无线感应式功率传输制造技术

一种无线功率传输系统包括被布置为经由无线感应式功率传输信号提供功率传输到功率接收器（105）的功率传送器（101），其中功率传输信号被提供在重复的功率传输信号时间帧的功率时间间隔中。该时间帧进一步包括减小的功率时间间隔。（通常为功率接收器（105）或功率传送器（101））的装置包括被布置为使用短距通信与第二实体（其是互补单元，即功率传送器（101）或功率接收器（105））传达数据消息。短距通信具有不超过20cm的范围。该装置还包括被布置为将短距通信与功率传输信号时间帧同步使得短距通信受限于减小的功率时间间隔的同步单元（309、409）。该通信可具体地是NFC通信。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及感应式功率传输并且特别而非排他地涉及根据Qi无线功率传输标准的感应式功率传输系统。
技术介绍
很多系统要求布线和/或电接触以便供应电功率给设备。省略这些线和接触提供了改进的用户体验。传统地，这已经使用位于设备中的电池来实现，但是该方案具有若干缺点，包括额外的重量、体积和对频繁对电池进行替换或再充电的需要。近来，使用无线感应式功率传输的方案已受到越来越多的兴趣。该增加的兴趣的部分是由于便携和移动设备的数量和种类在过去十年中已经激增。例如，移动电话、平板电脑、媒体播放器等的使用已变得无所不在。这样的设备通常由内部电池供电并且典型使用情形通常要求对电池进行再充电或从外部电源对设备进行直接有线供电。如提到的，大多数目前的设备要求有线和/或显式电接触以从外部电源供电。然而，这往往是不实际的并且要求用户物理地插入连接器或以其他方式建立物理电接触。通过引入线的长度，这还往往对于用户来说是不方便的。通常，功率要求也显著不同，并且当前大多数设备被提供有其自己的专用电源，从而导致典型用户具有大量不同电源，每个电源专用于特定设备。尽管内部电池可防止对到外部电源的有线连接的需要，但该方案仅提供部分解决方案，因为电池将需要再充电(或替换，其是昂贵的)。电池的使用还可能大量增加设备的重量以及潜在地增加设备的成本和尺寸。为了提供显著改进的用户体验，已提出了使用无线电源，其中功率被感应地从功率传送器设备中的传送器线圈传输到各个设备中的接收器线圈。经由磁感应的功率传送是熟知的概念，大多数应用在具有在初级传送器线圈和次级接收器线圈之间的紧耦合的变压器中。通过在两个设备之间分离初级传送器线圈和次级接收器线圈，基于松散耦合变压器的原理，在设备之间的无线功率传输变得可能。这样的布置允许到设备的无线功率传输，而不要求任何有线或物理电连接。实际上，其可简单地允许设备被放置在传送器线圈附近或顶上以便被外部地再充电或供电。例如，功率传送器设备可被布置有水平表面，设备可被简单地放置在该水平表面上，以便被供电。此外，这样的无线功率传输布置可以有利地被设计使得可与一系列功率接收器设备一起使用功率传送器设备。特别地，已知为Qi标准的无线功率传输标准已被定义并且当前在进一步发展。该标准允许满足Qi标准的功率传送器设备与也满足Qi标准的功率接收器设备一起使用，而这些不必来自同一制造商或不必专用于彼此。Qi标准还包括用于允许操作适配于特定功率接收器设备(例如取决于特定功率消耗)的某种功能。Qi标准由无线功率联盟开发，并且可例如在它们的网站:http: //www.wirelesspowerconsortium.com/index, html上找到更多信息，其中特别地可找到定义的标准文档。为了支持功率传送器和功率接收器的交互工作和交互操作性，优选的是这些设备可相互通信，即期望的是如果支持在功率传送器和功率接收器之间的通信，以及优选地支持在两个方向的通信。Qi标准支持从功率接收器到功率传送器的通信，由此使得功率接收器能够提供可允许功率传送器适配于特定功率接收器的信息。在当前标准中，已定义从功率接收器到功率传送器的单向通信链路，并且该方案基于功率接收器作为控制元件的宗旨。为了准备并且控制在功率传送器和功率接收器之间的功率传输，功率接收器具体将信息传达到功率传送器。通过功率接收器执行负载调制来实现该单向通信，其中由功率接收器施加到次级接收器线圈的负载被改变以提供功率传输信号的调制。可由功率传送器检测并且解码(解调)得到的电气特性中的改变(例如电流汲取的变化)。然而，Qi系统的限制是其不支持从功率传送器到功率接收器的通信(至少在低功率Qi规范中)。此外，在一些应用中，诸如开发用于Qi之类的负载调制可能是次优的。实际上，在诸如Qi系统之类的功率传输系统中的接收器和传送器之间的通信面临多个挑战和困难。特别是，在对功率传输信号的要求和特性与对通信的期望之间通常存在冲突。