1.0和1.1來通信但是不在其它階段或模式中根據(jù)Qi無線功率規(guī)范版本1.0和1.1來通信。例如，其可在其中功率傳輸信號和外部負載可能恒定的標識和配置階段期間使用標準負載調(diào)制，但是不在其中不是這種情況的功率傳輸階段期間使用標準負載調(diào)制。
[0113]在圖1的系統(tǒng)中，關(guān)于Qi無線功率規(guī)范版本1.0和1.1的標準化通信來增強在功率接收器105和功率傳送器101之間的通信。
[0114]首先，系統(tǒng)支持從功率傳送器101到功率接收器105的消息的通信，并且特別允許功率傳送器101傳送數(shù)據(jù)到功率接收器105。其次，從功率接收器105到功率傳送器101的通信可使用增強的通信并且可不限于通過負載調(diào)制的通信。
[0115]特別地，圖1的系統(tǒng)利用在其不涉及功率傳輸信號的任何調(diào)制或使用功率傳輸信號作為載波的意義上獨立于功率傳輸信號的第二通信鏈路。該通信鏈路是具有不多于20cm的范圍的短距通信鏈路。因此，通信僅被保證高達20cm的距離。在一些實施例中，該范圍不多于10cm。實際上，在很多實施例中，典型通信范圍可以在幾厘米的附近。
[0116]短距通信鏈路可以具體地是NFC通信鏈路。
[0117]在很多實施例中，第二通信鏈路通過獨立于功率傳輸和功率傳輸信號的短距通信來形成。短距通信系統(tǒng)具體地不使用功率傳輸信號而是獨立于其的存在。短距通信可以甚至當功率傳輸信號不存在時被執(zhí)行，實際上短距通信可通常在功率傳輸信號不存在時更可靠并且具有降低的誤差可能性。因此，替代其中使用同一信號用于功率傳輸和用于通信的常規(guī)方案，圖1的系統(tǒng)通過通信是基于調(diào)制分離的載波而不是調(diào)制功率傳輸信號來提供區(qū)分的通信和功率傳輸(盡管在功率傳送器101和功率接收器105之間的某一通信可以可能附加地使用功率傳輸信號來執(zhí)行，諸如例如在標識和配置階段期間的傳統(tǒng)通信)。
[0118]短距通信相應地基于不是功率傳輸信號(的部分)的載波的使用。具體地，通過短距通信空氣接口傳達的數(shù)據(jù)是通過調(diào)制通信載波來傳達的。通信載波獨立于功率傳輸信號并且通常具有實質(zhì)上不同的頻率和功率水平。通常，通信載波的頻率不小于功率傳輸信號的頻率的兩倍并且功率水平通常小于功率傳輸信號中的功率傳輸信號的最大功率水平的一半，并且經(jīng)常比其低得多(諸如例如是十分之一、十五分之一或一百分之一)。
[0119]短距通信進一步使用與用于從功率傳送器101到功率接收器105傳輸功率傳輸信號的電感器不同的電感器用于傳達通信載波/信號。具體地，使用短距通信天線并且不使用傳送器線圈103或接收線圈107來傳輸通信載波。
[0120]因此，短距通信和功率傳輸在圖1的系統(tǒng)中實質(zhì)上是獨立和分離的功能和系統(tǒng)。然而，這樣的不同和獨立的系統(tǒng)的使用可提供若干優(yōu)點，但是還可能存在相關(guān)的若干困難。具體地，在兩個獨立系統(tǒng)都基于在同一空間中共存的電磁信號的系統(tǒng)中，系統(tǒng)將引起相互干擾。特別地，由功率傳輸信號生成的非常強的電磁場將引起可能實質(zhì)上影響短距通信的高度干擾。
