【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及无线功率输送领域，并且更具体地涉及无线功率输送设备的测试。甚至更具体地，本专利技术涉及一种校准无线功率装置的功率测量功能的方法。
技术介绍
1、众所周知，以高操作频率进行功率测量执行起来较困难。这由两个因素导致。第一，电压测量与电流测量之间的基本差异在这两个量之间引入了相位移位；此相位移位随频率而改变。第二，信号的谐波含量对观察到的功率值有重要贡献，并且无法被忽略或预测。
2、因为功率是电压和电流的乘积，所以用户需要这两个测量来获得关于功率的信息。周期性信号的功率可如下撰写：
3、p＝avg(p(t))＝avg(v(t)·i(t))，
4、其中求平均必须在显著大于t＝1/f(信号的基频)的周期内发生。
5、对于纯正弦信号，等式可简化为：
6、p＝v·i·cos(φ)，
7、其中v和i是电压和电流的rms值，并且是电压与电流之间的相位移位。
8、可通过使用输入信号的傅里叶转换(将周期性时间系列(time series)分成所有频率的总和)并且确定每一频率的相位移位，来完成谐波含量的解决。
9、
10、其中n是fft中的频率区间(bin)的数目。
11、功率测量非常普遍(归因于安全以及能量效率的原因)的相关领域是无线功率输送。无线功率输送正变得越来越普遍，例如用于移动终端、平板计算机、膝上型计算机、相机、音频播放器、电动牙刷、无线耳机和智能腕表等移动装置，以及各种其他消费者产品和家用电器的无线电
12、无线功率联合(wireless power consortium)已经开发出一种名为qi的无线功率输送标准。其他已知的无线功率输送倡议包括无线功率联盟和功率事务联盟。无线功率联合称为qi的无线功率输送标准在本文献中通篇不受限地被引用为适用于本专利技术的目前优选的无线功率输送方式。然而，本专利技术通常还可应用于其他无线功率输送标准或倡议，包括但不限于上文所提到的标准或倡议。
13、符合qi的装置的操作依靠平面线圈之间的磁感应。涉及两种装置，即提供无线功率的装置(称为基站或功率发射器产品)，即无线功率发射器装置，以及消耗无线功率的装置(称为移动装置或功率接收器产品)，即无线功率接收器装置。功率输送从基站向移动装置发生。为此，基站含有包括一次线圈的子系统(功率发射器)，而移动装置含有包括二次线圈的子系统(功率接收器)。在操作中，一次线圈和二次线圈将构成无芯谐振变压器的两半。通常，基站具有平坦表面，用户可将一个或多个移动装置放置在所述平坦表面上，以便享受对放置在基站上的移动装置的无线电池充电或操作功率供应。
14、这可在图1中看到，图1示出用于向移动装置110(或功率接收器产品)，即无线功率接收器装置进行无线功率输送的无线功率发射器装置120。移动装置110可例如为移动终端(例如，智能电话)110a、平板计算机110b(例如，冲浪板)、膝上型计算机110c、智能腕表110d、相机、音频播放器、可再充电牙刷、无线耳机或另一种类的消费者产品或家用电器。
15、由于本文献中将无线功率输送示范为符合无线功率联合的qi标准，因此无线功率发射器装置120在qi术语中是基站或功率发射器产品。然而，如上文所提到，本专利技术通常还适用于其他无线功率输送标准或方法。
16、无线功率发射器装置120包括无线功率发射器122，其具有无线功率发射器线圈124，并且由功率控制器126控制。对应地，移动装置110包括无线功率接收器112，其具有无线功率接收器线圈114。每一线圈114、124是具有电阻元件的电感器。在操作中，无线功率发射器装置120将经由无线功率发射器线圈124和无线功率接收器线圈114，借助于磁感应118，将功率无线输送到移动装置110。
17、无线功率接收器线圈114接收到的功率将驱动移动装置110中的负载116。通常，负载116可为可再充电电池，比如锂离子电池；因此无线功率发射器装置120将充当移动装置110的无线功率充电器。在另一场景中，负载116可为移动装置中的电子电路系统，其中无线功率发射器装置120将充当移动装置110的无线功率供应。
18、贯穿本文献，无线充电将用作无线功率输送的示例，即属中的一种，没有限制。
19、在无线功率输送应用中，需要知道正离开功率发射装置(以电磁辐射的形式)的功率的量，或正被功率接收装置吸收的功率(以电磁辐射的形式)的量。准确的功率测量在无线功率输送领域中是重要的。除了与外来目标检测有关的安全方面之外，当涉及测量和确定无线功率系统的效率时，还需要准确的功率测量。对于比如能源之星(energystar)的项目，装置性能的可靠评级成为提供无线功率输送的产品的竞争性方面。这些需要可存在于各种利益团体中，比如移动装置的开发者、制造商或供应商；无线功率发射器装置的开发者、制造商或供应商；无线功率输送领域中的测试或顺应性实体；以及消费者产品安全领域的测试或顺应性实体。
