本發(fā)明屬于無(wú)線(xiàn)或感應(yīng)功率傳輸領(lǐng)域。更具體地，但非排他地，本發(fā)明涉及用于消費(fèi)電子設(shè)備的感應(yīng)功率傳輸?shù)南到y(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
：ipt技術(shù)是一個(gè)日益發(fā)展的領(lǐng)域，ipt系統(tǒng)現(xiàn)在用于一系列應(yīng)用且具有各種配置。一種這類(lèi)應(yīng)用是ipt系統(tǒng)在所謂的“充電墊”或板中的使用。這樣的充電墊通常將提供平面充電表面，便攜式電子設(shè)備(諸如智能電話(huà))可以放置在該充電表面上而被無(wú)線(xiàn)充電或供電。通常，充電墊將包括發(fā)射器，發(fā)射器具有與充電墊的平面充電表面平行布置的一個(gè)或更多個(gè)功率傳輸線(xiàn)圈。發(fā)射器驅(qū)動(dòng)發(fā)射線(xiàn)圈，使得發(fā)射線(xiàn)圈緊鄰平面表面產(chǎn)生時(shí)變磁場(chǎng)。當(dāng)便攜式電子設(shè)備放置在平面表面上或附近時(shí)，時(shí)變磁場(chǎng)將在與設(shè)備相關(guān)聯(lián)的合適的接收器(例如，結(jié)合到設(shè)備本身中的接收器)的接收線(xiàn)圈中感應(yīng)出交流電。然后接收到的功率可以用于對(duì)電池充電，或?yàn)樵O(shè)備或一些其他負(fù)載供電。與充電墊設(shè)計(jì)相關(guān)的問(wèn)題是確保感應(yīng)功率傳輸充分有效。一種方法是要求發(fā)射線(xiàn)圈和接收線(xiàn)圈之間的精確對(duì)準(zhǔn)。這可以例如通過(guò)以下來(lái)實(shí)現(xiàn)：在平面充電表面上做標(biāo)記或凹痕，使得當(dāng)用戶(hù)將設(shè)備放置在充電墊上時(shí)，可以保證線(xiàn)圈之間的對(duì)準(zhǔn)。然而，這種方法并不理想，因?yàn)樾枰脩?hù)將他們的設(shè)備小心地放置在充電墊上。與充電墊設(shè)計(jì)相關(guān)的另一個(gè)問(wèn)題是能夠以有效和成本有效的方式同時(shí)對(duì)多個(gè)設(shè)備充電。一些常規(guī)設(shè)計(jì)使用與充電墊的整個(gè)表面相對(duì)應(yīng)的單個(gè)大發(fā)射線(xiàn)圈。在這種情況下，一個(gè)或更多個(gè)設(shè)備可以放置在充電墊的表面上的任何地方。這就用戶(hù)可以將設(shè)備放置在充電墊上來(lái)講給予了更多的自由。然而，由大發(fā)射線(xiàn)圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)可能是不均勻的，存在朝向充電墊的中心的“弱點(diǎn)”。此外，由于整個(gè)表面被“供電”，可能的是，表面未被正在充電設(shè)備覆蓋的任何部分可能存在安全隱患。用于多設(shè)備充電的另一常規(guī)方法是具有較小發(fā)射線(xiàn)圈的陣列。為了提供有效和安全的功率傳輸，充電墊使用合適的檢測(cè)機(jī)構(gòu)來(lái)檢測(cè)設(shè)備的位置，并激活最接近的一個(gè)發(fā)射線(xiàn)圈或多個(gè)發(fā)射線(xiàn)圈。雖然這就用戶(hù)可以放置設(shè)備的位置來(lái)講給予了更多自由，但是像單線(xiàn)圈設(shè)計(jì)，相鄰發(fā)射線(xiàn)圈之間的邊界可能由于相鄰線(xiàn)圈的抵消效應(yīng)而導(dǎo)致弱點(diǎn)，由此接收器不能接收足夠的功率。當(dāng)非接收器進(jìn)入發(fā)射器的范圍中時(shí)另一個(gè)問(wèn)題出現(xiàn)了，不需要的電流(因此熱)在其中被感應(yīng)出來(lái)。這些非接收器通常被稱(chēng)為寄生負(fù)載或異物。通常可以檢測(cè)接收器設(shè)備的存在，但是也可能需要將接收器識(shí)別為與特定發(fā)射器兼容。試圖將功率傳輸?shù)讲患嫒莸慕邮掌骺赡軐?dǎo)致無(wú)效的功率傳輸(因此，不期望的能量損耗)，或者發(fā)射器和/或接收器故障。對(duì)上述問(wèn)題的一種明顯的解決方案是使發(fā)射器包括手動(dòng)操作的電源開(kāi)關(guān)。雖然這提供了用于控制何時(shí)應(yīng)當(dāng)給發(fā)射器供電的方法，但是它破壞了許多ipt系統(tǒng)的目標(biāo)-便利性。它還需要用戶(hù)在移除接收器時(shí)手動(dòng)關(guān)閉發(fā)射器，并且不適應(yīng)在用戶(hù)不知情的情況下可能被引入發(fā)射器附近的任何寄生負(fù)載。本發(fā)明提供一種感應(yīng)功率傳輸系統(tǒng)和方法，其對(duì)多設(shè)備供電來(lái)講實(shí)現(xiàn)了可靠且有效的無(wú)線(xiàn)功率傳輸，或者至少為公眾提供了有用的選擇。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，提供一種功率傳輸系統(tǒng)以及操作該系統(tǒng)的方法。該系統(tǒng)包括功率發(fā)射器和功率接收器。功率發(fā)射器具有多個(gè)發(fā)射器線(xiàn)圈，在控制器的控制下能夠選擇性地使所述多個(gè)發(fā)射器線(xiàn)圈以多種模式將功率傳送到功率接收器的接收器線(xiàn)圈?？刂破鞅慌渲脼闄z測(cè)功率接收器的特性，以控制功率傳輸?shù)哪Ｊ健８鶕?jù)另一個(gè)示例性實(shí)施例，提供一種功率傳輸系統(tǒng)，包括功率發(fā)射器和至少一個(gè)功率接收器，功率發(fā)射器具有多個(gè)發(fā)射器線(xiàn)圈，在控制器的控制下能夠選擇性地使所述多個(gè)發(fā)射器線(xiàn)圈以多種模式將功率傳送到所述至少一個(gè)功率接收器的接收器線(xiàn)圈，其中，控制器被配置為檢測(cè)功率接收器的特性，以控制功率傳輸?shù)哪Ｊ?。功率接收器的特性可以包括：功率接收器是否包括用于控制到接收器的?fù)載的功率流的電路?？刂破骺梢员慌渲脼榕c功率接收器通信，以及從功率接收器接收關(guān)于所述特性的信息?？刂破骺梢员慌渲脼橥ㄟ^(guò)對(duì)在功率發(fā)射器與功率接收器之間經(jīng)由電磁感應(yīng)傳送的功率信號(hào)的調(diào)制來(lái)與功率接收器通信。功率發(fā)射器可以包括物體檢測(cè)器，物體檢測(cè)器可以設(shè)置用于在由物體檢測(cè)線(xiàn)圈感應(yīng)的磁場(chǎng)內(nèi)檢測(cè)物體?？刂破骺梢詮脑隈詈系陌l(fā)射器線(xiàn)圈與接收器線(xiàn)圈之間傳遞的調(diào)制的功率信號(hào)提取接收器設(shè)備版本信息，以基于版本信息來(lái)控制功率傳輸?shù)哪Ｊ健？刂破鬟€可以從在耦合的發(fā)射器線(xiàn)圈與接收器線(xiàn)圈之間傳遞的調(diào)制的功率信號(hào)提取接收器設(shè)備配置信息，以基于配置信息來(lái)控制功率傳輸?shù)哪Ｊ?。要傳送到接收器設(shè)備的最大功率和/或?qū)邮掌鞴╇娝璧陌l(fā)射器線(xiàn)圈的數(shù)量可以根據(jù)配置信息來(lái)控制。在接收器定位階段期間，在能量傳輸之前，控制器可以基于從接收器接收到的信息來(lái)選擇性地控制發(fā)射器線(xiàn)圈中的哪一個(gè)或哪些被驅(qū)動(dòng)，所述信息是關(guān)于對(duì)由接收器從驅(qū)動(dòng)的發(fā)射器線(xiàn)圈接收到的信號(hào)強(qiáng)度的測(cè)量。在接收器定位階段期間，控制電路可以順序地將來(lái)自功率調(diào)節(jié)電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)連接到每個(gè)功率發(fā)射線(xiàn)圈以激勵(lì)每個(gè)線(xiàn)圈預(yù)定時(shí)間。根據(jù)另一個(gè)示例性實(shí)施例，提供一種用于給感應(yīng)功率傳輸接收器供給功率的感應(yīng)功率傳輸發(fā)射器，感應(yīng)功率傳輸接收器具有一個(gè)或更多個(gè)接收器線(xiàn)圈，發(fā)射器包括：i.多個(gè)發(fā)射器線(xiàn)圈；ii.功率調(diào)節(jié)電路，所述功率調(diào)節(jié)電路用于在被驅(qū)動(dòng)時(shí)將驅(qū)動(dòng)信號(hào)供應(yīng)給發(fā)射器線(xiàn)圈；以及iii.控制電路，所述控制電路基于由發(fā)射器從接收器接收到的信息來(lái)選擇性地控制發(fā)射器線(xiàn)圈中的哪一個(gè)或哪些被功率調(diào)節(jié)電路驅(qū)動(dòng)，所述信息是關(guān)于對(duì)由接收器線(xiàn)圈從驅(qū)動(dòng)的發(fā)射器線(xiàn)圈接收到的信號(hào)強(qiáng)度的測(cè)量。在接收器定位階段期間，控制電路順序地將來(lái)自功率調(diào)節(jié)電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)連接到每個(gè)功率發(fā)射線(xiàn)圈以激勵(lì)每個(gè)線(xiàn)圈預(yù)定時(shí)間。預(yù)定時(shí)間對(duì)應(yīng)于用于接收信號(hào)強(qiáng)度包的預(yù)期接收時(shí)間?？刂齐娐房梢詫㈨憫?yīng)于線(xiàn)圈被驅(qū)動(dòng)而從接收器接收到的信息與驅(qū)動(dòng)的線(xiàn)圈關(guān)聯(lián)，以選擇發(fā)射器線(xiàn)圈中的哪一個(gè)或哪些要被驅(qū)動(dòng)。通信模塊可以檢測(cè)對(duì)在耦合的發(fā)射器線(xiàn)圈與接收器線(xiàn)圈之間傳遞的功率信號(hào)的調(diào)制，以對(duì)發(fā)射器和接收器線(xiàn)圈對(duì)之間的耦合進(jìn)行測(cè)量，優(yōu)選地，通過(guò)從接收器發(fā)送來(lái)的信號(hào)強(qiáng)度包提取信號(hào)強(qiáng)度值來(lái)對(duì)發(fā)射器和接收器線(xiàn)圈對(duì)之間的耦合進(jìn)行測(cè)量。在選擇發(fā)射器線(xiàn)圈中的一個(gè)或多個(gè)之后，發(fā)射器線(xiàn)圈中的所述一個(gè)或多個(gè)被激勵(lì)長(zhǎng)于預(yù)定時(shí)間，以允許從接收器接收另外的包?？刂齐娐房梢赃x擇一個(gè)或更多個(gè)發(fā)射器線(xiàn)圈，以給接收器供給功率?？梢赃x擇具有最高關(guān)聯(lián)信號(hào)強(qiáng)度值的單個(gè)發(fā)射器線(xiàn)圈，或者作為具有最高關(guān)聯(lián)信號(hào)強(qiáng)度值的發(fā)射器線(xiàn)圈和具有次高關(guān)聯(lián)信號(hào)強(qiáng)度值的發(fā)射器線(xiàn)圈的兩個(gè)或更多個(gè)發(fā)射器線(xiàn)圈?？刂齐娐房梢皂憫?yīng)于包含在由發(fā)射器接收到的信息中的功率接收器的特性來(lái)控制功率調(diào)制電路。發(fā)射器可以包括物體檢測(cè)系統(tǒng)，以及控制系統(tǒng)可以在物體檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)物體時(shí)激勵(lì)發(fā)射器線(xiàn)圈。通信模塊可以從在耦合的發(fā)射器線(xiàn)圈與接收器線(xiàn)圈之間傳遞的調(diào)制信號(hào)提取接收器標(biāo)識(shí)信息，以及基于標(biāo)識(shí)信息來(lái)控制功率調(diào)節(jié)電路的操作。根據(jù)另一個(gè)示例性實(shí)施例，提供了一種在ipt功率系統(tǒng)中選擇性地驅(qū)動(dòng)一個(gè)或更多個(gè)發(fā)射器線(xiàn)圈的方法，ipt功率系統(tǒng)包括具有多個(gè)發(fā)射器線(xiàn)圈的ipt功率發(fā)射器和具有一個(gè)或更多個(gè)接收器線(xiàn)圈的功率接收器的，該方法包括以下步驟：a.在接收器定位階段期間，順序地驅(qū)動(dòng)功率發(fā)射線(xiàn)圈以激勵(lì)每個(gè)線(xiàn)圈預(yù)定時(shí)間；b.檢測(cè)接收器的一個(gè)或更多個(gè)接收器線(xiàn)圈的激勵(lì)，以及響應(yīng)于此，從接收器向發(fā)射器發(fā)送信號(hào)強(qiáng)度信息；c.將接收到的信號(hào)強(qiáng)度信息與激勵(lì)的發(fā)射器線(xiàn)圈關(guān)聯(lián)；以及d.基于與每個(gè)發(fā)射器線(xiàn)圈關(guān)聯(lián)的信號(hào)強(qiáng)度信息來(lái)確定在功率傳輸期間驅(qū)動(dòng)哪個(gè)線(xiàn)圈或哪些線(xiàn)圈。預(yù)定時(shí)間可以對(duì)應(yīng)于用于接收信號(hào)強(qiáng)度包的預(yù)期接收時(shí)間。接收器可以通過(guò)對(duì)在功率發(fā)射器與功率接收器之間傳送的功率信號(hào)的調(diào)制來(lái)將信號(hào)發(fā)送到發(fā)射器。信號(hào)強(qiáng)度信息可以以信號(hào)強(qiáng)度包來(lái)發(fā)送，信號(hào)強(qiáng)度包可以包括接收器標(biāo)識(shí)信息。在接收器定位階段之后，接收器標(biāo)識(shí)信息可以以標(biāo)識(shí)包發(fā)送給耦合的發(fā)射器。發(fā)射器可以基于接收器標(biāo)識(shí)信息來(lái)確定版本信息。發(fā)射器的操作的模式可以根據(jù)版本信息來(lái)控制。標(biāo)識(shí)包可以包括識(shí)別接收器的操作的模式的版本碼。標(biāo)識(shí)包還可以包括識(shí)別接收器的制造商的制造商碼。標(biāo)識(shí)包還可以包括唯一標(biāo)識(shí)符。通信電路將接收器設(shè)備配置信息發(fā)送至耦合的接收器，優(yōu)選地以配置包來(lái)將接收器設(shè)備配置信息發(fā)送至耦合的接收器。配置包可以包括要被傳送的最大功率。功率發(fā)射器可以根據(jù)包含在由發(fā)射器接收到的信息中的功率接收器的特性來(lái)給功率接收器供給功率。在每個(gè)包包括接收器標(biāo)識(shí)碼，優(yōu)選包括唯一碼的情況下，功率傳輸?shù)哪Ｊ娇梢曰诮邮掌鳂?biāo)識(shí)碼。根據(jù)另一個(gè)示例性實(shí)施例，提供一種感應(yīng)功率傳輸接收器，包括：i.接收器線(xiàn)圈；ii.信號(hào)強(qiáng)度測(cè)量電路，所述信號(hào)強(qiáng)度測(cè)量電路用于測(cè)量由接收器線(xiàn)圈從感應(yīng)功率傳輸發(fā)射器線(xiàn)圈接收到的信號(hào)的強(qiáng)度；以及iii.通信電路，所述通信電路在從感應(yīng)功率傳輸發(fā)射器線(xiàn)圈接收到功率時(shí)，將關(guān)于測(cè)量的信號(hào)強(qiáng)度和接收器標(biāo)識(shí)信息的信號(hào)傳送給感應(yīng)功率傳輸發(fā)射器。根據(jù)另一個(gè)示例性實(shí)施例，提供一種感應(yīng)功率傳輸發(fā)射器，包括多個(gè)相鄰的發(fā)射器線(xiàn)圈和由導(dǎo)磁材料形成的芯塊，每個(gè)繞組限定中心開(kāi)口，相鄰線(xiàn)圈的中心開(kāi)口限定公共開(kāi)口，芯塊被設(shè)置在至少一些公共開(kāi)口內(nèi)且在發(fā)射器線(xiàn)圈之上突出。芯塊從設(shè)置在線(xiàn)圈之下的導(dǎo)磁材料層突出。至少一些相鄰的發(fā)射器線(xiàn)圈可以具有多層，并且它們的層可以交錯(cuò)。根據(jù)另一個(gè)示例性實(shí)施例，提供一種發(fā)射器，其中，每個(gè)繞組限定中心開(kāi)口，且相鄰線(xiàn)圈的中心開(kāi)口限定公共開(kāi)口，以及其中，由導(dǎo)磁材料形成的芯塊被設(shè)置在至少一些公共開(kāi)口內(nèi)。每個(gè)芯塊可以在發(fā)射器線(xiàn)圈的頂表面之上突出。多個(gè)發(fā)射器線(xiàn)圈可以被設(shè)置為：每個(gè)線(xiàn)圈具有多個(gè)繞組層，其中至少一些線(xiàn)圈偏移，且它們的層交錯(cuò)。芯塊可以從設(shè)置在線(xiàn)圈之下的導(dǎo)磁材料層突出。至少一些線(xiàn)圈中的每層的繞組可以被形成為并聯(lián)電連接的多個(gè)并聯(lián)繞組。至少一些線(xiàn)圈中的每層的繞組可以被形成為并聯(lián)電連接的三個(gè)并聯(lián)繞組。至少一些并聯(lián)繞組的徑向位移可以在層與層之間改變。在一種設(shè)計(jì)中，成對(duì)的并聯(lián)繞組在層與層之間在距離線(xiàn)圈中心最近與距離線(xiàn)圈中心最遠(yuǎn)之間交替。根據(jù)另一個(gè)示例性實(shí)施例，提供一種感應(yīng)功率傳輸發(fā)射器，包括多個(gè)發(fā)射器線(xiàn)圈，其中，每個(gè)線(xiàn)圈由多個(gè)繞組層組成，以及其中，繞組被形成為并聯(lián)電連接的多個(gè)并聯(lián)繞組。并聯(lián)繞組可以形成在每層上且在層與層之間互連。至少一些線(xiàn)圈中的每層的繞組可以被形成為并聯(lián)電連接的三個(gè)并聯(lián)繞組。至少一些并聯(lián)繞組的徑向位移可以在層與層之間改變，諸如成對(duì)的并聯(lián)繞組在層與層之間在最接近線(xiàn)圈中心和離線(xiàn)圈中心最遠(yuǎn)之間交替。每匝的并聯(lián)繞組可以分布在繞組層之間，優(yōu)選地，分布在兩層之間。并聯(lián)繞組還可以在層與層之間偏移。由導(dǎo)磁材料形成的芯塊可以充分地延伸至每個(gè)線(xiàn)圈之上，以大幅減小繞組中的感應(yīng)電流。芯塊可以在每個(gè)繞組的頂部之上突出大約每個(gè)繞組的高度，或者在每個(gè)繞組的頂部之上突出大約或超過(guò)1mm。四個(gè)公共開(kāi)口可以被限定在每個(gè)發(fā)射器線(xiàn)圈內(nèi)以容納芯塊。空氣間隙可以被設(shè)置在每個(gè)發(fā)射器線(xiàn)圈與每個(gè)芯塊之間以減小發(fā)射器線(xiàn)圈中的感應(yīng)電流。根據(jù)另一個(gè)示例性實(shí)施例，提供一種具有多個(gè)發(fā)射器線(xiàn)圈的感應(yīng)功率傳輸發(fā)射器，在控制器的控制下能夠選擇性地使所述多個(gè)發(fā)射器線(xiàn)圈以多種模式將功率傳送到至少一個(gè)功率接收器的接收器線(xiàn)圈，其中，控制器被配置為檢測(cè)功率接收器的特性，以控制功率傳輸?shù)哪Ｊ健９β式邮掌鞯奶匦钥梢园ǎ汗β式邮掌魇欠癜ㄓ糜诳刂频浇邮掌鞯呢?fù)載的功率流的電路。控制器可以被配置為諸如經(jīng)由對(duì)在功率發(fā)射器與功率接收器之間由電磁感應(yīng)傳送的功率信號(hào)的調(diào)制，來(lái)與功率接收器通信，以及從功率接收器接收關(guān)于這種特性的信息。控制器可以從在耦合的發(fā)射器線(xiàn)圈與接收器線(xiàn)圈之間傳遞的調(diào)制的功率信號(hào)提取接收器設(shè)備版本信息，以及基于版本信息來(lái)控制功率傳輸?shù)哪Ｊ健Ｒ獋魉偷浇邮掌髟O(shè)備的最大功率和/或?qū)邮掌鞴╇娝璧陌l(fā)射器線(xiàn)圈的數(shù)量可以根據(jù)版本信息來(lái)控制。根據(jù)另一個(gè)示例性實(shí)施例，提供一種感應(yīng)功率傳輸接收器，包括：i.一個(gè)或更多個(gè)接收器線(xiàn)圈；以及ii.通信電路，所述通信電路當(dāng)在接收器線(xiàn)圈中從感應(yīng)功率傳輸發(fā)射器線(xiàn)圈接收到功率時(shí)，將關(guān)于接收器的特性的信號(hào)傳送給感應(yīng)功率傳輸發(fā)射器。