本發(fā)明通常涉及無線供電。更具體地，本公開涉及用于在無線功率接收器和無線功率發(fā)射器之間建立通信的系統(tǒng)、方法和裝置，其中接收器可以位于發(fā)射器的無線充電區(qū)域內(nèi)，但是能夠建立與一個或多個額外的無線功率發(fā)射器的通信。

背景技術(shù)：

經(jīng)由可重復(fù)充電的電池對數(shù)目增長的以及各種電子裝置供電。這些裝置包括移動電話、便攜式音樂播放器、膝上型計算機、平板計算機、計算機外圍裝置、通信裝置(例如藍牙裝置)、數(shù)字相機、助聽器、等等。盡管電池技術(shù)已經(jīng)改進，電池供電的電子裝置日益要求并消耗更大量的電力，因此通常要求再充電?？稍俪潆娧b置通常經(jīng)由通過物理地連接至電源的電纜或者其他類似連接器的有線連接而被充電。電纜和類似連接器可以有時是不方便的或者麻煩的并且具有其他缺點。能夠在待使用的自由空間中傳輸電力以對可再充電電子裝置充電或者向電子裝置提供電力的無線充電系統(tǒng)可以克服有線充電方案的一些不足。就此而言，希望高效地并安全地傳輸電力至電子裝置的無線電力傳輸系統(tǒng)和方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

在所附權(quán)利要求范圍內(nèi)的系統(tǒng)、方法和裝置的各個實施方式每個具有若干方面，其中沒有單獨一個僅負責(zé)在此所述的所需屬性。并不限于所附權(quán)利要求的范圍，在此描述一些突出的特征。

在本說明書中描述的主題的一個或多個實施方式的細節(jié)闡述在以下附圖和說明書中。其他特征、方面和優(yōu)點將從說明書、附圖和權(quán)利要求變得明顯。注意以下附圖的相對尺寸可以并未按照比例繪制。

本公開的一個方面提供了一種用于無線地對可充電裝置充電的無線充電器。無線充電器包括無線功率天線。無線充電器進一步包括耦合至無線功率天線并且被配置用于在至少一個充電區(qū)域中產(chǎn)生無線充電場的無線功率發(fā)射器。無線充電器進一步包括通信天線以及耦合至通信天線并且被配置用于經(jīng)由通信天線與可充電裝置通信的收發(fā)器。無線充電器進一步包括控制器，控制器被配置用于通過使用以下的至少一項而避免可充電裝置與無線充電器和至少一個其他無線充電器的交叉連接：(i)至少部分地基于以下至少一項而選擇性地接收或拒絕在無線充電器與可充電裝置之間的數(shù)據(jù)連接：(a)可充電裝置的區(qū)域與至少一個充電區(qū)域的自由量(freeamount)的比較；或者(b)確定對于使能數(shù)據(jù)連接的請求是否在預(yù)定的接受時間窗口內(nèi)；或者(c)確定是否之前已經(jīng)接收到了對于使能數(shù)據(jù)連接的任何請求；或者(d)確定用于使能數(shù)據(jù)連接的哪個請求具有最強的數(shù)據(jù)信號；或者(ii)至少部分地基于無線充電器的檢測到功率水平與指示飽和的預(yù)定水平的比較而促使無線充電器從可充電裝置斷開連接連接；或者(iii)在對應(yīng)的隨機時間段已經(jīng)過去了之后開啟無線充電器；或者(iv)如果檢測到的可充電裝置的指示在至少一個充電區(qū)域內(nèi)，則接受時間窗口的延遲小于預(yù)定的值；或者其任意組合。

本公開的另一方面提供了一種用于對可充電裝置無線地充電的無線充電器。無線充電器包括用于在至少一個充電區(qū)域中產(chǎn)生無線充電場的裝置。無線充電器進一步包括用于與可充電裝置通信的裝置。無線充電器進一步包括用于通過使用以下的至少一項而促使避免可充電裝置與無線充電器和至少一個其他無線充電器的交叉連接的裝置：(i)至少部分地基于以下的至少一項而選擇性地接收或拒絕在無線充電器和可充電裝置之間的數(shù)據(jù)連接：(a)可充電裝置的區(qū)域與至少一個充電區(qū)域的自由量的比較；或(b)確定對于使能數(shù)據(jù)連接的請求是否在預(yù)定的接受時間窗口內(nèi)；或(c)確定之前是否已經(jīng)接收了對于使能數(shù)據(jù)連接的任何請求；或(d)確定用于使能數(shù)據(jù)連接的哪個請求具有最強的數(shù)據(jù)信號；或(ii)至少部分地基于無線充電器的檢測到功率水平與指示飽和的預(yù)定水平的比較而促使無線充電器從可充電裝置斷開連接連接；或者(iii)在對應(yīng)的隨機時間段已經(jīng)過去了之后開啟無線充電器，或(iv)如果檢測到的可充電裝置的指示在至少一個充電區(qū)域內(nèi)，則接受時間窗口的延遲小于預(yù)定的值；或者其任意組合。

本公開的另一方面提供了一種包括代碼的非瞬態(tài)計算機可讀介質(zhì)，當(dāng)被執(zhí)行時代碼使得無線充電器在至少一個充電區(qū)域中產(chǎn)生無線充電場。介質(zhì)進一步包括當(dāng)被執(zhí)行時使得無線充電器與可充電裝置通信的代碼。介質(zhì)進一步包括當(dāng)被執(zhí)行時使得無線充電器通過使用以下的至少一項而促使避免可充電裝置與無線充電器以及至少一個其他無線充電器的交叉連接的代碼：(i)至少部分地基于以下的至少一項而選擇性地接受或拒絕在無線充電器與可充電裝置之間的數(shù)據(jù)連接：(a)可充電裝置的區(qū)域與至少一個充電區(qū)域的自由量的比較；或(b)確定對于使能數(shù)據(jù)連接的請求是否在預(yù)定的接受時間窗口內(nèi)；或(c)確定之前是否已經(jīng)接收了對于使能數(shù)據(jù)連接的請求；或(d)確定對于使能數(shù)據(jù)連接的哪個請求具有最強數(shù)據(jù)信號；或(ii)至少部分地基于無線充電器的檢測到功率水平與指示飽和的預(yù)定水平的比較而促使無線充電器從可充電裝置斷開連接連接；或(iii)在對應(yīng)的隨機時間段已經(jīng)過去了之后開啟無線充電器；或(iv)如果檢測到可充電裝置在至少一個充電區(qū)域內(nèi)的指示小于預(yù)定值，則延遲接受時間窗口；或者其任意組合。

本公開的另一方面提供了一種用于對可充電裝置無線地充電的方法。方法包括在至少一個充電區(qū)域中產(chǎn)生無線充電場。無線充電場包括多個功率信號。方法進一步包括與可充電裝置通信。方法進一步包括促使避免可充電裝置與無線充電器以及至少一個其他無線充電器的交叉連接，其中可充電裝置從無線充電器或者至少一個其他無線充電器接收功率而同時與無線充電器的另一個或者至少一個其他無線充電器通信。促使避免交叉連接使用以下的至少一項：檢測到功率水平與指示飽和的預(yù)定水平的比較；或者在對應(yīng)的隨機時間段已經(jīng)過去了之后開啟無線充電器；可充電裝置的區(qū)域與至少一個充電區(qū)域的自由量的比較；或者確定對于使能數(shù)據(jù)連接的請求是否在預(yù)定的接受時間窗口內(nèi)；或者如果檢測到的可充電裝置在至少一個充電區(qū)域內(nèi)的指示小于預(yù)定的值則延遲接受時間窗口；或者確定之前是否已經(jīng)接收了對于使能數(shù)據(jù)連接的任何請求；以及確定對于使能數(shù)據(jù)連接的哪個請求具有最強數(shù)據(jù)信號；或者其任意組合。

本公開的另一方面提供了一種用于對可充電裝置無線地充電的無線充電器。無線充電器包括被配置用于在至少一個充電區(qū)域中產(chǎn)生無線充電場的無線功率發(fā)射器。無線充電器進一步包括被配置用于與可充電裝置通信的收發(fā)器。無線充電器進一步包括控制器，控制器被配置用于通過至少部分地基于無線充電器的檢測到發(fā)送功率水平與指示至少一個飽和條件的至少一個預(yù)定水平的比較而發(fā)起在無線充電器和可充電裝置之間通信鏈路的斷開連接而促使避免可充電裝置與無線充電器以及至少一個其他無線充電器的交叉連接。

本公開的另一方面提供了一種促使避免在與無線充電器通信的可充電裝置的交叉連接的方法。方法包括檢測無線充電器的發(fā)射功率水平。方法進一步包括將檢測到的發(fā)射功率水平與指示至少一個飽和條件的至少一個預(yù)定水平進行比較。方法進一步包括至少部分地基于是否存在至少一個飽和條件而發(fā)起在無線充電器和可充電裝置之間通信鏈路的斷開連接。

本公開的另一方面提供了一種無線充電器，包括用于在至少一個充電區(qū)域中產(chǎn)生無線充電場的裝置。無線充電器進一步包括用于與可充電裝置通信的裝置。無線充電器進一步包括用于至少部分地基于無線充電器的檢測到發(fā)射功率與指示至少一個飽和條件的至少一個預(yù)定水平的比較而通過發(fā)起在無線充電器與可充電裝置之間通信鏈路的斷開連接而促使避免可充電裝置與無線充電器以及至少一個其他無線充電器的交叉連接的裝置。

本公開的另一方面提供了一種非瞬態(tài)計算機可讀介質(zhì)，包括當(dāng)被執(zhí)行時使得無線充電器在至少一個充電區(qū)域中產(chǎn)生無線充電場的代碼。當(dāng)代碼被執(zhí)行時進一步使得無線充電器與可充電裝置通信。當(dāng)代碼被執(zhí)行時進一步使得無線充電器以至少部分地基于無線充電器的檢測到發(fā)射功率水平與指示至少一個飽和條件的至少一個預(yù)定水平的比較而通過發(fā)起在無線充電器和可充電裝置之間通信鏈路的斷開連接而促使避免可充電裝置與無線充電器和至少一個其他無線充電器的交叉連接。

本公開的另一方面提供了一種促使避免與無線充電器通信的可充電裝置的交叉連接的方法。該方法包括：對于操作性地耦合至共同電源電路的多個無線充電器中的每個無線充電器，對于在(i)經(jīng)由共同電源電路向無線充電器提供功率和(ii)無線充電器開啟之間的時間段而設(shè)置隨機值。方法進一步包括，一旦向共同電源電路提供了功率，則在其對應(yīng)的隨機時間段已經(jīng)過去了之后開啟多個無線充電器中的每個無線充電器。

本公開的另一方面提供了一種促使避免與無線充電器通信的可充電裝置的交叉連接的方法。方法包括確定無線充電器的充電區(qū)域。方法進一步包括，對于嘗試連接至無線充電器的每個可充電裝置，比較可充電裝置的區(qū)域與充電區(qū)域的自由量。方法進一步包括至少部分地響應(yīng)于比較而接受或拒絕在可充電裝置和無線充電器之間的連接。方法進一步包括，響應(yīng)于接受在可充電裝置和無線充電器之間的連接或者響應(yīng)于在可充電裝置和無線充電器之間連接的終止，修改自由接受可充電裝置的充電區(qū)域的量。