通常，系统要求在功率传输和通信功能之间的紧密交互。例如，基于在传送器和功率接收器之间感应式耦合仅一个信号，即功率传输信号本身的概念来设计系统。然而，使用功率传输信号本身用于不仅执行功率传输而且还用于承载信息导致了困难。例如，在很多情形中，功率传输信号幅值可能动态并且周期性改变，导致功率传输信号不总是适合调制。实际上，如果功率传输信号幅值暂时减小到基本上为零，则不存在要调制的信号一一无论是直接用于例如功率传输信号的幅值或频率调制以提供从功率传送器到功率接收器的通信还是用于功率传输信号的负载调制以提供从功率接收器到功率传送器的通信。作为另一示例，使用其中功率接收器通过负载调制来传达数据(诸如在Qi系统中)的负载调制方案要求正常负载是相对恒定的。然而，这在很多应用中不能被保证。例如，如果无线功率传输将被用于对电机驱动器械(诸如例如搅拌机)供电，则该电流的幅值强烈与电机的负载相关。如果电机负载改变，则电机电流也改变。这导致在逆变器电流的幅值也随着负载改变。该负载变化将干扰负载调制，导致劣化的通信。实际上，在实践中通常非常难以检测对于包括电机作为负载的部分的负载的负载调制。为了解决这样的问题，提出了使用完全独立的通信技术用于在功率传送器和功率接收器之间提供通信。然而，这样的方案可解决一些问题，但是其通常引入其他缺点。例如，其通常引入以下风险:可能建立不在功率传输中涉及的双方之间的通信。这将通常导致故障和潜在地较不安全的操作。例如，分离通信信道的使用可导致在不同功率传输操作的操作之间的干扰，这可导致具有过多功率水平的非期望情形。例如，控制操作可能相互干扰，例如通过来自一个功率传输操作的功率接收器的控制数据被用于控制到另一附近功率接收器的功率传输。在通信和功率传输信号之间的分离可导致较少的鲁棒和较少的故障安全操作。因此，改进的功率传输系统将是有利的，并且特别是允许改进的通信支持、增加的可靠性、增加的灵活性、便利的实施方式、对负载变化的减小敏感性、改进的安全性和/或改进的性能的系统将是有利的。
技术实现思路
相应地，本专利技术寻求优选单个地或以任意组合地减轻、缓解或消除上文提到的缺点中的一个或多个。根据本专利技术的一方面，提供了一种用于无线功率传输系统的装置，该无线功率传输系统包括被布置为经由无线感应式功率传输信号提供功率传输到功率接收器的功率传送器，在功率传输阶段期间的功率传输信号被提供在重复的功率传输信号时间帧的功率时间间隔中，功率传输信号时间帧进一步包括减小的功率时间间隔，功率传输信号的功率针对相对于功率时间间隔的减小的功率时间间隔被减小；该装置包括:用于功率传输信号的传输的功率传输电感器；用于短距通信的通信天线；被布置为使用短距通信与作为功率传送器和功率接收器中的至少一个的第二实体传达数据消息的短距通信单元，短距通信具有不超过20cm的范围并且使用与功率传输信号分离的载波信号；以及被布置为将短距通信与功率传输信号时间帧同步使得短距通信受限于减小的功率时间间隔的同步器。本专利技术可在很多功率传输系统中提供改进的通信和/或改进的、更可靠或甚至潜在地更安全的操作。该方案可具体地在很多情形中提供使用与功率传输信号分离的分离通信通道的益处，而不引入一般与其相关联的潜在风险和缺点。本专利技术可允许基于电磁信号在分离本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于无线功率传输系统的装置，所述无线功率传输系统包括被布置为经由无线感应式功率传输信号提供功率传输到功率接收器（105）的功率传送器（101），在功率传输阶段期间的所述功率传输信号被提供在重复的功率传输信号时间帧的功率时间间隔中，所述功率传输信号时间帧进一步包括减小的功率时间间隔，所述功率传输信号的功率针对相对于所述功率时间间隔的所述减小的功率时间间隔被减小；所述装置包括：功率传输电感器（103、107），用于所述功率传输信号的传输；通信天线，用于短距通信；短距通信单元（305、405），耦合到所述通信天线并且被布置为使用所述短距通信与作为所述功率传送器（101）和所述功率接收器（105）中的至少一个的第二实体传达数据消息，所述短距通信具有不超过20cm的范围并且使用与所述功率传输信号分离的载波信号；以及同步器（309、409），被布置为将所述短距通信与所述功率传输信号时间帧同步使得所述短距通信受限于所述减小的功率时间间隔。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：NF乔耶，A范瓦根恩根，WGM伊特斯，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL