[发明专利]用于探测无线功率传输系统中的装置的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及功率传输技术。

背景技术

为了对诸如蜂窝电话、PDA、遥控器、笔记本计算机等电池供电装置的电池进行供电，或者对诸如灯或厨房电器的装置直接供电，可以应用使能实现无线功率传递的感应功率系统。例如从WO2008/050260知晓用于传递功率或者对移动装置充电的感应功率系统。这种系统通常包括在下文中称为发射器的功率发射装置，其包括可以单独地被激励的多个发射线圈，由此生成交变磁场。感应功率系统还包括功率接收装置，该功率接收装置包括需要功率的负载。为了接收功率，功率接收装置设有接收线圈，由被激励的发射器线圈提供的交变磁场在该接收线圈中感应电流。这个电流可以驱动接收装置的负载，例如对电池充电或者将灯点亮。在下文中功率接收装置是指包括接收线圈和负载的接收器。

使能实现低的，优选地（几乎）零的待机功率是非常重要的。例如，当无线功率发射器上没有装置时，功耗应几乎为零。

美国专利申请US2008/0157909提供一种用于探测功率发射装置的发射器线圈和功率接收装置的接收线圈之间的耦合的系统。当激励发射器线圈时，电流传感器监测通过发射器线圈的电流以判定功率接收装置的接收线圈是否耦合到发射器线圈。该系统要求定期地激励发射器线圈并且导致功率发射装置太多的能耗，特别是当不存在功率接收装置时。

如果所述美国专利申请的系统用于包括多个发射器线圈的功率发射装置中，每一个发射器线圈必须定期地被激励，引起功率使用的进一步增加。另外，发射器线圈的定期激励在定期的时间引入电磁场，该电磁场会导致例如电磁干扰，或者例如当银行卡偶然放置在功率发射装置上时，会擦除银行卡的磁条上的信息。

发明内容

提供在待机模式中具有低功耗的方法和发射器将是有利的。

本发明的第一方面提供如权利要求1所述的一种利用发射器探测接收器的方法。本发明的第二方面提供如权利要求8所述的一种用于探测接收器的发射器。本发明的第三方面提供如权利要求12所述的一种利用发射器探测接收器的方法。本发明的第四方面提供如权利要求13所述的一种用于探测接收器的发射器。有利实施例在从属权利要求中限定。

依据本发明的第一方面，提供了一种利用发射器探测接收器的方法。该发射器旨在以感应方式发射功率到接收器。发射器包括作为第一电极的第一发射线圈并且包括第二电极。第一电极和第二电极形成电容器。该方法包括应用电压到任何一个该电极的步骤，并且包括探测电容器的电容变化的步骤。

本发明提出一种用于通过电容探测来探测接收器是否安置在发射器的表面上的方法和装置，其是快速的且不干涉感应功率传递。因此，对无线充电垫上的装置的探测不受到在同一垫上已经被充电的另一装置干涉。再者，所提出的探测方法以很小（或者几乎没有）功耗起作用。

该方法是基于这样的事实，安置在发射器的表面上的装置将改变位于发射器表面下方的两个电极之间，或者在一个电极与接地之间，或者在一个电极和接收器之间的电容。将这种装置安置在发射器表面上改变存在于不同电极之间的电容器的电容。这是源于两个电极之间的空间的介电常数的感应变化，或者两个电极之间的介电距离的感应变化，或者介电常数和介电距离的变化的组合。在本发明的上下文中，这种方法也称为电容探测方法。

与感应探测相比，可以比较功率高效地执行电容变化的探测。只要电容不改变并且当DC电压被使用时，没有电流流自/流向电容器—只有当电容变化时少量电流流自或流向电容器。另外如果AC电压应用到电容器且AC电压可以恰当地设置大小，则比较少量电流流过电容器。因而，通过电容器的电流可以比较小或者基本上等于零，并且因此该电容探测方法的功耗比较低。例如借助低功耗集成电路，可以功率高效地执行探测。因而，探测接收器的方法是比较功率高效的。

另外，电容探测不要求发射线圈的感应工作，并且因而无电磁场生成并且无电磁干扰产生。

此外，使用第一发射线圈作为一个所述电极减小了构建使用电容探测来探测接收器的发射器所需要的部件的数目。不是引入附加的第一电极和第二电极，本发明的方法仅仅要求引入第二电极，并且因此发射器具有较不复杂的设计并且节约成本。

在一实施例中，发射器还包括第二发射线圈，其充当第二电极。也就是说，两个相邻发射线圈可以用作电容器的两个电极。对接收线圈的存在和位置的探测可以借助测量由两个发射线圈形成的电容器的电容变化来完成。