所描述的技術(shù)總體上涉及無線功率。更具體地，本公開內(nèi)容涉及與磁場中存在的非順從物體的檢測相關(guān)的設(shè)備、系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

寬松耦合的無線功率系統(tǒng)包括功率傳輸單元(例如，充電設(shè)備)以及要被充電的一個或多個功率接收單元(例如，蜂窩電話、膝上型計算機(jī)等)。當(dāng)在功率傳輸單元的充電區(qū)域內(nèi)、附近或周圍存在非順從物體時，無線功率系統(tǒng)中的電能可能丟失。丟失的電能可能傷害用戶、損害設(shè)備或物體、引起火災(zāi)等。因而，檢測功率系統(tǒng)何時經(jīng)歷功率損耗并且適當(dāng)?shù)刈龀鲰憫?yīng)是期望的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)的系統(tǒng)、方法和設(shè)備的各個實施例均具有若干方面，其沒有單獨(dú)一個方面為本文描述的期望屬性單獨(dú)負(fù)責(zé)。在不限制所附權(quán)利要求書的范圍的情況下，本文描述了一些重要特征。

在附圖和下文描述中闡述了本說明書中描述的主題的一個或多個實施例的細(xì)節(jié)。根據(jù)描述、附圖和權(quán)利要求書，其它特征、方面和優(yōu)勢將變得顯而易見。注意，可以不按比例繪制下面附圖的相對尺寸。

本公開內(nèi)容的一個方面提供了一種用于無線地傳輸功率的裝置。所述裝置包括天線，所述天線被配置為：向放置在所述天線的充電區(qū)域內(nèi)的可充電設(shè)備提供足以對所述可充電設(shè)備進(jìn)行充電或供電的無線功率。所述裝置還包括接收機(jī)，所述接收機(jī)被配置為：從所述可充電設(shè)備接收所述可充電設(shè)備在第一時間段內(nèi)所接收的第一能量數(shù)量的測量結(jié)果。所述裝置還包括處理器，所述處理器被配置為：測量所述天線在第二時間段內(nèi)所提供的第二能量數(shù)量。所述處理器還被配置為：將從所述可充電設(shè)備接收的所述第一能量數(shù)量與所述第二時間段內(nèi)的所述第二能量數(shù)量進(jìn)行比較。所述處理器還被配置為：至少部分地基于將所述第一能量數(shù)量和所述第二能量數(shù)量進(jìn)行比較，確定是否除所述可充電設(shè)備之外的物體正在吸收經(jīng)由所述天線提供的功率。

本公開內(nèi)容的另一個方面提供了一種用于無線地傳輸功率的方法。所述方法包括：從發(fā)射機(jī)以足以對放置在充電區(qū)域內(nèi)的一個或多個可充電設(shè)備進(jìn)行供電或充電的功率水平來發(fā)送功率。所述方法還包括：從所述一個或多個可充電設(shè)備接收所述可充電設(shè)備在第一時間段內(nèi)所接收的第一能量數(shù)量的測量結(jié)果。所述方法還包括：測量所述發(fā)射機(jī)在第二時間段內(nèi)所提供的第二能量數(shù)量。所述方法還包括：將從所述可充電設(shè)備接收的所述第一能量數(shù)量與所述發(fā)射機(jī)在所述第二時間段內(nèi)所提供的所述第二能量數(shù)量進(jìn)行比較。所述方法還包括：至少部分地基于將所述第一能量數(shù)量和所述第二能量數(shù)量進(jìn)行比較，確定是否除所述可充電設(shè)備之外的物體正在吸收經(jīng)由所述發(fā)射機(jī)提供的功率。

本公開內(nèi)容的另一個方面提供了一種用于無線地傳輸功率的裝置。所述裝置包括：用于以足以對放置在充電區(qū)域內(nèi)的一個或多個可充電設(shè)備進(jìn)行供電或充電的功率水平來發(fā)送功率的單元。所述裝置還包括：用于從所述一個或多個可充電設(shè)備接收所述一個或多個可充電設(shè)備在第一時間段內(nèi)所接收的第一能量數(shù)量的測量結(jié)果的單元。所述裝置還包括：用于測量所述發(fā)送單元在第二時間段內(nèi)所提供的第二能量數(shù)量的單元。所述裝置還包括：用于將從所述一個或多個可充電設(shè)備接收的所述第一能量數(shù)量與所述發(fā)送單元在所述第二時間段內(nèi)所提供的所述第二能量數(shù)量進(jìn)行比較的單元。所述裝置還包括：用于至少部分地基于將所述第一能量數(shù)量和所述第二能量數(shù)量進(jìn)行比較，確定是否除所述一個或多個可充電設(shè)備之外的物體正在吸收經(jīng)由所述發(fā)送單元提供的功率的單元。