接收器可以包括用于控制到接收器的負(fù)載的功率流的功率流控制器，由通信電路傳送的特性包括功率流控制特性。接收器的特性可以包括版本信息，版本信息可以指示接收器的功率傳輸?shù)哪Ｊ?。版本信息可以以信?hào)強(qiáng)度包之后的包來(lái)發(fā)送。特性還可以包括配置信息，配置信息可以包括需要被驅(qū)動(dòng)以給一個(gè)或更多個(gè)接收器線(xiàn)圈提供功率的發(fā)射器線(xiàn)圈的數(shù)量。關(guān)于從功率發(fā)射器接收到的功率信號(hào)的強(qiáng)度的信號(hào)強(qiáng)度信息可以在其他通信之前被發(fā)送。需要知道，術(shù)語(yǔ)“包括”及其變型在不同的權(quán)限下可以具有排它性意義或包含性意義。出于本說(shuō)明書(shū)的目的，除非另有說(shuō)明，這些術(shù)語(yǔ)旨在具有包含性意義，即，它們將被認(rèn)為表示包括該使用直接引用的所列出的組件，并且可能還包括其他未指出的組件或元件。本說(shuō)明書(shū)中對(duì)任何現(xiàn)有技術(shù)的引用不構(gòu)成承認(rèn)這些現(xiàn)有技術(shù)形成公知常識(shí)的一部分。附圖說(shuō)明附圖示出了本發(fā)明的實(shí)施例，并且與上面給出的本發(fā)明的總體描述以及下面給出的實(shí)施例的詳細(xì)描述一起用于解釋本發(fā)明的原理，附圖并入本說(shuō)明書(shū)并構(gòu)成其一部分。在附圖中：圖1圖示了本發(fā)明的典型應(yīng)用；圖2圖示了本發(fā)明的無(wú)線(xiàn)功率傳輸系統(tǒng)的示例性配置；圖3圖示了系統(tǒng)的發(fā)射器的實(shí)施例；圖4以框圖形式示出了發(fā)射器的更詳細(xì)示例；圖5(a)-圖5(d)示出了與物體檢測(cè)測(cè)量有關(guān)的結(jié)果；圖6(a)-圖6(e)圖示了通信協(xié)議的數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)；圖7是通信處理塊的框圖；圖8圖示了系統(tǒng)的接收器的實(shí)施例；圖9以框圖形式示出了接收器的更詳細(xì)示例；圖10是接收器的示例性形式的電路圖；圖11(a)圖示了可操作來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)射器的逆變器的功能的示例性電路的示意圖；圖11(b)圖示了可操作來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)射器的微處理器的功能的示例性電路的示意圖；圖11(c)圖示了可操作來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)射器的功率調(diào)整器的功能的示例性電路的示意圖；圖11(d)圖示了可操作來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)射器的發(fā)射器線(xiàn)圈陣列的功能的示例性電路的示意圖；圖11(e)圖示了可操作來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)射器的選擇器的功能的示例性電路的示意圖；圖11(f)圖示了可操作來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)射器的物體檢測(cè)器的功能的示例性電路的示意圖；圖11(g)圖示了可操作以實(shí)現(xiàn)發(fā)射器的通信模塊的功能的示例性電路的示意圖；圖11(h)圖示了用于改進(jìn)發(fā)射器的通信模塊的功能的示例性電路的示意圖；圖12(a)和圖12(b)圖示了可操作來(lái)實(shí)現(xiàn)接收器的整流器的功能的在點(diǎn)a和b上連接的示例性電路的示意圖；圖12(c)圖示了可操作以實(shí)現(xiàn)發(fā)射器的微處理器的功能的示例性電路的示意圖；圖12(d)圖示了可操作以實(shí)現(xiàn)接收器的通信模塊的功能的示例性電路的示意圖；圖12(e)圖示了可操作以實(shí)現(xiàn)接收器的電流感測(cè)電路的功能的示例性電路的示意圖；圖13(a)-圖13(c)是由發(fā)射器處理的控制順序的流程圖；圖14(a)-圖14(c)是由接收器處理的控制順序的流程圖；圖15(a)-圖15(c)圖示了示例性的發(fā)射器線(xiàn)圈陣列；圖15d至圖15g圖示了可以用于四層發(fā)射器線(xiàn)圈的示例性繞組圖案；圖15h和圖15j圖示了示例性的發(fā)射器線(xiàn)圈布置；圖16是示例性發(fā)射器的分解圖；圖17圖示了圖16的發(fā)射器的分離的組件；圖18是圖17中的視圖的剖面圖；圖19圖示了鐵磁突出部和pcb發(fā)射器線(xiàn)圈層之間的關(guān)系；以及圖20(a)和圖20(b)圖示了系統(tǒng)的示例性的物體檢測(cè)器的等效電路。具體實(shí)施方式圖1圖示了本發(fā)明的典型應(yīng)用100。無(wú)線(xiàn)功率傳輸系統(tǒng)100被示出為具有發(fā)射器或充電“板”102，發(fā)射器或充電“板”102具有設(shè)置在其上的多個(gè)消費(fèi)電子設(shè)備104，使得設(shè)備的電負(fù)載或能量?jī)?chǔ)存元件(例如，電池)可以以無(wú)線(xiàn)或非接觸方式用電功率來(lái)充電。在所示示例中，使用發(fā)射器電子器件與接收器電子器件之間的松散耦合技術(shù)、經(jīng)由電磁感應(yīng)或感應(yīng)功率傳輸(ipt)而在墊和設(shè)備之間提供電功率。然而，對(duì)于這樣的系統(tǒng)，其他類(lèi)型的無(wú)線(xiàn)功率傳輸也是可能的，例如，電容性功率傳輸。充電板102和設(shè)備104的發(fā)射器電子器件和接收器電子器件被配置為使得設(shè)備在板上的布置可以由用戶(hù)任意選擇，而不需要確保發(fā)射器電子器件(在板中或板上)與接收器電子器件(在設(shè)備中或設(shè)備上)的預(yù)定義對(duì)準(zhǔn)，以用于功率傳輸以全部或有效的方式發(fā)生。此外，發(fā)射器被配置為獨(dú)立地對(duì)如此設(shè)置的多個(gè)接收器設(shè)備充電。發(fā)射器和多個(gè)接收器之間的這種“空間自由”是基本上無(wú)限制的，并且被提供為如下所述。圖2中圖示了無(wú)線(xiàn)功率傳輸系統(tǒng)200的示例性配置。提供了發(fā)射器202，其被配置為向多個(gè)接收器204、206和208傳輸功率。在該示例中，示出了消費(fèi)者設(shè)備配置的三個(gè)接收器，諸如圖1中所示的放置在發(fā)射器“板”上的“智能電話(huà)”，然而本領(lǐng)域技術(shù)人員基于以下描述將理解，發(fā)射器的“板”可以縮放，以便適應(yīng)并對(duì)相同類(lèi)型或不同類(lèi)型的兩個(gè)或更多個(gè)接收器設(shè)備(例如，多個(gè)電話(huà)、平板手機(jī)、平板電腦、膝上計(jì)算機(jī)、其組合等)供電，它們中的每個(gè)具有各自的空間維度和功率水平，例如，智能電話(huà)可以需要約5瓦特至約7.5瓦特的功率，而平板電腦可以需要約15瓦特的功率以對(duì)各自的電池充電。以框圖形式示出了發(fā)射器202，該框圖形式示出了其電子器件和組件。用于傳輸?shù)浇邮掌鞯墓β蕪碾娫?10被輸入到發(fā)射器。電源210可以向發(fā)射器202供應(yīng)ac功率或dc功率。對(duì)于ac電源，電源210可以是例如市電功率和經(jīng)由電纜連接的輸入方法，然而其他ac電源和輸入方法也是可能的。對(duì)于dc電源，電源210可以是例如電池、穩(wěn)壓dc電源或連接至pc的usb電源連接等。在任意一種情況下，發(fā)射器202的電路將輸入功率轉(zhuǎn)換成合適的信號(hào)以經(jīng)由功率發(fā)射元件212來(lái)傳輸。發(fā)射元件212以陣列214來(lái)設(shè)置。如所示，發(fā)射元件212被配置為使得采用一個(gè)或更多個(gè)該元件來(lái)向接收器設(shè)備204-208之一的接收元件216發(fā)射功率。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的，在ipt中，發(fā)射元件和接收元件是被設(shè)置為初級(jí)(發(fā)射)線(xiàn)圈和次級(jí)或拾取(接收)線(xiàn)圈的電感元件，當(dāng)接近時(shí)，初級(jí)(發(fā)射)線(xiàn)圈與次級(jí)或拾取(接收)線(xiàn)圈彼此感應(yīng)耦合，在初級(jí)(發(fā)射)線(xiàn)圈與次級(jí)或拾取(接收)線(xiàn)圈之間，功率經(jīng)由在交流電(ac)穿過(guò)發(fā)射線(xiàn)圈時(shí)感應(yīng)出的磁場(chǎng)來(lái)傳輸。在圖2的描繪中，接收器線(xiàn)圈216被示出為遠(yuǎn)離發(fā)射線(xiàn)圈212，其中耦合的發(fā)射器線(xiàn)圈和接收器線(xiàn)圈的組以類(lèi)似的陰影線(xiàn)示出，這僅僅是為了便于說(shuō)明，并且在操作中，接收器線(xiàn)圈覆蓋與它們耦合的發(fā)射器線(xiàn)圈。理解的是，本文中術(shù)語(yǔ)“線(xiàn)圈”的使用意在表示感應(yīng)“線(xiàn)圈”，在所述感應(yīng)線(xiàn)圈中，導(dǎo)電線(xiàn)纏繞成三維線(xiàn)圈形狀或二維平面線(xiàn)圈形狀，使用印刷電路板(pcb)技術(shù)、沖壓或印刷(例如，絲網(wǎng)印刷或3d印刷)來(lái)將導(dǎo)電材料制成在一個(gè)或多個(gè)pcb層上的三維線(xiàn)圈形狀以及其他像線(xiàn)圈的形狀。在這個(gè)意義上，術(shù)語(yǔ)“線(xiàn)圈”的使用不意味著是限制性的。此外，發(fā)射器線(xiàn)圈和接收器線(xiàn)圈被描繪為二維形狀通常是圖2中所示的橢圓形；這僅僅是示例性的，其他二維形狀也是可能的，諸如圓形、三角形、正方形、矩形和其他多邊形形狀，其中這些形狀有助于陣列配置，如稍后更詳細(xì)地解釋的。為了使系統(tǒng)有效地操作，發(fā)射器202僅需要向可以耦合到鄰近接收器設(shè)備的接收器線(xiàn)圈216的發(fā)射器線(xiàn)圈212供電。以這種方式，所提供的功率用于向接收器的功率傳輸，而不是用于給發(fā)射器線(xiàn)圈本身供電。該選擇性操作需要識(shí)別接收器線(xiàn)圈相對(duì)于發(fā)射器線(xiàn)圈的定位，這將在后面詳細(xì)解釋。選擇性地為陣列214的多個(gè)發(fā)射器線(xiàn)圈供電的最簡(jiǎn)單的方式是：提供專(zhuān)用于陣列中的每個(gè)線(xiàn)圈或至少成組的線(xiàn)圈的驅(qū)動(dòng)電子器件。雖然這種方案簡(jiǎn)單，但是所需的電子電路的數(shù)量多，導(dǎo)致電路復(fù)雜性、尺寸和成本增加。電路復(fù)雜性增加意味著需要更多的組件數(shù)量，這增加了電路中與有效ipt所需的效率相沖突的可能損耗。增加的成本是消費(fèi)電子工業(yè)特別關(guān)注的點(diǎn)，其中制造商和供應(yīng)商的金融利潤(rùn)很小，因此需要優(yōu)化。因此，本發(fā)明的ipt發(fā)射器利用所有發(fā)射器線(xiàn)圈共用的驅(qū)動(dòng)電子器件。這簡(jiǎn)化了所需的電路，但增加了控制驅(qū)動(dòng)電路的方式的復(fù)雜性。然而，當(dāng)采用本發(fā)明的控制方法時(shí)，這種增加的控制復(fù)雜性是可以接受的，如后面詳細(xì)描述的。發(fā)射器驅(qū)動(dòng)電子器件在圖2中被示為驅(qū)動(dòng)或控制電路218?？刂齐娐?18包括控制器220、發(fā)射功率調(diào)節(jié)器222和選擇器224。控制器220可以被設(shè)置為諸如微控制器或微處理器的可編程集成電路形式的數(shù)字控制器，或者分立電路組件形式的模擬控制器，以及可以包括或者可以是比例-積分-微分(pid)控制器。在本文描述的驅(qū)動(dòng)電路的示例中，微控制器不僅被設(shè)置為用來(lái)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)圈，而且用作發(fā)射器的主處理電路，然而本領(lǐng)域技術(shù)人員理解的是，可以根據(jù)本系統(tǒng)的具體應(yīng)用來(lái)等效地使用不同應(yīng)用形式的控制器。發(fā)射功率調(diào)節(jié)器222用于調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)發(fā)射器線(xiàn)圈的輸入功率，因此發(fā)射功率調(diào)節(jié)器222的配置取決于所使用的電源210和發(fā)射器線(xiàn)圈電路的要求。例如，如果電源210提供dc功率，則發(fā)射功率調(diào)節(jié)器222是具有功率整流功能的dc-ac逆變器，而如果電源210供應(yīng)ac功率，則發(fā)射功率調(diào)節(jié)器222是具有功率調(diào)節(jié)功能的ac-dc轉(zhuǎn)換器和具有功率整流功能的dc-ac逆變器的組合，從而經(jīng)由dc傳輸鏈路提供ac到ac功率調(diào)節(jié)。在任一情況下，單個(gè)逆變器用于驅(qū)動(dòng)發(fā)射器元件陣列。當(dāng)電源210提供ac功率時(shí)，可以將發(fā)射功率調(diào)節(jié)器222配置為直接ac-ac轉(zhuǎn)換器，然而由于不能產(chǎn)生高頻輸出，因此這種直接轉(zhuǎn)換器通常不適用于ipt應(yīng)用。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，在非同步配置或同步配置中，功率整流dc-ac逆變器可以被設(shè)置為基于開(kāi)關(guān)的整流器，諸如具有開(kāi)關(guān)(諸如基于二極管的開(kāi)關(guān)或半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)(諸如晶體管、場(chǎng)效應(yīng)晶體管(fet)或金屬氧化物半導(dǎo)體fet(mosfet)))的半橋整流器或全橋整流器(fet)。在系統(tǒng)200的特定應(yīng)用中，功率調(diào)節(jié)dc-ac轉(zhuǎn)換器可以被設(shè)置為與升壓轉(zhuǎn)換器、降壓轉(zhuǎn)換器、降壓-升壓轉(zhuǎn)換器或適用于調(diào)節(jié)功率的其他轉(zhuǎn)換器類(lèi)型相結(jié)合的ac至dc轉(zhuǎn)換器(adc)。在本文描述的驅(qū)動(dòng)電路的示例中，電源210供應(yīng)市電額定值的ac，發(fā)射器或發(fā)射功率調(diào)節(jié)器具有：adc，用于將由電源210輸入的ac功率轉(zhuǎn)換為dc；降壓-升壓轉(zhuǎn)換器，用于調(diào)節(jié)經(jīng)轉(zhuǎn)換的dc功率；以及半橋整流器，具有成對(duì)的fet以整流經(jīng)調(diào)節(jié)的功率，從而提供整流的功率到發(fā)射線(xiàn)圈212來(lái)感應(yīng)所需的磁通量，然而本領(lǐng)域技術(shù)人員理解的是，可以根據(jù)本系統(tǒng)的特定應(yīng)用來(lái)等同地使用不同的應(yīng)用形式的調(diào)整器和整流器。選擇器224可以被設(shè)置為與各個(gè)發(fā)射器線(xiàn)圈212分離且連接的電池或開(kāi)關(guān)陣列，或者被設(shè)置為在各個(gè)發(fā)射電路中分別與線(xiàn)圈212集成的開(kāi)關(guān)。選擇器224還可以包括用于以本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的方式來(lái)驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)的解復(fù)用器和移位寄存器。之后詳細(xì)討論驅(qū)動(dòng)電路218的這些組件的操作和效果。發(fā)射器線(xiàn)圈212的陣列214可以以若干方式來(lái)配置。發(fā)射器線(xiàn)圈可以被配置為具有與接收器線(xiàn)圈基本相同的尺寸和配置，使得發(fā)射器線(xiàn)圈和接收器線(xiàn)圈可以成對(duì)耦合?？蛇x地，發(fā)射器線(xiàn)圈可以被配置為大于或小于接收器線(xiàn)圈，和/或具有與接收器線(xiàn)圈不同的配置。實(shí)際上，不同類(lèi)型的接收器設(shè)備可以具有不同尺寸和配置的接收器線(xiàn)圈，使得這些相對(duì)配置的組合可以由本發(fā)明的系統(tǒng)和方法來(lái)支持。在圖2的示例中，發(fā)射器線(xiàn)圈212被圖示為尺寸小于接收器線(xiàn)圈216但是配置相同(即，通常是橢圓形)。在這種配置中，多個(gè)發(fā)射器線(xiàn)圈212可以耦接到相應(yīng)的接收器線(xiàn)圈216，如陰影線(xiàn)的發(fā)射器線(xiàn)圈組212a、212b和212c所示。使用多個(gè)發(fā)射器線(xiàn)圈為單個(gè)較大的接收器線(xiàn)圈供電通過(guò)有效使用發(fā)射器和驅(qū)動(dòng)電路而優(yōu)化了傳輸?shù)墓β柿俊Ｈ鐖D2所示，基于覆蓋在上的接收器線(xiàn)圈的布置(包括相對(duì)定向)來(lái)選擇成組的發(fā)射器線(xiàn)圈。圖2的陣列214是布置發(fā)射器線(xiàn)圈212的最簡(jiǎn)單形式。即，重復(fù)模式的發(fā)射器線(xiàn)圈被設(shè)置在單個(gè)層或平面中，其中每個(gè)線(xiàn)圈通常與該陣列的所有其他線(xiàn)圈共面。盡管該配置在簡(jiǎn)化方面有利，但是陣列的其他配置是可能的，包括具有或不具有規(guī)則或不規(guī)則布置的發(fā)射器線(xiàn)圈的層間偏移或重疊的多層或多平面的線(xiàn)圈陣列。這種復(fù)雜性提高的陣列提供了其他益處，諸如改善了耦合磁場(chǎng)的均勻性。稍后描述不同陣列形式的具體實(shí)施例，然而提供空間自由的多設(shè)備ipt充電的目的效果對(duì)于這些實(shí)施例中的每個(gè)是共同的。進(jìn)一步參考圖2，發(fā)射器202還包括由系統(tǒng)200的用戶(hù)使用的儀器226。儀器226可以包括諸如按鈕的用戶(hù)控制件和/或諸如發(fā)光二極管(led)的指示器，如圖1所示。儀器226可以連接到控制器220或其他控制電路并由其控制，以適用于與系統(tǒng)的操作有關(guān)的信息的輸入和輸出。如前所述，發(fā)射器線(xiàn)圈的選擇性操作需要識(shí)別接收器線(xiàn)圈相對(duì)于發(fā)射器線(xiàn)圈的定位。本領(lǐng)域中存在用于實(shí)現(xiàn)這種目的的各種技術(shù)。然而，在示例性實(shí)施例中，本發(fā)明使用相對(duì)簡(jiǎn)單的技術(shù)來(lái)首先檢測(cè)發(fā)射器附近(例如，在充電范圍內(nèi))的接收器或其他物體的存在(“粗略”檢測(cè))，然后檢測(cè)接收器線(xiàn)圈相對(duì)于發(fā)射器線(xiàn)圈的相對(duì)位置(“精細(xì)”檢測(cè))。這在本發(fā)明的系統(tǒng)中是有利的，因?yàn)橐坏z測(cè)到存在接收器，僅對(duì)用于精細(xì)檢測(cè)的多個(gè)發(fā)射器線(xiàn)圈進(jìn)行充分供電，從而使發(fā)射器實(shí)質(zhì)上處于低功率的空閑模式或“睡眠”模式。“低”功率的典型值低于約100mw，優(yōu)選低于約50mw，更優(yōu)選在約幾mw至低于約20mw的范圍內(nèi)。本發(fā)明的粗略檢測(cè)然后進(jìn)行精細(xì)檢測(cè)的兩級(jí)接收器檢測(cè)方法可以提供如下。