出無線電力傳送系統(tǒng)的配置。

參考圖2，無線電力傳送系統(tǒng)可包括電源100、無線充電設備200和終端300。盡管在一實施方式中，電源100可被包括在無線充電設備200中，但是本發(fā)明不限于此。

無線充電設備200和終端300可通過帶內(nèi)通信交換控制信號或信息。本文中，可使用脈寬調(diào)制、調(diào)頻等來執(zhí)行帶內(nèi)通信。例如，終端300可通過接通/斷開由預定圖案的接收線圈感應的電流而生成反饋信號，以便向無線充電設備200傳輸各種控制信號和信息。

例如，由終端300傳輸?shù)男畔⒖梢允窃赪PC標準的情況下接收的電力強度信息。本文中，無線充電設備200可基于所接收的電力強度信息計算充電效率或電力傳送效率。

將參考圖3給出無線電力傳送過程的描述。

圖3是用于說明無線電力傳送過程的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。

參考圖3，從無線充電設備200至終端300的電力傳送可劃分為查驗(ping)階段S210、識別和配置階段S220以及電力傳送階段S230。查驗階段S210可劃分為模擬查驗階段S211和數(shù)字查驗階段S212。

圖3的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖對應于物品識別步驟S110、檢查與物品的通信是否可能的步驟S120以及電力傳送步驟S130。

無線充電設備傳輸模擬查驗信號，以便檢查物品是否位于其充電墊上(S211)。例如，可通過向第一線圈輸出預定電壓，經(jīng)由無線充電設備生成模擬查驗信號。無線充電設備可通過根據(jù)輸出脈沖的反饋監(jiān)測響應電流變化，來檢查物品是否位于其上。

當無線充電設備識別出物品位于其充電墊上時，無線充電設備向物品傳輸數(shù)字查驗信號，以便檢查物品是否是能夠無線接收電力的終端(S212)。數(shù)字查驗信號可以是在WPC(無線電力聯(lián)合)或PMA(無線充電聯(lián)盟)(其是無線充電技術標準化組織)中限定的信號。

當物品向無線充電設備傳輸對數(shù)字查驗信號的響應信號，并且無線充電設備在預定時間內(nèi)接收到響應信號時，無線充電設備可檢查物品是否是能夠無線接收電力的終端。

響應信號可以是在WPC或PMA中限定的信號，并且可包括無線充電設備期望的數(shù)據(jù)(例如，無線充電設備可適用于的終端的識別信息和/或關于電力傳送的規(guī)范信息)。即，無線充電設備可根據(jù)響應信號將物品識別為能夠接收電力的終端(S220)。

當無線充電設備經(jīng)過查驗階段S210以及識別和配置階段S220時，無線充電設備向終端傳送電力(S230)。

圖4是用于說明圖3所示的無線電力傳送過程的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。

參考圖4，從無線充電設備向終端的電力傳送可劃分為選擇階段S310、查驗階段S320、識別和配置階段S330以及電力傳送階段S340。

當開始電力傳送時或者在保持電力傳送時，檢測到特定錯誤或特定事件時，可執(zhí)行選擇階段S310。隨后將描述該特定錯誤和特定事件。在選擇階段S310的過程中，無線充電設備可監(jiān)測接口表面上的物品的存在。

當檢測到接口表面上的物品的存在時，該過程可進行至查驗階段S320。在選擇階段S310的過程中，無線充電設備傳輸具有非常短的脈沖的模擬查驗信號，并且可基于傳輸線圈的電流變化來檢測接口表面上的有效區(qū)域中的物品的存在?？梢砸岳?，400ms的間隔周期地執(zhí)行模擬查驗。

當在查驗階段S320的過程中檢測到物品時，無線充電設備傳輸數(shù)字查驗信號。當在查驗階段S320的過程中，無線充電設備未從終端接收到對數(shù)字查驗信號的響應信號時，該過程可進行至選擇階段S310。此外，當無線充電設備從終端接收到表示電力傳送完成的信號(即，在查驗階段S320過程中的充電完成信號)時，該過程可進行至選擇階段S310。

當完成查驗階段S320時，該過程可進行至識別和配置階段S330，以識別終端并收集終端配置和狀態(tài)信息。當接收到非期望數(shù)據(jù)包，以及在預定時間內(nèi)未接收到期望數(shù)據(jù)包(超時)時，存在數(shù)據(jù)包傳輸錯誤或者在識別和配置階段S330中設定電力傳送合同(power transfer contract)，該過程可返回至選擇階段S310。

當對終端完成識別和配置時，該過程可進行至電力傳送階段S340，以用于無線傳送電力。當接收到非期望數(shù)據(jù)包時，以及在預定時間內(nèi)未接收到期望數(shù)據(jù)包(超時)時，在電力傳送階段S340的過程中，出現(xiàn)電力傳送合同違背或完成充電，該過程可返回至選擇階段S310。

此外，當在電力傳送階段S340的過程中，無線充電設備需要根據(jù)無線充電設備狀態(tài)變化來重構電力傳送合同時，該過程可進行至識別和配置階段S330。

可基于無線充電設備和終端的狀態(tài)以及特性信息來設定電力傳送合同。例如，無線充電設備狀態(tài)信息可包括關于最大可傳送電力的信息以及關于可接受終端的最大數(shù)量的信息，并且終端狀態(tài)信息可包括關于所需電力的信息。

當不適用于無線電力充電系統(tǒng)的由鋼材料制成的終端或物品放置在無線充電設備上時，會產(chǎn)生噪聲。

即使在數(shù)字查驗階段過程中，檢測到物品不是由鋼材料制成的終端或物品(不適用于無線電力充電系統(tǒng))時，周期性重復模擬查驗階段和數(shù)字查驗階段。即，當重復模擬查驗階段和數(shù)字查驗階段時，周期性生成噪聲。

噪聲由如下造成：根據(jù)在陶瓷電容器的充電和放電過程中的反向壓電效應而使得包括在無線充電設備中的陶瓷電容器產(chǎn)生振動，以及當電流流過線圈時，根據(jù)洛倫茲(Lorentz)力使得在線圈中產(chǎn)生間隙從而產(chǎn)生的線圈的振動。

換言之，即使當無線充電設備檢測到物品并非是不適用于無線電力充電系統(tǒng)的終端或鋼物品時，也由于在預定周期中模擬查驗階段和數(shù)字查驗階段的重復執(zhí)行而造成對應于噪聲生成的主要原因的電容器的振動和線圈的振動。

將參考圖5和圖6給出用于降低噪聲的方法的描述。

圖5是示出設定兩個輸出電壓并且在無線電力傳送過程中應用輸出電壓的過程的流程圖。

參考圖5，利用3.5V和1V的輸出電壓執(zhí)行查驗階段。

具體地，利用3.5V的輸出電壓(S410)執(zhí)行模擬查驗(S420)，并且檢查物品是否位于無線充電設備上(S430)。當識別到物品位于無線充電設備上時(S430的“是”)，在識別和配置階段S450過程中檢查無線充電設備與物品之間的通信是否可用(S460)。

在盡管通過模擬查驗確認物品位于無線充電設備上，但是無線充電設備與物品之間的通信也不可能(S460的“否”)時，利用1V的輸出電壓執(zhí)行模擬查驗(S411)。

在盡管通過模擬查驗確認物品位于無線充電設備上，但是無線充電設備與物品之間的通信也不可能時，能夠通過降低輸出電壓來降低對應于噪聲生成的主要原因的電容器的振動和線圈的振動。電容器的振動由反向壓電效應造成，并且隨著電勢差降低，壓電變形的程度降低，并且因此電容器的振動的強度降低。此外，隨著電勢差降低，磁場的強度降低，并且因此線圈的振動降低。

圖6示出在預定周期中的圖5隨著時間的過程。

參考圖6，當不適用于無線電力充電系統(tǒng)的由鋼材料制成的電話(終端)或物品位于無線充電設備上時，在執(zhí)行查驗的周期中，可通過設定兩個輸出電壓來檢查無線充電設備中生成的噪聲的降低效果。

在預定周期中重復執(zhí)行查驗，以便檢測放置在無線充電設備上的物品并且檢查電力是否可被傳送至該物品。

可從所監(jiān)測的電流的大小來確認物品(終端)位于無線充電設備上。

此外，由于在自根據(jù)查驗監(jiān)測輸出電流經(jīng)過預定時間之后，未從位于無線充電設備上的終端接收到根據(jù)預定無線電力傳輸標準的響應信號，所以可確認輸出電壓降低至1V。此外，可根據(jù)輸出電壓的降低來確認噪聲水平降低。

在以下表中示出噪聲降低效果。

[表1]

可執(zhí)行最近測量和座椅測量以測量噪聲。最近測量是利用接近用戶耳朵的無線充電設備來測量噪聲的方法，并且座椅測量是測量駕駛員就坐在駕駛員座椅上的正確位置時所聽到的噪聲的方法。

在最近測量中，相比較傳統(tǒng)無線充電設備，當施加兩個輸出電壓時，噪聲降低高達14dB。

時鐘的指針的移動以及踩在雪上的聲音對應于25dB，并且溪流的聲音或鳥叫聲對應于25dB至40dB?？紤]到3dB的噪聲會實際上感覺為雙倍，所以從表中可確認相比較傳統(tǒng)無線充電設備，噪聲降低。

圖7示出用于降低無線充電設備的噪聲的裝置的配置。

參考圖7，無線充電設備200可包括感應電力傳輸器210、傳輸電力計算器220、通信單元230、存儲器240和控制器250。

圖7所示的部件不是必需的，并且因此可實現(xiàn)具有不同數(shù)量的部件的無線充電設備。

將給出上述部件的詳細說明。

感應電力傳輸器210可基于無線通信標準執(zhí)行查驗信號傳輸和無線電力傳送。

當可根據(jù)通過電力傳送階段中的帶內(nèi)信令的電力控制使得無線傳輸電力穩(wěn)定時，傳輸電力計算器220測量施加至感應電力傳輸器210的傳輸線圈的電力的電平。

例如，當無線傳輸電力變化小于預定基準值時，無線傳輸電力可被確定為穩(wěn)定。替換地，當在預定時間內(nèi)在預定范圍內(nèi)執(zhí)行電力控制時，無線傳輸電力可被確定為穩(wěn)定。

通信單元230向/從構成無線電力充電系統(tǒng)的終端傳輸/接收信號和數(shù)據(jù)。即，通信單元230可通過帶內(nèi)通信傳輸或接收特定控制信號和狀態(tài)信息。

存儲器240是存儲用于控制無線充電設備200的總體操作的預定程序代碼的空間和/或區(qū)域以及當執(zhí)行根據(jù)程序代碼的操作而輸入/輸出的數(shù)據(jù)，并且以EEPROM(電可擦除可編程只讀存儲器)、FM(閃存)、硬盤驅(qū)動等的形式提供該存儲器。

控制器250可執(zhí)行用于控制無線充電設備200的總體操作的數(shù)據(jù)處理和計算。

在一個實施方式中，控制器250可根據(jù)模擬查驗從無線充電設備的反饋接收電路的輸出電流檢測物品。無線充電設備的反饋接收電路可監(jiān)測基于無線電力傳送通信標準從感應電力傳輸器210傳輸?shù)牟轵炐盘柕捻憫盘?。降壓IC可用作反饋接收電路。

此外，控制器250可通過根據(jù)數(shù)字查驗信號傳輸，檢查與終端的通信是否可用，來識別應用預定無線電力傳送通信標準的終端。當終端是不適用于無線電力充電系統(tǒng)的電話(終端)或鋼物品時，控制器可控制感應電力傳輸器210的輸出電壓。

在一些形式中，上述方法可實現(xiàn)為在計算機中執(zhí)行且存儲在計算機可讀記錄介質(zhì)中的程序。處理器可讀記錄介質(zhì)的實例包括ROM、RAM、CD-ROM、磁帶、軟盤、光學數(shù)據(jù)存儲器以及載波(例如，通過因特網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸)。

計算機可讀記錄介質(zhì)可分布至通過計算機通信網(wǎng)絡連接的計算機系統(tǒng)，并且以分布式方式存儲和執(zhí)行為可讀代碼。此外，用于實現(xiàn)上述方法的功能程序、代碼和代碼段可由實施方式的技術領域中的程序員輕易推斷。

雖然為了說明性目的已經(jīng)描述了本公開的示例性方面，但是本領域技術人員將認識到，在不背離本發(fā)明的本質(zhì)特性的情況下，可進行各種變形、添加和替換。因此，本文中公開的形成僅是示例性的并且不應被視為限制本公開。