本公開內(nèi)容的另一個方面提供了一種非暫時性計算機(jī)可讀介質(zhì)。所述介質(zhì)包括在被執(zhí)行時使得處理器執(zhí)行以下方法的指令：從發(fā)射機(jī)以足以對放置在充電區(qū)域內(nèi)的一個或多個可充電設(shè)備進(jìn)行供電或充電的功率水平來發(fā)送功率。所述介質(zhì)還包括在被執(zhí)行時使得處理器執(zhí)行以下方法的指令：從所述一個或多個可充電設(shè)備接收所述一個或多個可充電設(shè)備在第一時間段內(nèi)所接收的第一能量數(shù)量的測量結(jié)果。所述介質(zhì)還包括在被執(zhí)行時使得處理器執(zhí)行以下方法的指令：測量所述發(fā)射機(jī)在第二時間段內(nèi)所提供的第二能量數(shù)量。所述介質(zhì)還包括在被執(zhí)行時使得處理器執(zhí)行以下方法的指令：將從所述一個或多個可充電設(shè)備接收的所述第一能量數(shù)量與所述發(fā)射機(jī)在所述第二時間段內(nèi)所提供的所述第二能量數(shù)量進(jìn)行比較。所述介質(zhì)還包括在被執(zhí)行時使得處理器執(zhí)行以下方法的指令：至少部分地基于將所述第一能量數(shù)量和所述第二能量數(shù)量進(jìn)行比較，確定是否除所述一個或多個可充電設(shè)備之外的物體正在吸收經(jīng)由所述發(fā)射機(jī)提供的功率。

本公開內(nèi)容的另一個方面提供了一種用于無線地接收功率的裝置。所述裝置包括天線，所述天線被配置為：從無線功率發(fā)射機(jī)接收無線功率。所述裝置還包括處理器，所述處理器被配置為：確定所述天線在一時間段內(nèi)所接收的能量數(shù)量。所述裝置還包括發(fā)射機(jī)，所述發(fā)射機(jī)被配置為：發(fā)送所述天線在所述一時間段內(nèi)所接收的所述能量數(shù)量的測量結(jié)果。

本公開內(nèi)容的另一個方面提供了一種用于無線地接收功率的方法。所述方法包括：從無線功率發(fā)射機(jī)無線地接收功率。所述方法還確定天線在一時間段內(nèi)所接收的能量數(shù)量。所述裝置還包括發(fā)送所確定的、所述天線在所述一時間段內(nèi)所接收的能量數(shù)量。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的示例性無線功率傳輸系統(tǒng)的功能性框圖。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的各個示例性實施例的可以用在圖1的無線功率傳輸系統(tǒng)中的示例性組件的功能性框圖。

圖3是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的圖2的發(fā)送電路或接收電路的一部分(包括發(fā)射或接收天線)的示意圖。

圖4a根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，示出了包括無線功率發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的無線功率系統(tǒng)。

圖4b是示例性負(fù)載的電壓、電流和功率測量的圖。

圖5是示例性吉爾伯特乘法器單元的圖。

圖6是根據(jù)本文描述的示例性實施例的示例性積分器的圖。

圖7是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的可以用在圖1的無線功率傳輸系統(tǒng)中的發(fā)射機(jī)的功能性框圖。

圖8是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的可以用在圖1的無線功率傳輸系統(tǒng)中的接收機(jī)的功能性框圖。

圖9是用于確定充電區(qū)域內(nèi)、附近或周圍是否存在非順從物體的示例性方法的流程圖。

附圖中示出的各個特征可以不是按比例繪制的。因此，為了清楚起見，可以任意地擴(kuò)大或減小各個特征的尺寸。另外，附圖中的一些附圖可以不描繪給定系統(tǒng)、方法或設(shè)備的組件中的所有組件。最后，遍及說明書和附圖可以使用相似的參考標(biāo)記來指示相似的特征。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖闡述的具體實施方式旨在于作為對本發(fā)明的某些實現(xiàn)方式的描述，而不旨在于表示可以實施本發(fā)明的唯一的實現(xiàn)方式。遍及本描述所使用的術(shù)語“示例性”意味著“作為示例、實例或說明”，并且不應(yīng)當(dāng)必要地被解釋為優(yōu)選于其它示例性實現(xiàn)方式或設(shè)計或者比其它示例性實現(xiàn)方式有優(yōu)勢。為了提供對所公開的實現(xiàn)方式的全面理解的目的，具體實施方式包括具體細(xì)節(jié)。在一些示例中，一些設(shè)備是以框圖的形式示出的。