圖3圖示了本發(fā)明的系統(tǒng)的發(fā)射器302的實(shí)施例。如圖2所示，發(fā)射器302以框圖形式示出，示出了包括成陣列314的發(fā)射元件/線(xiàn)圈312以及驅(qū)動(dòng)電路318的電子器件，驅(qū)動(dòng)電路318包括控制器320、發(fā)射功率調(diào)節(jié)器322和選擇器324。另外，發(fā)射器302被圖示為還具有檢測(cè)器328和通信模塊330。圖4以框圖形式示出了具有相似組件/元件的發(fā)射器402的更詳細(xì)的示例，發(fā)射器402包括成陣列414的發(fā)射元件/線(xiàn)圈412、驅(qū)動(dòng)電路418、檢測(cè)器428和通信模塊430，驅(qū)動(dòng)電路418包括控制器420、發(fā)射功率調(diào)節(jié)器422和選擇器424。另外，發(fā)射功率調(diào)節(jié)器422被示為具有如前所述的(降壓-升壓)轉(zhuǎn)換器432和(半橋)整流器434。注意，發(fā)射器302和402的組件/元件以類(lèi)似于發(fā)射器202的類(lèi)似組件/元件的方式來(lái)工作，并且在每個(gè)圖中發(fā)射器328和428的檢測(cè)器和通信模塊表示相同的元件。檢測(cè)器與控制器結(jié)合用于接收器的粗略檢測(cè)，而控制器結(jié)合其他電路可以用于精細(xì)檢測(cè)方法。檢測(cè)器428被設(shè)置為檢測(cè)傳輸元件436和相關(guān)聯(lián)的檢測(cè)電路438。在一個(gè)實(shí)施例中，檢測(cè)傳輸元件432被設(shè)置為圍繞功率傳輸元件412的陣列414的線(xiàn)圈。在另一個(gè)實(shí)施例中，檢測(cè)傳輸元件436可以被設(shè)置為覆蓋陣列414的(至少)部分的線(xiàn)圈或者被設(shè)置為多個(gè)線(xiàn)圈(或線(xiàn)圈的陣列)。例如，公開(kāi)號(hào)為wo2014/070026的pct中公開(kāi)的檢測(cè)線(xiàn)圈的配置和操作是傳輸元件432的可應(yīng)用的示例性形式，該pct的公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用明確地并入本文中。檢測(cè)元件436用于確定接收器是否在發(fā)射器附近，例如，諸如智能電話(huà)的接收器設(shè)備是放置在發(fā)射器板或充電表面上還是從發(fā)射器板或充電表面移除。如前所述，檢測(cè)器328/428的“線(xiàn)圈”可以是纏繞線(xiàn)圈或印刷電路線(xiàn)圈，或者可以是具有有助于特定應(yīng)用的形狀和尺寸的沖壓或印刷線(xiàn)圈。該檢測(cè)如下來(lái)實(shí)現(xiàn)。如圖4所示，線(xiàn)圈436在控制器420的控制下由功率調(diào)整器440經(jīng)由檢測(cè)電路438供電。功率調(diào)整器440轉(zhuǎn)換來(lái)自電源的輸入功率以由檢測(cè)器428使用。即，類(lèi)似于發(fā)射功率調(diào)節(jié)器的操作，功率調(diào)整器440被配置為向檢測(cè)線(xiàn)圈436供應(yīng)經(jīng)調(diào)整的ac信號(hào)(電壓/電流)，以便感應(yīng)出接收器線(xiàn)圈檢測(cè)所需的磁通量。例如，功率調(diào)整器440可以被設(shè)置為與降壓轉(zhuǎn)換器、升壓轉(zhuǎn)換器或降壓-升壓轉(zhuǎn)換器組合的adc。在圖4所示的示例性實(shí)施例中，功率調(diào)整器440是供應(yīng)有來(lái)自dc功率輸入442的dc電壓的降壓-升壓轉(zhuǎn)換器。dc功率輸入442可以被設(shè)置為ac適配器，在該ac適配器處，市電ac功率或dc功率例如經(jīng)由與pc等的usb連接而被供應(yīng)給發(fā)射器402。本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，根據(jù)功率(發(fā)射器)線(xiàn)圈412和檢測(cè)線(xiàn)圈436的相關(guān)的電壓/電流需求，功率調(diào)整器440可以是驅(qū)動(dòng)電路418的一部分。在圖4所示的示例性實(shí)施例中，由于相關(guān)需求不同，因此用需要第一電壓電平的檢測(cè)器428(和控制器420)以及需要第二電壓電平的發(fā)射功率調(diào)節(jié)器422和發(fā)射線(xiàn)圈412來(lái)提供分開(kāi)的驅(qū)動(dòng)電子器件。之后描述這些參數(shù)的示例性值。在任意一種配置中，由dc功率輸入442提供的dc電壓可以在經(jīng)過(guò)emi濾波器塊444的電磁干擾(emi)調(diào)節(jié)之后被輸入到發(fā)射器402的電路，emi濾波器塊444包含用于emi噪聲抑制的共模濾波器和差模濾波器。抑制emi噪聲提高了發(fā)射器電路的穩(wěn)定性和響應(yīng)性，特別是當(dāng)該系統(tǒng)用于蜂窩通信環(huán)境中時(shí)。在檢測(cè)器的最簡(jiǎn)單形式中，所提供的“檢測(cè)”基本上是對(duì)金屬檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的，檢測(cè)器的線(xiàn)圈在被供電時(shí)引起頻率的振蕩。在控制器的控制下，通過(guò)檢測(cè)電路來(lái)測(cè)量該振蕩頻率(根據(jù)在預(yù)定時(shí)間幀內(nèi)計(jì)數(shù)的振蕩頻率信號(hào)的邊沿的數(shù)目)。當(dāng)金屬物體接近檢測(cè)線(xiàn)圈并因此接近發(fā)射器時(shí)，由于金屬吸收由檢測(cè)線(xiàn)圈發(fā)射的磁通量的能量，使得振蕩在頻率上改變，從而改變?cè)谠摃r(shí)間段中計(jì)數(shù)的邊沿的數(shù)量。變化的量根據(jù)金屬物體吸收的能量的量而改變。因此，通過(guò)對(duì)該振蕩頻率變化設(shè)置極限或閾值，可以檢測(cè)“金屬物體”?？梢栽趩蝹€(gè)時(shí)間段內(nèi)或在一系列時(shí)間段內(nèi)測(cè)量(即，檢測(cè))該變化。用于檢測(cè)和計(jì)數(shù)邊沿的合適方法是眾所周知的，因此這里不再詳細(xì)討論。檢測(cè)線(xiàn)圈振蕩的頻率通過(guò)適當(dāng)選擇檢測(cè)電路的組件(其可以是可變組件)以及檢測(cè)線(xiàn)圈的尺寸和拓?fù)鋪?lái)選擇，以便處于不同于或偏離發(fā)射線(xiàn)圈被驅(qū)動(dòng)的頻率的頻率范圍內(nèi)。以這種方式，由檢測(cè)器提供的粗略檢測(cè)不會(huì)干擾發(fā)射器對(duì)接收器供電的操作。在本發(fā)明的示例中，檢測(cè)頻率在mhz范圍內(nèi)，例如，大約1mhz，而功率傳輸在khz范圍內(nèi)，例如，大約100khz(稍后討論更具體的值范圍)。在該頻率范圍內(nèi)，用于檢測(cè)的預(yù)定(第一)時(shí)間段在毫秒(ms)范圍內(nèi)，例如，大約40ms。因此，通過(guò)檢測(cè)線(xiàn)圈的恒定操作和以規(guī)則時(shí)間間隔對(duì)振蕩頻率采樣以確定是否發(fā)生改變來(lái)執(zhí)行對(duì)進(jìn)入發(fā)射器附近的物體的“搜索”。不僅在物體被放置在發(fā)射器“板”上時(shí)，而且還在物體朝向、沿著或遠(yuǎn)離發(fā)射器移動(dòng)時(shí)，都認(rèn)為在檢測(cè)“脈沖”之間大約500ms的(第二)時(shí)間段適用于檢測(cè)物體，其中“接近”被認(rèn)為是在小于100毫米(mm)的范圍內(nèi)，例如，大約3mm至大約30mm，這是系統(tǒng)的充電范圍。然而，根據(jù)所需檢測(cè)的“粗糙度”，第一時(shí)間段和第二時(shí)間段可以選擇為更小或更大。雖然檢測(cè)線(xiàn)圈的操作不會(huì)顯著干擾發(fā)射器線(xiàn)圈的操作，但發(fā)射器線(xiàn)圈的操作確實(shí)干擾檢測(cè)線(xiàn)圈的操作，這是因?yàn)樵诔潆姲l(fā)生時(shí)，檢測(cè)線(xiàn)圈的振蕩頻率改變。這部分地歸因于在整個(gè)充電期間接收器設(shè)備在發(fā)射器的充電表面上的持續(xù)存在，以及部分地歸因于供電的發(fā)射器線(xiàn)圈的感應(yīng)磁場(chǎng)對(duì)(較大)檢測(cè)器線(xiàn)圈的感應(yīng)磁場(chǎng)的影響。然而，這種影響被簡(jiǎn)單地解釋為，因?yàn)檎袷庮l率的突然變化被測(cè)量到，使得充電順序的效果僅僅移動(dòng)了頻率三角測(cè)量(frequencydeltameasurement)的基線(xiàn)，如稍后更詳細(xì)討論的。用于檢測(cè)的測(cè)量的頻率變化的閾值的設(shè)置可以根據(jù)系統(tǒng)的應(yīng)用通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定，或者可以通過(guò)校準(zhǔn)來(lái)設(shè)置，或者可以由于多個(gè)接收器設(shè)備在發(fā)射器表面上的放置來(lái)動(dòng)態(tài)地確定并用作頻率值的“滾動(dòng)”平均(‘rolling’average)。在本文描述的系統(tǒng)的示例性實(shí)施例中，約5％至約10％的邊沿計(jì)數(shù)的順序讀數(shù)之間的變化被認(rèn)為與環(huán)境有關(guān)(例如，“背景噪聲”)，因此被忽略(參見(jiàn)圖5(a))。當(dāng)與其中部署了ipt系統(tǒng)的典型環(huán)境相比，包含相對(duì)大量金屬的密集物體的實(shí)際消費(fèi)設(shè)備(諸如智能電話(huà))被放置在發(fā)射器表面上時(shí)，導(dǎo)致振蕩頻率的相當(dāng)大的變化，例如，對(duì)于典型的智能手機(jī)，在兩個(gè)順序讀數(shù)之間可以觀察到幾乎兩倍的頻率，并且比下一讀數(shù)進(jìn)一步增加約150％至約200％(參見(jiàn)圖5(b))。這樣的“事件”用于“觸發(fā)”精細(xì)檢測(cè)，精細(xì)檢測(cè)將判斷檢測(cè)到的“物體”是接收器還是只是放置在發(fā)射器上并因此不應(yīng)被供電的一些其他金屬物體，即，所謂的“異物”或“寄生負(fù)載”，如稍后更詳細(xì)討論的。雖然圖5(a)和圖5(b)中所示的結(jié)果圖示了對(duì)于相對(duì)敏感“事件”檢測(cè)來(lái)說(shuō)可以設(shè)置大于約10％的頻率變化閾值，或者說(shuō)對(duì)于相對(duì)粗略事件檢測(cè)來(lái)說(shuō)可以設(shè)置約50％或更大的頻率變化閾值，但是在設(shè)置閾值時(shí)應(yīng)考慮其他因素，使得不產(chǎn)生其中使用更耗時(shí)和耗能的精細(xì)檢測(cè)方法的“誤報(bào)(falsepositives)”。例如，在系統(tǒng)附近使用的環(huán)境中的金屬的量可能影響背景變化。雖然當(dāng)系統(tǒng)的最終使用的位置和環(huán)境是未知的且不受約束時(shí)，難以以預(yù)定方式解釋這些因素，但是可以通過(guò)檢測(cè)器線(xiàn)圈的適當(dāng)設(shè)計(jì)來(lái)減小影響的水平。例如，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的，可以使用定向線(xiàn)圈拓?fù)?、屏蔽、磁?chǎng)成形等。此外，振蕩頻率可以因功率發(fā)射器線(xiàn)圈的供能而改變。如前所述，在本示例中，在被供電時(shí)發(fā)射器線(xiàn)圈412以約100khz至約120khz的頻率振蕩，如本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的。發(fā)射線(xiàn)圈的這種振蕩影響檢測(cè)線(xiàn)圈的振蕩，從而導(dǎo)致檢測(cè)讀數(shù)的約為10％或更大的變化(見(jiàn)圖5(c))。因此，在設(shè)置粗略檢測(cè)閾值時(shí)，需要理解和解釋功率傳輸或充電線(xiàn)圈的供電的影響。必須考慮的另一個(gè)因素是由耦合到發(fā)射器的接收器汲取的充電電流對(duì)檢測(cè)器電路的振蕩頻率的影響。汲取電流的這種變化是由于消費(fèi)電子接收器設(shè)備的電池或其他能量?jī)?chǔ)存設(shè)備的“電荷”水平隨時(shí)間的變化以及在發(fā)射器側(cè)實(shí)施的用來(lái)負(fù)責(zé)功率傳輸效率方面的變化的功率流控制(稍后詳細(xì)討論)導(dǎo)致的。具體地，這是經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)的時(shí)間(即，對(duì)智能手機(jī)電池充電所需的時(shí)間長(zhǎng)度，例如，約一個(gè)小時(shí)左右)觀察到的，在該時(shí)間期間功率調(diào)整器440的降壓轉(zhuǎn)換器電壓中的負(fù)載階躍反映了接收器所需的功率的量，并且這個(gè)變化的量反過(guò)來(lái)反映了作為振蕩頻率的波動(dòng)變化的檢測(cè)讀數(shù)(參見(jiàn)圖5(d))。這種隨時(shí)間的變化可以用根據(jù)降壓轉(zhuǎn)換器電壓負(fù)載階躍來(lái)動(dòng)態(tài)地設(shè)置振蕩頻率的“基線(xiàn)”的檢測(cè)算法來(lái)解釋?zhuān)@對(duì)控制器420是已知的。當(dāng)然，將理解，一次被供電/充電的設(shè)備的數(shù)量以及被供電/充電的設(shè)備的類(lèi)型以及這些設(shè)備的相對(duì)“電荷水平”也影響檢測(cè)測(cè)量值。通過(guò)將對(duì)檢測(cè)線(xiàn)圈磁性的這些已知的影響相結(jié)合，可以為粗略或初始(初級(jí))檢測(cè)方案提供魯棒且有效的檢測(cè)方案。例如，在操作或預(yù)設(shè)期間，可以基于多設(shè)備充電系統(tǒng)的“模式”或使用情況(例如，沒(méi)有設(shè)備被供電/充電、特定類(lèi)型的一個(gè)設(shè)備被供電/充電、另一特定類(lèi)型的一個(gè)設(shè)備被供電/充電、相同或不同類(lèi)型的兩個(gè)設(shè)備被供電/充電等)來(lái)動(dòng)態(tài)地確定一組閾值。此外，被檢測(cè)和計(jì)數(shù)的邊沿可以是正向邊沿或負(fù)向邊沿，然而，針對(duì)更具體的分類(lèi)，也可以使用對(duì)于正向邊沿和負(fù)向邊沿來(lái)講的不同的閾值的隔離。此外，通過(guò)檢測(cè)發(fā)射器處的條件的變化而不是測(cè)量靜態(tài)值，僅需要進(jìn)行對(duì)物體的檢測(cè)一次，使得如果一旦執(zhí)行“精細(xì)”檢測(cè)或第二(二次)檢測(cè)，而檢測(cè)到的物體結(jié)果不是接收器設(shè)備，則檢測(cè)到的物體不會(huì)觸發(fā)再次執(zhí)行二次檢測(cè)的需要。在另一示例中，或者除了這種軟件解釋之外，可替代地，ipt場(chǎng)對(duì)檢測(cè)場(chǎng)的影響可以被解釋為硬件而不是如上所述的軟件。圖20a圖示了在公開(kāi)號(hào)為wo2014/070026的pct中所公開(kāi)的(自振蕩)周邊線(xiàn)圈的等效電路。利用該電路，當(dāng)金屬放置在“環(huán)形”線(xiàn)圈l1內(nèi)部時(shí)，該線(xiàn)圈的電感改變，導(dǎo)致使用所示比較器電路測(cè)量的振蕩頻率(由電感器l1和電容器c1的諧振電路提供)的變化。然而，如上所討論的，功率發(fā)射線(xiàn)圈的操作可以使環(huán)形線(xiàn)圈與ipt場(chǎng)耦合，從而惡化檢測(cè)信號(hào)。為了減小ipt場(chǎng)對(duì)檢測(cè)線(xiàn)圈的不利影響(即，噪聲)，可以在檢測(cè)器電路中設(shè)置合適的濾波器，如圖20b所示。在該示例中，電感器l3和電容器c3的lc濾波器與檢測(cè)器線(xiàn)圈l1并聯(lián)添加，電感器l2和電容器c2的lc濾波器也設(shè)置在比較器電路中。以這種方式，減小了(在比較器電路中)電感器l1和l2與ipt場(chǎng)的耦合。從上述可以理解，物體檢測(cè)方法不僅可以用于檢測(cè)包括接收器設(shè)備的物體的存在，還可以用于使用相同的閾值方案來(lái)檢測(cè)這些物體的不存在，即，當(dāng)接收器設(shè)備從發(fā)射器的充電表面移除，或者相對(duì)于充電表面移動(dòng)時(shí)。以這種方式，可以以簡(jiǎn)單的方式精確地控制發(fā)射器的充電模式，從而提供低功率和安全操作。在本發(fā)明的系統(tǒng)的發(fā)射器的操作中，如下來(lái)提供高效且有效的物體檢測(cè)功能。在上述方案下，在對(duì)發(fā)射器上電時(shí)(即，當(dāng)從電源向發(fā)射器供電時(shí))，不對(duì)發(fā)射器線(xiàn)圈供電，而對(duì)檢測(cè)器線(xiàn)圈供電，以檢測(cè)包括接收器設(shè)備的物體是否在發(fā)射器的充電范圍內(nèi)。在對(duì)發(fā)射器供電時(shí)，持續(xù)執(zhí)行物體檢測(cè)，而在發(fā)射器斷電時(shí)，停止物體檢測(cè)。一旦檢測(cè)到鄰近的物體，系統(tǒng)就結(jié)合控制器來(lái)執(zhí)行接收器的檢測(cè)。這種“精細(xì)”檢測(cè)相當(dāng)于對(duì)發(fā)射器“板”或充電表面的掃描，以確定所檢測(cè)物體的實(shí)際位置以及所檢測(cè)物體是否是接收器設(shè)備。該掃描通過(guò)選擇性地激活陣列的發(fā)射器線(xiàn)圈以確定物體是否位于那些發(fā)射器線(xiàn)圈的離散的已知的位置中來(lái)實(shí)現(xiàn)。檢測(cè)到的物體可以是接收器設(shè)備或包含如前討論的金屬的其他物體。通過(guò)金屬與由發(fā)射器線(xiàn)圈發(fā)射的能量的相互作用來(lái)促進(jìn)檢測(cè)。以這樣的方式執(zhí)行發(fā)射器線(xiàn)圈的激活，使得所發(fā)射的能量可以引起發(fā)射器線(xiàn)圈與鄰近接收器線(xiàn)圈的耦合，而不需要對(duì)與耦合的接收器線(xiàn)圈相關(guān)聯(lián)的接收器電路/負(fù)載實(shí)際供電/充電。具體地，執(zhí)行掃描，從而通過(guò)發(fā)射器線(xiàn)圈和物體的磁相互作用來(lái)確定使用物體檢測(cè)器所檢測(cè)到的任何潛在物體的位置?？梢愿鶕?jù)發(fā)射器線(xiàn)圈陣列的配置以多種方式執(zhí)行掃描和檢測(cè)。例如，公開(kāi)號(hào)為wo2013/165261的pct和公開(kāi)號(hào)為wo2014/070026的pct中公開(kāi)的浪涌電流測(cè)量和檢測(cè)方法的原理可以用作本發(fā)明的“精細(xì)”檢測(cè)方法的測(cè)試或步驟的基礎(chǔ)，它們兩的內(nèi)容通過(guò)引用被明確地并入本文，以及公開(kāi)號(hào)為wo2013/165261的pct中公開(kāi)的掃描檢測(cè)方法可以用作本發(fā)明的“精細(xì)”檢測(cè)方法的測(cè)試或步驟的基礎(chǔ)?；蛘?，可以使用定位接收器的其他方法，包括稍后討論的示例性方法。如在公開(kāi)號(hào)為wo2013/165261的pct和公開(kāi)號(hào)為wo2014/070026的pct中所公開(kāi)的，如果接收器電子器件的特性已知，則浪涌和頻率掃描檢測(cè)方法可以用于“識(shí)別”接收器設(shè)備以及定位該設(shè)備。說(shuō)到這里，稍后討論定位和識(shí)別接收器的替代方法。該識(shí)別有助于判斷檢測(cè)到的物體是否是兼容的以通過(guò)發(fā)射器供電/充電的接收器設(shè)備。關(guān)于該功能，本發(fā)明的系統(tǒng)與用于對(duì)消費(fèi)電子設(shè)備進(jìn)行無(wú)線(xiàn)功率充電的常規(guī)系統(tǒng)的區(qū)別如下。如前所述，發(fā)射器可以使用相同類(lèi)型或不同類(lèi)型的兩個(gè)或更多個(gè)接收器設(shè)備并對(duì)它們供電。這些接收器類(lèi)型不僅包括諸如智能手機(jī)、平板電腦等的設(shè)備類(lèi)型和諸如3瓦、10瓦等的功率額定類(lèi)型，還包括符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)定義的不同規(guī)范的接收器類(lèi)型。支持這些不同的規(guī)范是重要的，以便當(dāng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范通過(guò)該標(biāo)準(zhǔn)的演變而改變時(shí)允許向后兼容。即，符合規(guī)范的早期版本的設(shè)備可能不(完全)符合該規(guī)范的后期版本。因此，支持使用為較新版本設(shè)備設(shè)計(jì)的發(fā)射器來(lái)對(duì)那些早期版本設(shè)備的供電/充電意味著不會(huì)嚴(yán)重?fù)p害該標(biāo)準(zhǔn)的早期設(shè)備，至少直到它們能夠?yàn)榱溯^新版本而逐漸淘汰早期版本設(shè)備。雖然這是明智的，但是不同代的基于標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范在電路設(shè)計(jì)和操作方面可能不是互補(bǔ)或兼容的。目前，用于消費(fèi)設(shè)備的無(wú)線(xiàn)功率行業(yè)具有由不同的標(biāo)準(zhǔn)制定組織(sso)制定的若干規(guī)范。由于所使用的無(wú)線(xiàn)功率傳輸?shù)牡讓蛹夹g(shù)大不相同，因此這些沖突的規(guī)范甚至更難以用單個(gè)系統(tǒng)來(lái)支持。在這種情況下，本發(fā)明的系統(tǒng)提供了一種機(jī)制，該機(jī)制用于識(shí)別對(duì)于發(fā)射器來(lái)講而存在的接收器設(shè)備的“類(lèi)型”或至少接收器設(shè)備的特性，以及用于支持通過(guò)這種識(shí)別來(lái)對(duì)多種“類(lèi)型”的接收器設(shè)備進(jìn)行充電。本發(fā)明的系統(tǒng)還提供了一種機(jī)制，通過(guò)該機(jī)制接收器設(shè)備向發(fā)射器識(shí)別其自身，而無(wú)論該發(fā)射器是本系統(tǒng)的一部分還是工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的不同版本的一部分。作為本發(fā)明的系統(tǒng)的多設(shè)備類(lèi)型供電/充電能力的示例應(yīng)用，現(xiàn)在描述圖3的通信模塊330的操作。在該示例性實(shí)施例中，通信模塊符合在第一版本行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中闡述的通信需求，使得可以用符合該第一版本規(guī)范的接收器設(shè)備以及符合第二版本行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的接收器設(shè)備來(lái)進(jìn)行識(shí)別、通信和供電/充電，其中，第二版本晚于第一版本。為了執(zhí)行這種多版本接收器支持，發(fā)射器302需要在接收器類(lèi)型之間進(jìn)行區(qū)分，使得可以選擇適當(dāng)版本的無(wú)線(xiàn)功率傳輸模式。對(duì)于從發(fā)射器到接收器的功率傳輸，早期版本的規(guī)范具有以下四個(gè)階段：·選擇發(fā)射器監(jiān)視發(fā)射器(接口)表面上物體的放置和移除。如果發(fā)射器檢測(cè)到物體，則系統(tǒng)進(jìn)入ping階段。·ping發(fā)射器執(zhí)行數(shù)字ping，并偵聽(tīng)響應(yīng)。如果發(fā)射器接收到響應(yīng)，則系統(tǒng)進(jìn)入識(shí)別&配置階段。·識(shí)別&配置發(fā)射器識(shí)別接收器并獲取配置信息，諸如接收器意圖在其輸出(負(fù)載)處提供的最大功率量。一旦識(shí)別并配置了接收器，則系統(tǒng)進(jìn)入功率傳輸階段?！すβ蕚鬏敯l(fā)射器向接收器提供功率，響應(yīng)于其從接收器接收到的控制數(shù)據(jù)來(lái)調(diào)整其線(xiàn)圈電流。在早期版本規(guī)范的這種方案中，從任何其他階段到選擇階段的轉(zhuǎn)換涉及發(fā)射器去除至接收器的功率信號(hào)。在本發(fā)明中，這些階段執(zhí)行如下。選擇階段涉及如前所述的由本發(fā)明的系統(tǒng)執(zhí)行的物體檢測(cè)。按照現(xiàn)在將描述的本發(fā)明的方式來(lái)執(zhí)行ping和識(shí)別&配置階段。根據(jù)接收器的版本被識(shí)別為處于早期版本模式(其中發(fā)射器調(diào)整如上所述的被傳輸?shù)墓β柿?或者處于較新版本模式(其中接收器調(diào)整被傳輸?shù)浇邮掌鱾?cè)負(fù)載的接收功率的量，如稍后將描述的)來(lái)執(zhí)行功率傳輸階段。在以下描述中，早期版本的規(guī)范被稱(chēng)為版本a，而較新版本的規(guī)范被稱(chēng)為版本b。應(yīng)當(dāng)理解，可以以類(lèi)似方式支持不同版本或更多版本的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。首先，描述本發(fā)明的ping階段。在本實(shí)施例中，本發(fā)明的版本b發(fā)射器(例如，發(fā)射器302)首先通過(guò)選擇性地對(duì)發(fā)射器線(xiàn)圈312供電來(lái)進(jìn)行接收器位置掃描，進(jìn)而首先判斷存在版本a接收器還是版本b接收器，如果不是，則位置掃描結(jié)束。這僅僅是示例，并且各種版本可以隨后被定位(例如，按順序)，而不是在同一掃描內(nèi)。為了檢測(cè)接收器設(shè)備在發(fā)射器表面上的位置并且識(shí)別該接收器設(shè)備，可以使用發(fā)射器和接收器之間的通信協(xié)議。該通信協(xié)議可以根據(jù)任一一種版本規(guī)范，使得可以以時(shí)間有效的方式檢測(cè)版本a和版本b設(shè)備。時(shí)間效率是預(yù)期的，使得系統(tǒng)的用戶(hù)體驗(yàn)不會(huì)由于必須等待接收器設(shè)備在由發(fā)射器供電/充電之前被檢測(cè)到而受到嚴(yán)重影響。圖6示出了版本a通信協(xié)議的示例性通信或數(shù)據(jù)“包”的組件。該包包括由1和0比特位組成的比特流。如圖6(a)和6(b)所示，在時(shí)鐘信號(hào)tclk的單個(gè)周期中，0比特位被編碼為單個(gè)轉(zhuǎn)換，而在單個(gè)時(shí)鐘周期中，1比特位被編碼為兩個(gè)轉(zhuǎn)換，其中時(shí)鐘周期是例如約2khz。由于比特位被編碼為一個(gè)或兩個(gè)轉(zhuǎn)換，所以信號(hào)的初始狀態(tài)是什么無(wú)關(guān)緊要，只有在時(shí)鐘周期的期間內(nèi)發(fā)生多少次轉(zhuǎn)換是重要的。包的每個(gè)字節(jié)以11位異步串行格式來(lái)編碼，如圖6(c)所示，一個(gè)啟動(dòng)位、一個(gè)奇校驗(yàn)位和一個(gè)停止位。圖6(d)示出具有四個(gè)部(部分或字段)的包：11至25比特位的前導(dǎo)部分(preambleportion)，所有比特位都被設(shè)置為1(即，在前導(dǎo)部分中不對(duì)字節(jié)編碼)；單個(gè)字節(jié)的報(bào)頭部分(headerportion)，指示消息部分字節(jié)的包類(lèi)型和數(shù)量；一個(gè)或更多個(gè)字節(jié)的消息部分；以及單個(gè)字節(jié)的校驗(yàn)和部分(checksumportion)，被計(jì)算為報(bào)頭部分字節(jié)與每個(gè)消息部分字節(jié)進(jìn)行xor。在操作中，通過(guò)發(fā)射器302從陣列314的每個(gè)發(fā)射器線(xiàn)圈312在預(yù)定時(shí)間段(例如，從大約100ms到大約300ms)順序地發(fā)送“ping”。“ping”是離散的非充電能量信號(hào)，其能夠?qū)l(fā)送ping的發(fā)射器線(xiàn)圈與附近的接收器線(xiàn)圈臨時(shí)耦合。通過(guò)控制發(fā)射功率調(diào)節(jié)器322經(jīng)由使用選擇器324選中的發(fā)射器線(xiàn)圈312在特定時(shí)間段上輸出適當(dāng)?shù)墓β市盘?hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)ping。由臨時(shí)ping信號(hào)傳送的功率使得耦合的接收器設(shè)備將耦合通信包“發(fā)送”到發(fā)射器302，發(fā)射器302的通信模塊330包括用于解碼和處理接收到的包的解碼和處理電路。用于執(zhí)行這些功能的電路可以在控制器320的控制下被設(shè)置在發(fā)射器302的通信模塊330中，或者可以被設(shè)置為控制器320本身的一部分。在后面描述接收器對(duì)要在包中傳送的信息進(jìn)行編碼的方式以及這些包被“發(fā)送”的方式。圖7是示出用于解碼所接收的包的解碼器702和用于處理如在控制器320或通信模塊330中實(shí)現(xiàn)的解碼包的狀態(tài)機(jī)704的框圖。還示出了用于測(cè)量所接收的通信包內(nèi)的時(shí)間段的定時(shí)器706。解碼器702被配置為：根據(jù)版本a通信協(xié)議，僅當(dāng)接收到至少四個(gè)前導(dǎo)比特位，消息中沒(méi)有奇偶校驗(yàn)錯(cuò)誤，并且校驗(yàn)和匹配時(shí)，才考慮接收包的消息有效；然而其他有效性標(biāo)準(zhǔn)是可能的。解碼器702將解碼的消息傳遞到狀態(tài)機(jī)704，以及指示何時(shí)接收到了具有錯(cuò)誤的消息。狀態(tài)機(jī)704處理解碼的包。如上所述，接收ping信號(hào)的能量的接收器設(shè)備通過(guò)向發(fā)射器發(fā)送耦合通信包來(lái)響應(yīng)。該耦合(第一)通信包可以是信號(hào)強(qiáng)度包的形式。信號(hào)強(qiáng)度包傳送包的消息部分中的信號(hào)強(qiáng)度值，其指示發(fā)送ping的發(fā)射器線(xiàn)圈與耦合的接收器線(xiàn)圈之間的耦合程度。狀態(tài)機(jī)704處理該接收到的信號(hào)強(qiáng)度包，由此發(fā)射器302能夠?qū)⒔邮掌髟O(shè)備定位在進(jìn)行發(fā)射的發(fā)射線(xiàn)圈的本地位置，因?yàn)槿绫绢I(lǐng)域技術(shù)人員所理解的，在ipt領(lǐng)域中是發(fā)射線(xiàn)圈來(lái)接收信號(hào)強(qiáng)度包首先作為反射信號(hào)。為了進(jìn)一步定位接收器設(shè)備，也可以從信號(hào)強(qiáng)度包推導(dǎo)出用于對(duì)接收器設(shè)備供電/充電的一個(gè)或更多個(gè)發(fā)射器線(xiàn)圈。即，如下面所討論的，并且在下面更詳細(xì)地討論的，接收器被配置為測(cè)量發(fā)射器線(xiàn)圈中的特定發(fā)射器線(xiàn)圈與接收器設(shè)備的接收器線(xiàn)圈之間的耦合水平，以及被配置為通過(guò)傳送信號(hào)強(qiáng)度來(lái)向發(fā)射器指示該耦合水平。因此，發(fā)射器可以判斷哪個(gè)發(fā)射器線(xiàn)圈或發(fā)射器線(xiàn)圈的組合給出最佳耦合。例如，如果要使用兩個(gè)或更多個(gè)發(fā)射器線(xiàn)圈的組合來(lái)最大化功率傳輸，同時(shí)最大化功率效率，則控制器320可以判斷哪個(gè)發(fā)射器線(xiàn)圈312提供最大信號(hào)強(qiáng)度測(cè)量，以及鄰近那個(gè)“最佳”的發(fā)射器線(xiàn)圈312的哪些發(fā)射器線(xiàn)圈312提供次“最佳”信號(hào)強(qiáng)度，從而使用選擇器324來(lái)選擇“最佳”兩個(gè)發(fā)射器線(xiàn)圈312進(jìn)行功率傳輸。或者，可以使用相同或不同參數(shù)的其他測(cè)量，諸如之前討論的電流涌流方法。盡管已經(jīng)描述了兩級(jí)接收器檢測(cè)方法，其中首先使用低功率粗略檢測(cè)方法來(lái)檢測(cè)物體，然后使用精細(xì)檢測(cè)掃描方法來(lái)相對(duì)于發(fā)射器線(xiàn)圈定位物體，但是單級(jí)檢測(cè)方法也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，如果對(duì)于特定應(yīng)用，檢測(cè)新出現(xiàn)的接收器設(shè)備或先前出現(xiàn)的接收器設(shè)備的移動(dòng)時(shí)的功率效率被認(rèn)為具有較低的重要性，則在特定情況下或者通過(guò)從系統(tǒng)完全省略物體檢測(cè)電路和相關(guān)軟件來(lái)省略粗略檢測(cè)。實(shí)際上，發(fā)射器和接收器的電路可以被配置為使得在發(fā)射器板掃描期間優(yōu)化功率效率，或者檢測(cè)/定位的速度上的任何相應(yīng)增加可以被評(píng)估為高于低功率“空閑”模式或待機(jī)模式的需要。一旦定位接收器設(shè)備，則系統(tǒng)進(jìn)入識(shí)別&配置階段。在該階段，發(fā)射器識(shí)別接收器并獲得配置信息，諸如接收器意在其輸出(負(fù)載)處提供的最大功率量。例如，這是通過(guò)所定位的接收器設(shè)備在接收到ping信號(hào)的能量時(shí)也向發(fā)射器發(fā)送識(shí)別通信包來(lái)實(shí)現(xiàn)的。該識(shí)別(第二)通信包在該包的消息部分中傳送接收器設(shè)備的識(shí)別。例如，根據(jù)版本a通信協(xié)議，所述消息包含：版本代碼、制造商代碼和基本設(shè)備標(biāo)識(shí)符，其中版本代碼指定接收器是版本a和/或版本b兼容的，制造商代碼識(shí)別接收器的制造商，以及基本設(shè)備標(biāo)識(shí)符是可以隨機(jī)產(chǎn)生以確保充分唯一性的接收器設(shè)備標(biāo)識(shí)(例如，設(shè)備id或id代碼)。狀態(tài)機(jī)704處理該接收到的標(biāo)識(shí)包，從而發(fā)射器302能夠識(shí)別已經(jīng)被定位的接收器設(shè)備。在版本a通信協(xié)議中，標(biāo)識(shí)包伴隨有配置(第三)通信包，其中該包的消息部分指示接收器設(shè)備已經(jīng)被配置來(lái)接收的最大功率。狀態(tài)機(jī)704處理該接收的配置包，從而發(fā)射器302能夠相應(yīng)地配置功率傳輸模式的參數(shù)。對(duì)于版本b接收器，配置包可以包含附加的配置信息，諸如為接收器供電所需的發(fā)射器線(xiàn)圈的最大/最小數(shù)量。作為響應(yīng)于來(lái)自發(fā)射器的ping而順序地提供耦合、識(shí)別和配置包的上述協(xié)議的替代，系統(tǒng)可以被配置為在更多或更少的數(shù)據(jù)包中發(fā)送類(lèi)似的信息。圖6(e)圖示了一種可選的包結(jié)構(gòu)，其中id部分或字段被設(shè)置在報(bào)頭部分與消息部分之間。這允許與隨后通信期間可能有用的所有數(shù)據(jù)包一起發(fā)送設(shè)備的身份(諸如基本設(shè)備標(biāo)識(shí)符)，如稍后所述。此外，如果版本和制造商代碼可以從id代碼內(nèi)推出來(lái)，則這可以避免對(duì)(產(chǎn)生和)發(fā)送單獨(dú)的標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)包的需求，這可以有助于加速位置和識(shí)別掃描。此外，id代碼還可以用于最初定義所識(shí)別的接收器設(shè)備的配置要求，使得也可以省略配置數(shù)據(jù)包，從而進(jìn)一步加快本系統(tǒng)的“精細(xì)”檢測(cè)方法的處理時(shí)間。為了描述功率傳輸階段，首先有益的是詳細(xì)描述適用于本發(fā)明的與可應(yīng)用的示例性發(fā)射器相關(guān)的接收器設(shè)備的示例。圖8圖示了本發(fā)明的系統(tǒng)的接收器804的實(shí)施例。以框圖形式圖示了接收器804，該框圖示出了包括接收功率管理電路806和接收器電路808的電子器件，接收器電路808包括控制器810、接收功率調(diào)節(jié)器812和通信模塊814以及負(fù)載816。圖9以框圖形式示出了具有類(lèi)似組件/元件的接收器904的更詳細(xì)示例，接收器904包括接收功率管理電路906和接收器電路908，接收器電路908包括控制器910、接收功率調(diào)節(jié)器912和通信模塊914、以及負(fù)載916和電流感測(cè)電路917。此外，接收功率調(diào)節(jié)器912被圖示為具有功率整流器918和電壓調(diào)整器920，并且針對(duì)上下文示出了來(lái)自圖3的線(xiàn)圈陣列314的發(fā)送的能量。注意，接收器804和904的類(lèi)似組件/元件以彼此類(lèi)似的方式工作?？刂破?10/910可以被設(shè)置為諸如微控制器或微處理器的可編程集成電路形式的數(shù)字控制器，或者被設(shè)置為分立電路組件形式的模擬控制器。在本文描述的接收功率管理電路和接收器電路的示例中，提供微控制器不僅用于對(duì)接收器側(cè)負(fù)載進(jìn)行功率流控制，還作為接收器的主處理電路，然而本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，根據(jù)本系統(tǒng)的特定應(yīng)用，可以等同地使用不同適用形式的控制器。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，在非同步配置或同步配置中，功率整流器918可以被設(shè)置為基于開(kāi)關(guān)的整流器，諸如具有開(kāi)關(guān)(諸如基于二極管的開(kāi)關(guān)，或諸如半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)(諸如晶體管、fet或mosfet))的半橋整流器或全橋整流器。電壓調(diào)整器920可以被設(shè)置為低壓降調(diào)整器(ldo)或適合于調(diào)整系統(tǒng)的特定應(yīng)用中的電壓的其他電路。由于接收器線(xiàn)圈接收的功率是ac信號(hào)，在本文描述的接收器電路908的示例中，接收功率調(diào)節(jié)器具有功率整流器918和電壓調(diào)整器920，功率整流器918被配置為將ac電壓轉(zhuǎn)換成dc電壓的全橋整流器，電壓調(diào)整器920被配置為用于將經(jīng)整流的dc電壓(即，圖9中所示的中間電壓)調(diào)整到適于傳送到負(fù)載916的電壓的ldo，然而本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，根據(jù)本系統(tǒng)的特定應(yīng)用，可以等同地使用不同適用形式的整流器和調(diào)整器。如前所述，當(dāng)接收器設(shè)備與系統(tǒng)的發(fā)射器耦合接近時(shí)，在允許/啟用接收器設(shè)備的上電/充電之前，首先確定接收器設(shè)備的存在、相對(duì)位置和身份。這種功能不僅有助于發(fā)射器上的設(shè)備放置的空間自由度和多個(gè)設(shè)備的同時(shí)充電，還確保設(shè)備以兼容的方式來(lái)供電/充電。