本公開的另一方面提供了一種促使避免與無線充電器通信的可充電裝置的交叉連接的方法。方法包括限定用于無線充電器的接受時間窗口，接受時間窗口在位于無線充電器的充電區(qū)域內(nèi)的可充電裝置檢測到來自無線充電器的功率之后出現(xiàn)，接受時間窗口具有在功率施加至無線充電之后在第一預(yù)定時間量處的第一端點，以及在功率施加至無線充電器之后在第二預(yù)定時間量處的第二端點。方法進一步包括從可充電裝置接收對于使能數(shù)據(jù)連接的請求。方法進一步包括確定在接受時間窗口內(nèi)是否出現(xiàn)請求。方法進一步包括響應(yīng)于在接受時間窗口內(nèi)是否出現(xiàn)請求而接受或拒絕數(shù)據(jù)連接。

本公開的另一方面提供了一種促使避免與無線裝置通信的可充電裝置的交叉連接的方法。方法包括限定用于無線充電器的接受時間窗口，接受時間窗口在位于無線充電器的充電區(qū)域內(nèi)的可充電裝置檢測到來自無線充電器的功率之后出現(xiàn)，接受時間窗口具有在向無線充電器施加了功率之后在第一預(yù)定時間量處的第一端點，以及在向無線充電器施加了功率之后在第二預(yù)定時間量處的第二端點。方法進一步包括從可充電裝置接受對于使能數(shù)據(jù)連接的請求。方法進一步包括檢測可充電裝置是否在無線充電器的充電區(qū)域內(nèi)的指示，并且將指示與一定的水平比較。方法進一步包括如果檢測到的指示非決定性地關(guān)于可充電裝置是否在無線充電器的充電區(qū)域內(nèi)，以預(yù)定的時間量延遲接受時間窗口。方法進一步包括確定請求是否出現(xiàn)在接受時間窗口內(nèi)。方法進一步包括響應(yīng)于請求是否出現(xiàn)在接受時間窗口內(nèi)而接受或決絕數(shù)據(jù)連接。

本公開的另一方面提供了一種促使避免與無線充電器通信的可充電裝置的交叉連接的方法。方法包括從可充電裝置接收對于使能數(shù)據(jù)連接的請求。方法進一步包括確定在已經(jīng)從可充電裝置接收了請求之前，之前是否已經(jīng)接收了任何請求。方法進一步包括：如果在已經(jīng)從可充電裝置接收了請求之前，之前尚未接收請求，則接受數(shù)據(jù)連接。

本公開的另一方面提供了一種促使避免與無線充電器通信的可充電裝置的交叉連接的方法。方法包括從無線充電器發(fā)送請求以使能與可充電裝置的數(shù)據(jù)連接。方法進一步包括使用可充電裝置以確定可充電裝置至無線充電器的之前連接是否導(dǎo)致交叉連接。方法進一步包括如果之前的連接導(dǎo)致交叉連接而防止請求的發(fā)起(例如中止或不發(fā)起)。

本公開的另一方面提供了一種促使避免與無線充電器通信的可充電裝置的交叉連接的方法。方法包括從一個或多個可充電裝置接收對于使能數(shù)據(jù)連接的一個或多個請求。方法進一步包括確定哪個請求具有一個或多個請求的最強的數(shù)據(jù)信號。方法進一步包括接受對應(yīng)于一個或多個請求的最強數(shù)據(jù)信號。

本公開的另一方面提供了一種用于對可充電裝置無線地充電的無線充電器。無線充電器包括耦合至無線功率天線并被配置用于在至少一個充電區(qū)域中產(chǎn)生無線充電場的無線功率發(fā)射器。無線充電器進一步包括耦合至通信天線并被配置用于經(jīng)由建立在收發(fā)器和可充電裝置之間的通信信道而與可充電裝置無線地通信的收發(fā)器。收發(fā)器被配置用于從可充電裝置接受對于無線功率發(fā)射器的發(fā)射功率水平的所請求改變的一個或多個請求。無線充電器進一步包括控制器，控制器被配置用于基于無線功率發(fā)射器的所發(fā)射功率水平而接收指示無線功率發(fā)射器的至少一個飽和條件的信息?？刂破鬟M一步被配置用于至少部分地基于指示至少一個飽和條件的信息以及來自可充電裝置的對于無線功率發(fā)射器的發(fā)射器功率水平所請求改變的一個或多個請求而引起在收發(fā)器與可充電裝置之間通信信道的斷開連接。

本公開的另一方面進一步包括提供一種促使避免與無線充電器通信的可充電裝置的交叉連接的方法。方法包括基于無線功率發(fā)射器的所發(fā)射功率水平而接收指示無線充電器的無線功率發(fā)射器的至少一個飽和條件的信息。方法進一步包括至少部分地基于指示至少一個飽和條件的信息以及由可充電裝置對于無線功率發(fā)射器的所發(fā)射功率水平的所請求改變的一個或多個請求而引起在無線充電器和可充電裝置之間通信信道的斷開連接。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的示例性無線功率傳輸系統(tǒng)的功能框圖。

圖2是根據(jù)本發(fā)明各個示例性實施例的可以用于圖1的無線功率傳輸系統(tǒng)中的示例性部件的功能框圖。

圖3是根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的包括發(fā)射或接收天線的圖2的發(fā)射電路或接收電路的一部分的示意圖。

圖4是根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的可以用于圖1的無線功率傳輸系統(tǒng)中的收發(fā)器的功能框圖。

圖5是根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的可以用于圖1的無線功率傳輸系統(tǒng)中的接收器的功能框圖。

圖6是可以用于圖4的發(fā)射器電路中的發(fā)射電路的一部分的示意圖。

圖7a是根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的存在多個收發(fā)器時接收器的功能框圖。

圖7b示意性地示出了存在兩個收發(fā)器時在四個接收器之中的交叉連接的示例。

圖7c是可以包括圖4的發(fā)射器電路和圖3的接收器電路的無線充電系統(tǒng)的框圖。

圖8是在無線充電器和可充電裝置、諸如圖7a的無線充電器和可充電裝置之間通信以在無線充電器和可充電裝置之間建立連接的時序和信號流程圖。

圖9是根據(jù)在此所述某些實施例的促使了避免與無線充電器通信的可充電裝置的交叉連接的示例性第一解析方法的流程圖。

圖10是根據(jù)在此所述某些實施例的促使了避免與無線充電器通信的可充電裝置的交叉連接的第二解析方法的示例的流程圖。

圖11是根據(jù)在此所述的某些實施例的促使了避免與無線充電器通信的可充電裝置的交叉連接的第三解析方法的示例的流程圖。

圖12是根據(jù)在此所述的某些實施例的促使了避免與無線充電器通信的可充電裝置的交叉連接的第四解析方法的示例的流程圖。

圖13是根據(jù)在此所述的某些實施例的促使了避免與無線充電器通信的可充電裝置的交叉連接的第五解析方法的示例的流程圖。

圖14是根據(jù)在此所述的某些實施例的促使了避免與無線充電器通信的可充電裝置的交叉連接的第六解析方法的示例的流程圖。

圖15是根據(jù)在此所述的某些實施例的促使了避免與無線充電器通信的可充電裝置的交叉連接的第七解析方法的示例的流程圖。

附圖中所示的各個特征可以不按照比例繪制。因此，各個特征的尺寸可以為了清楚而任意地增大或減小。此外，一些附圖可以不描繪給定系統(tǒng)、方法或裝置的所有成分。最終，遍及說明書和附圖，相同的參考數(shù)字可以用以指示相同的特征。

具體實施方式

在一些無線功率系統(tǒng)中，并且如以下所述，發(fā)射器和接收器以除了用于傳輸功率的頻率之外的頻率通信。在一些實施例中，希望獨立于用于傳輸功率的無線能量場而建立所謂的帶外通信信道。帶外通信信道對于減小帶內(nèi)發(fā)射器和接收器電路的復(fù)雜性是有用的。因為帶內(nèi)功率傳輸和帶外通信信道具有不同的特性，接收器可以在用于從發(fā)射器無線供電的范圍之外但是在用于帶外通信的范圍內(nèi)。結(jié)果，當(dāng)在給定空間內(nèi)存在多個發(fā)射器時，可以導(dǎo)致交叉連接，其中功率發(fā)射器發(fā)送功率至功率接收器，但是將其控制信號連接至另一功率接收器，或者功率接收器由功率發(fā)射器供電但是具有連接至另一功率發(fā)射器的控制信號。該情況可以導(dǎo)致不穩(wěn)定的操作，效率損失，以及不良的用戶體驗。因此，希望避免該交叉連接或者檢測并補救該交叉連接，以及在各個裝置之間發(fā)起合適的通信。

以下結(jié)合附圖闡述的詳細說明書意在作為本發(fā)明示例性實施例的描述說明并且并非意在僅展示其中可以實施本發(fā)明的實施例。遍及該說明書所使用的術(shù)語“示例性”意味著“用作示例、實例或說明”，并且并非必須構(gòu)造為在其他示例性實施例之上的優(yōu)選或有利的實施例。詳細說明書為了提供對本發(fā)明示例性實施例的完整理解的目的而包括具體細節(jié)。在一些情形中，以框圖形式示出了一些裝置。

無線地傳輸功率可以涉及將與電場、磁場、電磁場或其他相關(guān)聯(lián)的任何能量形式從發(fā)射器傳輸至接收器而并未使用物理電導(dǎo)體(例如功率可以通過自由空間而傳輸)。輸出至無線場(例如磁場)中的功率可以由“接收天線”接收、捕捉或耦合以實現(xiàn)功率傳輸。

圖1是根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的示例性無線功率傳輸系統(tǒng)100的功能框圖。輸入功率102可以從電源(未示出)提供至天線104以用于產(chǎn)生用于提供能量傳輸?shù)膱?05。接收器108可以耦合至場105并且產(chǎn)生輸出功率110以用于由耦合至輸出功率110的裝置(未示出)存儲或者消耗。發(fā)射器104和接收器108均以距離112而分離。在一個示例性實施例中，根據(jù)相互諧振的關(guān)系而配置發(fā)射器104和接收器108。當(dāng)接收器108的諧振頻率和發(fā)射器104的諧振頻率基本上相同或非常接近時，減小了在104和接收器108之間的傳輸損耗。就此而言，與可以要求大線圈非?？拷?例如毫米)的單純感應(yīng)方案相反，可以在更大距離之上提供無線功率傳輸。諧振感應(yīng)耦合技術(shù)可以因此允許提高效率并且在各種距離之上并且采用各種感應(yīng)線圈配置而功率傳輸。

當(dāng)接收器108位于由發(fā)射器104所產(chǎn)生的能量場105中時，接收器108可以接收功率。場105對應(yīng)于其中可以由接收器108捕捉由發(fā)射器104所輸出能量的區(qū)域。發(fā)射器104可以包括用于輸出能量傳輸?shù)陌l(fā)射天線114。接收器108進一步包括用于從能量傳輸接收或捕捉能量的接收天線118。在一些情形中，場105可以對應(yīng)于發(fā)射器104的“近場”。近場可以對應(yīng)于其中存在由發(fā)射天線114中電流和電荷導(dǎo)致的最小地從發(fā)射天線114輻射能量的強反應(yīng)場的區(qū)域。在一些情形中近場可以對應(yīng)于在發(fā)射天線114的約一個波長(或其一小部分)內(nèi)的區(qū)域?？梢酝ㄟ^將發(fā)射天線114的場105中能量的大部分耦合至接收天線118而不是將電磁波中大部分能量傳播至遠場從而發(fā)生高效的能量傳輸。發(fā)射和接收天線114和118根據(jù)應(yīng)用以及與其相關(guān)聯(lián)的裝置而設(shè)計大小。當(dāng)位于場105內(nèi)時，可以在發(fā)射天線114和接收天線118之間發(fā)展出“耦合模式”。

