无线功率传输和通信制造技术

一种可操作为以无线方式传输功率和进行通信的装置包括驱动感测电路(DSC)、存储操作指令的存储器和处理模块。所述DSC基于参考信号产生驱动信号，并且经由单线线路和经由谐振电容器将所述驱动信号提供给第一线圈，并且同时经由所述单线线路感测所述驱动信号，以促进电磁耦合到第二线圈，从而以无线方式将功率传输到另一装置。所述DSC还检测所述驱动信号的电特性(包括通信信号是否从另一装置传送)并产生代表其的数字信号。所述处理模块产生所述参考信号，处理所述数字信号(包括确定所述通信信号是否从另一装置传送到所述装置)，并且适当地处理所述数字信号以解释所述通信信号的控制信息，从而调整所述参考信号。从而调整所述参考信号。从而调整所述参考信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】无线功率传输和通信
[0001]关于联邦资助的研究或开发的声明
[0002]不适用。
[0003]光盘上提交材料的引用合并
[0004]不适用。
[0005]本专利技术的背景


[0006]本专利技术整体上涉及无线功率传输和数据通信系统，并且更具体地说，涉及无线功率传输、感测数据收集和/或通信。

技术介绍

[0007]传感器应用广泛，从家庭自动化到工业系统、到医疗保健、到交通运输等等。例如，传感器放置在身体、汽车、飞机、船只、卡车、摩托车、手机、电视、触摸屏、工厂、电器、马达、收银台等中用于各种应用。
[0008]一般来说，传感器将物理量转换成电信号或光学信号。例如，传感器将诸如生物状况、化学状况、电状况、电磁状况、温度、磁状况、机械运动(位置、速度、加速度、力、压力)、光学状况和/或放射性状况等的物理现象转换成电信号。
[0009]传感器包括换能器，其功能是将一种形式的能量(例如力)转换成另一种形式的能量(例如电信号)。存在各种各样的换能器来支持传感器的各种应用。例如，换能器是电容器、压电换能器、压阻换能器、热换能器、热耦合器、光电导换能器(例如光敏电阻、光电二极管和/或光电晶体管)。
[0010]传感器电路耦合到传感器，以向传感器提供功率并从传感器接收代表物理现象的信号。传感器电路包括通往传感器的至少三个电连接：一个用于电源；另一个用于公共电压参考(例如，接地)；并且第三个用于接收代表物理现象的信号。当物理现象从一个极端变化到另一极端时(对于感测物理现象的范围)，代表物理现象的信号将从电源电压变化到接地。
[0011]传感器电路将接收到的传感器信号提供给一个或多个计算装置进行处理。计算装置已知用于传输数据、处理数据和/或存储数据。计算装置可以是每小时支持数百万次网络搜索、股票交易或在线购买的蜂窝电话、膝上型计算机、平板计算机、个人计算机(PC)、工作站、视频游戏装置、服务器和/或数据中心。
[0012]计算装置为各种应用处理传感器信号。例如，计算装置处理传感器信号以确定运输期间冷藏车中的各种物品的温度。作为另一示例，计算装置处理传感器信号以确定触摸屏上的触碰。作为又一示例，计算装置处理传感器信号以确定产品的生产线中的各种数据点。
附图说明
[0013]图1是根据本专利技术的通信系统的实施例的示意性框图。
[0014]图2是根据本专利技术的计算装置的实施例的示意性框图。
[0015]图3是根据本专利技术的计算装置的另一实施例的示意性框图。
[0016]图4是根据本专利技术的计算装置的另一实施例的示意性框图。
[0017]图5A是根据本专利技术的计算子系统的示意性标绘图。
[0018]图5B是根据本专利技术的计算子系统的另一实施例的示意性框图。
[0019]图5C是根据本专利技术的计算子系统的另一实施例的示意性框图。
[0020]图5D是根据本专利技术的计算子系统的另一实施例的示意性框图。
[0021]图5E是根据本专利技术的计算子系统的另一实施例的示意性框图。
[0022]图6是根据本专利技术的驱动中心电路的示意性框图。
[0023]图6A是根据本专利技术的驱动感测电路的另一实施例的示意性框图。
[0024]图7是根据本专利技术的功率信号曲线图的示例。
[0025]图8是根据本专利技术的传感器曲线图的示例。
[0026]图9是根据本专利技术的功率信号曲线图的另一示例的示意性框图。
[0027]图10是根据本专利技术的功率信号曲线图的另一示例的示意性框图。