20、无线功率输送装置中的准确功率测量与通常普遍可得的ac功率测量设备相比，在若干方面提出了挑战。信号频率高得多，大约100khz，如与100hz相比，即高一千倍。此外，由于方波对正弦波，谐波失真高得多。此外，无线功率输送系统的性质暗示有功功率与视在功率的低比率(或换句话说，存在大量的无功功率，因为被充电的远非理想的电阻性负载)。
21、功率测量的常见问题是用于测量电压的电路与用于测量电流的电路具有不同的特性。与实际电流和所测量值之间的转移函数相比，实际电压与所测量值之间的所谓的转移函数将显示不同的动态行为。因此，到所述值倍增时，信号中已经引发了(不相等的)相位移位，这导致功率测量的误差。
22、谐波含量越多，就使问题越复杂(方波对正弦波)，并且具有越复杂的负载(感应性或电容性负载对电阻性负载)，就使问题越复杂。谐波含量显然因为信号所引起的相位移位而随频率变化。谐波含量越多，就要考虑越多的频率，每一频率具有其自己的相位移位。
23、当考虑电阻性负载(其中φ＝0°)与高感应性负载(其中φ＝85°)处的小相位误差时，复杂负载的影响变得清楚可见：
24、v·i·cos(0°)-v·i·cos(1°)＝v·i·0.000152
25、v·i·cos(85°)-v·i·cos(86°)＝v·i·0.0174
26、如上文可看到，在85度的相位移位下，1度的变化对功率值有大100倍以上的影响。这在图2中可视化，图2含有表示函数y＝cos(x)的周期的一半的曲线图210。在接近于0的度数x，曲线图210具有平坦的斜度，如在220所见，而在接近于90的度数x，曲线图210的斜度十分陡峭，如在230所见。
27、回顾无线功率输送应用需要对流入或流出电感器(功率线圈)的功率的测量，这凸显了一些复杂性：
28、●信号通常对相位误差十分敏感(越靠近90度，对误差的敏感性越高)。
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1.一种校准无线功率装置(510；710；940)的功率测量功能(516；716；946)的方法(1100)，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的方法，其中为多个操作点重复(1180)所述方法的步骤。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中操作点由以下项中的一者、或两者或多者的组合来限定：
4.如任一前述权利要求所述的方法，进一步包括以下引导步骤：
5.如任一前述权利要求所述的方法，
6.如权利要求5所述的方法，其中通过将人工延迟ε施加到所述时间系列的电流值或电压值中的一者来引入(1160；630；830；1030)所述补偿性改变，使得对于原始时间系列i(n)＝i(t)或v(n)＝v(t)，每t＝k·Tsample，其中Tsample是所述采样率的倒数，施加所述人工延迟ε以得出补偿的时间系列i(n)＝i(t+ε)或v(n)＝v(t+ε)。
7.如权利要求6所述的方法，其中将所述人工延迟ε施加到所述一个时间系列的电流值或电压值，使得其RMS值保持不变，并且从电流值或电压值的所述补偿的时间系列和其他时间系列计算的
8.如任一前述权利要求所述的方法，其中：
9.如权利要求1至7中任一项所述的方法，其中：
10.如权利要求1至7中任一项所述的方法，其中：
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种校准无线功率装置(510；710；940)的功率测量功能(516；716；946)的方法(1100)，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的方法，其中为多个操作点重复(1180)所述方法的步骤。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中操作点由以下项中的一者、或两者或多者的组合来限定：
4.如任一前述权利要求所述的方法，进一步包括以下引导步骤：
5.如任一前述权利要求所述的方法，
6.如权利要求5所述的方法，其中通过将人工延迟ε施加到所述时间系列的电流值或电压值中的一者来引入(1160；630；830；1030)所述补偿性改变，使得对...
【专利技术属性】
技术研发人员：洛朗斯·斯瓦恩，麦克斯·安德森，约阿基姆·瓦尔曼，
申请(专利权)人：亚利迪斯公司，
类型：发明
国别省市：
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