在一個實施例中，發(fā)射器104可以被配置用于輸出隨時間變化的磁場，具有對應(yīng)于發(fā)射天線114的諧振頻率的頻率。當(dāng)接收器在場105內(nèi)時，隨時間變化的磁場可以在接收天線118中感應(yīng)產(chǎn)生電流。如上所述，如果接收天線118被配置用于以發(fā)射天線118的頻率諧振，則可以高效地傳輸能量。在接收天線118中感應(yīng)產(chǎn)生的ac信號可以如上所述整流以產(chǎn)生可以提供用于對負載充電或供電的dc信號。

圖2是根據(jù)本發(fā)明各個示例性實施例的可以用于圖1的無線功率傳輸系統(tǒng)100的示例性部件的功能框圖。在無線功率傳輸系統(tǒng)200中，發(fā)射器204可以包括發(fā)射電路裝置206，其可以包括振蕩器222、驅(qū)動器電路224、以及濾波器和匹配電路226。振蕩器222可以被配置用于產(chǎn)生所需頻率的信號，諸如468.75khz、6.78mhz或13.56mhz，其可以響應(yīng)于頻率控制信號223而被調(diào)整。振蕩器信號可以提供至驅(qū)動器電路224，其被配置用于以例如發(fā)射天線214的諧振頻率驅(qū)動發(fā)射電路214。驅(qū)動器電路224可以是被配置用于從振蕩器222接收方波并輸出正弦波的開關(guān)放大器。例如，驅(qū)動器電路224可以是e類放大器。也可以包括濾波器和匹配電路226以濾除諧波或其他不希望的頻率，并且將發(fā)射器204的阻抗與發(fā)射天線214匹配。作為驅(qū)動發(fā)射天線214的結(jié)果，發(fā)射器204可以在足以對電子裝置充電或供電的水平下無線地輸出功率。作為一個示例，所提供的功率可以例如在300毫瓦至10－20瓦特的量級以對具有不同功率需求的不同裝置供電或充電。也可以提供更高或更低的功率水平。

接收器208可以包括接收電路裝置210，其可以包括匹配電路232以及整流器和開關(guān)電路234以從ac功率輸入產(chǎn)生dc功率輸出以對如圖2中所示電池236充電或者對耦合至接收器108的裝置(未示出)供電?？梢园ㄆヅ潆娐?32以將接收電路裝置210的阻抗與接收天線218匹配。接收器208和發(fā)射器204可以額外地在分立通信信道219上通信(例如藍牙、zigbee、蜂窩等)。接收器208和發(fā)射器204可以經(jīng)由使用無線場205的特性而帶內(nèi)發(fā)送信號從而交替地通信。

如以下更全面所述，接收器208可以初始地具有選擇性可禁用的相關(guān)聯(lián)負載(例如電池236)，接收器208可以被配置以確定由發(fā)射器204所發(fā)射并且由接收器208所接收的功率的量是否適用于對電池236充電。進一步地，接收器208可以被配置為一旦確定了功率的量是合適的則使能負載(例如電池236)。在一些實施例中，接收器208可以被配置為直接地利用從無線功率傳輸場所接收的功率而并不對電池236充電。例如，通信裝置諸如近場通信(nfc)或射頻識別裝置(rfid)可以被配置用于從無線功率傳輸場接收功率，并且通過與無線功率傳輸場相互作用而通信和/或利用所接收的功率以與發(fā)射器204或其他裝置通信。

圖3是根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的包括發(fā)射或接收天線352的圖2的發(fā)射電路裝置206或接收電路裝置210的一部分的示意圖。如圖3中所示，用于包括如以下所述那些的示例性實施例中的發(fā)射或接收電路裝置350可以包括天線352。天線352也可以稱作或被配置作為“磁”天線或感應(yīng)線圈。術(shù)語“天線“通常涉及可以無線地輸出或接收能量以用于耦合至另一“天線”的部件。天線也可以涉及配置用于無線地輸出或接收功率的類型的線圈。如在此所使用的，天線352是被配置用于無線地輸出和/或接收功率類型的“功率傳輸部件”。天線352可以被配置用于包括空氣核芯或物理核芯，諸如鐵氧體核芯(未示出)。

發(fā)射或接收電路裝置350可以被配置作為用于如上所述諧振感應(yīng)功率傳輸?shù)闹C振電路/結(jié)構(gòu)。發(fā)射或接收電路裝置350的諧振頻率是基于電感和電容。電感可以簡單的是由天線352所產(chǎn)生的電感，而電容可以被添加(例如在一些情形中額外的電容器)以在所需諧振頻率處產(chǎn)生諧振結(jié)構(gòu)。作為非限定性示例，電容器354和電容器356可以添加至發(fā)射或接收電路裝置350以產(chǎn)生在諧振頻率(例如由任何驅(qū)動電路所輸出的操作頻率，其示例是圖2的驅(qū)動器電路224)處諧振的諧振電路。因此，對于較大直徑的天線而言，當(dāng)回路的直徑或電感增大時，維持諧振所需的電容的大小可減小。此外，當(dāng)天線的直徑增大時，近場的高效能量傳輸區(qū)域可以增大。使用其他部件形成的其他諧振電路也是可能的。串聯(lián)或并聯(lián)(分流)諧振電路可以用于在此所述的實施例。作為非限定性示例，電容器可以并聯(lián)布置在天線352的兩個端子之間。對于發(fā)射天線而言，其頻率基本上對應(yīng)于天線352的諧振頻率的信號358可以是至天線352的輸入。對于接收天線而言，其頻率基本上對應(yīng)于天線352的諧振頻率的信號358可以是來自天線352的輸出。

圖4是根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的可以用于圖1的無線功率傳輸系統(tǒng)的發(fā)射器404的功能框圖。發(fā)射器404可以包括發(fā)射電路裝置406和發(fā)射天線414。發(fā)射天線414可以是如圖3中所示的天線352。發(fā)射電路裝置406可以通過提供導(dǎo)致在發(fā)射天線414周圍產(chǎn)生能量(例如磁通量)的振蕩信號而向發(fā)射天線414提供功率。發(fā)射器404可以在任何合適的頻率處操作。借由示例的方式，發(fā)射器404可以在6.78mhzism頻帶處操作。

發(fā)射電路裝置406可以包括用于將發(fā)射電路裝置406的阻抗(例如50歐姆)與發(fā)射天線414匹配的固定阻抗匹配電路409，以及被配置用于將諧波發(fā)射減小至防止耦合至接收器108(圖1)的裝置自干擾的水平的低通濾波器(lpf)408。其他示例性的實施例可以包括不同的濾波器拓撲結(jié)構(gòu)，包括但不限于陷波濾波器，其衰減特定頻率而傳遞其他頻率并且可以包括自適應(yīng)阻抗匹配，其可以基于可測量的發(fā)射規(guī)格而改變，諸如去往天線414的輸出功率或者由驅(qū)動器電路424所吸取的dc電流。發(fā)射電路裝置406進一步包括被配置用于驅(qū)動如由振蕩器423所確定的rf信號的驅(qū)動器電路424(例如功率放大器)。發(fā)射電路裝置406可以由分立器件或電路構(gòu)成，或者備選地，可以由集成組件構(gòu)成。示例性的來自發(fā)射天線414的rf功率輸出可以在2.5瓦特或更高的量級(例如從10－60瓦特或甚至從11－10千瓦)。

發(fā)射電路裝置406可以進一步包括控制器415，用于選擇性地使能振蕩器423，用于調(diào)節(jié)振蕩器423的頻率或相位，以及用于調(diào)節(jié)輸出功率水平，以用于實施用于通過它們所附接的接收器而與相鄰裝置相互作用的通信協(xié)議。控制器415可以操作性地耦合至存儲器470。注意，控制器415也可以在此稱作處理器。振蕩器相位以及傳輸路徑中相關(guān)電路的調(diào)整可以允許減小帶外輻射，尤其是當(dāng)從一個頻率過渡至另一個時。

發(fā)射電路裝置406可以進一步包括負載感測電路416，其用于檢測在由發(fā)射天線414所產(chǎn)生的近場附近的有源接收器的存在或缺失。借由示例的方式，負載感測電路416監(jiān)視流至驅(qū)動器電路424的電流，其可以受到在由發(fā)射天線414所產(chǎn)生的場附近有源接收器的存在或缺失的影響，如以下進一步所述。由控制器415監(jiān)視驅(qū)動器電路424上負載改變的檢測以用于確定是否使能振蕩器423以用于發(fā)射能量至有源接收器并且與其通信。如以下更完全所述，在驅(qū)動器電路424出測得的電流可以用于確定無效的裝置是否位于發(fā)射器404的無線功率傳輸區(qū)域內(nèi)。

發(fā)射天線414可以采用絞合線(litzwire)實施或者作為天線條帶，具有選擇用以保持電阻損耗低的厚度、寬度和金屬類型。在一個實施方式中，發(fā)射天線414可以通常被配置用于與更大的結(jié)構(gòu)結(jié)合，諸如桌子、席墊、燈具或其他不太便攜的配置。因此，發(fā)射天線414通常不必“轉(zhuǎn)圈”以便于具有實際尺寸。發(fā)射天線414的示例性實施方式可以是“電氣小型的”(也即波長的小部分)并且通過使用電容器以限定諧振頻率而調(diào)諧以在更低的可用頻率諧振。

發(fā)射器404可以收集并追蹤關(guān)于可以與發(fā)射器404相關(guān)聯(lián)的接收器裝置的行蹤和狀態(tài)的信息。因此，發(fā)射電路裝置406可以包括連接至控制器415(也在此稱作處理器)的存在檢測器480、封閉檢測器460、或者其組合。控制器415可以響應(yīng)于來自存在檢測器480和封閉檢測器460的存在信號，而調(diào)節(jié)由驅(qū)動器電路424所輸送的功率的量。發(fā)射器404可以通過許多電源接收功率(諸如例如，ac-dc轉(zhuǎn)換器(未示出))以轉(zhuǎn)換存在于建筑物中的ac功率，dc-dc轉(zhuǎn)換器(未示出)以將dc電源轉(zhuǎn)換至適用于發(fā)射器404的電壓，或者直接來自dc電源(未示出)。

作為非限定性示例，存在檢測器480可以是用于感測將要被充電的、插入至發(fā)射器404的覆蓋區(qū)域中的裝置的初始存在的運動檢測器。在檢測之后，發(fā)射器404可以開啟，并且由裝置所接收的rf功率可以用于以預(yù)定的方式觸發(fā)在rx裝置上的開關(guān)，其接著導(dǎo)致發(fā)射器404的驅(qū)動點阻抗的改變。進一步地，存在檢測器480可以用于確保將要被充電的、與發(fā)射器404通信的裝置是已經(jīng)被放置進入發(fā)射器404的覆蓋區(qū)域中的一個。

作為另一非限定性示例，存在檢測器480可以是例如通過紅外檢測、運動檢測或其他合適的機制而能夠檢測人類的檢測器。在一些示例性實施例中，可以存在限制了發(fā)射天線414可以在特定頻率處所發(fā)射的功率的量的規(guī)則。在一些情形中，這些規(guī)則意味著保護人類免受電磁輻射。然而，可以存在這樣的環(huán)境，其中發(fā)射天線414放置在并未由人類所占據(jù)、或者罕見由人類所占據(jù)的區(qū)域中，諸如例如車庫、工廠基底、商店等等。如果這些環(huán)境沒有人類，可以允許將發(fā)射天線414的功率輸出增大至正常功率約束規(guī)則之上。換言之，控制器415可以響應(yīng)于人類存在而將發(fā)射天線414的功率輸出調(diào)節(jié)至規(guī)定的水平或更低，并且當(dāng)人類在從發(fā)射天線414的場的規(guī)定距離之外時將發(fā)射天線414的功率輸出調(diào)節(jié)至在規(guī)定水平之上的水平。