[0028]图11是根据本专利技术的功率信号曲线图的另一示例的示意性框图。
[0029]图11A是根据本专利技术的功率信号曲线图的另一示例的示意性框图。
[0030]图12是根据本专利技术的功率信号改变检测电路的实施例的示意性框图。
[0031]图13是根据本专利技术的驱动感测电路的另一实施例的示意性框图。
[0032]图14是根据本专利技术的各种装置(包括可操作为以无线方式传输功率的装置)的实施例的示意性框图。
[0033]图15是根据本专利技术的各种装置(包括可操作为以无线方式传输功率并且进行通信的装置)的实施例的示意性框图。
[0034]图16是根据本专利技术的各种装置(包括可操作为以无线方式传输功率的现有技术装置)的实施例的示意性框图。
[0035]图17是根据本专利技术的各种装置(包括可操作为以无线方式传输功率和/或以无线方式传输功率并且进行通信的装置)的实施例的示意性框图。
[0036]图18是根据本专利技术的各种装置(包括可操作为以无线方式传输功率和/或以无线方式传输功率并且进行通信的装置)的另一实施例的示意性框图。
[0037]图19是根据本专利技术的各种装置(包括可操作为以无线方式传输功率和/或以无线方式传输功率并且进行通信的装置)的另一实施例的示意性框图。
[0038]图20是根据本专利技术的各种装置(包括可操作为以无线方式传输功率并且进行通信的装置)的另一实施例的示意性框图。
[0039]图21是根据本专利技术的各种装置(包括可操作为以无线方式传输功率并且进行通信的装置)的另一实施例的示意性框图。
[0040]图22是根据本专利技术的各种装置(包括可操作为以无线方式传输功率并且进行通信的装置)的另一实施例的示意性框图。
[0041]图23是根据本专利技术的在根据无线功率传输的电池充电期间例如与装置的电池相
关联的电池阻抗分布的实施例的示意性框图。
[0042]图24是根据本专利技术的在根据无线功率传输的电池充电期间例如与装置的电池相关联的电池温度分布的实施例的示意性框图。
[0043]图25是根据本专利技术的各种装置(包括可操作为以无线方式传输功率并且进行通信的装置)的另一实施例的示意性框图。
具体实施方式
[0044]图1是通信系统10的实施例的示意性框图，通信系统10包括多个计算装置12
‑
10、一个或多个服务器22、一个或多个数据库24、一个或多个网络26、多个驱动感测电路28、多个传感器30和多个致动器32。计算装置14包括带有传感器和驱动传感器电路的触摸屏16，并且计算装置18包括有包括传感器、致动器和驱动感测电路的触摸和触觉屏20。
[0045]传感器30用于将物理输入转换成电输出和/或光学输出。传感器的物理输入可以是多种物理输入状况中的一种。例如，物理状况包括但不限于以下中的一种或多种：声波(例如，幅值、相位、极化、频谱和/或波速)；生物和/或化学状况(例如，流体浓度、水平、成分等)；电状况(例如，电荷、电压、电流、电导率、介电常数、电场，其包括幅值、相位和/或极化)；磁性状况(例如，通量、磁导率、磁场，其包括幅值、相位和/或极化)；光学状况(例如，折射率、反射率、吸收等)；热状况(例如，温度、通量、比热、热导率等)；和机械状况(例如，位置、速度、加速度、力、应变、应力、压力、扭矩等)。例如，压电传感器将力或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种可操作为以无线方式传输功率并且与另一装置进行通信的装置，所述装置包括：驱动感测电路(DSC)，其中当被使能时，所述DSC可操作地耦合并且被配置成：接收参考信号；基于所述参考信号产生驱动信号；经由耦合到谐振电容器的单线线路提供所述驱动信号，其中所述谐振电容器还耦合到第一线圈的第一端子，所述驱动信号可操作为基于所述第一线圈与所述另一装置的第二线圈之间的电磁耦合而以无线方式将功率从所述第一线圈传输到所述第二线圈；在经由所述单线线路提供所述驱动信号的同时，同时检测所述驱动信号的改变，其中所述驱动信号的所述改变是基于所述第一线圈与所述另一装置的所述第二线圈之间的所述电磁耦合，包括从所述第一线圈到所述第二线圈的无线功率传输，以及当存在时，经由所述第一线圈与所述第二线圈之间的所述电磁耦合从所述另一装置传送到所述装置的通信信号；以及产生代表所述驱动信号的所述改变的数字信号；存储器，存储有操作指令；以及一个或多个处理模块，可操作地耦合到所述DSC和