這是因?yàn)椋纾缜八?，遵守不同sso規(guī)范的多個(gè)接收器設(shè)備版本具有不同的供電要求和充電要求，諸如被傳送到接收器側(cè)負(fù)載的最大允許電壓。通過(guò)使接收器側(cè)負(fù)載與接收器的充電電路斷開(kāi)并因此與發(fā)射器斷開(kāi)來(lái)方便地執(zhí)行檢測(cè)和配置階段，因此不存在錯(cuò)誤或不期望的充電的問(wèn)題。即，當(dāng)接收器通過(guò)發(fā)射器的耦合ping而通電時(shí)，接收器進(jìn)入初始狀態(tài)。在該初始狀態(tài)下，以本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的方式，功率調(diào)整器924被禁用并且輸出負(fù)載916通過(guò)保持ldo920禁用而斷開(kāi)。在初始狀態(tài)和其他狀態(tài)中斷開(kāi)接收器側(cè)負(fù)載的其他方式也適用于本發(fā)明。通過(guò)負(fù)載斷開(kāi)以及電源整流和包括通信模塊的這種設(shè)置，本發(fā)明的被配置為版本b接收器的接收器類(lèi)似于版本a接收器。然而，相似之處到此結(jié)束。本發(fā)明的版本b接收器和版本a接收器之間的一個(gè)功能差異是包括接收器側(cè)的功率流控制。從下面的描述將變得明顯，通過(guò)版本a接收器與版本a或版本b發(fā)射器之間的通信來(lái)提供版本a接收器的功率流控制，其中發(fā)射器通過(guò)改變正在傳輸?shù)墓β实牧縼?lái)響應(yīng)這種通信。功率流控制是必要的，以便確保接收器設(shè)備的負(fù)載(諸如可再充電電池)不被過(guò)充電或充電不足，從而傳輸?shù)墓β什槐徊贿m當(dāng)?shù)睾筒黄谕乩速M(fèi)，因?yàn)檫@將降低系統(tǒng)效率。雖然需要發(fā)射器側(cè)的功率流控制工作良好，但由于受到使用通信鏈路的限制，因此操作相對(duì)較慢，并且由于ipt場(chǎng)上的功率傳輸正在用作功率流控制的主要手段，因此難以以精細(xì)或精確的方式進(jìn)行控制。因此，在本發(fā)明的接收器中的功率流控制的設(shè)置本身允許更加動(dòng)態(tài)和精確的控制形式。雖然接收器側(cè)的功率流控制是已知的，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的特定應(yīng)用是將接收器電路小型化至消費(fèi)電子設(shè)備，諸如智能電話(huà)，如前所述。因此，作為復(fù)雜、笨重和沉重的部件的已知的功率流控制電路不適合于這樣的應(yīng)用，其中最終目的是將接收器的電路集成到設(shè)備本身的ic中。本發(fā)明的接收器的功率流控制在控制器的控制下由接收功率管理電路來(lái)提供。返回到圖9，接收功率管理電路906包括接收器元件(線(xiàn)圈)電路922和功率調(diào)整器924，功率調(diào)整器924調(diào)整從接收器元件電路922傳送到接收功率調(diào)節(jié)器912的功率。接收功率管理電路的示例性形式包括在第61/930,191號(hào)和第61/990,409號(hào)美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)(分別于2014年1月22日和2014年5月8日提交，發(fā)明名稱(chēng)全部為“coupled-coilpowercontrolforinductivepowertransfersystems”)、第62/075,878號(hào)和第62/076,714號(hào)美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)(分別于2014年11月5日和2014年11月7日提交，發(fā)明名稱(chēng)全部為“receivedwirelesspowerregulation”)、以及第617604號(hào)、第617606號(hào)和第620979號(hào)新西蘭臨時(shí)申請(qǐng)(分別于2013年11月11日、2013年11月11日和2014年2月7日提交，發(fā)明名稱(chēng)分別為“powerreceiverhavingmagneticsignatureandmethodofoperatingsame”、“contactlesspowerreceiverandmethodofoperatingsame”以及“inductivepowerreceiverwithresonantcouplingregulator”)中公開(kāi)的調(diào)諧電路和功率調(diào)整配置，其內(nèi)容通過(guò)引用明確地并入本文。圖10圖示了具有接收功率管理電路的接收器的示例性實(shí)施例，其適用于為版本a和版本b供電/充電提供多模式操作。類(lèi)似于圖8和圖9，圖10示出了具有接收功率管理電路1006和接收器電路1008的接收器1004，接收器電路1008包括控制器1010、接收功率調(diào)節(jié)器1012和通信模塊1014以及負(fù)載1016。接收功率調(diào)節(jié)器1012具有功率整流器1018(示出為二極管橋的框圖)和電壓調(diào)整器1020。這些組件可以以針對(duì)圖9的類(lèi)似組件所描述的方式來(lái)配置和操作。接收功率管理電路1006具有接收器元件電路1022和功率調(diào)整器1024。接收器元件電路1022被配置為具有接收元件1026及(諧振)調(diào)諧元件1028和1030的雙諧振電路。接收元件被配置為接收器(拾取或次級(jí))線(xiàn)圈1026。第一調(diào)諧元件1028被示為串聯(lián)調(diào)諧電容器cs，串聯(lián)調(diào)諧電容器cs被配置為以本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的方式來(lái)提高系統(tǒng)的功率傳輸效率。(第二)調(diào)諧元件1030被示為并聯(lián)調(diào)諧電容器cp，并聯(lián)調(diào)諧電容器cp被配置為啟動(dòng)諧振檢測(cè)方法，用于被調(diào)諧到約1mhz的根據(jù)版本a規(guī)范的版本a發(fā)射器，因此這里不再詳細(xì)描述。所示的電容器可以被設(shè)置為其他固定或可變電抗元件，諸如可變電容器、電感器等、或這些元件的組合，或者被設(shè)置為其他調(diào)諧元件，諸如電阻器等，這是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的。如圖10所示，接收器1004還包括電流感測(cè)電路1017，其被設(shè)置用于感測(cè)至負(fù)載1016的輸出電流，負(fù)載1016與控制器1010通信。當(dāng)處于版本a模式時(shí)，控制器1010出于多個(gè)目的(稍后詳細(xì)描述)來(lái)使用感測(cè)到的輸出電流信息，這些目的包括：(a)用于請(qǐng)求版本a(模式)發(fā)射器建立最佳操作點(diǎn)；(b)用于確定發(fā)送到版本a(模式)發(fā)射器的接收功率；以及(c)用于判斷是否需要使能同步整流器1018，這在版本a模式中是不需要的。已經(jīng)描述了版本a和版本b接收器的示例性形式，現(xiàn)在描述由本發(fā)明的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功率傳輸模式的示例。如前所討論的，在較早版本sso規(guī)范的功率傳輸模式中，發(fā)射器向接收器提供功率，響應(yīng)于其從接收器接收的控制數(shù)據(jù)來(lái)調(diào)整其線(xiàn)圈電流。然而，在較新版本的sso規(guī)范中，接收器以前面描述的方式來(lái)調(diào)整正被傳送到接收器側(cè)負(fù)載的接收功率的量。因此，在這種多版本充電環(huán)境中，本發(fā)明的系統(tǒng)需要支持幾種操作方案。這些方案是：(1)版本b模式-版本b發(fā)射器版本b發(fā)射器對(duì)一個(gè)或更多個(gè)版本b接收器設(shè)備充電；(2)版本b模式-版本b接收器版本b接收器由版本b發(fā)射器充電；(3)版本a模式-版本b發(fā)射器版本b發(fā)射器對(duì)一個(gè)或更多個(gè)版本a接收器設(shè)備充電；(4)版本a模式-版本b接收器版本b接收器由版本a發(fā)射器充電；(5)多版本模式-版本b發(fā)射器版本b發(fā)射器對(duì)一個(gè)或更多個(gè)版本a接收器設(shè)備和版本b接收器設(shè)備充電。為了使系統(tǒng)采用這些不同操作模式之一，需要在每種情況下確定發(fā)射器和接收器的相應(yīng)版本。在先前描述的版本a通信協(xié)議中，執(zhí)行單向通信，即，從接收器到發(fā)射器。這以如前所述的識(shí)別&配置階段的方式提供了用于識(shí)別接收器到發(fā)射器的版本的良好機(jī)制，然而，其不能提供用于識(shí)別發(fā)射器到接收器的版本的機(jī)制。在描述各種方案之前，討論共同因素。首先，由于版本a通信協(xié)議適用于版本a接收器或版本b接收器的識(shí)別，所以不同版本接收器響應(yīng)于來(lái)自版本a或版本b發(fā)射器的“ping”而對(duì)數(shù)據(jù)包中待傳送的信息進(jìn)行編碼的方式基本相同。即，在控制器910的控制下，接收器904的通信模塊914使用幅度調(diào)制(am)來(lái)產(chǎn)生限定1和0比特位的比特流(以本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的方式形成各種數(shù)據(jù)包)的轉(zhuǎn)換，例如，可以通過(guò)將通信模塊914配置為在接收器的ac側(cè)上的具有相關(guān)開(kāi)關(guān)的合適尺寸的兩個(gè)電容器來(lái)提供幅度調(diào)制，從而ac信號(hào)使用電容性負(fù)載來(lái)調(diào)制。此外，發(fā)射器302的通信模塊330以本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的方式來(lái)配置，以解調(diào)從接收器904接收到的調(diào)制信號(hào)，并將解調(diào)后的包饋送給解碼器702。稍后描述發(fā)射器的解調(diào)電路的實(shí)施例的具體示例。對(duì)于信號(hào)強(qiáng)度包，例如，從(任何版本的)發(fā)射器接收到(數(shù)字)ping使得接收器元件(線(xiàn)圈)電路922產(chǎn)生相應(yīng)的ac信號(hào)，該ac信號(hào)被功率整流器918轉(zhuǎn)換為整流的dc電壓作為中間電壓。中間電壓由控制器910采樣(例如，通過(guò)使用分壓器電路來(lái)測(cè)量中間電壓以產(chǎn)生被傳送到控制器910的電壓感測(cè)信號(hào))，并且由此被用來(lái)控制通信模塊914以使用幅度調(diào)制產(chǎn)生信號(hào)強(qiáng)度包，信號(hào)強(qiáng)度包指示中間電壓的電平，并且因此指示用于發(fā)送ping的發(fā)射器線(xiàn)圈和接收器線(xiàn)圈之間的耦合的水平(或強(qiáng)度)。其次，在本示例中，版本a要求任何版本的發(fā)射器在特定頻率范圍內(nèi)(例如，從大約110khz到大約205khz)操作。必須滿(mǎn)足該要求以確保較新版本的發(fā)射器和接收器與較早版本的發(fā)射器和接收器的兼容性。關(guān)于頻率范圍要求，版本b發(fā)射器和版本b接收器的操作頻率被設(shè)置為約110khz。第三，受限的所要求的頻率范圍為版本b發(fā)射器與耦合的版本b接收器的通信提供了機(jī)會(huì)，從而提供了兩路或雙向通信，如下參考圖3實(shí)施例。版本b發(fā)射器被配置成在陣列314的(或每個(gè))發(fā)射器線(xiàn)圈312上發(fā)射版本a的操作頻率范圍之外或偏離其的離散的非供電信號(hào)，這樣從耦合的接收器接收到版本b標(biāo)識(shí)包。例如，傳輸頻率比版本a操作頻率高的信號(hào)，諸如約300khz至約1mhz。在本實(shí)施例中，由發(fā)射器線(xiàn)圈發(fā)射約300khz至約400khz的信號(hào)(或脈沖串)。這通過(guò)控制發(fā)射功率調(diào)節(jié)器322來(lái)經(jīng)由使用選擇器324選中的發(fā)射器線(xiàn)圈312在預(yù)定時(shí)間段上輸出適當(dāng)?shù)墓β市盘?hào)而實(shí)現(xiàn)。這提供了“簽名”以通知所識(shí)別的版本b接收器以版本b模式來(lái)操作。在本實(shí)施例中，預(yù)定時(shí)間段為約10ms至約50ms。為了重述的目的，在功率傳輸階段之前由系統(tǒng)執(zhí)行的示例性過(guò)程如下。在發(fā)射器加電時(shí)，進(jìn)入初始狀態(tài)，在初始狀態(tài)中發(fā)射器線(xiàn)圈不被供電，使得功率不被傳送到任何鄰近的接收器。在該初始狀態(tài)下，保持運(yùn)行物體檢測(cè)以檢測(cè)接收器是否已經(jīng)放置在發(fā)射器的充電表面上。一旦觸發(fā)物體檢測(cè)結(jié)果，發(fā)射器就運(yùn)行整個(gè)充電表面的掃描以確定其上可能具有接收器設(shè)備的區(qū)域。如前所述，該掃描可以涉及測(cè)量離散發(fā)射器線(xiàn)圈處的電流浪涌或者搜索接收器對(duì)發(fā)射器發(fā)送數(shù)字通信ping的響應(yīng)。此外，雖然位置(和識(shí)別)掃描的所述實(shí)施例涉及整個(gè)充電表面的掃描，但是僅將掃描執(zhí)行到接收器設(shè)備被定位也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。一旦檢測(cè)到接收器，則發(fā)射器進(jìn)入功率傳輸狀態(tài)。然而，應(yīng)注意，在該初始狀態(tài)之后，由此觸發(fā)的物體檢測(cè)以及任何位置和識(shí)別掃描繼續(xù)由發(fā)射器執(zhí)行，使得可以確定所檢測(cè)到的接收器的移動(dòng)或移除，和/或可以檢測(cè)到更多的接收器設(shè)備的放置。理解了這些共同點(diǎn)，現(xiàn)在參考圖3和圖9的示例性實(shí)施例，在電力傳輸階段的上下文中以其出現(xiàn)的先后順序(即，方案(1)至(5))來(lái)描述適用于本發(fā)明的系統(tǒng)的各種使用情況或方案。應(yīng)當(dāng)注意，因?yàn)閷?duì)同一處理流程中的所有方案來(lái)執(zhí)行對(duì)正確操作狀態(tài)的確定，因此該順序不被認(rèn)為是任何類(lèi)型的順序次序。此外，在系統(tǒng)的實(shí)際操作中，可能需要滿(mǎn)足除了現(xiàn)在所描述的標(biāo)準(zhǔn)之外的各種標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)稍后在具體示例的上下文中描述。在方案(1)中，版本b發(fā)射器用于對(duì)一個(gè)或更多個(gè)版本b接收器設(shè)備進(jìn)行充電，因此版本b發(fā)射器需要處于版本b模式。如在先前描述的示例性方案中，版本b接收器傳達(dá)其是版本b，作為響應(yīng)于從版本b發(fā)射器接收到的ping(消息)而發(fā)送的標(biāo)識(shí)包的一部分。發(fā)射器302的通信模塊330結(jié)合控制器320(例如，使用解碼器702和狀態(tài)機(jī)704)確定：接收到的標(biāo)識(shí)包識(shí)別了接收器設(shè)備904是版本b且在接收到標(biāo)識(shí)包的發(fā)射器線(xiàn)圈312的耦合范圍內(nèi)。作為響應(yīng)，控制器320將發(fā)射器302置于版本b模式。在版本b發(fā)射器和版本b接收器都處于版本b模式的情況下，版本b模式的功率傳輸可以以關(guān)于方案(2)討論的方式開(kāi)始。注意，當(dāng)處于版本b模式的功率傳輸階段時(shí)，在第二或后續(xù)或另一個(gè)版本b接收器與發(fā)射器302耦合接近時(shí)(例如，第二版本b接收器被放置在充電表面上時(shí))，觸發(fā)選擇階段的物體檢測(cè)，從而導(dǎo)致功率傳輸階段的中斷，以及ping和識(shí)別&配置階段的開(kāi)始。在這些階段中，重新發(fā)現(xiàn)已被充電的版本b接收器，并且發(fā)現(xiàn)了任何新的(或移動(dòng)的)版本b接收器。使得在進(jìn)入功率傳輸階段時(shí)，重新開(kāi)始對(duì)重新發(fā)現(xiàn)的接收器的供電/充電，并且開(kāi)始對(duì)新發(fā)現(xiàn)的接收器的供電/充電。即使發(fā)射器采用單個(gè)逆變器，也能夠通過(guò)版本b發(fā)射器以版本b模式同時(shí)對(duì)多個(gè)版本b接收器設(shè)備單獨(dú)地供電/充電，因?yàn)橛砂姹綽接收器自身執(zhí)行功率流控制，如下面詳細(xì)解釋的。注意，在進(jìn)入功率傳輸階段之前，發(fā)射器302可以執(zhí)行所謂的異物檢測(cè)步驟，以判斷在發(fā)射器線(xiàn)圈和接收器線(xiàn)圈之間是否存在(金屬的或其他功率吸收材料)物體。如果檢測(cè)到異物，則發(fā)射器將選擇不為發(fā)射器線(xiàn)圈供電。如果未檢測(cè)到異物，則開(kāi)始功率傳輸階段。示例性異物檢測(cè)方法是在第626547號(hào)新西蘭臨時(shí)申請(qǐng)和第62/078,103、62/094,341和62/099,750號(hào)美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)中描述的方法，其內(nèi)容明確地通過(guò)引用并入本文。在方案(2)中，版本b接收器設(shè)備將由版本b發(fā)射器來(lái)充電，因此版本b接收器需要置于版本b模式。在版本b接收器的一個(gè)示例性實(shí)施例中，先前描述的初始狀態(tài)可以在中性模式(neutralmode)下進(jìn)行，即，接收器既不處于版本a模式，也不處于版本b模式。用于操作版本b接收器的版本b模式的選擇可以從該中性模式的初始狀態(tài)執(zhí)行如下。在版本b發(fā)射器處于版本b模式的情況下，發(fā)射器302首先用選擇器324選擇經(jīng)由其接收標(biāo)識(shí)包的發(fā)射器線(xiàn)圈或多個(gè)發(fā)射器線(xiàn)圈312，并且發(fā)射偏移后的頻率脈沖串，以對(duì)b接收器將其自身識(shí)別為版本b發(fā)射器。在發(fā)送標(biāo)識(shí)和配置包之后，接收器904的控制器910運(yùn)行模式選擇算法，該模式選擇算法以本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的方式來(lái)檢測(cè)來(lái)自發(fā)射器302的、由接收器904的接收器線(xiàn)圈922接收到的功率信號(hào)的頻率。如果接收器904檢測(cè)到來(lái)自發(fā)射器302的300khz信號(hào)，則其將進(jìn)入等待狀態(tài)。在固定時(shí)間延遲(例如，如前所述約50ms)之后，控制器320將選中的發(fā)射器線(xiàn)圈312的操作頻率改變?yōu)榘姹綽接收器的充電頻率，例如，約110khz。在等待狀態(tài)下，因?yàn)榭刂破?10繼續(xù)運(yùn)行模式選擇算法，所以接收器904檢測(cè)發(fā)射功率頻率的這種變化，以便保持檢查從發(fā)射器302接收的信號(hào)的頻率。一旦檢測(cè)到110khz信號(hào)被接收到，則模式選擇算法通過(guò)用控制器910啟用功率調(diào)整器924和ldo920來(lái)選擇版本b模式，從而將輸出負(fù)載916連接到接收器電路908，并使得功率管理電路906來(lái)控制接收器904中的功率流。