作為非限定性示例，封閉檢測器460(也可以在此稱作封閉隔艙(compartment)檢測器或封閉空間檢測器)可以是諸如感測開關(guān)之類的裝置，以用于確定殼體何時處于閉合或開啟狀態(tài)。當(dāng)發(fā)射器在處于封閉狀態(tài)的殼體中時，可以增大發(fā)射器的功率水平。

在示例性實施例中，可以使用如下方法，通過該方法發(fā)射器404并不保持不確定。在該情形中，可以編程發(fā)射器404以在用戶所確定的時間量之后關(guān)斷。該特征防止發(fā)射器404，特別是防止驅(qū)動器電路424在其周圍的無線裝置完全充電之后長期運行。該事件可以是由于電路故障無法檢測從轉(zhuǎn)發(fā)器或接收天線218所發(fā)送的信號所致，該信號指示裝置完全充電。為了防止如果另一裝置放置在其外周中而發(fā)射器404自動地關(guān)停，僅可以在其外周出檢測到缺乏運動的設(shè)置周期之后而激活發(fā)射器404自動關(guān)停特征。用戶可以能夠確定休止時間間隔，并且根據(jù)需要而改變。作為非限定性示例，時間間隔可以比在裝置初始完全放電的假設(shè)下完全充電特定類型無線裝置所需的時間間隔更長。

圖5是根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的可以用于圖1的無線功率傳輸系統(tǒng)的接收器508的功能框圖。接收器508包括接收電路裝置510，其可以包括接收天線518。接收器508進一步耦合至裝置550以用于向其提供所接收的功率。應(yīng)該注意，接收器508示出為在裝置550外部但是可以集成至裝置550中。能量可以無線地傳播至接收天線518，并且隨后通過接收電路裝置510的剩余部分耦合至裝置550。借由示例的方式，可充電裝置可以包括諸如移動電話、便攜式音樂播放器、膝上型計算機、平板計算機、計算機外圍裝置、通信裝置(例如藍牙裝置)、數(shù)字相機、助聽器(以及其他醫(yī)療裝置)等的裝置。

可以調(diào)諧接收天線518以在與發(fā)射天線414(圖4)的相同頻率處、或者在規(guī)定的頻率范圍內(nèi)諧振。接收天線518可以尺寸與發(fā)射天線414類似，或者可以基于相關(guān)聯(lián)裝置550的尺寸而不同地設(shè)定大小。借由示例的方式，裝置550可以是便攜式電子裝置，其具有小于發(fā)射器天線414的直徑或長度的直徑或長度尺寸。在該示例中，接收天線518可以實施作為多圈線圈以便于減小調(diào)諧電容器(未示出)的電容值并且增大接收天線的阻抗。借由示例的方式，接收天線518可以放置在裝置550的基本上圓周周圍以便于最大化天線直徑并且減小接收天線518的回圈(也即繞組)數(shù)目以及繞組間電容。

接收電路裝置510可以提供至接收天線518的阻抗匹配。接收電路裝置510包括用于將所接收的rf能源轉(zhuǎn)換為由裝置550所使用的充電功率的功率轉(zhuǎn)換電路裝置506。功率轉(zhuǎn)換電路裝置506包括rf至dc轉(zhuǎn)換器520，并且也包括dc至dc轉(zhuǎn)換器522。rf至dc轉(zhuǎn)換器520將在接收天線518處接收到的rf能量信號整流為具有由vrect所表示的輸出電壓的非交變功率。dc至dc轉(zhuǎn)換器522(或其他功率調(diào)節(jié)器)將已整流rf能量信號轉(zhuǎn)換為與裝置550兼容的、具有由vout和iout所表示的輸出電壓和輸出電流的能量勢(例如電壓)。設(shè)計了各種rf至dc轉(zhuǎn)換器，包括部分和全部整流器，調(diào)節(jié)器，電橋，倍頻器，以及線性和開關(guān)轉(zhuǎn)換器。

接收電路裝置510可以進一步包括用于將接收天線518連接至功率轉(zhuǎn)換電路裝置506或者備選地用于斷開連接功率轉(zhuǎn)換電路裝置506的開關(guān)電路裝置512(例如接收器匹配和開關(guān)電路)。從功率轉(zhuǎn)換電路裝置506斷開連接接收天線518不僅中止了裝置550的充電，而且也對如發(fā)生器404“所見”的“負載”充電(圖2)。

如上所述，發(fā)射器404包括負載感測電路416，其可以檢測在提供至發(fā)射器驅(qū)動器電路424的偏置電流中的波動。因此，發(fā)射器404具有用于確定接收器何時存在于發(fā)射器的近場中的機構(gòu)。

當(dāng)多個接收器508存在于發(fā)射器的近場中時，可以希望時間多路復(fù)用一個或多個接收器的加載和卸載，以使得其他接收器更高效地耦合至發(fā)射器404。也可以掩蔽接收器508，以便于消除耦合至其他附近接收器，或者減小在附近發(fā)射器上的負載。接收器的該“卸載”也在此已知為“掩蔽”。此外，在由接收器508所控制并且由發(fā)射器404所檢測的在卸載和加載之間的該切換可以提供從接收器508至發(fā)射器404的通信機制，如以下更完全所述。額外地，協(xié)議可以與開關(guān)切換相關(guān)聯(lián)，使得消息從接收器508發(fā)送至發(fā)射器404。借由示例的方式，開關(guān)速度可以在100μ秒的量級。

在示例性實施例中，在發(fā)射器404和接收器508之間的通信涉及裝置感測和充電控制機制，而不是傳統(tǒng)的雙向通信(也即使用耦合場的帶內(nèi)發(fā)送信號)。換言之，發(fā)射器404可以使用所發(fā)射信號的開/關(guān)鍵控以調(diào)節(jié)在近場中能量是否可應(yīng)用。接收器可以將能量的這些改變解釋為來自發(fā)射器404的消息。從接收器一側(cè)，接收器508可以使用接收天線518的調(diào)諧和去諧以調(diào)節(jié)從場接收多少功率。在一些情形中，調(diào)諧和去諧可以經(jīng)由開關(guān)電路裝置512而完成。發(fā)射器404可以檢測所使用的來自場的功率差異并且將這些改變解釋為來自接收器508的消息。注意，可以利用發(fā)射功率的調(diào)制以及負載行為的其他形式。

接收電路裝置510可以進一步包括信號傳輸檢測器和信標(biāo)電路514，用于識別可以對應(yīng)于從發(fā)射器信號傳輸至接收器的信息的能量波動。此外，信號傳輸和信標(biāo)電路514也可以用于檢測減少的rf信號能量(也即信標(biāo)信號)的傳輸并且用于將減少的rf信號能量整流為額定功率以用于喚醒接收電路裝置510內(nèi)的未供電或電力耗盡電路以便于配置接收電路裝置510用于無線充電。

接收電路裝置510進一步包括處理器516以用于協(xié)調(diào)在此所述的接收器508的進程，包括在此所述的開關(guān)電路裝置512的控制。一旦發(fā)生了其他事件，包括檢測到向裝置550提供充電功率的外部有線充電源(例如壁式/usb電源)，則接收器508的掩蔽可以發(fā)生。處理器516除了控制接收器的掩蔽之外，也可以監(jiān)視信標(biāo)電路514以確定信標(biāo)狀態(tài)并且提取從發(fā)射器404所發(fā)送的消息。處理器516也可以調(diào)節(jié)dc至dc轉(zhuǎn)換器522用于改進性能。

圖6是可以用于圖4的發(fā)射電路裝置406中的發(fā)射電路600的一部分的示意圖。發(fā)射電路600可以包括如上圖4中所述的驅(qū)動器電路624。如上所述，驅(qū)動器電路624可以是開關(guān)放大器，其可以被配置用于接收方波并且輸出正弦波，以提供至發(fā)射電路650。在一些情形中驅(qū)動器電路624可以稱作放大器電路。驅(qū)動器電路624示出為e類放大器(例如包括晶體管604、電感器606、608以及電容器610)，然而，可以根據(jù)本發(fā)明的實施例使用任何合適的驅(qū)動器電路624。驅(qū)動器電路624可以由來自如圖4中所示的振蕩器423的輸入信號602所驅(qū)動。也可以為驅(qū)動器電路624提供驅(qū)動電壓vd，其被配置用于控制可以通過發(fā)射電路650輸送的最大功率。為了消除或減少諧波，發(fā)射電路600可以包括濾波器電路626。濾波器電路626可以是三極(電容器634、電感器632和電容器636)低通濾波器電路626。

由濾波器電路626所輸出的信號可以提供至包括天線614的發(fā)射電路650。發(fā)射電路650可以包括具有可以在由驅(qū)動器電路624所提供的已濾波信號的頻率處諧振的電容620和電感(例如可以是由于天線的電感或電容或者額外的電容器部件)的串聯(lián)諧振電路。發(fā)射電路650的負載可以由可變電阻器622表示。負載可以是定位用于從發(fā)射電路650接收功率的無線功率接收器508的函數(shù)。

當(dāng)多個發(fā)射器在接收器的帶外通信范圍內(nèi)時，重要的是建立與發(fā)射器的、最佳適用于傳輸無線功率至接收器的通信。發(fā)射器和接收器之間的帶外通信可以執(zhí)行在來自無線功率傳輸場的分立通信信道之上，如下所述。圖7a是示出了其中接收器208位于多個發(fā)射器204、204a、204b附近的情形的功能框圖。如所示，接收器208定位以便于從發(fā)射器204經(jīng)由場205接收無線功率。然而，接收器208能夠建立與發(fā)射器204、204a和204b的帶外通信信道219。因此，如果接收器208建立了與發(fā)射器204a或204b的信道219，關(guān)于功率傳輸?shù)娜魏魏罄m(xù)通信將是無關(guān)的。該情形可以在此稱作錯連接或交叉連接。

圖7b是在包括兩個功率發(fā)射器單元(ptu#1和ptu#2)和四個功率接收器單元(pru#1、pru#2、pru#3、pru#4)的系統(tǒng)中交叉連接的另一示例的框圖。例如，中程通信系統(tǒng)(例如藍牙低能量(ble))可以具有10－50米的范圍，潛在地導(dǎo)致其中功率接收器單元可以連接至錯誤的功率發(fā)射器單元的情況。如圖7b中所示，pru#1已經(jīng)正確地連接至ptu#1，以及pru#4已經(jīng)正確地連接至ptu#2。然而，pru#2已經(jīng)錯誤地連接(或交叉連接)至非共同定位的ptu#2，并且pru#3已經(jīng)錯誤地連接(或交叉連接)至非共同定位的ptu#1。如圖7b中所示，pru#2可以具有連至ptu#2的通信連接，而同時具有連至ptu#1的無線功率連接，并且pru#3可以具有連至ptu#1的通信連接而同時具有連至ptu#2的無線功率連接。

無線充電系統(tǒng)預(yù)期操作在各種示意性環(huán)境中，一些具有多個功率發(fā)射單元和多個功率接收單元，其中可以引起交叉連接的問題。例如，“單獨”環(huán)境可以包括單個功率發(fā)射單元和單個功率接收單元，因此可以不導(dǎo)致交叉連接。作為另一示例，“住宅”環(huán)境可以包括相互間隔開(例如10米)并且相互同時操作的多個(例如兩個)功率發(fā)射單元。作為另一示例，“咖啡店”環(huán)境可以包括相互間隔開(例如2米)的多個(例如10個)功率發(fā)射單元。因此，可以存在由附近的大多數(shù)功率接收器單元“可見”或可檢測的多個功率發(fā)射單元，并且可以在任何給定時刻激活這些功率發(fā)射單元的多個(例如5個)。作為另一示例，“體育場”環(huán)境可以包括相互(例如每平方米)間隔開(例如一米)的多個(例如多于1000個)功率發(fā)射單元。因此，可以在距離范圍(例如10米)內(nèi)存在由功率接收器單元“可見”或可檢測的許多(例如300個)功率發(fā)射單元。

