[发明专利]无线感应式电力传输

说明书

技术领域

本发明涉及感应式电力传输，并且特别地、但非排他地涉及与Qi无线电力传输方案兼容的感应式电力传输系统。

背景技术

使用中的便携和移动设备的数量种类在上一年代已激增。例如，移动电话、平板电脑、媒体播放器等的使用已变得无处不在。这样的设备通常由内部电池供电并且典型使用场景通常要求从外部电源对电池的再充电或对设备的直接有线供电。

大多数目前的系统要求有线和/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，电力要求也明显不同，并且当前大多数设备被提供有其自己的专用电源，导致一般的用户具有大量的不同电源，每个电源专用于特定设备。尽管内部电池的使用可避免在使用期间到电源的有线连接的需要，但这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，其中电力被感应地从电力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。

经由磁感应的电力传输是熟知的概念，大多数应用在具有初级传送器线圈和次级接收器线圈之间的紧密耦合的变压器中。通过分离两个设备之间的初级传送器线圈和次级接收器线圈，这些之间的无线电力传输基于松散耦合变压器的原理而变得可能。

这样的布置允许到设备的无线电力传输，而不需要做出任何有线或物理电连接。实际上，其可简单允许设备被放置在传送器线圈附近或其顶部以便被外部地再充电或供电。例如，电力传送器设备可被布置有水平表面，设备可简单地放置在该水平表面上以便被供电。

此外，这样的无线电力传输布置可以有利地被设计使得可与一些电力接收器设备一起使用电力传送器设备。特别地，已知为Qi标准的无线电力传输标准已定义并且当前在进一步发展。该标准允许满足Qi标准的电力传送器设备与也满足Qi标准的电力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标准还包括允许操作适用于特定电力接收器设备（例如取决于特定电力耗用）的一些功能。

Qi标准由无线电源联盟开发，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。

Qi无线电力标准描述了电力传送器必须能够提供有保证的电力给电力接收器。所需特定电力水平取决于电力接收器的设计。为了规定有保证的电力，定义了一组测试电力接收器和负载条件，其描述了针对该条件中的每个的有保证的电力水平。

Qi最初定义用于被认为是具有小于5W的电力耗用的设备的低电力设备的无线电力传输。落入该标准的范围内的系统使用在两个平面线圈之间的感应式耦合来将电力从电力传送器传输到电力接收器。在两个线圈之间的距离一般是5mm。可以将该范围扩展到至少40mm。

然而，正进行工作以增大可用电力，并且特别是，正将该标准扩展到作为具有大于5W的电力耗用的设备的中等电力设备。

Qi标准定义了兼容设备必须满足的各种技术要求、参数和操作流程。

通信

Qi标准支持从电力接收器到电力传送器的通信，由此使得电力接收器能够提供可允许电力传送器适合于特定电力接收器的信息。在当前标准中，已定义从电力接收器到电力传送器的单向通信链路，并且该方案基于电力接收器作为控制元件的宗旨。为了准备并且控制在电力传送器和电力接收器之间的电力传输，电力接收器特别将信息传达到电力传送器。

通过电力接收器执行负载调制来实现该单向通信，其中由电力接收器应用到次级接收器线圈的负载被改变以提供电力信号的调制。可由电力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）。

因此，在物理层，从电力接收器到电力传送器的通信信道使用电力信号作为数据载体。电力接收器对负载进行调制，可通过传送器线圈电流或电压的幅度和/或相位中的改变来检测该负载。以字节和包来格式化数据。

可在Qi无线电力规范（版本1.0）的第1部分的第6章中找到更多信息。