無線電力傳輸系統(tǒng)的異物檢測裝置及方法【專利摘要】本發(fā)明涉及無線電力傳輸系統(tǒng)的異物檢測裝置及方法。本說明書包括：執(zhí)行最初充電前的異物檢測動作；到充電開始為止，未檢測到異物時，執(zhí)行充電中的異物檢測動作；及接收所述電力信號的過程中，未檢測到異物時，以溫度傳感器為基礎,限制電力?！緦＠f明】無線電力傳輸系統(tǒng)的異物檢測裝置及方法【
技術領域：
】[0001]本發(fā)明涉及無線電力傳輸，更詳細地說，涉及無線電力傳輸系統(tǒng)的異物檢測裝置及方法?！?br>背景技術：
】[0002]通常,要對手機、筆記本電腦、PDA等便攜式終端機(PortableTerminal)進行充電，需要從外部充電器向便攜式終端機供應電能(或電力)。這種便攜式終端機包括儲存供應的電能的電池單元，和電池單元的充電及放電(向便攜式終端機供應電能)所需的回路。[0003]向電池單元充電的充電器和電池單元之間的電氣連接方式包括端子供應方式，把供應的商用電源變換成對應于電池單元的電壓及電流，通過相應電池單元的端子，向電池單元供應電能。[0004]這種端子供應方式伴隨物理性的電纜(cable)或電線的使用。因此，使用較多端子供應方式的設備時，較多的電纜占據(jù)相當大的作業(yè)空間，整理困難，外觀上也不好。而且端子供應方式可能會導致因端子之間不同的電位差引起的瞬間放電現(xiàn)象、異物引起的損傷或火災的發(fā)生、自然放電、電池組的壽命及性能低下等問題點。[0005]最近為了解決所述問題點，提出了利用無線電力傳輸方式的充電系統(tǒng)(以下稱無線電力傳輸系統(tǒng))和控制方法。無線電力傳輸方式又稱非接觸(contactless)電力傳輸方式或無觸點(nopointofcontact)電力傳輸方式。無線電力傳輸系統(tǒng)的構成包括:無線電力傳輸裝置，用無線電力傳輸方式供應電能；無線電力接收裝置，接收所述無線電力傳輸裝置以無線供應的電能，對電池單元進行充電。[0006]端子供應方式中，只要充電器與終端機之間的端子連接完好，存在異物等妨礙充電的障礙因素的可能性不大。相反，無線電力傳輸系統(tǒng)因無觸點充電的特性，充電時，無線電力接收裝置和無線電力傳輸裝置之間可能會插進異物。無線電力傳輸裝置和無線電力接收裝置之間具有金屬等異物時，異物會使電力傳輸不順暢，而且因超負荷及異物發(fā)熱等原因，有可能產(chǎn)生產(chǎn)品受損及爆炸等問題點。因此，需要無線電力傳輸系統(tǒng)中檢測異物的裝置及方法?！?br/>發(fā)明內容】[0007](要解決的技術問題)[0008]本發(fā)明的技術問題是提供無線電力傳輸系統(tǒng)的異物檢測裝置及方法。[0009]本發(fā)明的另一技術問題是提供初期識別階段就能檢測異物的裝置及方法。[0010]本發(fā)明的另一技術問題是提供無線電力傳輸系統(tǒng)中以導入I次線圈的電流為基礎的異物檢測裝置及方法。[0011]本發(fā)明的另一技術問題是提供無線電力傳輸系統(tǒng)中對應異物檢測而執(zhí)行限制電力的動作的裝置及方法。[0012]本發(fā)明的另一技術問題是提供無線電力傳輸系統(tǒng)中具備異物檢測功能的無線電力傳輸裝置及方法。[0013](解決問題的手段)[0014]根據(jù)本發(fā)明的一樣態(tài)，無線電力接收裝置中檢測異物的方法包括:最初充電前，執(zhí)行異物檢測動作的階段；若到開始充電為止，未檢測到異物時，利用單方向通信或雙方向通信，執(zhí)行異物檢測動作的階段；所述充電中，通過異物檢測動作未檢測到異物時，用溫度傳感器檢測未檢測到的微細異物而限制電力的階段。[0015]根據(jù)本發(fā)明的另一樣態(tài)，檢出異物的無線電力接收裝置包括:2次芯體，通過磁感應或磁共振，與無線電力傳輸裝置所具備的I次芯體結合，接收所述無線電力傳輸裝置所傳輸?shù)臒o線電力；整流單元，連接到所述2次芯體，執(zhí)行對所述2次芯體所生成的AC波形(waveform)的全波整流(full-waverectification),向控制單元與外部負荷提供電力；控制單元，測定連接到所述外部負荷的輸出端子的初期電壓，所述初期電壓屬于基準電壓范圍時，控制所述無線電力接收裝置，使其進入異物檢出階段(phase)，所述控制單元在最初充電前執(zhí)行異物檢測動作，或到開始充電為止，未檢測到異物，利用單方向通信或雙方向通信，執(zhí)行異物檢測動作，或通過異物檢測動作未檢測到異物時，用溫度傳感器檢測未檢測到的微細異物而限制電力。[0016](發(fā)明的效果)[0017]根據(jù)本發(fā)明的無線電力傳輸裝置，從充電開始前起，就能在任意的時點檢出異物，因此檢出異物的概率會變大。并且，明確定義了各個階段檢出異物的方法，因此異物檢出的呈現(xiàn)變得容易。進而，無線電力傳輸裝置能夠以與無線電力接收裝置之間傳輸接收的信息為基礎檢出異物，無需所述信息，也能自行檢出異物，因此能夠實現(xiàn)適用于多種產(chǎn)品互換的異物檢出。如所述檢測異物時，通過中斷無線電力傳輸或者使得使用者消除異物，防止異物引起的機器受損?！緦＠綀D】【附圖說明】[0018]圖1圖示了根據(jù)本發(fā)明的一例的無線電力傳輸系統(tǒng)的構成要素。[0019]圖2是呈現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的一例的無線電力傳輸系統(tǒng)中執(zhí)行異物檢出的方法的順序圖。[0020]圖3是根據(jù)本發(fā)明的另一例的無線電力傳輸系統(tǒng)中執(zhí)行異物檢出的方法的順序圖。[0021]圖4是根據(jù)本發(fā)明的另一例的無線電力傳輸系統(tǒng)中執(zhí)行異物檢出的方法的順序圖。[0022]圖5是說明根據(jù)本發(fā)明的一例的無線電力傳輸系統(tǒng)中執(zhí)行異物檢出的方法的流程圖。[0023]圖6是根據(jù)本發(fā)明的另一例的無線電力傳輸系統(tǒng)的動作流程圖。[0024]圖7是根據(jù)本發(fā)明的另一例的無線電力傳輸系統(tǒng)的動作流程圖。[0025]圖8是圖示根據(jù)本發(fā)明的一例的無線電力傳輸裝置的框圖。[0026]圖9是圖示根據(jù)本發(fā)明的另一例的無線電力傳輸裝置的框圖。[0027]圖10是圖示根據(jù)本發(fā)明的一例的無線電力接收裝置的框圖?！揪唧w實施方式】[0028]以下使用的用語〃無線電力〃是指，無需使用物理上的電磁導體，發(fā)送器發(fā)送到接收器的電場、磁場、電磁場等相關的任意形態(tài)的能源。無線電力又稱電力信號(powersignal),也可表示被I次線圈和2次線圈包圍(enclosed)的振蕩磁通量(oscillatingmagneticflux)。例如,對移動電話、無繩(codeless)電話、iPod、MP3播放器、頭戴式耳機等設備進行無線充電時所需的系統(tǒng)的電力變換。通常，無線能源傳輸?shù)幕驹戆ù鸥袘詈戏绞交蚴褂?0MHz以下頻率的磁共振耦合(即共振誘導)方式。但是，也可利用比較高的放射等級，例如，允許不到135kHz(LF)或在13.56MHz(HF)的許可-免除動作的頻率等多種頻率。[0029]圖1圖示了根據(jù)本發(fā)明的一例的無線電力傳輸系統(tǒng)的構成要素。[0030]參照圖1，無線電力傳輸系統(tǒng)100包括:無線電力傳輸裝置110和一個無線電力接收裝置150-1或η個無線電力接收裝置150-1、...、150_η。[0031]無線電力傳輸裝置110包括I次芯體(primarycoreblock)。I次芯體可包括核心(core)及一個或一個以上的I次線圈(primarycoil)。無線電力傳輸裝置110可具有任意適合的形態(tài)，但一個優(yōu)選形態(tài)是具有電力傳輸表面的平坦的平臺，該平臺上或其附近可設置無線電力接收裝置150-1、...、150-n。[0032]無線電力接收裝置150-1.....150-n可與無線電力傳輸裝置110分離，各個無線電力接收裝置150-1、...、150-n具備2次芯體(secondarycoreblock),位于無線電力傳輸裝置110的附近時，與無線電力傳輸裝置110的I次芯體所產(chǎn)生的電磁場結合。2次芯體可包括一個或一個以上的2次線圈(secondarycoil)。[0033]無線電力傳輸裝置110無需直接的電氣接觸，向無線電力接收裝置150-1.....150-n傳輸電力。這時，稱I次芯體和2次芯體互相磁感應耦合或共振誘導耦合。I次線圈或2次線圈可具有任意的適合形態(tài)，例如，纏繞鐵素體或非晶質金屬等高透磁率的形成物的銅線。[0034]無線電力接收裝置150-1.....150-n—般連接到外部負荷(未圖示，這里稱無線電力接收裝置的實際負荷)，向外部負荷供應從無線電力傳輸裝置110無線接收的電力。例如，無線電力接收裝置150-1.....150-n可分別通過便攜式電器、電子設備、可再充電電池單元、電池等消耗或儲存電力的物體搬運。[0035]圖2是呈現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的一例的無線電力傳輸系統(tǒng)中執(zhí)行異物檢出的方法的順序圖。[0036]參照圖2，無線電力傳輸裝置或無線電力接收裝置在最初充電前，執(zhí)行異物檢測動作(S200)。作為一例，最初充電前的異物檢測動作執(zhí)行以圖5中公布的實施例為基礎執(zhí)行。[0037]無線電力傳輸裝置或無線電力接收裝置在最初充電前，判斷是否檢測到異物(S205)。若檢測到異物，無線電力傳輸裝置或無線電力接收裝置執(zhí)行對應異物檢測的電力限制動作(S225)。[0038]若最初充電前未檢測到異物，無線電力傳輸裝置或無線電力接收裝置在充電開始后，執(zhí)行異物檢測動作(S210)。[0039]作為一例，無線電力傳輸裝置或無線電力接收裝置在充電中，可通過執(zhí)行單方向通信檢測異物。作為一例，充電中利用單方向通信的異物檢測動作以圖6中公開的實施例為基礎執(zhí)行。[0040]作為另一例，無線電力傳輸裝置或無線電力接收裝置在充電中，可通過執(zhí)行雙方向通信檢測異物。作為一例，充電中利用雙方向通信的異物檢測動作以圖7中公開的實施例為基礎執(zhí)行。[0041]又作為另一例，無線電力傳輸裝置或無線電力接收裝置在充電中，可通過同時執(zhí)行或單獨執(zhí)行單方向和雙方向通信，檢測異物。[0042]無線電力傳輸裝置或無線電力接收裝置在充電中判斷是否檢測到異物(S215)。若充電中檢測到異物，如所述階段S225，無線電力傳輸裝置或無線電力接收裝置執(zhí)行對應異物檢測的電力限制動作。[0043]若充電中未檢測到異物，因未檢測到的微細異物，電力傳輸可能會產(chǎn)生問題，因此無線電力傳輸裝置或無線電力接收裝置以溫度傳感器(或熱敏電阻)為基準，限制電力(例如，切斷電力)(S220)。所述溫度傳感器可粘貼在無線電力傳輸裝置或無線電力接收裝置。[0044]或者，所述階段S225中，執(zhí)行對應異物檢測的電力限制動作以后，也會因未檢測到異物，電力傳輸會產(chǎn)生問題，無線電力傳輸裝置或無線電力接收裝置以溫度傳感器(或熱敏電阻)為基準，限制電力。[0045]圖3是根據(jù)本發(fā)明的另一例的無線電力傳輸系統(tǒng)中執(zhí)行異物檢出的方法的順序圖。[0046]參照圖3，無線電力傳輸裝置或無線電力接收裝置在最初充電前，執(zhí)行異物檢測動作(S300)。作為一例，最初充電前的異物檢測動作以圖5中公開的實施例為基礎而執(zhí)行。[0047]無線電力傳輸裝置或無線電力接收裝置在最初充電前，判斷是否檢測到異物(S305)。若最初充電前檢測到異物，無線電力傳輸裝置或無線電力接收裝置執(zhí)行對應異物檢測的電力限制動作(S315)。[0048]若最初充電前未檢測到異物，因未檢測到的微細異物，電力傳輸可能會產(chǎn)生問題，因此無線電力傳輸裝置或無線電力接收裝置以溫度傳感器(或熱敏電阻)為基準，限制電力(例如，切斷電力)(S310)。所述溫度傳感器可粘貼在無線電力傳輸裝置或無線電力接收>j-Uρ?α裝直。[0049]或者，在所述階段S315中，執(zhí)行對應異物檢測的電力限制動作以后，也會因未檢測到異物，電力傳輸會產(chǎn)生問題，無線電力傳輸裝置或無線電力接收裝置以溫度傳感器(或熱敏電阻)為基準，限制電力。[0050]圖4是根據(jù)本發(fā)明的另一例的無線電力傳輸系統(tǒng)中執(zhí)行異物檢出的方法的順序圖。[0051]參照圖4，無線電力傳輸裝置或無線電力接收裝置在充電開始后，執(zhí)行充電中的異物檢測動作(S400)。[0052]作為一例，無線電力傳輸裝置或無線電力接收裝置在充電中，可通過執(zhí)行單方向通信檢測異物。作為一例，充電中利用單方向通信的異物檢測動作以圖6中公開的實施例為基礎執(zhí)行。[0053]作為另一例，無線電力傳輸裝置或無線電力接收裝置在充電中，可通過執(zhí)行雙方向通信檢測異物。作為一例，充電中利用雙方向通信的異物檢測動作以圖7中公開的實施例為基礎執(zhí)行。[0054]又作為另一例，無線電力傳輸裝置或無線電力接收裝置在充電中，可通過同時執(zhí)行或單獨執(zhí)行單方向和雙方向通信，檢測異物。[0055]無線電力傳輸裝置或無線電力接收裝置在充電中判斷是否檢測到異物(S405)。若充電中檢測到異物，無線電力傳輸裝置或無線電力接收裝置執(zhí)行對應異物檢測的電力限制動作(S415)。[0056]若充電中未檢測到異物，因未檢測到的微細異物，電力傳輸可能會產(chǎn)生問題，因此無線電力傳輸裝置或無線電力接收裝置以溫度傳感器(或熱敏電阻)為基準，限制電力(例如，切斷電力)(S410)。所述溫度傳感器可粘貼在無線電力傳輸裝置或無線電力接收裝置。[0057]或者，所述階段S415中，執(zhí)行對應異物檢測的電力限制動作以后，也會因未檢測到異物，電力傳輸會產(chǎn)生問題，無線電力傳輸裝置或無線電力接收裝置以溫度傳感器(或熱敏電阻)為基準，限制電力。[0058]下面分成最初充電前和充電后(例，利用單方向通信或雙方向通信)，說明根據(jù)本發(fā)明檢測異物的動作。[0059]〈1.最初充電前的異物檢測動作〉[0060]圖5是說明根據(jù)本發(fā)明的一例的無線電力傳輸系統(tǒng)中執(zhí)行異物檢出的方法的流程圖。相當于所述圖2階段S200或所述圖3的階段S300。[0061]參照圖5，PING階段，無線電力傳輸裝置執(zhí)行數(shù)字PING，這時無線電力傳輸裝置施加動作點的電力信號到無線電力接收裝置(S500)。[0062]接收PING階段的電力信號，無線電力接收裝置生成指示所述電力信號的接收強度的信號強度數(shù)據(jù)包，傳輸?shù)綗o線電力傳輸裝置(S505)。并且，無線電力接收裝置生成指示無線電力接收裝置的固有ID的識別數(shù)據(jù)包和無線電力接收裝置的構成信息，把識別數(shù)據(jù)包和構成信息傳輸?shù)綗o線電力傳輸裝置(S510).[0063]無線電力接收裝置測定接收電力(S515)。由此，進入設定初期電壓Vi的階段。[0064]無線電力接收裝置判斷是否發(fā)生過電壓電力(overvoltagepower:OVP)、過電流電力(overcurrentpower:0CP)、完全充電(fullcharge)等結束事由(S520)。若發(fā)生0VP、0CP、完全充電以及其他充電結束事由，無線電力接收裝置結束充電(S525)。若未發(fā)生結束事由，無線電力接收裝置判斷是否處于由無線電力傳輸裝置接收無線電力的狀態(tài)，即是否是充電中(S530)。[0065]階段S530中，若是充電中，無線電力接收裝置比較需求電力和接收電力，以其結果為基礎，生成電力控制數(shù)據(jù)包，傳輸?shù)綗o線電力傳輸裝置(S535)。階段S535中，若不是充電中，無線電力接收裝置判斷初期電壓Vi是否處于保持狀態(tài)(S540)。若初期電壓Vi的正常狀態(tài)的值屬于基準電壓范圍(例如7.0V?10.5V)內，無線電力接收裝置完成初期設定。因此，初期電壓\處于保持狀態(tài)，無線電力接收裝置進入異物檢出階段。[0066]若不是Vi保持狀態(tài)，與充電中的情況相同，無線電力接收裝置生成電力控制數(shù)據(jù)包，傳輸?shù)綗o線電力傳輸裝置(S535)。若處于Vi保持狀態(tài)，無線電力接收裝置進入異物檢出階段。這里，無線電力接收裝置生成異物狀態(tài)數(shù)據(jù)包，傳輸?shù)綗o線電力傳輸裝置(S545)。[0067]根據(jù)本發(fā)明的異物狀態(tài)數(shù)據(jù)包包括:前同步碼(preamble)、標頭(header)、信息及校驗和(checksum)等。前同步碼最小11比特，最大25比特，所有比特值可設定為O。前同步碼是為了正確檢測無線電力傳輸裝置異物狀態(tài)數(shù)據(jù)包標頭的起始比特，同步接收的數(shù)據(jù)而使用。[0068]標頭指示數(shù)據(jù)包的類型，可由8比特構成。作為一例，異物狀態(tài)數(shù)據(jù)包的標頭的值為‘0x00’。這時，信息的值可設定為0，即設定為‘0x00’。作為另一例，異物狀態(tài)數(shù)據(jù)包的標頭的值與充電狀態(tài)數(shù)據(jù)包(chargestatuspacket)的標頭值相同，為‘0x05’。但是,通過充電狀態(tài)數(shù)據(jù)包的I字節(jié)信息的值被設定為‘0x00’，指示為異物狀態(tài)數(shù)據(jù)包。S卩，異物狀態(tài)數(shù)據(jù)包包括在充電狀態(tài)數(shù)據(jù)包里。[0069]無線電力傳輸裝置以接收的數(shù)據(jù)包的標頭或信息的值為基礎，確認接收的數(shù)據(jù)包是否是異物狀態(tài)數(shù)據(jù)包。并且，判定為接收到異物狀態(tài)數(shù)據(jù)包，無線電力傳輸裝置執(zhí)行異物檢出(S550)。確認異物狀態(tài)數(shù)據(jù)包的動作及異物檢出通過無線電力傳輸裝置的控制單元執(zhí)行。[0070]〈2.充電中異物檢測〉[0071]〈2-1.充電中利用單方向通信的異物檢測〉[0072]圖6是根據(jù)本發(fā)明的另一例的無線電力傳輸系統(tǒng)的動作流程圖。相當于所述圖2的階段S210或所述圖4的階段S400。[0073]參照圖6，無線電力傳輸裝置探索無線電力接收裝置(S600)。這時，無線電力傳輸裝置處于充電待機狀態(tài)，直到檢測出無線電力接收裝置。[0074]若檢測的物體為無線電力接收裝置，無線電力傳輸裝置進入充電模式，向無線電力接收裝置傳輸無線電力(S605)。充電模式中，無線電力傳輸裝置向I次線圈施加電力，產(chǎn)生誘導磁場或共振。[0075]無線電力傳輸裝置測定I次線圈中流通的電流，無線電力傳輸裝置從I次線圈流通的電流獲得電流測定值(S610)。無線電力傳輸裝置測定的電流可以是交流電流。所述電流測定值可以變換成適合無線電力傳輸裝置內的控制單元識別的DC數(shù)值。即，無線電力傳輸裝置測定I次線圈流通的相對較高的交流電流，把所述測定的高電流映射成適合控制單元解析的數(shù)值即電流測定值，如表I。[0076]無線電力傳輸裝置使用基準電流IMf、基準范圍Ilmt?Ihigh、基準AC信號、異物檢測時期t等參數(shù)的任意一個或兩個以上的組合，進行異物檢測(S615)。而且，基準電流IMf、基準范圍I1m?Ihigh、基準AC信號、異物檢測時期t等參數(shù)為初期設定值，事先保存在無線電力傳輸裝置。[0077]無線電力傳輸裝置未檢測到異物時，持續(xù)向無線電力接收裝置傳輸電力(S620)。而且無線電力傳輸裝置根據(jù)系統(tǒng)或標準，在事先設定的時點t，重新獲得I次線圈的電流測定值(S610)，以此為基礎，試圖檢測異物(S615)。[0078]相反，無線電力傳輸裝置若檢測到異物，切斷向無線電力接收裝置傳輸?shù)臒o線電力(S625)。[0079]〈2-2.充電中利用雙方向通信的異物檢測動作〉[0080]圖7是根據(jù)本發(fā)明的另一例的無線電力傳輸系統(tǒng)的動作流程圖。相當于所述圖2的階段S210或所述圖4的階段S400。[0081]作為一例，執(zhí)行雙方向通信是指，若無線電力傳輸裝置向無線電力接收裝置傳輸電力，無線電力接收裝置把接收電力(receivedpower)值告知無線電力傳輸裝置，電力損失(powerloss)為規(guī)定基準值以上時,判斷為F0D。例如,執(zhí)行雙方向通信是指,無線電力傳輸裝置向無線電力接收裝置傳輸7至1W的電力，無線電力接收裝置接收到5W的電力時，把接收電力值‘5W’告知無線電力傳輸裝置，因電力損失為2W以上，比規(guī)定的基準值IW大，因此無線電力傳輸裝置或無線電力接收裝置判斷為F0D。由此，電力傳輸階段能檢出FOD。[0082]若參照圖7具體說明雙方向通信，無線電力傳輸裝置探索無線電力接收裝置(S700)。這時，無線電力傳輸裝置處于充電待機狀態(tài)，直到檢測出無線電力接收裝置。[0083]若檢測的物體為無線電力接收裝置，無線電力傳輸裝置進入充電模式，向無線電力接收裝置傳輸無線電力(S705)。充電模式中，無線電力傳輸裝置向I次線圈施加電力，產(chǎn)生誘導磁場或共振。[0084]無線電力傳輸裝置把指測定的傳輸電力的傳輸電力測定報告?zhèn)鬏數(shù)綗o線電力接收裝置(S710)。作為一例，無線電力傳輸裝置通過FSK信號，把傳輸電力測定報告?zhèn)鬏數(shù)綗o線電力接收裝置。這里，F(xiàn)SK信號是指，利用FSK方式傳輸?shù)男盘枴0085]所述FSK信號可包括單純的電力量(例如，傳輸電力量)。這時，無線電力傳輸裝置以一定周期傳輸所述FSK信號。因為，無線電力接收裝置可能不知道所述FSK信號的傳輸時點。所述的一定周期是一定個數(shù)的數(shù)據(jù)信號被傳輸?shù)膮^(qū)間(例如，ASK信號一定)。[0086]作為一例，所述傳輸電力量是無線電力傳輸裝置測定的主線圈中因AC電流信號而生成的電力的值。[0087]所述FSK信號是指，對變換接收裝置所要求的I個固定的電力頻率(&，例如145kHz)的一定范圍的可變頻率(例如，140或140.3Khz),進行轉換(switching)或選擇(select)，傳輸O值和I值的信號。作為另一例，是指利用位相傳輸包括O值和I值的數(shù)據(jù)信號的信號。[0088]無線電力傳輸裝置根據(jù)AC電流信號測定主線圈生成的電力，構成指示測定的生成電力的傳輸電力測定報告，傳輸?shù)綗o線電力接收裝置。因此，可實現(xiàn)雙方向通信，即通過無線電力傳輸裝置向無線電力接收裝置的路徑，傳輸控制信息(例如，用FSK信號傳輸控制信息)，或通過無線電力接收裝置向無線電力傳輸裝置的路徑，傳輸控制信息。[0089]無線電力傳輸裝置利用變頻器，執(zhí)行PWM，產(chǎn)生無線電力接收裝置的所需電力(或需求電力)所允許的頻率。[0090]無線電力接收裝置的所需電力產(chǎn)生占空比(dutycycle)或電壓，占空比或電壓的值為無線電力傳輸裝置的電力值。即，無線電力傳輸裝置的電力呈現(xiàn)為施加到變頻器的電壓、負載設定及頻率。[0091]無線電力傳輸裝置傳輸電力的階段中，把設定的值(例如，電壓、負載、頻率)通過FSK方式，向無線電力接收裝置傳輸“傳輸電力值”。[0092]這時，無線電力接收裝置停止現(xiàn)有數(shù)據(jù)信號(例如，ASK信號)的接收，接收FSK的信號。作為一例，F(xiàn)SK信號的接收動作包括FSK信號的解調(demodulat1n)動作。[0093]所述FSK信號以一定周期(750)傳輸。例如，所述一定周期(750)是規(guī)定的時間(例如，3秒、5秒)或規(guī)定個數(shù)的數(shù)據(jù)信號(例如，ASK信號)的傳輸區(qū)間。[0094]所述FSK信號與無線電力可同時傳輸。S卩，S705及S710可同時執(zhí)行。[0095]然后，無線電力接收裝置以傳輸電力測定報告為基礎，檢測異物(S715)。例如，演算無線電力接收裝置測定的接收電力值和生成電力測定報告的FSK信號，若其差值為規(guī)定的基準值以上，判斷為F0D。作為另一例，無線電力接收裝置在‘接收電力-傳輸電力’為規(guī)定的基準值以上時，判斷為F0D。[0096]作為一例，所述測定的接收電力值是指示根據(jù)接收電力測定報告指示的電力與所需電力之間的差相比臨界值大、相同還是小的信息。例如，據(jù)接收電力測定報告指示的電力與所需電力質檢的差大于臨界值時，設定為‘接收電力測定結果=1’，根據(jù)接收電力測定報告指示的電力和所需電力間的差比臨界值小或相同時，設定為‘接收電力測定結果=0’。相反，根據(jù)接收電力測定報告指示的電力和所需電力間的差比臨界值大或相同時，設定為‘接收電力測定結果=1’，根據(jù)接收電力測定報告指示的電力和所需電力間的差比臨界值小時，設定為‘接收電力測定結果=0’。例如，臨界值為1W，如所述例子，根據(jù)接收電力測定報告指示的電力為12W，所需電力為IOW時，其差值為2W，這比臨界值IW大。這時，接收電力測定結果為I。據(jù)接收電力測定報告指示的電力與所需電力質檢的差大于臨界值時，表示檢測到異物。因此，無線電力傳輸裝置40把這個識別成異物檢測宣言。[0097]無線電力接收裝置向無線電力傳輸裝置傳輸包括異物檢測結果的ASK信號(S720)。[0098]所述ASK信號可包括電力控制用信號、FOD檢出信號、緊急(emergency)信號或緩沖號等。[0099]并且，所述ASK信號可包括無線電力接收裝置的所需電力信息。所需電力信息是指無線電力傳輸裝置以磁感應方式為基礎而要求生成無線電力的信息，是無線電力傳輸裝置確認所需電力信息，誘導所需電力信息所指示的電力而產(chǎn)生控制信號的信息。例如，所需電力信息指不low時,無線電力傳輸裝置為傳輸IOW而產(chǎn)生控制信號。[0100]所述ASK信號通過控制誤差數(shù)據(jù)包(controlerrorpacket)、整流數(shù)據(jù)包(rectifiedpacket)或充電狀態(tài)(chargerstate)等形式傳輸。[0101]然后，無線電力傳輸裝置以接收的ASK信號為基礎，傳輸無線電力(S725)。[0102]數(shù)據(jù)信號(例如，ASK信號或FSK信號)不能同時傳輸和接收，因此順次執(zhí)行傳輸或接收。相反，通過誘導頻率持續(xù)產(chǎn)生電力，因此可同時傳輸電力信號和數(shù)據(jù)信號。進而，與ASK信號及FSK信號傳輸及接收的時點無關,無線電力可同時或隨時傳輸。[0103]根據(jù)所述階段S720及階段S725，可多次傳輸及接收ASK信號和無線電力。[0104]階段S710經(jīng)過一定周期750后，無線電力傳輸裝置把指示測定的傳輸電力的傳輸電力測定報告?zhèn)鬏數(shù)綗o線電力接收裝置(S730)。作為一例，無線電力傳輸裝置通過FSK信號把傳輸電力測定報告?zhèn)鬏數(shù)綗o線電力接收裝置。所述一定周期750是規(guī)定的時間(例如，3秒5秒)或規(guī)定個數(shù)的數(shù)據(jù)信號(例如，ASK信號)的傳輸區(qū)間。[0105]另外，若判斷為無線電力接收裝置中檢測到異物，無線電力傳輸裝置可執(zhí)行對異物檢出的措施(未圖示)。例如，無線電力傳輸裝置可進入主線圈的驅動減少或中斷的切斷模式。由此，能夠防止附生負荷的發(fā)熱，還能限制或中斷效率低的誘導電力的供應[0106]圖8是圖示根據(jù)本發(fā)明的一例的無線電力傳輸裝置的框圖。參照圖8，無線電力傳輸裝置800包括:1次線圈810、電子驅動單元820，控制單元830及電流測定單元840。[0107]電子驅動單元820連接到I次線圈810，為了產(chǎn)生電磁場，向I次線圈810施加電子驅動信號，例如AC信號。[0108]控制單元830連接到電子驅動單元820，生成控制信號831，控制I次線圈810產(chǎn)生誘導磁場或引發(fā)磁共振所需的AC信號，并把所述控制信號831輸入驅動單元820。[0109]控制單元830控制無線電力傳輸裝置800的PING(ping)階段(phase)、ID識別及配置階段、異物檢出階段及電力傳輸階段的動作。并且，控制單元830生成各階段所需的數(shù)據(jù)包傳輸?shù)綗o線電力接收裝置或從無線電力接收裝置接收數(shù)據(jù)包。[0110]這里，PING階段可定義為試圖發(fā)現(xiàn)能夠接收無線電力的物體的階段。PING階段中，控制單元830執(zhí)行數(shù)字PING(digitalping)，控制單元830向電子驅動單元820施加控制信號831,使I次線圈傳輸動作點的電力信號(powersignalatanoperatingpoint)。并且，若在特定的時間范圍(timewindow)內，接收到來自無線電力接收裝置的正常的(correct)信號強度數(shù)據(jù)包(signalstrengthpacket),控制單元830把無線電力傳輸裝置800的狀態(tài)遷移到ID識別及配置階段。[0111]并且，ID識別及構成階段中，控制單元830識別無線電力接收裝置，收集無線電力接收裝置的構成信息(configurat1ninformat1n,配置信息)。這時，控制單元830從無線電力接收裝置接收識別數(shù)據(jù)包(identificat1npacket),或接收識別數(shù)據(jù)包和構成信肩、O[0112]并且，在異物檢出階段中，控制單元830執(zhí)行異物檢出(foreignobjectdetect1n:F0D),若未檢測到異物,把無線電力傳輸裝置800遷移到電力傳輸階段,通過向電子驅動單元820施加控制信號831，傳輸無線電力。相反，若檢測到異物，控制單元830中斷施加控制信號831,進入應急模式(emergencymode)。據(jù)此,在無線電力傳輸裝置800正式向無線電力接收裝置傳輸無線電力的電力傳輸階段之前，執(zhí)行了異物檢出。即，無線電力傳輸裝置800和無線電力接收裝置完成相互識別(或辨認)之后，執(zhí)行異物檢出，因此能夠提前防止因傳輸無線電力的途中執(zhí)行異物檢出而引起的危險。[0113]本實施例另行區(qū)分了異物檢出階段和電力傳輸階段，但也可合并所述2階段，進行統(tǒng)一控制。或者異物檢出階段可歸屬到電力傳輸階段，以一個程序進行控制。下面的說明中視異物檢出階段具有獨立地位。[0114]電流測定單元840從I次線圈810的電流獲得電流測定值Imeasured,輸入到控制單元830。所述電流測定值Imeasmed是變換成適合控制單元830識別的DC數(shù)值。S卩，電流測定單元840測定I次線圈810的相對高的交流電流,把所述測定的高電流映射(mapping)為適合控制單元830解析的數(shù)值即電流測定值I_sured，把所述電流測定值Inreasured輸入控制單元830。[0115]下面，具體公開無線電力傳輸裝置800的各構成要素為檢測異物(foreignobject)而具體執(zhí)行怎樣的動作。[0116]控制單元830向電子驅動單元820施加相當于基準AC信號的控制信號831，電子驅動單元820向I次線圈810施加所述基準AC信號。這里，基準AC信號是，無異物的環(huán)境下，即沒有無線電力的施加障礙要素的環(huán)境下，使無線電力的傳輸效率處于正常范圍的(或能滿足接收裝置的所需電力水準的)AC信號，可以是通過試驗獲得的值。向I次線圈810施加基準AC信號后，I次線圈810中流通著基準電流I,ef，這時傳輸無線電力W,ef。[0117]但是，若無線電力傳輸裝置800與無線電力接收裝置之間出現(xiàn)異物，無線電力接收裝置只接收除異物所消耗的電力Wfq以外的剩余電力WMf-WFQ。在無線電力接收裝置的角度，未接收Wro,需要更多的電力而向無線電力傳輸裝置200傳輸電力上升需求信息。電力上升需求信息可稱控制誤差(controleiror)數(shù)據(jù)包。與此相反，若無線電力接收裝置接收所需電力以上的電力，可向無線電力傳輸裝置800傳輸電力下降需求信息。[0118]無線電力接收裝置可向無線電力傳輸裝置800持續(xù)傳輸電力上升需求信息或電力下降需求信息，直到滿足所需電力。例如，接收電力上升需求信息的無線電力傳輸裝置800作為對此的應答，上升I次線圈810的電流大小，傳輸更高的電力。更具體地說，為了I次線圈810中流通更大的電流，控制單元830可調整控制信號831，向I次線圈810施加比基準AC信號更大的AC信號。這種一系列過程統(tǒng)稱為電力控制(powercontrol)。[0119]電力控制的結果，可能會發(fā)生I次線圈810的電流測定值Imeasmed比一定區(qū)間變大的狀態(tài)。為了傳輸所需電力，I次線圈810中流通著比基準電流IMf更大的電流Imeasured,意味著無線電力傳輸效率的降低，與此同時，除無線電力接收裝置以外，由于異物持續(xù)消耗著一定的電力。因此I次線圈810中流通相對過多的電流時，控制單元830斷定為存在異物。即，控制單元830以電流測定值Imeasmed為基礎，檢測出無線電力傳輸?shù)恼系K因素，例如金屬等異物。[0120]控制單元830為了檢測異物，在基準電流I,ef、基準范圍Ilmt~Ihigh、基準AC信號、異物檢測時期t等參數(shù)中使用任意一個或兩個以上的組合。而且，基準電流IMf、基準范圍Ilmt~Ihigh、基準AC信號、異物檢測時期t等參數(shù)為初期設定值，可保存在控制單元830?；鶞孰娏鱅Mf，基準電流IMf、基準范圍Ilmt~Ihigh可稱為基準值(referencevalue)。[0121]作為一例，控制單元830比較電流測定值I_SUMd與基準電流IMf。而且，若電流測定值I__d超過基準電流IMf(即，，判斷為檢測到異物。相反，若所述電流測定值Imeasured不超過基準電流IMf(即，Imeasured≤Iref)，判斷為無異物。這里，基準電流IMf根據(jù)無線電力接收裝置的額定電力W，定義如下，舉例來說:[0122]【表1】【權利要求】1.無線電力接收裝置中檢測異物的方法，包括:最初充電前，執(zhí)行異物檢測動作的階段；若到開始充電為止，未檢測到異物，利用單方向通信或雙方向通信，執(zhí)行異物檢測動作的階段；及所述充電中，通過異物檢測動作未檢測到異物時，用溫度傳感器檢測未檢測到的微細異物而限制電力的階段。2.根據(jù)權利要求1所述的無線電力接收裝置中檢測異物的方法，所述最初充電前的異物檢測動作，包括:從PING階段開始執(zhí)行數(shù)字PING的無線電力傳輸裝置，接收動作點的電力信號的階段；生成指示所述動作點的電力信號的接收強度的信號強度數(shù)據(jù)包，傳輸?shù)剿鰺o線電力傳輸裝置的階段；生成指示無線電力接收裝置的固有ID的識別數(shù)據(jù)包和無線電力接收裝置的構成信息，傳輸?shù)剿鰺o線電力傳輸裝置的階段；測定接收電力，設定初期電壓的階段；及若所述初期電壓處于保持狀態(tài)，所述初期電壓的正常狀態(tài)的值屬于規(guī)定的基準電壓范圍，則進入異物檢出階段并生成異物狀態(tài)數(shù)據(jù)包，傳輸?shù)剿鰺o線電力傳輸裝置的階段。3.根據(jù)權利要求2所述的無線電力接收裝置中檢測異物的方法，所述利用單方向通信的充電中異物檢測動作，包括:若無線電力傳輸裝置中未檢測到異物，充電模式中，向I次線圈施加電力，產(chǎn)生誘導磁場或共振，從無線電力傳輸裝置接收無線電力的階段。4.根據(jù)權利要求2所述的無線電力接收裝置中檢測異物的方法，所述利用雙方向通信的充電中異物檢測動作，包括:通過充電模式中向I次線圈施加電力而產(chǎn)生誘導磁場或共振的所述無線電力接收裝置，接收指示測定的傳輸電力的傳輸電力測定報告的階段；以所述接收的傳輸電力及測定的接收電力的差值為基礎檢測異物的階段；及向所述無線電力傳輸裝置傳輸包含所述異物檢測結果的ASK信號的階段。5.根據(jù)權利要求4所述的無線電力接收裝置中檢測異物的方法，所述接收電力測定報告通過利用FSK方式傳輸?shù)腇SK信號傳輸，所述FSK信號包括測定所述I次線圈中因AC電流信號生成的電力的傳輸電力量。6.根據(jù)權利要求5所述的無線電力接收裝置中檢測異物的方法，其特征在于:所述FSK信號以規(guī)定的周期反復傳輸；所述規(guī)定的周期為規(guī)定個數(shù)的數(shù)據(jù)信號傳輸?shù)膮^(qū)間。7.根據(jù)權利要求5所述的無線電力接收裝置中檢測異物的方法，其特征在于:所述FSK信號是指，對變換所要求的固定電力頻率的一定范圍的可變頻率，進行轉換(switching)或選擇(select),傳輸O或I的信號。8.根據(jù)權利要求4所述的無線電力接收裝置中檢測異物的方法，所述ASK信號包括所需電力信息，即無線電力傳輸裝置以磁感應方式為基礎而要求生成無線電力的信息。9.無線電力接收裝置，其特征在于:包括2次芯體，通過磁感應或磁共振，與無線電力傳輸裝置所具備的I次芯體結合，接收所述無線電力傳輸裝置所傳輸?shù)臒o線電力；整流單元，連接到所述2次芯體,執(zhí)行對所述2次芯體所生成的AC波形(waveform)的全波整流(full-waverectificat1n),向控制單元與外部負荷提供電力；及控制單元，測定連接到所述外部負荷的輸出端子的初期電壓，所述初期電壓屬于基準電壓范圍時，控制所述無線電力接收裝置，使其進入異物檢出階段(phase)；所述控制單元在最初充電前執(zhí)行異物檢測動作，或到開始充電為止，未檢測到異物，利用單方向通信或雙方向通信，執(zhí)行異物檢測動作，或通過異物檢測動作未檢測到異物時，用溫度傳感器檢測未檢測到的微細異物而限制電力。10.根據(jù)權利要求9所述的無線電力接收裝置，所述控制單元，通過充電模式中向I次線圈施加電力而產(chǎn)生誘導磁場或共振的所述無線電力接收裝置，接收指示測定的傳輸電力的傳輸電力測定報告，以所述接收的傳輸電力及測定的接收電力的差值為基礎檢測異物，向所述無線電力傳輸裝置傳輸包含所述異物檢測結果的ASK信號，從而執(zhí)行利用雙方向通信的充電中異物檢測動作。11.根據(jù)權利要求10所述的無線電力接收裝置，其特征在于:所述接收電力測定報告通過利用FSK方式傳輸?shù)腇SK信號傳輸，所述FSK信號包括測定所述I次線圈中因AC電流信號生成的電力的傳輸電力量。12.根據(jù)權利要求11所述的無線電力接收裝置，其特征在于:所述FSK信號以規(guī)定的周期反復傳輸；所述規(guī)定的周期為規(guī)定個數(shù)的數(shù)據(jù)信號傳輸?shù)膮^(qū)間。13.根據(jù)權利要求11所述的無線電力接收裝置，其特征在于:所述FSK信號是指，對變換所要求的固定電力頻率的一定范圍的可變頻率，進行轉換或選擇，傳輸O或I的信號。14.根據(jù)權利要求10所述的無線電力接收裝置，其特征在于:所述ASK信號包括所需電力信息，即無線電力傳輸裝置以磁感應方式為基礎而要求生成無線電力的信息?！疚臋n編號】G01V3/12GK104052164SQ201410079114【公開日】2014年9月17日申請日期:2014年3月5日優(yōu)先權日:2013年3月15日【發(fā)明者】鄭春吉,黃丙旭申請人:翰林Postech株式會社