例如通過錯誤地拒絕共同定位的功率接收單元(錯誤拒絕)或通過錯誤地允許交叉連接的功率接收單元以保持連接(錯誤接受)，嘗試防止錯誤連接或交叉連接可以失敗。對于錯誤拒絕而言，錯誤地拒絕了在正確無線充電器上的可充電裝置，并且可以由過量的z分隔或由系統(tǒng)不穩(wěn)定性所引起。這些錯誤拒絕的潛在結(jié)果包括但不限于，長期拒絕(例如分鐘)直至重新接受裝置，以及由于發(fā)射器發(fā)射太多功率而并未看到所接收功率的對應(yīng)增大的表觀測量而導(dǎo)致的系統(tǒng)跳出(systemtrip)。對于錯誤接受而言，由無線充電器自己錯誤地接受了在另一無線充電器上的可充電裝置。該故障可以由良好匹配的交叉無線充電器或者由同步定時而引起(例如與此同時功率恢復(fù)至多個無線充電器)。

帶外通信(例如廣告)可以通過使用具有實施方式的范圍的任何無線通信協(xié)議而實施(例如私有通信協(xié)議，由標(biāo)準(zhǔn)組織類似ieee等建立的通信協(xié)議，irda，無線usb，z-wave，zigbee，藍牙低能(ble)，和/或其他的)。在該范圍內(nèi)具有多個功率發(fā)射單元可以對交叉連接的問題做出貢獻。

圖7c是能夠帶外通信的無線功率系統(tǒng)700的框圖，可以包括圖4的發(fā)射電路裝置406以及圖5的接受電路510。無線功率系統(tǒng)700可以包括無線充電器702(例如功率發(fā)射器單元)和可充電裝置704(例如功率接收器單元)。

無線充電器702可以包括無線功率天線714，以及耦合至無線功率天線714并且被配置用于在至少一個充電區(qū)域(例如一個、兩個、三個或更多充電區(qū)域)中產(chǎn)生無線充電場(例如磁場)的無線功率發(fā)射器710。無線充電場可以包括多個功率信號。無線充電器702可以進一步包括通信天線724，以及耦合至通信天線724并且被配置用于經(jīng)由通信天線724與可充電裝置通信的收發(fā)器720(例如帶外通信收發(fā)器)。無線充電器702可以進一步包括控制器730，其被配置用于促使避免可充電裝置704與無線充電器702以及至少一個其他無線充電器的交叉連接(例如以防止交叉連接，減小交叉連接的概率，終止交叉連接)。在該交叉連接中，可充電裝置704將從無線充電器702或者至少一個其他無線充電器(未示出)接受功率，而同時可充電裝置704與另一個無線充電器702或者至少一個其他無線充電器(未示出)通信。

在一個實施例中，發(fā)射天線714可以類似于圖4的發(fā)射天線414，以及無線充電器702的無線功率發(fā)射器710可以類似于和/或包括與圖4的發(fā)射電路裝置406相同的功能。在一個實施例中，無線功率發(fā)射器710可以被配置用于無線地發(fā)射功率，以通過在至少一個充電區(qū)域中產(chǎn)生無線充電場而對可充電裝置704充電(例如去往可充電裝置704的無線功率接收器715)。

可充電裝置704可以包括被配置用于從無線充電器(例如無線充電器702)接受功率的無線功率天線718以及耦合至無線功率天線718的無線功率接收器715?？沙潆娧b置704可以進一步包括通信天線728以及耦合至通信天線728并且被配置用于經(jīng)由通信天線728與無線充電器(例如無線充電器702)通信的收發(fā)器725(例如帶外通信收發(fā)器)?？沙潆娧b置704可以進一步包括控制器735，被配置用于促使避免可充電裝置704與無線充電器702以及至少一個其他無線充電器的交叉連接(例如用以防止交叉連接，減小交叉連接的概率，終止交叉連接)。例如，如以下更詳細所述，可以配置控制器735用于產(chǎn)生被配置用于由無線充電器(例如無線充電器702)所接受的負載脈沖。

在一個實施例中，可充電裝置704可以類似于圖5的可充電裝置550，并且無線功率接收器715可以類似于或者包括與圖5的接受電路510相同功能。類似地，無線功率接收器715可以耦合至接收天線718。接收天線718可以類似于圖5的接收天線518。

如圖7c中所示，帶外通信收發(fā)器720可以耦合至天線724并且?guī)馔ㄐ攀瞻l(fā)器725可以耦合至天線728。在一個實施例中，帶外通信收發(fā)器720和725經(jīng)由天線724和728可以用于在無線充電702和可充電裝置704之間建立連接，從而可充電裝置704可以從無線充電器702無線地接收功率以便于對其電池或類似裝置充電。帶外通信(例如待充電裝置的布置的初始通知，廣告，或關(guān)于無線功率會話的管理的其他通信可以通過使用無線通信協(xié)議(例如私有通信協(xié)議，由標(biāo)準(zhǔn)組織類似ieee建立的通信協(xié)議，等)而實施。例如，可以使用irda、無線usb、z-wave、zigbee、藍牙低能(ble)和/或類似的。

為了更好地理解在此所公開的解決技術(shù)，有助的是理解用于建立帶外通信信道的示例性方法。圖8是在無線充電器與可充電裝置(諸如無線充電702(例如功率發(fā)射器單元))和可充電裝置704(例如功率接收器單元)之間通信以在無線充電器和可充電裝置之間建立連接的示例的時序和信號流程圖。無線充電器702可以發(fā)射功率脈沖802(例如信標(biāo)信號)，其中功率脈沖802可以用以向可充電裝置(例如可充電裝置704)提供功率，以對可充電裝置充電(或者至少提供足夠的功率水平以使得可充電裝置704可以對其帶外通信收發(fā)器725供電以用于將初始化消息發(fā)送至無線充電器702)。無線充電器702可以發(fā)射功率脈沖802以便于檢測可充電裝置704。如圖8中所示，發(fā)射功率脈沖802，但是在功率脈沖802范圍內(nèi)沒有可充電裝置704。無線充電器702可以在發(fā)射另一功率脈沖804之前等待一段時間。例如，無線充電器702可以在脈沖之間等待1秒。一旦發(fā)射了功率脈沖802和/或804，無線充電器702可以開始普通連接建立過程。如圖8中所示，功率脈沖804被發(fā)射并且在可充電裝置704的范圍內(nèi)。

一旦無線充電器702檢測到功率脈沖804上的負載，則無線充電702開始掃描來自裝置(例如可充電裝置704)的廣播。以此方式，無線充電器702可以通過一旦其檢測到功率脈沖上負載則僅掃描廣播而保存功率。在一個實施例中，功率脈沖804使得可充電裝置704產(chǎn)生廣播(例如可充電裝置704的處理器可以產(chǎn)生廣播)。作為示例，廣播806可以是在藍牙低能信道之上發(fā)射的消息?？沙潆娧b置704可以采用無線充電器702作為故意設(shè)計的收件方而發(fā)射廣播806。如果廣播806并未到達無線充電器702(如圖8中所示)，則可充電裝置704可以產(chǎn)生并發(fā)射另一廣播808。例如，可充電裝置704可以在發(fā)送另一廣播808之前等待20ms。如果并未在某一時間幀諸如10秒內(nèi)建立連接，可充電裝置704可用退出可連接模式并且停止可以已經(jīng)開始的任何充電。以此方式，可充電裝置704可以通過僅一旦其從無線充電器702接收了功率脈沖802和/或804而產(chǎn)生并發(fā)射廣播806和/或808從而保存功率。

注意，存在其中可以發(fā)生錯誤連接(例如交叉連接)的許多情形。例如在可充電裝置704旁邊的另一裝置、或者在無線充電器702附近的物體可以使得無線充電器702檢測負載并且開始掃描廣播。作為另一示例，一些充電器可以獨立于功率脈沖802和804的定時而連續(xù)地掃描廣播。作為又一示例，一些可充電裝置可以獨立于功率脈沖802和804而連續(xù)地廣播。作為另一示例，無線充電器可以在源自功率脈沖的充電器先占了通信的初始化之前對廣播做出響應(yīng)。因此，在這些和其他情形中，無線充電器702可以無意地與位于有效充電區(qū)域之外的可充電裝置建立通信，從而導(dǎo)致錯誤連接或交叉連接。

一旦無線充電器702接收了廣播808，則無線充電器可以向可充電裝置704發(fā)送連接請求812。如果可充電裝置704接受連接請求812，則在無線充電器702和可充電裝置704之間建立連接814。

注意，在圖8中所示的連接過程期間，無線充電器702可以繼續(xù)發(fā)射功率810，諸如經(jīng)由功率脈沖802和/或804，以便于對可充電裝置704充電。在一些方面中，可充電裝置704可以在充電器供電模式中，并且功率810將允許可充電裝置704保持激活以便于建立與無線充電器702的連接。一旦無線充電器702確定無法建立連接，則可充電裝置704現(xiàn)在處于自供電模式，和/或可充電裝置704另外地并不需要從無線充電器702發(fā)射的功率，則無線充電器702可以停止發(fā)射功率810。

如果在任何點出丟失連接，可充電裝置704可以嘗試與無線充電器702重新連接。備選地，可充電裝置704可以等待，直至其從無線充電器702接收另一功率脈沖802和/或804。

在此所公開的若干方法可以用于輔助在無線充電器702和可充電裝置704之間帶外信號傳輸?shù)恼_連接，和/或確定在無線充電器702和可充電裝置704之間是否已經(jīng)不正確地建立了帶外通信信道(例如錯誤連接或交叉連接)。這些方法在此稱作解析(resolution)方法。這些解析方法中的一些并不必須確保在最優(yōu)發(fā)射器和接收器之間已經(jīng)建立了帶外通信信道。替代地，一些方法傾向于推論性地支持或確定所建立通信信道的適當(dāng)性。因此，這些解析方法中的一個或多個可以在無線功率傳輸系統(tǒng)中單獨或組合使用以促使避免交叉連接(例如以防止交叉連接，減小交叉連接的概率，終止交叉連接)。進一步地，這些解析方法的輸出可以與對于特定方法的閾值比較和/或與在此所公開其他方法組合。這些方法的輸出可以加權(quán)并用在概率或模糊邏輯類型模型中以評估是否已經(jīng)存在錯誤連接以及是否應(yīng)該嘗試重新連接帶外通信。

可以由控制器(例如圖4的控制器415、圖5的處理器516、圖7的控制器730、735)執(zhí)行解析方法。在一個實施例中，解析方法可以由發(fā)射器側(cè)的控制器(例如無線充電器控制器730)采用在帶外通信信道之上發(fā)射的接收器側(cè)的測量值而評估。在另一實施例中，解析方法可以在發(fā)射器側(cè)或接收器側(cè)評估，其中所得的輸出經(jīng)由帶外通信信道而發(fā)射至發(fā)射器(或接收器)。進一步地，一旦識別了錯誤連接(例如交叉連接)但是在放棄帶外通信信道之前，本地控制器(例如控制器730或735)可以將錯誤連接通知遠程控制器(例如控制器730或735的另一個)。在某些實施例中，控制器(例如控制器730或735)可以提供額外時間以允許形成連接，以解決交叉連接，例如在可充電裝置704的布置至解決任何交叉連接之間添加至總時間。特別地，具有許多無線充電器和許多可充電裝置的擁擠的環(huán)境可以花費大量時間以解決任何交叉連接。