所述存储器，其中当被使能时，所述一个或多个处理模块被配置成执行所述操作指令以进行以下操作：产生所述参考信号；处理所述数字信号以确定所述通信信号是否存在并且已经经由所述第一线圈与所述第二线圈之间的所述电磁耦合从所述另一装置传送到所述装置；以及基于确定所述通信信号存在并且已经从所述另一装置传送到所述装置：处理所述数字信号以解释包含在所述通信信号中的控制信息；以及基于所述控制信息来调整所述参考信号的至少一个参数，以促进基于所述参考信号的所述驱动信号的调整，从而促进从所述第一线圈到所述第二线圈的所述无线功率传输的调整，其中所述参考信号的所述至少一个参数包括量值、频率、信号类型、波形类型或相位。2.根据权利要求1所述的装置，其中当被使能时，所述一个或多个处理模块被进一步配置成执行所述操作指令以进行以下操作：基于确定不存在通信信号并且无通信信号已经从所述另一装置传送到所述装置，将所述参考信号的幅值调节为零以停止所述DSC经由所述单线线路和经由所述谐振电容器将所述驱动信号提供给所述第一线圈。3.根据权利要求1所述的装置，其中当被使能时，所述一个或多个处理模块被进一步配置成执行所述操作指令以进行以下操作：基于确定所述通信信号存在并且已经从所述另一装置传送到所述装置，继续向所述DSC提供所述参考信号，以促进根据所述另一装置的电池的充电从所述第一线圈到所述第二线圈的无线功率传输，其中所述通信信号包括指示在所述装置附近的所述另一装置的存在的信息，所述信息有利于所述第一线圈与所述第二线圈之间的所述电磁耦合。4.根据权利要求1所述的装置，其中当被使能时，所述一个或多个处理模块被进一步配置成执行所述操作指令以进行以下操作：处理代表所述驱动信号的所述改变的所述数字信号，以确定另一通信信号是否经由所
述第一线圈与所述第二线圈之间的所述电磁耦合从所述另一装置传送到所述装置；以及基于确定所述另一通信信号从所述另一装置传送到所述装置：处理所述数字信号以解释来自所述另一通信信号的附加控制信息；以及基于确定所述附加控制信息指示所述另一装置的电池的充电状态，将所述参考信号的幅值调节为零以停止所述DSC经由所述单线线路和经由所述谐振电容器将所述驱动信号提供给所述第一线圈。5.根据权利要求1所述的装置，其中当被使能时，所述一个或多个处理模块被进一步配置成执行所述操作指令以进行以下操作：将所述参考信号产生为正弦信号。6.根据权利要求1所述的装置，其中当被使能时，所述一个或多个处理模块被进一步配置成执行所述操作指令以进行以下操作：基于所述驱动信号的所述改变来调整所述参考信号的幅值，以将误差信号最大化，其中所述误差信号对应于所述驱动信号和所述参考信号之间的差异。7.根据权利要求1所述的装置，其中当被使能时，所述一个或多个处理模块被进一步配置成执行所述操作指令以进行以下操作：产生具有基于与所述第一线圈的电感和所述谐振电容器的电容相关联的谐振频率的频率的所述参考信号。8.根据权利要求1所述的装置，其中所述DSC被配置成产生对应于所述驱动信号和所述参考信号之间的差异的误差信号，并且其中所述DSC进一步包括：比较器，被配置成基于所述驱动信号与所述参考信号的比较产生所述误差信号，其中所述参考信号是在所述比较器的第一输入处接收到，并且所述驱动信号是在所述比较器的第二输入处接收到；从属电流源，被配置成基于所述误差信号产生所述驱动信号，并且经由耦合到所述谐振电容器和所述比较器的所述第二输入的所述单线线路提供所述驱动信号；以及模数转换器(ADC)，被配置成处理所述误差信号以产生代表所述驱动信号的所述改变的所述数字信号。9.根据权利要求8所述的装置，其中当被使能时，所述一个或多个处理模块被进一步配置成执行所述操作指令以进行以下操作：调节所述从属电流源的可编程增益，其中将所述从属电流源的所述可编程增益按比例缩放可提供所述误差信号的按比例缩放。10.根据权利要求1所述的装置，其中所述另一装置包括膝上型计算机、手机、电子平板装置、个人数字助理、便携式音乐装置、便携式媒体播放器、平板计算机或数码相机。11.一种可操作为以无线方式传输功率并且与另一装置进行通信的装置，所述装置包括：驱动感测电路(DSC)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：西格玛森斯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：