版本b接收器還可以被配置為在等待狀態(tài)期間，向版本b發(fā)射器發(fā)送更多配置(第三)通信包，以便選擇應(yīng)當(dāng)被操作為對(duì)接收器側(cè)負(fù)載供電/充電的發(fā)射器線(xiàn)圈的數(shù)量。此外，在早期版本規(guī)范的一個(gè)示例中，為了在版本a或版本b接收器與版本a發(fā)射器之間建立功率合約，在所需的時(shí)間間隔(例如，約500ms)內(nèi)，發(fā)射器需要從接收器接收有效信號(hào)強(qiáng)度、標(biāo)識(shí)和配置包。因此，版本b接收器可以被配置為假設(shè)其已經(jīng)被放置在之前描述的初始狀態(tài)的版本a發(fā)射器上。即，版本b接收器的默認(rèn)模式是版本a模式，使得版本b接收器可以快速建立版本a功率合約。在該示例中，模式選擇算法被配置為頻率檢測(cè)中斷服務(wù)程序(isr)，在該程序中當(dāng)檢測(cè)到來(lái)自發(fā)射器的版本b簽名信號(hào)時(shí)，從初始狀態(tài)到版本a模式的默認(rèn)移動(dòng)被中斷。在版本b發(fā)射器和版本b接收器都處于版本b模式的情況下，版本b模式的功率傳輸可以開(kāi)始，并且以適用于接收功率管理電路906的接收器線(xiàn)圈電路922和功率調(diào)整器924以及接收功率調(diào)節(jié)器912的配置和操作的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)功率流控制，例如，在前面提及的第61/930,191號(hào)、第61/990,409號(hào)、第62/075,878號(hào)和第62/076,714號(hào)美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)以及第617694號(hào)、第627606號(hào)和第620979號(hào)新西蘭臨時(shí)申請(qǐng)所述。在方案(3)中，版本b發(fā)射器用于對(duì)一個(gè)或更多個(gè)版本a接收器設(shè)備進(jìn)行充電，因此版本b發(fā)射器需要被置于版本a模式。如在較早描述的示例性方案中，版本a接收器傳達(dá)其是版本a，作為響應(yīng)于從版本b發(fā)射器接收到的ping(消息)而發(fā)送的標(biāo)識(shí)包的一部分。發(fā)射器302的通信模塊330結(jié)合控制器320(例如，使用解碼器702和狀態(tài)機(jī)704)確定：所接收的標(biāo)識(shí)包標(biāo)識(shí)了接收器設(shè)備是版本a，且在接收到標(biāo)識(shí)包的發(fā)射器線(xiàn)圈312的耦合范圍內(nèi)。作為響應(yīng)，控制器320將發(fā)射器302置于版本a模式。在版本b發(fā)射器處于版本a模式的情況下，例如，版本a模式的功率傳輸可以開(kāi)始如下。如前所述，在發(fā)射器302的版本a模式中，通過(guò)版本a接收器和版本b發(fā)射器之間的通信提供版本a接收器的功率流控制。具體地，一旦在版本a模式中，那么發(fā)射器302的控制器320(例如，使用解碼器702和狀態(tài)機(jī)704)處理在通信模塊330處接收到的、來(lái)自版本a接收器的配置(第三)通信包，以與版本a接收器建立功率合約。然后，所有進(jìn)行的功率傳輸控制由版本a接收器使用通信來(lái)處理。例如，控制器320應(yīng)答由版本a接收器發(fā)送的功率傳輸(第四)通信包。版本a接收器使用功率傳輸包的消息部分以提供不同的控制功能。例如，功率傳輸包可以包括啟動(dòng)功率傳輸包、結(jié)束功率傳輸包、調(diào)整功率包和錯(cuò)誤包。這些包由解碼器702解碼并由狀態(tài)機(jī)704實(shí)現(xiàn)，以確保功率信號(hào)被控制和調(diào)節(jié)，使得發(fā)射器符合版本a規(guī)范。當(dāng)發(fā)射器302接收到啟動(dòng)功率包時(shí)，控制器320調(diào)整用于向接收器供電的發(fā)射線(xiàn)圈312的操作頻率，以使其移動(dòng)到在啟動(dòng)功率包的消息部分中指定的操作點(diǎn)，并開(kāi)始功率傳輸。在本示例中，狀態(tài)機(jī)704通過(guò)調(diào)整發(fā)射功率調(diào)節(jié)器322的(降壓-升壓)輸出電壓來(lái)設(shè)置傳輸?shù)墓β柿?。一旦功率傳輸已?jīng)開(kāi)始，由于接收器側(cè)負(fù)載所需的功率量隨著充電和使用狀態(tài)而變化，因此版本a接收器持續(xù)地發(fā)送調(diào)整功率包，并且調(diào)整功率包被用于調(diào)節(jié)在版本a接收器處接收到的功率量。當(dāng)發(fā)射器302接收到調(diào)整功率包時(shí)，控制器320調(diào)整用于為接收器供電的發(fā)射線(xiàn)圈312的操作頻率，以移動(dòng)到在調(diào)整功率包的消息部分中指定的最優(yōu)操作點(diǎn)。在本示例中，狀態(tài)機(jī)704在接收到每個(gè)調(diào)整功率包時(shí)通過(guò)調(diào)整發(fā)射功率調(diào)節(jié)器322的(降壓-升壓)輸出電壓來(lái)控制傳輸?shù)墓β柿?。如果因?yàn)榘l(fā)射功率調(diào)節(jié)器322處于其操作范圍的極限處，因此控制器302不能調(diào)節(jié)輸出電壓以滿(mǎn)足所需的調(diào)節(jié)(更高或更低)，則控制器320可以使選擇器324選擇使用不同的發(fā)射器線(xiàn)圈312(或線(xiàn)圈組)來(lái)惡化或改善與接收器線(xiàn)圈的場(chǎng)耦合。當(dāng)發(fā)射器302接收到結(jié)束功率包或錯(cuò)誤包時(shí)，控制器320結(jié)束功率傳輸，并從功率傳輸階段回到其初始狀態(tài)?？梢园l(fā)送錯(cuò)誤包作為在接收器內(nèi)或附近存在各種錯(cuò)誤狀況(諸如過(guò)溫、過(guò)電壓等)的標(biāo)識(shí)符。由版本a接收器產(chǎn)生和發(fā)送的另一個(gè)可能的功率傳輸通信包是接收功率包，其可以在功率傳輸階段期間被持續(xù)地發(fā)送。這些接收功率包可以由版本b發(fā)射器來(lái)使用，以確定發(fā)射的功率(對(duì)于控制器是已知的)與版本a接收器接收的功率量之差，從而允許計(jì)算任何功率傳輸損耗。發(fā)射器可以用對(duì)于版本a功率傳輸可接受的功率傳輸損耗的預(yù)定閾值來(lái)編程。該閾值指示了以下可能的情況：除版本a接收器之外(以外)的一些物體(所謂的異物)正在接收所傳輸?shù)墓β手械囊恍┗蛉?。需要檢測(cè)這種異物以減少不期望的影響，諸如對(duì)接收器的低效的功率傳輸以及異物(可能是金屬)對(duì)傳輸功率的吸收，從而導(dǎo)致不期望的或不安全的加熱。具體地，如果控制器320確定功率傳輸損耗高于預(yù)定的閾值功率傳輸損耗值，則發(fā)射器302停止對(duì)接收器供電以防止異物變熱。因此，版本b發(fā)射器能夠在版本a模式中使用功率損耗計(jì)算來(lái)執(zhí)行異物檢測(cè)。當(dāng)由于接收到結(jié)束功率包或錯(cuò)誤包(cep)或者確定存在可能的異物而導(dǎo)致功率傳輸停止時(shí)，發(fā)射器可以通過(guò)儀器226向用戶(hù)指示這些情況，諸如可聽(tīng)指示或例如使用led的可視指示?？蛇x擇地，或者另外地，控制器可以被配置為以不同的方式指示每種情況，即，對(duì)于結(jié)束功率情況和錯(cuò)誤情況采用不同的閃爍或顏色方案。對(duì)于在正?；蝈e(cuò)誤操作條件下的功率傳輸階段的結(jié)束，這些功能同樣適用于版本b模式的發(fā)射器。在本實(shí)施例的另一示例中，可以使用接收功率數(shù)據(jù)包來(lái)代替功率調(diào)整包，而不是除了功率調(diào)整包以外還額外使用接收功率數(shù)據(jù)包。即，發(fā)射器302可以被配置為基于在接收功率數(shù)據(jù)包中指示的接收功率值來(lái)判斷功率流控制是否是必要的。注意，當(dāng)處于版本a模式的功率傳輸階段中時(shí)，當(dāng)?shù)诙蚝罄m(xù)或另一個(gè)版本a接收器與發(fā)射器302耦合接近時(shí)，例如，第二版本a接收器被放置在充電表面上時(shí)，觸發(fā)選擇階段的物體檢測(cè)，從而導(dǎo)致功率傳輸階段的中斷以及ping和識(shí)別&配置階段的開(kāi)始。在這些階段中，重新發(fā)現(xiàn)已被充電的版本a接收器，并且發(fā)現(xiàn)任何新(或移動(dòng)的)版本a接收器。然而，與多個(gè)版本b接收器可以同時(shí)由版本b發(fā)射器單獨(dú)地供電/充電的版本b模式不同，在版本a模式中，一次只能對(duì)一個(gè)版本a接收器供電/充電。這是因?yàn)椋c通過(guò)版本b接收器自身來(lái)實(shí)施功率流控制的版本b模式不同，在版本a模式中，功率流控制由發(fā)射器來(lái)執(zhí)行，而在版本b發(fā)射器的當(dāng)前情況下，這通過(guò)單個(gè)逆變器來(lái)執(zhí)行。因此，當(dāng)重新進(jìn)入功率傳輸階段時(shí)，例如，發(fā)射器302可以被配置為重新開(kāi)始對(duì)重新發(fā)現(xiàn)的接收器的供電/充電，直到從其接收到結(jié)束功率包，此刻對(duì)新發(fā)現(xiàn)的接收器的供電/充電開(kāi)始。或者，版本a接收器可以隨時(shí)間被交替地供電/充電，而不是隨后對(duì)版本a接收器進(jìn)行供電/充電。雖然物理上能夠同時(shí)對(duì)多于一個(gè)的版本a接收器供電/充電，但是不能夠確保每個(gè)版本a接收器正在接收如本示例的早期版本規(guī)范所要求的最佳的功率量。然而，如果特定應(yīng)用的早期版本規(guī)范提供不同的標(biāo)準(zhǔn)和要求，則可以在早期規(guī)范版本模式中支持多個(gè)充電。在方案(4)中，版本b接收器設(shè)備將由版本a發(fā)射器進(jìn)行充電，因此版本b接收器需要被置于版本a模式。如前所述，版本b接收器的初始狀態(tài)可以在中性模式(即，接收器既不處于版本a模式，也不處于版本b模式)或默認(rèn)模式(即，版本b接收器處于版本a模式)下進(jìn)行，使得版本b接收器可以快速建立版本a功率合約。在這些模式的任意一種模式中，和版本b發(fā)射器一樣，版本a發(fā)射器間歇地發(fā)送“ping”以檢測(cè)合適接收器的存在。版本b接收器以與前面討論的方式相同的方式例如通過(guò)傳送耦合(信號(hào)強(qiáng)度)和標(biāo)識(shí)(和配置)包)來(lái)響應(yīng)從版本a發(fā)射器接收到的ping。然而，與方案(2)不同，如果接收器904處于中性模式，則在發(fā)送標(biāo)識(shí)(和配置)包之后，版本b接收器將不會(huì)進(jìn)入等待狀態(tài)，因?yàn)榕c版本b發(fā)射器不同，接收器904將不檢測(cè)來(lái)自版本a發(fā)射器的任何偏移的頻率或其他簽名信號(hào)，更確切地說(shuō)，版本a發(fā)射器將基于從接收器904接收到的配置包、以操作頻率(例如，110khz)開(kāi)始發(fā)射功率?；跊](méi)有接收到偏移的頻率或其他簽名信號(hào)，接收器904的控制器910確定發(fā)射器是版本a，并且因此進(jìn)入或維持版本a模式，從而建立功率合約。與版本a接收器一樣，在版本a模式中，版本b接收器使用通信來(lái)處理所有進(jìn)行的功率傳輸控制。例如，接收器904的通信模塊914產(chǎn)生并向版本a發(fā)射器發(fā)送功率傳輸(第四)通信包。功率傳輸包的消息部分由接收器904來(lái)使用以提供不同的控制功能。例如，功率傳輸包可以包括啟動(dòng)功率傳輸包、結(jié)束功率傳輸包、調(diào)整功率包和錯(cuò)誤包。這些包由解碼器解碼，并由版本a發(fā)射器的狀態(tài)機(jī)實(shí)現(xiàn)，以確保功率信號(hào)被控制和調(diào)節(jié)，使得發(fā)射器符合版本a規(guī)范。關(guān)于啟動(dòng)功率包，接收器904的控制器910測(cè)量中間電壓，以檢查對(duì)版本a規(guī)范的功率傳輸?shù)?預(yù)定的)啟動(dòng)要求是否滿(mǎn)足。在本示例中，對(duì)功率傳輸?shù)膯?dòng)要求是中間電壓大于七(7)伏特。如果不滿(mǎn)足啟動(dòng)要求，則通信模塊914結(jié)合控制器910發(fā)送錯(cuò)誤包，以請(qǐng)求版本a發(fā)射器移至最優(yōu)操作點(diǎn)，從而滿(mǎn)足啟動(dòng)要求。一旦滿(mǎn)足啟動(dòng)要求，控制器910使能ldo920，從而將輸出負(fù)載916連接到接收器電路908。注意，在版本a模式中功率調(diào)整器924不被使能，因此功率管理電路906沒(méi)有控制接收器904中的功率流。一旦功率傳輸開(kāi)始，控制器910持續(xù)地確定向負(fù)載916的輸出。這可以通過(guò)測(cè)量ldo920輸出的電壓或電流來(lái)實(shí)現(xiàn)。在示例性實(shí)施例中，電流感測(cè)電路917用于測(cè)量如前所述的輸出電流。輸出電流樣本被傳送到控制器910，控制器910例如通過(guò)查詢(xún)查找表來(lái)檢查測(cè)量值與預(yù)定值范圍，以確定預(yù)期的中間電壓。表1示出了本實(shí)施例的輸出電流與預(yù)期的中間電壓的關(guān)系的示例，在該實(shí)施例中使用5v的ldo將輸出電壓調(diào)節(jié)為5v。在這種情況下，最小壓降被設(shè)計(jì)為小于1.5a輸出時(shí)的100mv。因此，中間電壓可以被控制為5.1v，以允許100mv的壓降，并保持輸出電壓為5v。表1：預(yù)期中間電壓的查找表輸出電流(ma)預(yù)期中間電壓(v)0–1007101–3006301–5005.5500–10005.1在低或輕負(fù)載情況下，例如，在接收器設(shè)備的電池接近其充滿(mǎn)電狀態(tài)的情況下，預(yù)期中間電壓被設(shè)定為高值，使得接收器904可以處理負(fù)載階躍而不影響輸出電壓。在較高負(fù)載情況下，例如，在接收器設(shè)備的電池需要充電的情況下，預(yù)期中間電壓被設(shè)定為5.1v，使得中間電壓與輸出電壓之間的壓降為0.1v，以最小化5v負(fù)載ldo920兩端的功率損耗。在確定預(yù)期中間電壓之后，接收器904的控制器910對(duì)實(shí)際中間電壓進(jìn)行采樣，以在測(cè)量的(已知的)輸出電流值處確定預(yù)期中間電壓與實(shí)際中間電壓之間的差值。基于該差值，控制器910利用通信模塊914設(shè)置功率調(diào)整包的消息的值。這可以例如通過(guò)將計(jì)算出的預(yù)期中間電壓與實(shí)際中間電壓之間的差值除以預(yù)定比例因子來(lái)實(shí)現(xiàn)。該功率調(diào)整值可以是正的(例如，請(qǐng)求版本a發(fā)射器提供更多的功率)或負(fù)的(例如，請(qǐng)求版本a發(fā)射器提供更少的功率)。當(dāng)接收器側(cè)負(fù)載所需的功率量隨著充電和使用狀態(tài)而變化時(shí)，調(diào)整功率包由接收器904持續(xù)地發(fā)送，并且用于調(diào)節(jié)在接收器904處接收的功率量。接收器904的控制器910還被配置為使用通信模塊914來(lái)產(chǎn)生和發(fā)送接收功率包，使得可以由版本a發(fā)射器執(zhí)行用于錯(cuò)誤和/或異物檢測(cè)的功率損耗計(jì)算。接收功率是接收器從發(fā)射器接收到的總功率(包括功率損耗)的測(cè)量值。接收功率值計(jì)算如下：接收功率＝輸出電流×中間電壓+估計(jì)損耗?！肮烙?jì)損耗”根據(jù)電路元件和操作的知識(shí)來(lái)預(yù)先確定。在功率傳輸階段，接收器904持續(xù)監(jiān)視負(fù)載916是否已經(jīng)滿(mǎn)足結(jié)束功率傳輸?shù)臈l件，以及在任何指定/所需的時(shí)間間隔內(nèi)，向版本a發(fā)射器報(bào)告功率調(diào)整包和接收功率包。如果已滿(mǎn)足結(jié)束功率傳送的任何條件，則接收器904使用通信模塊914來(lái)產(chǎn)生結(jié)束功率傳輸包并將結(jié)束功率傳輸包發(fā)送到版本a發(fā)射器，此刻功率傳輸階段結(jié)束，并且接收器904返回到初始狀態(tài)。在本實(shí)施例的另一示例中，可以使用接收功率數(shù)據(jù)包來(lái)代替功率調(diào)整包，而不是除了功率調(diào)整包以外還額外使用接收功率數(shù)據(jù)包。即，接收器904可以被配置為發(fā)送接收功率數(shù)據(jù)包，并且版本a發(fā)射器可以基于在接收功率數(shù)據(jù)包中指示的接收功率值來(lái)判斷功率流控制是否是必要的。由版本b接收器產(chǎn)生和發(fā)送的另一個(gè)可能的功率傳輸通信包是錯(cuò)誤包。錯(cuò)誤包是由控制器910使用接收器電路中的各種裝置確定的、在接收器內(nèi)或附近存在的各種錯(cuò)誤狀況(諸如過(guò)溫、過(guò)電壓等)的指示符，這是本領(lǐng)域技術(shù)人員眾所周知的。在方案(5)中，版本b發(fā)射器用于對(duì)一個(gè)或更多個(gè)版本a接收器設(shè)備和一個(gè)或更多個(gè)版本b接收器設(shè)備進(jìn)行充電，因此版本b發(fā)射器需要被置于多版本模式。如先前關(guān)于方案(1)和(3)所描述的，在版本a模式中，一次對(duì)單個(gè)版本a接收器供電/充電，而在版本b模式下，一次對(duì)多個(gè)版本b接收器供電/充電。在方案(5)的各種情況下保持這些模式的基本功能，諸如：(a)版本b接收器在版本b模式中被供電/充電，版本a接收器被引入版本b發(fā)射器；以及(b)版本a接收器在版本a模式中被供電/充電，版本b接收器被引入版本b發(fā)射器。在情況(a)或(b)中的任意一種情況下，功率傳輸階段由選擇階段的物體檢測(cè)中斷，隨后執(zhí)行ping和識(shí)別&配置階段，如前所述。在本實(shí)施例中，在情況(a)或(b)中的任意一種情況下，給版本b模式充電以?xún)?yōu)先權(quán)。即，在情況(a)中，重新發(fā)現(xiàn)已在充電的版本b接收器，并且發(fā)現(xiàn)版本a接收器，這樣當(dāng)重新進(jìn)入功率傳輸階段時(shí)，版本b發(fā)射器重新開(kāi)始對(duì)重新發(fā)現(xiàn)的版本b接收器的供電/充電，直到其完全充滿(mǎn)電或從發(fā)射器移除，然后開(kāi)始對(duì)新發(fā)現(xiàn)的版本a接收器的供電/充電；在情況(b)中，重新發(fā)現(xiàn)已在充電的版本a接收器，并且發(fā)現(xiàn)版本b接收器，這樣當(dāng)重新進(jìn)入功率傳輸階段時(shí)，版本b發(fā)射器開(kāi)始對(duì)新發(fā)現(xiàn)的版本b接收器的供電/充電，直到其完全充滿(mǎn)電或從發(fā)射器移除，然后重新開(kāi)始對(duì)重新發(fā)現(xiàn)的版本a接收器的供電/充電。然而，這僅僅是示例性的，例如，可以給版本a模式以?xún)?yōu)先于版本b模式的優(yōu)先權(quán)。此外，多版本模式可以由發(fā)射器302實(shí)現(xiàn)，其中例如版本a接收器和版本b接收器被同時(shí)或交替地供電。這樣的多版模式是極有可能的，即，特定應(yīng)用的早期版本規(guī)范提供不同標(biāo)準(zhǔn)和要求。在本示例性實(shí)施例中，在方案(3)、(4)和(5)中，版本a模式需要由發(fā)射器響應(yīng)于來(lái)自接收器的通信執(zhí)行功率流控制。這個(gè)恒定的被傳送的功率數(shù)據(jù)流，即，功率調(diào)整和/或接收功率數(shù)據(jù)包，對(duì)為版本a接收器以及其他版本a接收器或版本b接收器供電/充電的能力產(chǎn)生進(jìn)一步的限制。這是因?yàn)椋阂园姹綼模式操作的每個(gè)接收器的在先前描述的版本a通信協(xié)議中采用的數(shù)據(jù)流中的消息可以使其他版本a模式接收器的消息劣化，或者導(dǎo)致對(duì)版本b模式接收器的充電中斷。對(duì)這種數(shù)據(jù)包沖突的一種可能的解決方案是將設(shè)備標(biāo)識(shí)符(設(shè)備id)包括在由版本a(模式)接收器產(chǎn)生和發(fā)送的所有通信包/數(shù)據(jù)包中，而不是僅包括在標(biāo)識(shí)通信包中。例如，id碼可以被包括在如圖6(e)所示的數(shù)據(jù)包中。以這種方式，諸如碼分多址(cdma)或時(shí)分多址(tdma)的技術(shù)可以用于從各個(gè)識(shí)別的接收器解碼和實(shí)現(xiàn)接收數(shù)據(jù)包的消息。例如，當(dāng)耦合的接收器需要發(fā)送消息時(shí)，其從一組可用的時(shí)間窗口或時(shí)隙(slot)中選擇隨機(jī)傳輸窗口，并且對(duì)其他傳輸窗口保持靜止，以允許其他接收器設(shè)備在那些窗口中進(jìn)行通信。在一個(gè)示例中，接收器904的控制器910可以被配置為使用唯一的設(shè)備id作為用于隨機(jī)選擇傳輸窗口的隨機(jī)數(shù)的種子。如果實(shí)施的(版本a)通信協(xié)議不具有任何種類(lèi)的數(shù)據(jù)沖突檢測(cè)(datacollisiondetection)或確認(rèn)包(acknowledgedpacket)，則接收器不可能知道發(fā)送的消息是成功的還是與另一接收器的消息沖突。因此，接收器904可以在另一個(gè)隨機(jī)選擇的時(shí)間窗口中針對(duì)時(shí)隙組的周期繼續(xù)發(fā)送消息，直到功率傳輸條件改變。當(dāng)有多于一個(gè)的接收器被供電/充電時(shí)，將存在因接收器選擇同一傳輸窗口而導(dǎo)致的通信錯(cuò)誤，然而消息將在隨后的傳輸中通過(guò)而不受到損壞，這是因?yàn)槊總€(gè)接收器每次選擇不同的隨機(jī)傳輸窗口。通過(guò)保持一次能夠被充電的接收器的最大數(shù)量相對(duì)較低(例如，小于五)以及可用傳輸時(shí)隙的數(shù)量相對(duì)較高而不增加總體通信時(shí)間(例如，約八個(gè)時(shí)間窗口)，提高了使用這種方法的無(wú)錯(cuò)誤通信的可能性，這很有可能使得消息通過(guò)同時(shí)充分保持高速通信。在方案(1)和(2)中，根據(jù)來(lái)自版本b接收器的、在通信模塊330處接收到的配置通信包和/或啟動(dòng)功率傳輸通信包來(lái)初始設(shè)置在功率傳輸階段期間由版本b發(fā)射器傳輸?shù)墓β柿?，以建立與版本b接收器的功率合約。在版本b模式中，能夠使用通信由版本b接收器處理功率傳輸控制而不是接收器側(cè)功率流控制，或者除了接收器側(cè)功率流控制還由版本b接收器處理功率傳輸控制，像版本a接收器一樣。即，像版本a模式中或版本a和b的組合模式中一樣，功率傳輸控制可以由版本b發(fā)射器單獨(dú)地處理，或者與版本b接收器的功率流控制組合來(lái)處理。例如，版本b接收器可以具有預(yù)定范圍的動(dòng)態(tài)功率流控制，而版本b發(fā)射器可以用于該范圍之外的功率傳輸控制。在這種組合模式中，像版本a模式中一樣，發(fā)射器的控制器320對(duì)版本b接收器發(fā)送的功率傳輸通信包(包括啟動(dòng)功率傳輸包、結(jié)束功率傳輸包、調(diào)整功率包和控制錯(cuò)誤包)作出響應(yīng)。這些包由解碼器702解碼并由狀態(tài)機(jī)704實(shí)現(xiàn)，以確保功率信號(hào)被控制和調(diào)節(jié)，使得發(fā)射器將所請(qǐng)求的功率量傳輸?shù)桨姹綽接收器。然而，在沒(méi)有進(jìn)一步配置的情況下，該組合模式遭受與上面針對(duì)方案(3)、(4)和(5)所討論的一樣的、來(lái)自多個(gè)版本b接收器的功率傳輸包之間的沖突。為了減輕該前述沖突，執(zhí)行解決方法。然而，與至少方案(3)和(4)不同，由版本b接收器提供的功率流控制允許該組合模式優(yōu)化功率流控制和傳送，如下。在版本b模式中，由于多個(gè)版本b接收器同時(shí)被供電，所以版本b發(fā)射器從多個(gè)版本b接收器接收多個(gè)功率傳輸包。這些功率傳輸包的值通常是不同的，因此除非預(yù)先設(shè)置，否則版本b發(fā)射器在調(diào)整被傳輸?shù)墓β柿糠矫娴恼_響應(yīng)是未知的。這種預(yù)先設(shè)置可以是：較早放置的接收器相比于稍后放置的接收器被賦予優(yōu)先級(jí)，或者沒(méi)有接收器被賦予優(yōu)先級(jí)而是傳輸平均功率水平。然而，基于接收器電路中的功率調(diào)整器(和調(diào)節(jié)器)的配置以及接收器側(cè)負(fù)載的功率流效率的優(yōu)點(diǎn)，優(yōu)選地是，使接收器中的功率流控制電路抑制或減弱接收到的功率(例如，降壓控制)，而不是增加接收到的功率(例如，升壓控制)，以滿(mǎn)足負(fù)載功率要求。如果發(fā)射器提供的控制點(diǎn)等于預(yù)期的控制點(diǎn)(即，接收到的功率等于負(fù)載所需的功率)，則由接收器將功率傳輸(控制錯(cuò)誤)包的值設(shè)置為零值，如果需要減小接收到的功率，則由接收器將功率傳輸(控制錯(cuò)誤)包的值設(shè)置為負(fù)值，如果需要增加接收到的功率，則由接收器將功率傳輸(控制錯(cuò)誤)包的值設(shè)置為正值。因此，在組合模式中，版本b發(fā)射器的控制器被配置為僅對(duì)具有最高值的功率傳輸包作出響應(yīng)，以便調(diào)整用于請(qǐng)求該最高功率水平的該版本b接收器的發(fā)射功率。以這種方式，其他版本b接收器進(jìn)行自調(diào)節(jié)，以便針對(duì)其自身的負(fù)載功率要求而減少被供應(yīng)給負(fù)載的功率。因此，發(fā)射器的功率控制器符合請(qǐng)求最大功率的接收器設(shè)備。具體地，這通過(guò)以下來(lái)實(shí)現(xiàn)：發(fā)射器控制器的pid控制器等在通信幀時(shí)段期間收集來(lái)自所有被供電的接收器的所有功率傳輸(控制錯(cuò)誤)值，選擇最大的收集到的值(使得將導(dǎo)致發(fā)射器線(xiàn)圈上的最大電流)作為用于更新控制算法的功率傳輸(控制錯(cuò)誤)值，以及在通信幀的開(kāi)始處同步于幀傳輸?shù)拈_(kāi)始施加更新的控制值。如果最高cep值不為零，則設(shè)置更新的控制值，以便在隨后的通信幀上使該最高值為零，從而至少使該接收器進(jìn)入穩(wěn)定的操作狀態(tài)。已經(jīng)描述了通信包或數(shù)據(jù)包由發(fā)射器和接收器的通信模塊來(lái)產(chǎn)生和發(fā)送，但是本發(fā)明不限于此。可選地，可以預(yù)定義和儲(chǔ)存(而不是實(shí)時(shí)產(chǎn)生)各種數(shù)據(jù)包中的每個(gè)，以便在操作期間例如通過(guò)查找表進(jìn)行后續(xù)訪問(wèn)。另外地或仍是可選地，數(shù)據(jù)包的各個(gè)部分中的至少一些可以被單獨(dú)預(yù)定義和儲(chǔ)存，使得數(shù)據(jù)包根據(jù)所需的數(shù)據(jù)包的類(lèi)型、通過(guò)將各個(gè)預(yù)定義的部分與其他預(yù)定義的部分和/或主動(dòng)產(chǎn)生的部分相組合來(lái)產(chǎn)生，例如，前導(dǎo)部分和報(bào)頭(和id)部分可以是預(yù)定義的并且對(duì)于相同類(lèi)型或多種類(lèi)型的所有包是共同的，消息部分和校驗(yàn)和部分可以完全預(yù)定義，或者部分預(yù)定義和部分實(shí)時(shí)主動(dòng)產(chǎn)生，或者完全實(shí)時(shí)地主動(dòng)產(chǎn)生。此外，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的，通信包的其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是可能的。此外，發(fā)射器和接收器的通信模塊被示為與各個(gè)控制器分離的元件，然而本發(fā)明不限于此。例如，可以在控制器自身內(nèi)執(zhí)行包產(chǎn)生、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存、數(shù)據(jù)查找、編碼/解碼、執(zhí)行以及接收和傳輸?shù)耐ㄐ殴δ?。此外，用于產(chǎn)生通信包以及用于測(cè)量和計(jì)算各種所描述數(shù)據(jù)的所需數(shù)據(jù)可以由模擬和/或數(shù)字存儲(chǔ)器儲(chǔ)存，該模擬和/或數(shù)字存儲(chǔ)器與控制器分離、專(zhuān)用于控制器和/或與控制器集成。注意，圖10中所示的接收器側(cè)功率流控制的示例性配置有效地提供ac側(cè)功率調(diào)節(jié)，即，預(yù)整流。本領(lǐng)域技術(shù)人員理解的是，實(shí)現(xiàn)dc側(cè)功率調(diào)節(jié)(即，后整流)的配置同樣適用。在ac側(cè)調(diào)節(jié)的情況下，因?yàn)樵撜{(diào)節(jié)導(dǎo)致am通信信號(hào)失真，所以難以在功率傳輸階段期間同時(shí)實(shí)現(xiàn)上述ipt通信和功率流控制(調(diào)節(jié))。這是因?yàn)椋褂梅日{(diào)制改變了中間電壓，這使功率調(diào)整器來(lái)調(diào)整電壓以補(bǔ)償該變化，而不是在通信時(shí)段期間保持穩(wěn)定的調(diào)整狀態(tài)。調(diào)節(jié)量以及因此引入的失真量可以足以防止功率發(fā)射器正確地解析和/或接收被傳送的數(shù)據(jù)包，使得功率傳輸被錯(cuò)誤地停止。這種情況可以被處理如下。在一個(gè)實(shí)施例中，在接收器與發(fā)射器的am通信期間，通過(guò)控制器使ac側(cè)調(diào)整器去激活或斷開(kāi)，例如，關(guān)閉。當(dāng)調(diào)整器處于這種狀態(tài)時(shí)，中間電壓上升，這將引起輸出電壓的上升，即，到負(fù)載的電壓基本上不被調(diào)節(jié)。然而，由于每個(gè)通信時(shí)段相對(duì)短，例如，大約50ms，且周期性地發(fā)生，例如，大約每秒一次，所以在該時(shí)段期間，通過(guò)電壓調(diào)整器(ldo)可以使輸出電壓保持在基本上恒定的電平，使得電壓調(diào)整器可以在通信時(shí)間段期間消耗額外的功率，而不在電壓調(diào)整器上引起過(guò)載。因此，當(dāng)ac側(cè)功率流控制在通信期間被去激活時(shí)，輔助地實(shí)施dc側(cè)功率流控制。在另一個(gè)實(shí)施例中，接收器的控制器被設(shè)置為數(shù)字控制器。數(shù)字控制器被配置為在啟動(dòng)am通信時(shí)儲(chǔ)存adc/控制器值，并且在通信期間使用該儲(chǔ)存的值，從而提供輔助的功率調(diào)節(jié)狀態(tài)?；旧?，不是在通信期間完全去激活功率調(diào)整器，而是保持其通信之前的狀態(tài)。以這種方式，當(dāng)功率調(diào)整器完全關(guān)斷時(shí)，電壓調(diào)整器不需要像在上述實(shí)施例中那樣努力地工作，這是因?yàn)橹虚g電壓的變化和隨之而來(lái)的輸出電壓的變化減小?，F(xiàn)在已經(jīng)描述了各種使用方案和本發(fā)明的系統(tǒng)處理這些情況的方式，現(xiàn)在描述特定示例性實(shí)施例的具體細(xì)節(jié)是有益的。對(duì)于接收器設(shè)備1004，要施加給負(fù)載1016的輸出功率為大約7.5w，而對(duì)于版本a接收器，輸出功率為大約5w。從ldo1020至負(fù)載1016的輸出電壓約為5v。這些操作參數(shù)可以由圖11和圖12中所示的示例性電路來(lái)提供。圖11(a)至圖11(g)示出了用于圖4的發(fā)射器的示例性示意性組件配置和參數(shù)，圖12(a)至圖12(d)示出了用于圖10的接收器的示例性示意性組件配置和參數(shù)，其是已經(jīng)描述的各種參數(shù)和值的補(bǔ)充。關(guān)于發(fā)射器402，整流器434是具有成對(duì)的fet的半橋逆變器(參見(jiàn)圖11(a))，其通過(guò)控制器420的微處理器(參見(jiàn)圖11(b))來(lái)驅(qū)動(dòng)，以對(duì)來(lái)自功率調(diào)整器432的降壓-升壓轉(zhuǎn)換器電路(參見(jiàn)圖11(c))的調(diào)節(jié)功率進(jìn)行整流，并且將經(jīng)整流的功率提供給發(fā)射線(xiàn)圈412。發(fā)射器線(xiàn)圈陣列414由多個(gè)發(fā)射器線(xiàn)圈412形成(參見(jiàn)圖11d))，每個(gè)發(fā)射器線(xiàn)圈具有連接到發(fā)射器線(xiàn)圈一側(cè)的開(kāi)關(guān)作為選擇器424(參見(jiàn)圖11(e))。如果一組發(fā)射器線(xiàn)圈的相應(yīng)開(kāi)關(guān)已經(jīng)接通，則該組發(fā)射器線(xiàn)圈可以接通以給接收器供電。物體檢測(cè)器428的檢測(cè)電路和通信模塊430的解調(diào)電路分別如圖11(f)和圖11(g)所示。在圖11(a)中，輸入是：來(lái)自降壓升壓調(diào)整器的dcdc_out-11-21vdc、來(lái)自10v線(xiàn)性調(diào)整器446的+10_sw、以及作為經(jīng)由柵極驅(qū)動(dòng)電路450來(lái)自微處理器的方波脈沖的inv_pwm_t和inv_pwm_b，輸出是：驅(qū)動(dòng)發(fā)射器線(xiàn)圈的d_arm，所描繪的電路向發(fā)射器線(xiàn)圈提供高頻ac電流(高達(dá)5arms)以及提供約110khz與約300khz之間的操作頻率。在圖11(c)中，輸入是vdc_in和dcvolt_pwm_t，vdc_in是經(jīng)由emi濾波器444和浪涌電流及反極性保護(hù)電路452的19vdc輸入電源442，dcvolt_pwm_t是來(lái)自微處理器的用于改變輸出電壓調(diào)節(jié)的pwm信號(hào)，輸出是dcdc_out和coil_vin_mcu，dcdc_out被設(shè)置為從11v到21v變化且被饋送給逆變電路，coil_vin_mcu連接至微處理器的引腳13且用于檢測(cè)降壓升壓轉(zhuǎn)換器的輸出，并且根據(jù)從11v到21v的輸出電壓斜坡而從0.48v到0.91v變化，所描繪的電路提供可變輸入電壓至逆變器(11v-21v)以實(shí)現(xiàn)版本a兼容性和約400khz的操作頻率。在圖11(d)和11(e)中，輸入是ind、+10v_sw、+3v3、dc、snub和d_snub，ind連接至發(fā)射器線(xiàn)圈中的一個(gè)，+10v_sw是dc電源446，+3v3是dc電源440，dc是來(lái)自微處理器的選擇開(kāi)關(guān)信號(hào)，snub和d_snub都連接至用于確保開(kāi)關(guān)額定電壓在所有條件下在限定內(nèi)的緩沖電路，所描繪的電路提供用于根據(jù)接收器的位置選擇性地接通發(fā)射器線(xiàn)圈的線(xiàn)圈開(kāi)關(guān)，在開(kāi)關(guān)上流動(dòng)的最大電流約為2a。在圖11(f)中，輸入是：+3v3電源440和3v3_cont，3v3_cont來(lái)自微處理器且用于使能/禁止物體檢測(cè)電路，輸出是：loop_comp+，其是具有與振蕩器頻率成比例的頻率的方波，所描繪的電路提供了具有以約1mhz設(shè)置的頻率的金屬檢測(cè)器，其中當(dāng)金屬物體放置板表面上，其被微處理器檢測(cè)到時(shí)，振蕩器頻率改變。在圖11(g)中，輸入是：+5v和t-demod-signal，+5v是dc電源448，t-demod-signal是與逆變器電流成比例的ac信號(hào)，輸出是：demod_out_1，微處理器使用demod_out_1與接收器通信，所描繪的電路提供版本b發(fā)射器上的電流調(diào)制的檢測(cè)。申請(qǐng)人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，由于發(fā)射器諧振電路和接收器諧振電路之間的某些相互作用，可能發(fā)生一些調(diào)制斜率反轉(zhuǎn)。這是因?yàn)榻庹{(diào)電路中感測(cè)的組合電流是發(fā)射器的輸出電流(其以第一頻率諧振)與來(lái)自接收器的輸入電流(其處于不同的第二頻率)的乘積。這導(dǎo)致調(diào)制信號(hào)的失真，因此擾亂通信。一種可能的解決方案是使用定向耦合器，其消除向外的發(fā)射器電流，從而可以通過(guò)分離正向電流和反向電流來(lái)無(wú)失真地感測(cè)來(lái)自接收器的向內(nèi)調(diào)制的電流。然而，在消費(fèi)性電子產(chǎn)品中包括這種定向耦合器可能是不期望的，因?yàn)榘ㄗ儔浩髟黾恿顺杀竞蛷?fù)雜性。一種替代的解決方案是在圖11(g)的解調(diào)電路的輸入級(jí)采用幅度相位檢測(cè)器1102，如圖11(h)所示。在這種幅度相位檢測(cè)器中，輸入變壓器1104的兩個(gè)臂被調(diào)諧，使得從該圖的右手側(cè)(從發(fā)射器線(xiàn)圈)耦合的信號(hào)由電容器1106調(diào)諧，從該圖的左手側(cè)(從逆變器)耦合的信號(hào)由電感器1108調(diào)諧。以這種方式，正向電流和反向電流根據(jù)頻率彼此區(qū)分。通過(guò)選擇發(fā)射器的電流感測(cè)線(xiàn)圈的適當(dāng)端，能夠以適當(dāng)?shù)念l率(例如，約100khz)使該線(xiàn)圈諧振，以?xún)?yōu)化來(lái)自接收器的拾取線(xiàn)圈的幅度調(diào)制信號(hào)的電平。相對(duì)于接收器1004，功率整流器1018被配置為將ac電壓轉(zhuǎn)換為dc電壓的全橋整流器，并且具有同步配置的四個(gè)mosfet，即，高側(cè)的兩個(gè)p溝道m(xù)osfet和低側(cè)的兩個(gè)n溝道m(xù)osfet(參見(jiàn)圖12(a)和12(b))，其在控制器1010的微處理器的控制下開(kāi)關(guān)(參見(jiàn)圖12(c))。特別地，同步整流器控制對(duì)于版本a和版本b模式是通用的。高側(cè)的p溝道m(xù)osfet將由ac信號(hào)自驅(qū)動(dòng)，而低側(cè)的n溝道m(xù)osfet將通過(guò)由微處理器產(chǎn)生的柵極信號(hào)來(lái)控制。如果輸出電流大于700ma，則同步整流器將被使能(將創(chuàng)建數(shù)字柵極信號(hào)以接通和關(guān)斷n溝道m(xù)osfet)。如果負(fù)載1016小于500ma，則同步整流器將被禁止，并且n溝道m(xù)osfet的體二極管將用于傳導(dǎo)電流。本領(lǐng)域技術(shù)人員從圖12(a)和(12(b)可以理解，同步整流器可以作為全同步整流器或半同步整流器工作。圖12(b)還示出了ldo1020的電路，通過(guò)將微處理器信號(hào)的load_enable輸出設(shè)置為低(這也斷開(kāi)了負(fù)載1016)來(lái)禁止ldo1020的電路，以及通過(guò)將load_enable信號(hào)設(shè)置為高來(lái)使能ldo1020的電路。通信模塊1014的調(diào)制電路具有兩個(gè)電容器和兩個(gè)開(kāi)關(guān)，并且通過(guò)調(diào)制接收器1004的ac側(cè)上的電容器的電容性負(fù)載來(lái)提供通信包/信號(hào)(參見(jiàn)圖12(d))。電流感測(cè)電路具有與負(fù)載串聯(lián)的電阻器和放大器(參見(jiàn)圖12(e))，以確定輸出電流，微處理器使用該信息來(lái)請(qǐng)求發(fā)射器建立最佳操作點(diǎn)，確定從發(fā)射器接收的功率，確定同步整流器是否需要被使能，以及在低(輕)負(fù)載時(shí)，使能半同步整流器。在圖12(a)和12(b)中，整流器1018的輸入是：ac_in1/2(來(lái)自圖12(d)的調(diào)制電路)，用于允許q1和q2自開(kāi)關(guān)；sync_ctrl_pwm_1/2；以及來(lái)自+5v電源開(kāi)關(guān)電路的5v_supply，其采用5v_load和analogue_enable作為輸入并用于通過(guò)控制電路的電源電壓來(lái)禁止/使能接收功率管理電路1006的模擬電路(未示出，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的配置那樣)，ldo1020的輸入是：中間電壓以及l(fā)oad_enable和dummy_load_enable(來(lái)自圖12(c)的微處理器)，整流器的輸出是：中間電壓，ldo的輸出是：5v_load和current_sense_r；在所描繪的電路中，整流器d2-d3提供二極管換向半整流，但是可以由微處理器同步開(kāi)關(guān)q4-q5。在圖12(c)中，輸入是：來(lái)自+3.3vldo電路的3v3_supply，其采用soft_start_enable作為輸入并用于向微處理器(未示出，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的配置那樣)供電；中間電壓；ac_in1/2(來(lái)自圖12(d)的調(diào)制電路)；以及cursense_input和cursense_filtered(來(lái)自圖12(e)的電流感測(cè)電路)，輸出是：comms(用于驅(qū)動(dòng)對(duì)通信模塊1014的調(diào)制電路中的電容器進(jìn)行開(kāi)關(guān)的fet)；load_enable(用于控制ldo1020的接通狀態(tài)和關(guān)斷狀態(tài))；sync_ctrl_pwm_1/2；soft_start_enable(用于避免過(guò)沖)；dummy_load_enable；以及analogue_enable。在圖12(d)中，輸入為：comms，輸出為：ac_in1/2，以及在所描繪的電路中，4.7nf電容器被切換到輸出以調(diào)制接收器線(xiàn)圈的電壓的幅度，從而提供版本a模式的信令狀態(tài)。在圖12(e)中，輸入為：3v3_supply；5v_supply；以及current_sense_r，輸出為：cursense_input(向微處理器的比較器的輸入，用于快速輸出電流轉(zhuǎn)換檢測(cè)，用于關(guān)斷對(duì)同步整流器的控制)和cursense_filtered(其是放大的輸出電流，微處理器將該放大的輸出電流用作在版本a和版本b模式期間使用的輸出功率監(jiān)視的模擬輸入)。圖13(a)至圖13(c)是由功率發(fā)射器(即先前討論的版本b的發(fā)射器)的控制器實(shí)現(xiàn)的控制流的流程圖，圖14(a)至圖14(c)是由本發(fā)明的功率接收器(即先前討論的版本b的接收器)的控制器實(shí)現(xiàn)的控制流的流程圖?，F(xiàn)在描述根據(jù)本發(fā)明的各種示例性實(shí)施例的發(fā)射器線(xiàn)圈陣列和操作。如前所述，發(fā)射器具有發(fā)射器線(xiàn)圈陣列，用于提供空間自由度和對(duì)多個(gè)接收設(shè)備供電/充電。提供這種功能的一種方式是在多層或多平面陣列中提供發(fā)射器線(xiàn)圈的重復(fù)圖案，其中每個(gè)線(xiàn)圈通常與該層的其他線(xiàn)圈共面。圖15(a)至圖15(c)中示出了具有發(fā)射器線(xiàn)圈的層間偏移或重疊的兩層陣列的一個(gè)可能的實(shí)施例。這種配置提供了諸如改進(jìn)的耦合磁場(chǎng)的均勻性的益處。在所示的示例性實(shí)施例中，發(fā)射器線(xiàn)圈被提供為使用pcb技術(shù)在多個(gè)pcb‘層’之上制造的導(dǎo)電材料的二維平面線(xiàn)圈形狀。在該實(shí)施例中，發(fā)射器線(xiàn)圈被描繪為大體正方形形狀；這僅僅是示例性的，其他二維形狀是可能的，諸如圓形、三角形、矩形和其他多邊形形狀，其中這些形狀有助于陣列配置。例如，提供具有八邊形形狀的線(xiàn)圈可以允許線(xiàn)圈更緊密地間隔開(kāi)，這可以進(jìn)一步增強(qiáng)ipt場(chǎng)的均勻性。如圖15(a)至圖15(c)所示，在pcb1512c內(nèi)，一層發(fā)射器線(xiàn)圈1512a被第二層發(fā)射器線(xiàn)圈1512b覆蓋。在所示的示例中，第一層1512a具有六個(gè)線(xiàn)圈，第二層1512b具有四個(gè)線(xiàn)圈，然而，對(duì)于層來(lái)講其他數(shù)量的線(xiàn)圈和組合也是可能的。每個(gè)線(xiàn)圈1512a和1512b具有若干“繞組”，從而提供其中不存在繞組的內(nèi)部空間。換句話(huà)說(shuō)，每個(gè)發(fā)射器線(xiàn)圈的徑向中心沒(méi)有導(dǎo)電材料。重疊的線(xiàn)圈在每個(gè)線(xiàn)圈內(nèi)限定四個(gè)公共開(kāi)口，參見(jiàn)線(xiàn)圈1512a內(nèi)的公共開(kāi)口1512d至1512g。這允許在每個(gè)公共開(kāi)口內(nèi)提供由導(dǎo)磁材料形成的芯塊(slug)，如下所述。如所描繪的，線(xiàn)圈的中心被對(duì)準(zhǔn)，這有助于在兩個(gè)或更多個(gè)相鄰/重疊的線(xiàn)圈被選擇用于傳輸功率時(shí)產(chǎn)生均勻的磁場(chǎng)。如在圖15(c)中被最清楚地示出的，每個(gè)pcb線(xiàn)圈1512被制造為四個(gè)pcb“層”，第一層和第二層中的這些層形成間隔層，如標(biāo)記為a的圓圈區(qū)域所示。這種間隔進(jìn)一步有助于均勻磁場(chǎng)的產(chǎn)生。然而，第一層和第二層可以是“層疊的”而不是“間隔的”，即，第二層的所有pcb層層疊在第一層的所有pcb層之上。雖然描述了兩層，但是根據(jù)特定應(yīng)用的ipt場(chǎng)和發(fā)射器線(xiàn)圈陣列要求，多于兩層是可能的?，F(xiàn)在參考圖15d至15g，將描述可用于四層發(fā)射器線(xiàn)圈1521a或1512b(圖15b)的特定繞組圖案。圖15d示出了pcb頂層1520；圖15e示出了pcb第三層1521(第二pcb層是相鄰重疊線(xiàn)圈的插入層)；圖15f示出了pcb第五層1522(第四pcb層是相鄰重疊線(xiàn)圈的插入層)；圖15g示出了pcb第七層1523(第六pcb層是相鄰重疊線(xiàn)圈的插入層，第八層在層1523之下)。pcb層垂直地層疊在彼此之上并且互連，如下面將描述的。首先看頂層1520，第一線(xiàn)圈端子1527連接到三個(gè)并聯(lián)繞組1524、1525和1526。盡管示出了三個(gè)并聯(lián)繞組，但應(yīng)當(dāng)理解，并聯(lián)繞組的數(shù)量可以根據(jù)應(yīng)用而變化。在僅使用單個(gè)繞組的情況下，可能由于大電流由繞組的小表面積承載的“集膚效應(yīng)”而產(chǎn)生不可接受的損耗和發(fā)熱。通過(guò)提供并聯(lián)繞組，可以改善這種效應(yīng)。這些并聯(lián)繞組形成兩個(gè)環(huán)路并終止于末端1528、1529和1530。末端1528、1529和1530與圖15e中所示的第三pcb層1521的末端1531、1532和1533互連(即，末端1528連接到末端1531；末端1529連接到末端1532；末端1530連接到末端1533)。末端1531、1532和1533連接到并聯(lián)繞組1534、1535和1536。將注意到，在第一層1520中，并聯(lián)繞組1524最靠近線(xiàn)圈的中心，并聯(lián)繞組1526離線(xiàn)圈的中心最遠(yuǎn)，而在第三pcb層1521中，繞組1534(連接到繞組1526)最靠近線(xiàn)圈的中心，并聯(lián)繞組1536(連接到并聯(lián)繞組1524)離線(xiàn)圈的中心最遠(yuǎn)。因此，在層之間，最內(nèi)側(cè)的并聯(lián)繞組和最外側(cè)的并聯(lián)繞組交換層之間的位置。類(lèi)似地，對(duì)于第五層1522，第三層1521的末端1537、1538和1539與圖15f所示的第五pcb層1522的末端1540、1541和1542互連(即，末端1537連接到末端1540；末端1538連接到末端1541；以及末端1539連接到末端1542)。末端1540、1541和1542連接到并聯(lián)繞組1545、1544和1543。類(lèi)似地，對(duì)于第七層1523，第五層1522的末端1546、1547和1548與圖15g所示的第七pcb層1523的末端1549、1550和1551互連(即，末端1546連接到末端1549；末端1547連接到末端1550；以及末端1548連接到末端1551)。末端1549、1550和1551連接到共同連接到第二線(xiàn)圈端子1555的并聯(lián)繞組1552、1553和1554。可以通過(guò)向第一線(xiàn)圈端子1527和第二線(xiàn)圈端子1555施加交變驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)圈。將注意到，在層之間，最接近線(xiàn)圈中心的并聯(lián)繞組和離線(xiàn)圈中心最遠(yuǎn)的并聯(lián)繞組交替。這確保沒(méi)有單個(gè)并聯(lián)繞組暴露于最接近線(xiàn)圈中心處所遭受的最大感應(yīng)電流。這有助于避免線(xiàn)圈燒壞。此外，并聯(lián)繞組減小每個(gè)并聯(lián)繞組所被施加的電流并且減小線(xiàn)圈電阻。圖15h示出了穿過(guò)位于導(dǎo)磁基底1557上的單個(gè)發(fā)射器線(xiàn)圈1556的一側(cè)的橫截面視圖，其中線(xiàn)圈1556圍繞導(dǎo)磁芯塊1558。在這種情況下，示出了單個(gè)線(xiàn)圈，但是應(yīng)當(dāng)理解，該設(shè)計(jì)可以應(yīng)用于上述的交叉線(xiàn)圈設(shè)計(jì)。發(fā)射器線(xiàn)圈1556形成為六個(gè)pcb層1559至1564，為了清楚僅示出了導(dǎo)體。層1559至1564的繞組可以在層之間偏移以改善電流分布。每層的導(dǎo)體是寬度大于0.25mm、厚度為0.14mm且間距大于0.2mm的銅導(dǎo)體。如在前述實(shí)施例中，采用并聯(lián)繞組，優(yōu)選地采用三個(gè)并聯(lián)繞組。并聯(lián)繞組可以分布在繞組層之間，例如，前三個(gè)并聯(lián)繞組可以包括來(lái)自層1559和1560的導(dǎo)體。優(yōu)選地，每組并聯(lián)繞組分布在兩層之間。芯塊1558充分延伸到線(xiàn)圈1556之上，以大幅減少線(xiàn)圈繞組中的感應(yīng)電流。芯塊1558可以在繞組之上突出大約繞組的高度。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，芯塊在繞組的高度之上延伸大約或大于1mm。空氣間隙1565設(shè)置在發(fā)射器線(xiàn)圈1556和芯塊1558之間，以減少發(fā)射器線(xiàn)圈1556的繞組中的感應(yīng)電流。圖15j示出了圖15h的變型，其中，芯塊1566設(shè)置在發(fā)射器線(xiàn)圈1556的外部，芯塊1558設(shè)置在發(fā)射器線(xiàn)圈1556的內(nèi)部。這種配置進(jìn)一步減小了發(fā)射器線(xiàn)圈1556中的感應(yīng)電流，實(shí)際上由于接收線(xiàn)圈的場(chǎng)整形效應(yīng)而導(dǎo)致負(fù)載線(xiàn)圈的損耗比無(wú)載線(xiàn)圈的損耗更低。然而，由于附加元件的增加的成本和復(fù)雜性，因此這種設(shè)計(jì)可能僅在更苛刻的應(yīng)用中是合理的。應(yīng)當(dāng)理解，圖15h和圖15j的設(shè)計(jì)特征可以適當(dāng)?shù)貞?yīng)用于圖15a至圖15g的發(fā)射器線(xiàn)圈陣列。圖16示出了可應(yīng)用于本實(shí)施例的分解形式的發(fā)射器1602中的pcb線(xiàn)圈陣列1614。發(fā)射器1602具有頂部殼體1603a、底部殼體1603b、承載驅(qū)動(dòng)電路的主pcb電路板1605、物體檢測(cè)器、通信模塊以及發(fā)射器的其他電路。pcb線(xiàn)圈陣列1614設(shè)置在磁性材料層1607上。材料層1607由增強(qiáng)在發(fā)射器線(xiàn)圈陣列中感應(yīng)的磁場(chǎng)的材料形成，諸如鐵磁材料或鐵氧體材料。如所示的，材料層1607具有用于進(jìn)一步增強(qiáng)磁場(chǎng)的突出部1609，其與磁性材料層一體或安裝(定位地或粘附地)到磁性材料層。這在圖17中被更清楚地看出，其中pcb線(xiàn)圈陣列1714被示出為絕緣地安裝在材料層1707上。可以看到，pcb線(xiàn)圈陣列1714具有通孔1714a，材料層1707的突出部1709穿過(guò)通孔1714a突出，使得每個(gè)發(fā)射器線(xiàn)圈在其內(nèi)部具有至少一個(gè)突出部1709。圖18以剖面圖更詳細(xì)地示出了該點(diǎn)，其中相同的附圖標(biāo)記用于圖17的相同元件。每個(gè)突出部或芯塊1809可以在每個(gè)繞組1814的頂部之上突出約每個(gè)繞組1814的高度。優(yōu)選地，每個(gè)芯塊1809在每個(gè)繞組1814的頂部之上突出大約或大于1mm?？梢钥闯觯F氧體材料層的突出部或芯塊在pcb線(xiàn)圈陣列層之上突出。申請(qǐng)人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，這對(duì)磁場(chǎng)提供進(jìn)一步有益的影響。圖19示出了在pcb線(xiàn)圈層1914的區(qū)段之上突出高度h的突出部1909，高度h被確定為使得從pcb線(xiàn)圈層1914中的下一個(gè)孔1914a的邊緣起的角度θ小于45度。理解的是，磁性材料的“芯塊”可以被設(shè)置為具有或不具有省略的磁性材料層的獨(dú)立元件，以及可以被設(shè)置為發(fā)射器線(xiàn)圈陣列制造的一部分，例如，被設(shè)置為用于定位線(xiàn)圈的pcb或其他基底的一部分，而不是被設(shè)置為磁性材料層的突出部。此外，在所示的示例中，每個(gè)線(xiàn)圈圍繞四個(gè)磁性材料元件，其中這些元件在矩形線(xiàn)圈的內(nèi)部拐角處，這種配置有助于線(xiàn)圈陣列的多層化，同時(shí)最大化每個(gè)線(xiàn)圈的“腔”內(nèi)的磁性材料的量，從而優(yōu)化有益的影響。應(yīng)當(dāng)理解，可以用更少、更多或不同形狀的元件進(jìn)行線(xiàn)圈和磁性材料元件的其他布置。此外，如果應(yīng)用更適合于此，則磁性材料元件不需要在發(fā)射器線(xiàn)圈陣列的頂層之上突出，例如，元件和線(xiàn)圈陣列可以是共面的。發(fā)射器磁場(chǎng)或ipt場(chǎng)的有益影響或增強(qiáng)包括場(chǎng)的整形，以在合理的功率傳輸水平提供均勻或增加的ipt覆蓋，諸如高度增加的ipt場(chǎng)(被稱(chēng)為相對(duì)于發(fā)射器板的笛卡爾幾何形狀的“z高度”)。申請(qǐng)人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，還可以或另外通過(guò)增加同時(shí)供電的相鄰發(fā)射器線(xiàn)圈的數(shù)量來(lái)提供增加的z高度。因此，這些機(jī)制(例如，機(jī)械和控制)的組合可以用于增加功率發(fā)射器的有效無(wú)線(xiàn)功率傳輸范圍。以這種方式整形場(chǎng)還可以減小線(xiàn)圈繞組中的感應(yīng)電流和/或改善線(xiàn)圈繞組中的電流分布。隨著鐵氧體磁心延伸到線(xiàn)圈表面或其以下的高度，在線(xiàn)圈的內(nèi)部繞組和/或外部繞組處可能經(jīng)歷感應(yīng)電流；而當(dāng)延伸到線(xiàn)圈表面之上的磁芯被使用時(shí)，電流分布可以更加均勻，和/或減小感應(yīng)電流?？蛇x地或組合地，在線(xiàn)圈的外邊緣上延伸鐵氧體磁芯和/或?qū)⑵溲由斓浇邮掌鞯囊徊糠挚梢赃M(jìn)一步改善線(xiàn)圈電流分布和/或減少感應(yīng)電流。發(fā)射器線(xiàn)圈陣列的所示實(shí)施例示出了pcb線(xiàn)圈。然而，這僅是配置和制造ipt線(xiàn)圈陣列的示例性方式。線(xiàn)圈可以是手工或機(jī)器纏繞的線(xiàn)圈，或者可以以一些其他方式(諸如沖壓、印刷等)制造，如前所述。陣列內(nèi)的線(xiàn)圈的相對(duì)位置和功能是提供提供有效、可靠和有效率的無(wú)線(xiàn)功率傳輸?shù)膇pt場(chǎng)的重要因素。前述無(wú)線(xiàn)功率傳輸系統(tǒng)可以基于多模型或兼容性配置而結(jié)合地(例如，發(fā)射器和一個(gè)或更多個(gè)接收器被設(shè)置為“整套組件”或“成組”)或單獨(dú)地(例如，發(fā)射器被設(shè)置為可與接收器分離地獲得和操作的單元)設(shè)置為終端用戶(hù)消費(fèi)性電子系統(tǒng)?？蛇x地，無(wú)線(xiàn)功率傳輸系統(tǒng)可以被設(shè)置為套件，用于制造消費(fèi)性電子產(chǎn)品的原始設(shè)計(jì)制造商(odm)或原始設(shè)備制造商(oem)的評(píng)估或教育目的，使得可以測(cè)試各種配置或功能，和/或可以評(píng)估將無(wú)線(xiàn)電源集成或并入他們產(chǎn)品中。這樣的套件可以包括無(wú)線(xiàn)功率傳輸所需的組件、模塊、指令和學(xué)習(xí)材料，以及用于不同應(yīng)用(例如，功率水平、場(chǎng)覆蓋等)的無(wú)線(xiàn)功率傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、修改、適應(yīng)、測(cè)試、評(píng)估或構(gòu)建的系統(tǒng)的配置和調(diào)整。這樣的無(wú)線(xiàn)功率傳輸套件可以包括無(wú)線(xiàn)功率發(fā)射器和多個(gè)無(wú)線(xiàn)功率接收器設(shè)備，具有如本文所述和附圖中所示的配置和特征。套件可以包括用于無(wú)線(xiàn)功率傳輸?shù)奶准考牟贾谩⑴渲?、?yōu)化、適應(yīng)等的指令。指令可以教導(dǎo)如何適應(yīng)、使用、構(gòu)建或評(píng)估系統(tǒng)的部件。無(wú)線(xiàn)功率傳輸套件的電部件可以具有多個(gè)電接觸，以能夠使用諸如示波器、萬(wàn)用表、功率計(jì)、電流計(jì)、電壓表、探針等的測(cè)量?jī)x器來(lái)測(cè)量操作參數(shù)。盡管已經(jīng)通過(guò)對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例的描述說(shuō)明了本發(fā)明，并且雖然已經(jīng)詳細(xì)描述了實(shí)施例，但是并不意圖將所附權(quán)利要求的范圍限制或以任何方式限制到這樣的細(xì)節(jié)。額外的優(yōu)點(diǎn)和修改對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是明顯的。因此，本發(fā)明在其更廣泛的方面不限于所示和所描述的具體細(xì)節(jié)、代表性裝置和方法以及說(shuō)明性示例。因此，在不脫離本發(fā)明總體構(gòu)思的精神或范圍的情況下，可以偏離這些細(xì)節(jié)。當(dāng)前第1頁(yè)12