“丟失功率”進程可以使用功率測量值(例如ac或dc)與在可充電裝置704出所報告的功率比較以計算“丟失”的功率的量，其旨在當(dāng)太多功率未計數(shù)時關(guān)停對無線充電器702的供電，由此幫助防止放置在無線充電器上的金屬物體在操作期間發(fā)熱。為了精確地測量丟失的功率，希望精確計數(shù)接收功率的裝置的數(shù)目，但是當(dāng)發(fā)生交叉連接時該精確數(shù)目可能無法獲得。因此，交叉連接可以導(dǎo)致意外關(guān)停，如果采用了丟失功率算法，由此降低了用戶體驗。通過“停用(leaveoff)”被懷疑交叉連接至多個功率充電器的任何可充電裝置，減小了由于丟失功率所致的電源跳出的幾率以及可充電裝置704所吸取的功率量。然而，因為可充電裝置704將在這些情形下不再充電，因此用戶體驗可以受損。因此，在某些實施例中，在此所述的解析技術(shù)可以改進用戶體驗。

飽和測試

在某些實施例中，無線功率系統(tǒng)使用數(shù)據(jù)鏈路以控制由無線充電器702發(fā)射至可充電裝置704的功率。例如，如在此相對于圖8所述的帶外通信信道可以用于發(fā)起數(shù)據(jù)鏈路(例如連接814)。數(shù)據(jù)鏈路可以由可充電裝置704使用，以當(dāng)可充電裝置704的電壓(例如感測到的接收電路裝置510的輸出電壓)指示所傳輸功率量低于指示功率傳輸太低的預(yù)定水平時，請求來自無線充電器702的更多功率。此外，數(shù)據(jù)鏈路可以由可充電裝置704使用，以當(dāng)電壓(例如感測到的接收電路裝置510的輸出電壓)在指示功率傳輸太高的預(yù)定水平之上時請求來自無線充電器702的較少功率。在正常操作期間，數(shù)據(jù)鏈路的該使用可以用于優(yōu)化從無線充電器702去往一個或多個可充電裝置704的功率傳輸，因此所有可充電裝置704接收了功率傳輸?shù)目山邮芰俊?/p>

然而，在交叉連接期間，采用數(shù)據(jù)鏈路的無線功率系統(tǒng)的行為可以是無意義或荒謬的。例如，如果可充電裝置704被交叉連接(例如從一個無線充電器702接收功率但是與另一個無線充電器702通信)，則當(dāng)其請求發(fā)射功率改變時可充電裝置704將不會檢測到發(fā)射功率的改變，因為請求并未被通信發(fā)送至向可充電裝置704提供功率的無線充電器702，而是發(fā)送至另一無線充電器702。該交叉連接可以導(dǎo)致接收了請求的無線充電器702的功率水平的飽和。就此而言，根據(jù)一個實施例的一個方面，如果控制器(例如無線充電器702的控制器730，可充電裝置704的控制器735)確定對于功率改變的請求并未與功率的真實改變匹配，則控制器可以確定可以潛在地存在交叉連接。此外，例如，從交叉連接的可充電裝置704接收對更多功率的請求的無線充電器702可以最終在其最大功率下飽和，而可充電裝置704正檢測很少的可應(yīng)用功率(例如導(dǎo)致請求更多功率的可充電裝置704)。備選地，無線充電器702從交叉連接的可充電裝置704接收對于較少功率的請求將終止于在其最小功率下飽和，而可充電裝置704檢測可應(yīng)用的高功率量(例如導(dǎo)致請求較少功率的可充電裝置704)。

圖9是根據(jù)在此所述某些實施例的促使避免與無線充電器702通信的可充電裝置704的交叉連接的示例性第一解析方法900的流程圖。在操作框910中，檢測無線充電器702的所發(fā)射功率水平。在操作框920中，可以將檢測到的所發(fā)射功率水平與指示至少一個飽和條件的至少一個預(yù)定水平比較。例如，檢測到的所發(fā)射功率水平可以與指示最大功率飽和條件的第一預(yù)定水平比較。最大功率飽和條件可以對應(yīng)于其中所發(fā)射功率在第一功率水平處或之上的條件。第一功率水平可以對應(yīng)于最大可允許水平。最大可允許水平可以是基于用于操作無線充電器702的一個或多個特征或協(xié)議中的一些上限值(例如基于根據(jù)可充電裝置的調(diào)節(jié)性不同類型的限值，或者用于保護無線充電器702的某些元件)。在一些情形中檢測到的所發(fā)射功率水平可以與指示最小功率飽和條件的第二預(yù)定水平比較。最小功率飽和條件可以對應(yīng)于其中所發(fā)射功率在第二功率水平處或之下的條件。第二功率水平可以對應(yīng)于最小可允許水平。最小可允許水平可以是基于一個或多個特征或用于操作無線充電器702的協(xié)議的一些下限值。在操作框930中，無線充電器702可以至少部分地基于是否存在至少一個飽和條件而發(fā)起(例如促使)在無線充電器702和可充電裝置704之間通信鏈路的斷開連接，因此結(jié)束了交叉連接。例如，如果檢測到的所發(fā)射功率水平在第一預(yù)定水平處或之上，則無線充電器702可以發(fā)起(例如迫使)無線充電器702從可充電裝置704斷開連接，或者如果檢測到的所發(fā)射功率水平在第二預(yù)定水平處或之下可以發(fā)起(例如迫使)斷開連接。在某些實施例中，可以檢測來自可充電裝置704的對于功率調(diào)節(jié)(例如請求所發(fā)射功率的改變)的請求。例如，所請求對于發(fā)射功率的改變可以對應(yīng)于以下項中至少一項：當(dāng)至少一個飽和條件指示最大可允許發(fā)射器功率水平時對于增加的功率水平的請求；或者當(dāng)至少一個飽和條件指示最小可應(yīng)用發(fā)射器功率水平時對于降低的功率水平的請求。對于功率調(diào)節(jié)的請求可以與至少一個預(yù)定水平比較，并且可以基于該比較而發(fā)起無線充電器702從可充電裝置704的斷開連接(例如基于所請求的功率調(diào)節(jié)是否將布置在最大功率飽和條件之上或低于最小功率保持條件的所發(fā)射功率水平)。

在某些實施例中，由無線充電器702(例如由無線充電器702的控制器)執(zhí)行檢測所發(fā)射的功率水平、比較檢測到的所發(fā)射功率水平、以及發(fā)起斷開連接。在其他某些實施例中，由可充電裝置704(例如由可充電裝置704的控制器735)執(zhí)行檢測所發(fā)射功率水平、比較檢測到的所發(fā)射功率水平、以及發(fā)起斷開連接。在另外其他某些實施例中，由無線充電器702(例如由無線充電器702的控制器730)執(zhí)行檢測所發(fā)射功率水平、比較檢測到的所發(fā)射功率水平、和發(fā)起斷開連接中的至少一個，以及由可充電裝置704(例如由可充電裝置704的控制器)執(zhí)行檢測所發(fā)射功率水平、比較檢測到的所發(fā)射功率水平、和發(fā)起斷開連接中的至少另外一個。

在某些實施例中，為了避免在無意的功率瞬態(tài)改變期間斷開連接，無線充電器702并不發(fā)起斷開連接，直至飽和條件持續(xù)預(yù)定的時間量(例如一秒、兩秒或更多)。例如，可以配置無線功率系統(tǒng)700(例如無線充電器702的控制器；可充電裝置704的控制器)以檢測是否對于預(yù)定時間量而存在至少一個飽和條件，以及在檢測到至少一個飽和條件持續(xù)預(yù)定時間量之后發(fā)起斷開連接。

在某些實施例中，無線功率系統(tǒng)700(例如無線充電器702的控制器730；可充電裝置704的控制器735)被配置為在交叉連接條件和其中存在至少一個飽和條件的非交叉連接條件之間區(qū)分，并且被配置用于如果存在非交叉連接條件則不發(fā)起斷開連接。例如，無線功率系統(tǒng)700(例如無線充電器702的控制器730；可充電裝置704的控制器735)可以被配置為檢測其中無線充電器702和可充電裝置704由有限距離(例如由夾設(shè)在無線充電器702和可充電裝置704之間的紙墊)分隔的條件和/或其中由可充電裝置704所請求的功率超過無線充電器702可以提供的最大功率的條件。由于該分隔或過多功率請求所致，無線充電器702可以在最大功率下飽和，而可充電裝置704處于相對較低的功率，即使不存在交叉連接。可以檢測該情形，因為在來自可充電裝置704的增大功率的請求所致的無線充電器702增大功率時，可充電裝置704的電壓將仍然上升，盡管可充電裝置704的電壓可能不實現(xiàn)足夠的、所需的或理想的水平。

在某些實施例中，無線充電器702可以進一步做出關(guān)于以下內(nèi)容的決定：是否通過引起在預(yù)定時間段期間的從無線充電器702發(fā)射的功率的故意和預(yù)定幅度的改變而交叉連接可充電裝置704。針對預(yù)定時間段的故意和預(yù)定幅度的改變可以由無線充電器702或者由可充電裝置704(例如由無線充電器702的控制器730；由可充電裝置704的控制器735)請求，并且可以由無線充電器702(例如由無線充電器702的控制器)執(zhí)行。例如，如果可充電裝置704由于操作框920的以上飽和測試(或由于在此所述的其他測試)而被懷疑交叉連接，則無線充電器702可以故意地執(zhí)行所發(fā)射功率的瞬時改變，并且無線功率系統(tǒng)700(例如無線充電器702的控制器730；可充電裝置704的控制器735)可以將檢測到的所發(fā)射功率的檢測到改變與故意改變的幅度比較，以確定可充電裝置704是否檢測到所發(fā)射功率的該故意改變。如果可充電裝置704檢測到在所發(fā)射功率中的該故意改變，非常可能的是可充電裝置704與無線充電器702通信(例如可充電裝置704定位在無線充電器702上)并且可充電裝置704并不經(jīng)歷交叉連接。類似地，如果可充電裝置704并未檢測到所發(fā)射功率的故意改變(例如并未檢測到改變或者檢測到與改變相差至少預(yù)定量的改變)，非常可能的是可充電裝置704并未與無線充電器702通信(例如可充電裝置704并未位于無線充電器702上)并且可充電裝置704可以經(jīng)歷交叉連接。

在某些實施例中，無線功率系統(tǒng)700(例如無線充電器702的控制器730；可充電裝置704的控制器735)可以做出關(guān)于如何選擇(例如定制)所發(fā)射功率改變的預(yù)定幅度和時間段以避免不利地影響從無線充電器702傳輸功率至適當(dāng)?shù)剡B接至無線充電器702的可充電裝置704的決定。例如，如果無線充電器702在其充電區(qū)域內(nèi)具有三個可充電裝置704，并且這些可充電裝置704中的兩個適當(dāng)?shù)剡B接至無線充電702并且被充電，但是第三可充電裝置704被懷疑交叉連接，則無線充電器702可以選擇性地改變所發(fā)射的功率(例如增大所發(fā)射功率或者減小所發(fā)射功率)，從而并未不利地影響正確地操作的兩個可充電裝置704。在以上示例中，如果兩個可充電裝置704報告它們接收到導(dǎo)致剛剛足以充電的電壓的功率，則無線充電器702可以瞬時地增大所發(fā)射的功率(例如對于預(yù)定的時間段)。如果兩個可充電裝置704報告它們在它們的最大電壓限值附近，則無線充電器702可以瞬時地減小所發(fā)射的功率(例如對于預(yù)定的時間段)。如果兩個可充電裝置704報告它們分別在它們的最大和最小電壓限值附近，無線充電器702可以選擇不做出發(fā)射功率的瞬時改變，以便于避免中斷向兩個相連可充電裝置704的供電。在某些這種實施例中，無線充電器702可以依賴于如在此所述的其他測試。