[0121]圖1的系統(tǒng)通過適配功率傳輸信號以使用時分時間幀并且通過將短距通信與該時間幀同步來允許這樣的短距通信鏈路與由功率傳送器101生成用于功率傳輸?shù)膹姶判盘柟泊妗?br>[0122]特別地，不是使用如在現(xiàn)有系統(tǒng)中的連續(xù)功率傳輸，當前系統(tǒng)應用時間幀到功率傳輸信號。時間幀包括至少兩個類型的時間間隔/時隙，即其中生成具有功率傳輸所要求的功率的功率傳輸信號的功率時間間隔和其中僅提供降低的功率水平的功率傳輸信號的減小的功率時間間隔。實際上，在很多實施例中，功率傳輸信號可以在減小的功率時間間隔期間被完全關(guān)斷。適配功率傳輸操作并且有效做出該不連續(xù)的方案允許短距通信與功率傳輸共存。該方案允許短距通信在功率傳輸階段期間被執(zhí)行。因此，在其中正將功率傳輸?shù)焦β式邮掌?05的功率傳輸階段期間，功率傳送器101生成非常強的功率傳輸信號以便生成要求的功率到功率接收器105。這樣的強信號可經(jīng)常引起對實際上在功率傳輸信號最強的位置中操作的短距通信的非常大的干擾。
[0123]該方案可解決與常規(guī)方案相關(guān)聯(lián)的若干缺點。
[0124]例如，其可克服使用功率傳輸信號作為用于通信的載波信號的缺點。例如，對于很多負載(如電機)，動態(tài)變化非常顯著并且這可在很多情形中使負載調(diào)制相對不可靠或甚至不可行。而且，功率傳輸信號的調(diào)制往往相對慢并且導致非常低的通信數(shù)據(jù)速率。
[0125]然而，與同步的時分方案一起使用分離的通信鏈路(諸如NFC通信鏈路)允許功率傳輸特性與通信鏈路去耦，由此允許更可靠和更快的通信。另外，短距通信提供增大的保護以防來自靠近功率傳輸執(zhí)行的其他功率傳輸操作的操作干擾。
[0126]實際上，如果使用分離的通信通道，則這可導致在不同功率傳輸?shù)牟僮髦g的干擾，該干擾可導致具有高功率水平的潛在危險情形。例如，控制操作可相互干擾，例如通過來自一個功率傳輸操作的功率接收器的控制數(shù)據(jù)被用于控制到另一附近功率接收器的功率傳輸。在通信和功率傳輸信號之間的分離可導致較少的魯棒和較少的故障安全操作。
[0127]特別地，通過負載調(diào)制的通信固有地往往確保數(shù)據(jù)在正確的功率接收器105和功率傳送器101之間通信，即功率傳送器101可可靠地假定接收的數(shù)據(jù)可用于控制功率傳輸操作。然而，發(fā)明人已意識到當使用獨立于功率傳輸信號的分離通信鏈路時，存在從功率接收器105傳送的數(shù)據(jù)可能不被輸送功率到功率接收器105的功率傳送器101接收，或者可能被不輸送功率到功率接收器105的功率傳送器101接收的風險。類似地，存在由功率傳送器101接收的數(shù)據(jù)并不是源自于期望的功率接收器105的風險。
[0128]該問題對于其中被定位在有限區(qū)域中的多個功率傳送器可同時傳輸功率到多個功率接收器的情形是特別顯著的。
[0129]該問題還可能對于包括多個傳送線圈并且能夠同時支持多個功率傳輸?shù)墓β蕚魉推鱽碚f是特別顯著的。
[0130]作為示例，分離RF通信鏈路的使用可不要求功率接收器105被正確地定位用于將執(zhí)行的通信。具體地，可能執(zhí)行成功的通信的事實將通常不確保接收線圈107被定位為足夠靠近傳送線圈103。如果功率接收器經(jīng)由這樣的通信通道控制功率傳送器，則系統(tǒng)因此不能確信接收線圈被定位為足夠靠近傳送線圈(以及因此在接收線圈和傳送線圈之間的耦合可能非常低)?？赡艿氖牵β式邮掌鞅３终埱蠊β蕚魉推骷与?，直到提供的功率對于功率接收器足夠高以甚至在電流非高效耦合的情況下接收足夠的功率。然而，這可要求非常強的磁場被感應，并且這可導致用戶或金屬物體到由功率傳送器生成的磁場的非預期和非期望的暴露。
[0131]功率傳送器和功率接收器可包括用于驗證和檢查功率接收器的位置的附加功能，但是這樣的附加功能將通常增加復雜性和成本。
[0132]而且，同時使用具有單獨的功率接收器的多個器械可導致其中耦合到第一功率傳送器的第一功率接收器干擾耦合到第二功率傳送器的第二功率接收器的情形。第一功率接收器的控制信號可被第二功率傳送器拾取，或反之亦然。這可例如導致第二功率傳送器被控制生成對于第二功率接收器來說不是恰當?shù)母叽艌?。例如，如果第一功率接收器檢測到功率傳輸信號的水平應當被增大，其可要求加電。然而，該請求可由第二功率傳送器而不是第一功率傳送器接收，并且其然后將導致由第二功率傳送器提供到第二功率接收器的功率傳輸信號被增大。第一功率接收器將仍然檢測到功率傳輸信號的水平過低(因為來自第一功率傳送器的功率傳輸信號尚未改變)，并且其因此繼續(xù)請求加電。因此，第二功率傳送器將繼續(xù)增大功率水平。該繼續(xù)加電可導致?lián)p壞、過多熱量生成，并且一般導致對于第二功率接收器和相關(guān)聯(lián)的器械來說非期望和甚至潛在地不安全的情形。
[0133]作為說明該問題的特定示例情形，用戶可將壺放在廚房中的第一功率傳送器頂上。第一功率傳送器可檢測到物體被放置在其功率傳輸接口上并且其可提供具有低功率的功率傳輸信號給壺以便啟動其電子器件。壺經(jīng)由RF通信鏈路發(fā)送信息給功率傳送器以便發(fā)起并且控制功率傳送器提供功率。在一定時間后，用戶可能決定將平底鍋放置在第一功率傳送器上并且相應地他可移動壺到第一功率傳送器附近的第二功率傳送器。第二功率傳送器檢測到壺并且將在壺的控制下傳輸功率到壺。第一功率傳送器可檢測到平底鍋，但是將仍然從壺接收控制數(shù)據(jù)。第一功率傳送器將因此提供功率給平底鍋，但是功率傳輸信號將由壺控制，導致平底鍋的可能非期望加熱。用戶將通常不知道該情形并且可能例如觸摸可能不適當?shù)責岬钠降族仭?br>[0134]作為另一示例，相同情形可能被遇到，但是添加非耐熱工作臺面。壺可能被構(gòu)造為使得其不加熱其被定位于的表面，即使壺中的水已達到沸點。平底鍋可能是適合感應烹飪的常規(guī)平底鍋，但是僅意圖被用于陶瓷玻璃板上。在該情況下，平底鍋可能損壞非耐熱工作臺面，因為其不包含任何構(gòu)件來在第一功率傳送器仍然在壺的控制下同時平底鍋位于第一功率傳送器上的時候限制能量的耗散。
[0135]例如在其中功率傳送器可包括多個傳送線圈的情形中，也可能出現(xiàn)問題。例如，如在圖2中圖示的，功率傳送器可包括功率控制器PCU，其控制多個傳送元件TE，每個傳送元件包括傳送線圈。同時，單獨的通信單元CU可從單獨的RF通信鏈路接收數(shù)據(jù)。在這樣的情形中，第一功率接收器可被定位在傳送元件/線圈TE中的第一個上。例如，移動電話可被定位在傳送線圈陣列上，并且對移動電話的功率傳輸可開始。移動電話可使用RF通信鏈路傳送控制數(shù)據(jù)回到功率傳送器，并且第一傳送線圈TE的功率傳輸信號可被相應布置。用戶可現(xiàn)在期望對第二移動裝置充電。