隨機化發(fā)射器開啟

在某些情況下，在無線功率系統(tǒng)700的初始開啟期間，多個無線充電器702可以在相互相同時刻或接近相同時刻而開啟，其中多個可充電裝置704接近無線充電器702(例如每個可充電裝置704位于一個無線充電器702上)，準(zhǔn)備好被充電。例如，為多個無線充電器702提供電力的分支電路的初始通電可以引起該情況發(fā)生。如果在相同時刻或接近相同時刻開啟所有無線充電器702，則多個可充電裝置704將檢測在相同時刻或接近相同時刻所施加的功率，從而導(dǎo)致多個可充電裝置704潛在地全部嘗試在相同時刻或接近相同時刻連接至對應(yīng)的無線充電器702。在該情形期間，無線充電器702可以難以確定哪個可充電裝置704在其自己的充電區(qū)域內(nèi)。

圖10是根據(jù)在此所述的某些實施例的促使避免與無線充電器702通信的可充電裝置704的交叉連接的第二解析方法1000的示例的流程圖。在方法1000的操作框1010中，對于操作性地耦合至共同電源電路(例如共同分支電路)的多個無線充電器702的每個無線充電器702，在(i)功率經(jīng)由共同電源電路提供至無線充電器702和(ii)無線充電器702開啟(例如無線地傳輸功率至一個或多個可充電裝置704)之間的時間段被設(shè)置為用于無線充電器702的隨機值。該操作框1010可以稱作隨機化無線充電器702的開啟時間?？梢杂蔁o線充電器702的控制器730選擇隨機值，并且可以從預(yù)定值范圍(例如在零和一秒之間)選擇隨機值。盡管結(jié)合具有操作性地耦合至共同電源電路的多個無線充電器702的示例性配置而描述了圖10的示例性方法1000，但是在此所述的某些其他實施例用于并未以該方式約束的其他配置。在方法1000的操作框1020中，一旦功率被提供至共同電源電路，在其對應(yīng)的隨機時間段已經(jīng)過去了之后，開啟多個無線充電器702的每個無線充電器702。

通過如上所述隨機化無線充電器702的開啟時間，可充電裝置704將不會均嘗試在相同時刻或接近相同時刻將它們的數(shù)據(jù)鏈路連接至無線充電器702。例如，在某些實施例中，根據(jù)圖8，因為可充電裝置704在接收功率脈沖804之后發(fā)送連接請求廣播808，隨機開啟時間將引起可充電裝置704何時嘗試連接它們的數(shù)據(jù)鏈路的改變。隨機開啟定時增大了給定無線充電器702將在對于無線充電器702獨特的時刻加電的幾率，并且因此無線充電器702的充電區(qū)域內(nèi)一個或多個可充電裝置704將在獨特的時刻嘗試連接。通過僅檢測在其充電區(qū)域內(nèi)在無線充電器702施加功率之后嘗試連接的那些可充電裝置704，可以大大減小交叉連接的發(fā)生率。

可應(yīng)用充電區(qū)域與可充電裝置的大小對比

無線充電器702可以具有或限定充電區(qū)域，其中可以有效地傳輸功率至一個或多個可充電裝置704，并且每個可充電裝置704可以具有對應(yīng)的大小。充電區(qū)域可以具有預(yù)定的充電區(qū)域，并且每個可充電裝置704布置在無線充電器702的充電區(qū)域內(nèi)，自由接受額外可充電裝置704的充電區(qū)域的量減小，直至充電區(qū)域可以不再合理地容納額外可充電裝置704。因此，充電區(qū)域可以僅合理地同時容納有限數(shù)目的可充電裝置704。如果第一無線充電器702的自由接受額外可充電裝置704的充電區(qū)域的量小于額外可充電裝置704的區(qū)域(例如有限數(shù)目的可充電裝置704已經(jīng)連接至第一無線充電器702)，并且額外的可充電裝置704嘗試連接至第一無線充電器702，則該額外的可充電裝置704可以視作具有其實際上位于另一第二無線充電器702上的高概率，從而其去往第一無線充電器702的連接將導(dǎo)致交叉連接條件。

圖11是根據(jù)在此所述某些實施例的促使避免與無線充電器702通信的可充電裝置704的交叉連接的第三解析方法1100的示例的流程圖。在操作框1110中，確定無線充電器702的充電區(qū)域。例如，無線充電器702的控制器730可以訪問規(guī)定了無線充電器702的充電區(qū)域的存儲器(未示出)。在操作框1120中，對于嘗試連接至無線充電器702的每個可充電裝置704，可充電裝置704的區(qū)域可以與充電區(qū)域的自由量(例如自由接受可充電裝置704的充電區(qū)域的量)比較。例如，一旦從可充電裝置704接收到連接至無線充電器702的請求，則控制器730可以比較可充電裝置704的區(qū)域與自由接受可充電裝置704的充電區(qū)域的量。

在操作框1130中，可以至少部分地響應(yīng)于比較而接受或拒絕在可充電裝置704和無線充電器702之間的連接。例如，如果可充電裝置704的區(qū)域小于或等于自由接受可充電裝置704的充電區(qū)域的量，則控制器730可以允許可充電裝置704連接至無線充電器702。再例如，如果可充電裝置704的區(qū)域大于自由接受可充電裝置704的充電區(qū)域的量，則控制器730可以拒絕(例如拒絕允許)可充電裝置704連接至無線充電器702，或者完成其他操作或測試以確定是否存在交叉連接問題。在操作框1140中，響應(yīng)于接受在可充電裝置704和無線充電器702之間的連接或者響應(yīng)于在可充電裝置704和無線充電器702之間連接的終止，可以修改自由接受可充電裝置704的充電區(qū)域的量。例如，響應(yīng)于接受在可充電裝置704和無線充電器702之間的連接，控制器730可以通過從充電區(qū)域的自由量的之前值減去可充電裝置704的區(qū)域而重新計算自由接受可充電裝置704的充電區(qū)域量。再例如，響應(yīng)于終止在可充電裝置704和無線充電器702之間的連接，控制器730可以通過從充電區(qū)域的自由量的之前值添加可充電裝置704的區(qū)域而重新計算自由接受可充電裝置704的充電區(qū)域的量。如果存在對于裝置是否交叉連接的一些不確定性水平，如在此所詳述的，基于其他參數(shù)的測量，可以不添加充電區(qū)域。

數(shù)據(jù)連接的時間窗口

當(dāng)功率首先施加至無線充電器702時，檢測來自無線充電器702的功率的可充電裝置704可以使用一些時間量(例如50ms)以啟動并使能在可充電裝置704和無線充電器702之間的數(shù)據(jù)連接(例如，特別是在其中可充電裝置704的電池完全耗盡的情形中)。從電池供電的可充電裝置704也可以故意地從其首次檢測到來自無線充電器702的功率的時刻等待一些時間量至可充電裝置704使能其與無線充電器702的數(shù)據(jù)連接的時刻(例如50ms)。在兩種情形中，可充電裝置704可以被配置為在預(yù)定的最大時間段內(nèi)(例如70ms)使能其去往無線充電器702的數(shù)據(jù)連接。因此，在某些情形中，可以存在時間窗口(例如在50ms和70ms之間)，在此期間位于無線充電器702的充電區(qū)域內(nèi)(例如位于充電墊上)的可充電裝置704將在功率施加至無線充電器702之后使能在可充電裝置704和無線充電器702之間的數(shù)據(jù)連接。無線充電器702可以通過接受在時間窗口內(nèi)請求數(shù)據(jù)連接以及通過拒絕在該時間窗口外所請求的數(shù)據(jù)連接而利用該時間窗口作為接受時間窗口。在無線充電器702的接受時間窗口外請求數(shù)據(jù)連接的可充電裝置704可以假設(shè)檢測到來自不同無線充電器702的功率，并且可以拒絕該數(shù)據(jù)連接以避免交叉連接。

圖12是根據(jù)在此所述的某些實施例的促使避免與無線充電器702通信的可充電裝置704的交叉連接的第四解析方法1200的示例的流程圖。在操作框1210中，對于無線充電器702限定接受時間窗口。例如，無線充電器702的控制器730可以訪問規(guī)定了無線充電器702的接受時間窗口的存儲器(未示出)。在位于無線充電器702的充電區(qū)域內(nèi)的可充電裝置704檢測到來自無線充電器702的功率之后，接受時間窗口可以出現(xiàn)。接受時間窗口可以具有在功率施加至無線充電器702之后在第一預(yù)定時間量處的第一端點，以及在功率施加至無線充電器702之后在第二預(yù)定時間量處的第二端點。例如，第一預(yù)定時間量可以對應(yīng)于在檢測到來自無線充電器702的功率與使能在可充電裝置704和無線充電器702之間數(shù)據(jù)連接之間的最小預(yù)期延遲(例如50ms)。在某些實施例中，預(yù)期的延遲可以從當(dāng)無線充電器702如上參照圖8所述發(fā)射功率脈沖804時的時間點開始。在其他實施例中，預(yù)期的延遲可以從一些其他時間段開始，諸如例如當(dāng)無線充電器702檢測到如下進一步所述可充電裝置704可以已經(jīng)位于無線充電器702的充電區(qū)域內(nèi)的指示(例如阻抗或其他特性的改變)時。第二預(yù)定時間量可以對應(yīng)于在檢測來自無線充電器702的功率與使能在可充電裝置704和無線充電器702之間數(shù)據(jù)連接之間的最大預(yù)期延遲(例如70ms)。在操作框1220中，無線充電器702從可充電裝置704接受使能數(shù)據(jù)連接的請求。在操作框1230中，無線充電器702確定在接受時間窗口內(nèi)是否出現(xiàn)請求。例如，一旦從可充電裝置704接受的請求以連接至無線充電器702，則控制器730可以比較請求時間與接受時間窗口。在操作框1240中，可以響應(yīng)于請求是否出現(xiàn)接受時間窗口內(nèi)而接受或拒絕數(shù)據(jù)連接。例如，如果在接受時間窗口期間出現(xiàn)請求，可以接受數(shù)據(jù)連接，并且如果在接受時間窗口期間并未出現(xiàn)請求，可以拒絕數(shù)據(jù)連接。

關(guān)于與裝置檢測的數(shù)據(jù)連接的時間窗口

在某些實施例中，無線充電器702可以包括用于檢測可充電裝置704是否已經(jīng)定位在無線充電器702的充電區(qū)域內(nèi)的傳感器或其他裝置。例如，無線充電器702可以包括被配置用于檢測發(fā)射諧振器阻抗的改變的傳感器(例如，在某些實施例中可以配置圖4的負載感測電路416以檢測類似的改變)。無線充電器702可以檢測關(guān)于可充電裝置704已經(jīng)布置在充電區(qū)域中的可疑的指示。例如，檢測到的阻抗偏移可以小于預(yù)期從放置在充電區(qū)域中的可充電裝置704而出現(xiàn)的阻抗偏移。在某些實施例中，響應(yīng)于可疑的指示，無線充電器702可以進一步在時間上往后延遲接受時間窗口。例如，對于不可疑的指示(例如阻抗偏移大于或等于預(yù)定值)而言，接受時間窗口可以是50ms－70ms，但是對于可疑的指示(例如小于預(yù)定值的阻抗偏移)而言，接受時間窗口可以延遲(例如偏移)至950ms－970ms(例如其中無線充電器702接受對于建立從可充電裝置704的通信的請求的時間窗口)。通過在檢測了可充電裝置704在其充電區(qū)域中布置的可疑指示的另一無線充電器702之前，允許檢測了可充電裝置704在其充電區(qū)域中布置的不可疑指示的無線充電器702嘗試連接，某些這類實施例有利地減少交叉連接，由此改進了在較早接受時間窗口期間正確的無線充電器702將連接至可充電裝置704的概率。

圖13是根據(jù)在此所述某些實施例的促使避免了與無線充電器702通信的可充電裝置704的交叉連接的第五解析方法1300的示例的流程圖。在操作框1310中，對于無線充電器702限定接受時間窗口。在位于無線充電器702的充電區(qū)域內(nèi)的可充電裝置704檢測到來自無線充電器702的功率之后，接受時間窗口可以出現(xiàn)。接受時間窗口可以具有在施加功率至無線充電器702之后在第一預(yù)定時間量處的第一端點，以及在功率施加至無線充電器702的第二預(yù)定時間量處的第二端點。例如，第一預(yù)定時間量可以對應(yīng)于在檢測到來自無線充電器702的功率與使能在可充電裝置704和無線充電器702之間數(shù)據(jù)連接之間的最小預(yù)期延遲(例如50ms)，并且第二預(yù)定時間量可以對應(yīng)于在檢測到來自無線充電器702的功率與使能在可充電裝置704和無線充電器702之間的數(shù)據(jù)連接之間的最大預(yù)期延遲(例如70ms)。在操作框1320中，無線充電器702從可充電裝置704接收請求以使能數(shù)據(jù)連接。

在操作框1330中，無線充電器702檢測關(guān)于可充電裝置704是否在無線充電器702的充電區(qū)域內(nèi)的指示(例如發(fā)射諧振器阻抗的阻抗偏移)，并且將該指示與預(yù)定值比較(例如發(fā)射諧振器阻抗的最小阻抗偏移，其指示可充電裝置704在無線充電器702的充電區(qū)域內(nèi))。在操作框1340中，如果檢測到的指示關(guān)于可充電裝置704是否在無線充電器702的充電區(qū)域內(nèi)是非決定性的(例如檢測到的阻抗偏移小于預(yù)定的最小阻抗偏移，其是可充電裝置704在無線充電器702的充電區(qū)域內(nèi)的指示)，以預(yù)定時間量(例如900ms)延遲(例如偏移)接受時間窗口。在某些實施例中，可以在由無線充電器702接受到對使能數(shù)據(jù)連接的請求之前，可以發(fā)生檢測到關(guān)于可充電裝置704是否在充電區(qū)域內(nèi)的指示。

在操作框1350中，無線充電器702確定在接受時間窗口內(nèi)是否出現(xiàn)請求。在操作框1360中，可以響應(yīng)于在接受時間窗口內(nèi)是否出現(xiàn)請求而接受或拒絕數(shù)據(jù)連接。例如，如果在接受時間窗口期間出現(xiàn)請求，則可以接受數(shù)據(jù)連接，以及如果在接受時間窗口期間未出現(xiàn)請求，則可以拒絕數(shù)據(jù)連接。

后續(xù)可充電裝置的延遲或拒絕

在某些實施例中(例如其中僅存在一個可充電裝置704)，首次嘗試創(chuàng)建數(shù)據(jù)連接將是最有效的嘗試。例如，由在無線充電器702的充電區(qū)域內(nèi)(例如墊上)的可充電裝置704的首次嘗試將是使能與無線充電器702的數(shù)據(jù)連接的嘗試。在某些實施例中，無線充電器702可以接受至第一可充電裝置704的數(shù)據(jù)連接，嘗試使能與無線充電器702的數(shù)據(jù)連接。無線充電器702可以隨后接受來自其他可充電裝置704的數(shù)據(jù)連接(例如在預(yù)定的時間延遲之后)，或者可以拒絕來自其他可充電裝置704的數(shù)據(jù)連接。例如，對于被配置用于同時輸送功率至多個可充電裝置704的無線充電器702而言，無線充電器702可以在預(yù)定的時間延遲之后接受這些后續(xù)數(shù)據(jù)連接請求。再例如，對于被配置用于每次傳輸功率至單個可充電裝置704的無線充電器702而言，無線充電器702可以拒絕這些后續(xù)數(shù)據(jù)連接請求。某些這種實施例可以改進連接將是正確而非交叉連接情況的概率。

圖14是根據(jù)在此所述的某些實施例的促使避免與無線充電器702通信的可充電裝置704的交叉連接的第六解析方法1400的示例的流程圖。在操作框1410中，無線充電器702從可充電裝置704接收對于使能數(shù)據(jù)連接的請求。在操作框1420中，無線充電器702確定，在已經(jīng)從可充電裝置704接收到請求之前，之前是否已經(jīng)接收到任何請求(例如接收到的請求是否是由無線充電器702接收到的首次請求)。在操作框1430中，如果在已經(jīng)從可充電裝置704接收到請求之前尚未接收到請求(例如接收到的請求是由無線充電器702接收到的首次請求)，無線充電器702接受數(shù)據(jù)連接。如果無線充電器702被配置為以每次僅傳輸功率至單個可充電裝置704，則無線充電器702可以拒絕后續(xù)數(shù)據(jù)連接請求。

較弱的可充電裝置的延遲或拒絕

在某些實施例中，具有由無線充電器702檢測到的最強數(shù)據(jù)信號的可充電裝置704將是無線充電器702的充電區(qū)域內(nèi)(例如在墊上)的可充電裝置704。無線充電器702可以接受來自具有最強數(shù)據(jù)信號的可充電裝置704的數(shù)據(jù)連接，并且可以延遲接受或可以拒絕來自具有較弱數(shù)據(jù)信號的可充電裝置704的數(shù)據(jù)連接。來自可充電裝置704的數(shù)據(jù)信號的強度可以在檢測數(shù)據(jù)信號時首次測量(例如基于來自可充電裝置704的瞬時數(shù)據(jù)信號強度的測量值)，或者可以在檢測到數(shù)據(jù)信號之后短的預(yù)定時間段之后測量(例如基于來自可充電裝置704的平均數(shù)據(jù)信號強度的測量值)。使用平均數(shù)據(jù)信號強度可以傾向于消除人為干擾或外部干擾的效果。接受最強數(shù)據(jù)信號可以改進連接將是正確而非交叉連接情況的概率。

圖15是根據(jù)在此所述某些實施例的促使避免與無線充電器702通信的可充電裝置704的交叉連接的第七解析方法1500的示例的流程圖。在操作框1510中，無線充電器702接收一個或多個請求以使能來自一個或多個可充電裝置704的數(shù)據(jù)連接。在操作框1520中，無線充電器702確定哪個請求具有一個或多個請求中的最強數(shù)據(jù)信號。在操作框1530中，無線充電器702接受對應(yīng)于一個或多個請求的最強數(shù)據(jù)信號的數(shù)據(jù)連接。對于并不具有最強數(shù)據(jù)信號的請求，無線充電器702可以延遲接受或可以拒絕數(shù)據(jù)連接。

以上所述方法的各個操作可以由能夠執(zhí)行操作的任何合適裝置執(zhí)行，諸如各種硬件和/或軟件部件、電路和/或模塊。通常，可以由能夠執(zhí)行操作的對應(yīng)的功能裝置執(zhí)行圖中所示的任何操作。

可以使用任意各種不同工藝和技術(shù)表示信息和信號。例如，可以遍及以上說明書參考的數(shù)據(jù)、指令、命令、信息、信號、碼位、符號和芯片可以由電壓、電流、電磁波、磁場或磁子、光場或光子、或者其任意組合表示。

結(jié)合在此所公開的實施例所述的各種示意性邏輯組塊、模塊、電路和算法步驟可以實施作為電子硬件、計算機軟件、或兩者的組合。為了清楚示出硬件和軟件的該可互換性，以上已經(jīng)通常根據(jù)它們的功能而描述了各種示意性部件、組塊、模塊、電路和步驟。該功能是否實施作為硬件或軟件取決于特定應(yīng)用以及對整體系統(tǒng)提出的設(shè)計約束。所述功能可以對于每個特定應(yīng)用而以改變的方式實施，但是該實施方式?jīng)Q定不應(yīng)解釋為使得脫離本發(fā)明實施例的范圍。

結(jié)合在此所公開的實施例所述的各種示意性組塊、模塊和電路可以采用設(shè)計用于執(zhí)行在此所述功能的通用處理器、數(shù)字信號處理器(dsp)、專用集成電路(asic)、現(xiàn)場可編程門陣列(fpga)或其他可編程邏輯器件、分立門或晶體管邏輯、分立硬件部件或其任意組合而實施或執(zhí)行。通用處理器可以是微處理器，但是在備選例中，處理器可以是任何傳統(tǒng)的處理器、控制器、微控制器或狀態(tài)機。處理器也可以實施作為計算裝置的組合，例如dsp和微控制器的組合，多個微處理器，與dsp內(nèi)核結(jié)合的一個或多個微處理器，或者任何其他這種配置。

結(jié)合在此所公開實施例描述的方法或算法的步驟以及函數(shù)可以直接具體化在硬件中，在由處理器執(zhí)行的軟件模塊中，或者在兩者的組合中。如果實施在軟件中，函數(shù)可以作為一個或多個指令或代碼而存儲在有形的非瞬態(tài)計算機可讀介質(zhì)上或者在其之上發(fā)送。軟件模塊可以駐留在隨機訪問存儲器(ram)、快閃存儲器、只讀存儲器(rom)、電可編程rom(eprom)、電可擦除可編程rom(eeprom)、寄存器、硬盤、可移除盤、cdrom、或者本領(lǐng)域已知的任何其他形式的存儲介質(zhì)。存儲介質(zhì)耦合至處理器以使得處理器可以從存儲介質(zhì)讀取信息并向其寫入信息。在備選例中，存儲介質(zhì)可以與處理器整體成形。如在此所使用的盤和碟包括小型碟(cd)、激光碟、光碟、數(shù)字通用碟(dvd)、軟盤和藍光碟，其中盤通常磁性地復(fù)制數(shù)據(jù)，而碟采用激光光學(xué)地復(fù)制數(shù)據(jù)。以上的組合也應(yīng)該包括在計算機可讀介質(zhì)的范圍內(nèi)。處理器和存儲介質(zhì)可以駐留在asic中。asic可以駐留在用戶終端中。在備選例中，處理器和存儲介質(zhì)可以作為分立部件駐留在用戶終端中。

為了概述本公開的目的，已經(jīng)在此描述了某些方面、優(yōu)點和創(chuàng)新特征。應(yīng)該理解的是不必根據(jù)本發(fā)明任何特定實施例實現(xiàn)所有這些優(yōu)點。因此，可以以實現(xiàn)或優(yōu)化如在此所教導(dǎo)的一個優(yōu)點或優(yōu)點群組的方式而實施或執(zhí)行本發(fā)明，而不必實現(xiàn)如可以在此所教導(dǎo)或暗示的其他優(yōu)點。

上述實施例的各種修改將是易于明顯的，并且在此所限定的普遍原理可以適用于其他實施例而并未脫離本發(fā)明的精神或范圍。因此，本發(fā)明并非意在限定于在此所示的實施例，而是應(yīng)該符合與在此所公開的原理和創(chuàng)新特征一致的最寬的范圍。