他可略微移動第一移動電話到一側(cè)以便騰出地方用于新電話，這可導致第一移動電話現(xiàn)在被定位在不同傳送線圈上，諸如例如在鄰近的傳送線圈上。然而，這可能不被系統(tǒng)檢測到并且實際上來自第一移動電話的反向通信鏈路將仍然工作。第一移動電話將請求加電以補償?shù)婉詈希瑥亩鴮е路浅４蟮拇艌鰸撛诘赜傻谝粋魉途€圈生成。實際上，在很多情形中，第二移動電話可潛在地被定位在第一傳送線圈頂上，并且其將因此體驗到高磁場，而不具有減小它的任何機會。因此，可能實際上丟失功率傳輸?shù)目刂疲⑶覍嶋H上在一些情形中，用于一個移動裝置的功率傳輸可能被其他移動裝置控制，并且反之亦然。
[0136]諸如NFC的短距通信鏈路的使用確保雖然使用獨立于功率傳輸信號的分離通信鏈路，但是存在確保的在功率接收器101和功率接收器105之間的幾何關(guān)系。在很多實施例中，這可足以緩解或克服所述問題。例如，通過確保僅在傳送線圈103的20cm的范圍內(nèi)的功率接收器105實際上是功率傳輸中涉及的功率接收器105，可確保通信實際上是在執(zhí)行功率傳輸?shù)墓β式邮掌?05和功率傳送器101之間。實際上，甚至在這可能不被確保的情形中，可實質(zhì)上減小問題出現(xiàn)的概率。
[0137]以下描述將聚焦于其中獨立于功率傳輸信號的通信鏈路是NFC通信鏈路的實施例。
[0138]圖3更詳細圖示了圖1的功率傳送器101的元件，并且圖4更詳細圖示了圖1的功率接收器105的元件。
[0139]功率傳送器101包括耦合到被布置為生成傳送線圈103的驅(qū)動信號的驅(qū)動器301的傳送線圈103，并且因此被布置為生成被轉(zhuǎn)化為感應功率傳輸信號的驅(qū)動信號。驅(qū)動器301被布置為生成具有期望功率水平的AC信號，其被饋送到傳送線圈103以生成功率傳輸信號。將認識到，如本領(lǐng)域技術(shù)人員將熟知的，驅(qū)動器301可包括用于生成驅(qū)動信號的適當功能。例如，驅(qū)動器301可包括用于將DC電源信號轉(zhuǎn)換為適當頻率(通常大約50-200kHz)的AC信號用于功率傳輸?shù)哪孀兤?。還將認識到的是，驅(qū)動器301可包括用于操作功率傳輸系統(tǒng)的不同階段的適當控制功能。在很多情況下，驅(qū)動器301將包含一個或多個電容器以便針對所選頻率利用功率線圈103實現(xiàn)諧振電路。
[0140]驅(qū)動器301耦合到功率控制器303，其被布置為控制功率信號的功率。具體地，功率控制器303可生成被饋送到驅(qū)動器301并且指示驅(qū)動信號的功率水平的控制信號。驅(qū)動器301可然后按比例調(diào)節(jié)驅(qū)動信號以具有對應幅值。
[0141]功率傳送器101還包括第一通信單元305，其被布置為與功率接收器105通信。具體地，第一通信單元305可在前向通信鏈路上傳達數(shù)據(jù)到功率接收器105，并且在反向通信鏈路上從功率接收器105接收數(shù)據(jù)。通信鏈路是短距RF通信鏈路并且相應地功率傳送器101還包括耦合到第一通信單元305的天線307。
[0142]天線307可以是適合將電信號轉(zhuǎn)換為電磁通信信號的任何元件，諸如具體地是電磁輻射器、天線、電感器或線圈。
[0143]在特定示例中，第一通信單元305是NFC通信單元并且因此通信鏈路是NFC通信鏈路。天線307可具體地是NFC平面線圈。
[0144]第一通信單元305可因此使用短距通信、并且具體地使用NFC通信，與功率接收器105交換數(shù)據(jù)消息。通信的范圍被限制到不多于20cm并且在很多實施例中不多于10cm。典型通信鏈路可以在僅幾cm的距離上。
[0145]通信范圍可以是在允許可靠通信的天線之間的最大距離?？煽客ㄐ趴杀徽J為要求錯誤率低于閾值，諸如例如少于103的比特錯誤率。
[0146]第一通信單元305可在NFC通信鏈路上傳送數(shù)據(jù)消息到功率接收器105或可在NFC通信鏈路上從功率接收器105接收數(shù)據(jù)消息。具體地，第一通信單元305可在NFC通信鏈路上傳送前向消息到功率接收器105，其中功率接收器105被預期通過在NFC通信鏈路上傳送響應消息回到功率傳送器101來響應。響應消息可以例如被要求確認反向通信鏈路是實際上與參與功率傳輸?shù)墓β式邮掌?05的鏈路。
[0147]在一些實施例中，可通過短距(NFC)通信來建立通信鏈路中的僅一個。例如，在一些實施例中，可使用功率傳輸信號的調(diào)制來建立前向通信鏈路，而使用NFC通信建立反向通信鏈路。作為另一示例，在一些實施例中，可使用功率傳輸信號的負載調(diào)制來建立反向通信鏈路，而使用NFC通信建立前向通信鏈路。
[0148]功率接收器105包括耦合到接收線圈107并且接收功率傳輸信號的功率傳輸控制器401。功率傳輸控制器401還耦合到負載403并且能夠接收功率傳輸信號和生成適當電源信號用于負載403。功率傳輸控制器401可例如包括如本領(lǐng)技術(shù)人員將熟知的(全橋)整流器、平滑電路和電壓或功率控制電路。在很多情況下，功率接收器包含一個或多個電容器以針對所選頻率利用接收器線圈107實現(xiàn)諧振電路。
[0149]功率傳輸控制器401還能夠控制功率接收器105并且具體地支持傳輸功能操作，包括支持Qi功率傳輸?shù)牟煌A段。
[0150]功率接收器105還包括第二通信單元405，其是短距通信單元。具體地，第二通信單元405可在反向通信鏈路上傳達數(shù)據(jù)到功率傳送器101并且在前向通信鏈路上從功率傳送器101接收數(shù)據(jù)。通信鏈路是短距RF通信鏈路并且相應地功率接收器105還包括耦合到第二通信單元405的天線407。
[0151]天線407可以是適合將電磁通信信號轉(zhuǎn)換為電信號的任何元件，諸如具體是電磁輻射器、天線、電感器或線圈。
[0152]在該特定示例中，第二通信單元405是NFC通信單元并且因此通信鏈路是NFC通信鏈路。天線407可具體地是NFC平面線圈。
[0153]第二通信單元405可因此使用短距通信、并且具體地使用NFC通信，與功率傳送器101交換數(shù)據(jù)消息。第二通信單元405可在NFC通信鏈路上傳送數(shù)據(jù)消息到功率傳送器101或可在NFC通信鏈路上從功率傳送器101接收數(shù)據(jù)消息。具體地，第二通信單元405可在反向NFC通信鏈路上傳送前向消息到功率傳送器101。功率傳送器101可然后通過在前向NFC通信鏈路上傳送響應消息回到功率傳送器101來對該消息響應。
[0154]作為另一示例，功率傳送器101可實施NFC發(fā)起者并且功率接收器105可實施NFC目標。NFC發(fā)起者(即功率傳送器101)可在前向NFC通信鏈路上發(fā)送請求并且