無線地傳輸功率可以指代傳輸與電場、磁場、電磁場相關(guān)聯(lián)的任何形式的能量或者在不使用物理電導(dǎo)體的情況下以其它方式從發(fā)射機(jī)向接收機(jī)傳輸(例如，可以通過自由空間來傳輸功率)。輸出到無線場(例如，磁場)中的功率可以被“接收天線”(或“接受天線”)接收、捕獲或耦合以實現(xiàn)功率傳輸。

圖1是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的示例性無線功率傳輸系統(tǒng)100(其可以是寬松耦合的無線功率系統(tǒng))的功能性框圖。可以從功率源(未示出)向發(fā)射機(jī)104提供輸入功率102以生成用于提供能量傳輸?shù)膱?05。接收機(jī)108可以耦合到場105并且生成輸出功率110以用于由耦合到輸出功率110的設(shè)備(未示出)進(jìn)行存儲或消耗。發(fā)射機(jī)104和接收機(jī)108兩者被距離112分開。在一個示例性實施例中，發(fā)射機(jī)104和接收機(jī)108是根據(jù)相互共振關(guān)系來配置的。當(dāng)接收機(jī)108的共振頻率和發(fā)射機(jī)104的共振頻率基本相同或相似時，發(fā)射機(jī)104和接收機(jī)108之間的傳輸損耗是最小的。因而，與可能要求大線圈(其要求線圈非常近(例如，mms))的純粹的電感解決方案相反，可以在更大距離上提供無線功率傳輸。因此，共振電感耦合技術(shù)可以允許提高的效率和在各種距離上并且具有多種電感線圈配置的功率傳輸。

當(dāng)接收機(jī)108位于發(fā)射機(jī)104所產(chǎn)生的能量場105中時，接收機(jī)108可以接收功率。場105與其中發(fā)射機(jī)104所輸出的能量可以被接收機(jī)108捕獲的區(qū)域相對應(yīng)。在一些情況下，場105可以與發(fā)射機(jī)104的“近場”相對應(yīng)，如下文將進(jìn)一步描述的。發(fā)射機(jī)104可以包括用于輸出能量傳輸?shù)陌l(fā)射天線114。接收機(jī)108還包括用于接收或捕獲來自能量傳輸?shù)哪芰康慕邮仗炀€118。近場可以與其中存在由發(fā)射天線114中的電流和電荷所產(chǎn)生的、從發(fā)射天線114最小地輻射功率的強(qiáng)反應(yīng)場的區(qū)域相對應(yīng)。在一些情況下，近場可以與在發(fā)射天線114的大約一個波長(或其一部分)內(nèi)的區(qū)域相對應(yīng)。發(fā)射天線114和接收天線118的尺寸是根據(jù)與其相關(guān)聯(lián)的應(yīng)用和設(shè)備來設(shè)定的。如上所述，可以通過將發(fā)射天線114的場105中的能量中的大部分能量耦合到接收天線118來發(fā)生高效能量傳輸，而不是將電磁波中的能量中的大多數(shù)能量傳播到遠(yuǎn)場。當(dāng)被放置在場105內(nèi)時，可以在發(fā)射天線114和接收天線118之間形成“耦合模式”。發(fā)射天線114和接收天線118附近的可以發(fā)生該耦合的區(qū)域在本文中被稱為耦合模式區(qū)域。在一個實施例中，發(fā)射天線114和接收天線118可以經(jīng)由藍(lán)牙低能量(ble)鏈路來進(jìn)行通信。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的各個示例性實施例的可以用在圖1的無線功率傳輸系統(tǒng)100中的示例性組件的功能性框圖。發(fā)射機(jī)204可以包括發(fā)送電路206，發(fā)送電路206可以包括振蕩器222、驅(qū)動器電路224和濾波及匹配電路226。振蕩器222可以被配置為生成期望頻率(諸如468.75khz、6.78mhz或13.56mhz)處的信號，可以響應(yīng)于頻率控制信號223來調(diào)整期望頻率。可以將振蕩器信號提供給驅(qū)動器電路224，驅(qū)動器電路224被配置為在例如發(fā)射天線214的共振頻率處驅(qū)動發(fā)射天線214。驅(qū)動器電路224可以是開關(guān)放大器，其被配置為從振蕩器222接收方波并且輸出sine波。例如，驅(qū)動器電路224可以是e類放大器。還可以包括濾波及匹配電路226以濾除諧波或其它不想要的頻率并且將發(fā)射機(jī)204的電阻與發(fā)射天線214進(jìn)行匹配。作為驅(qū)動發(fā)射天線214的結(jié)果，發(fā)射機(jī)204可以以足以用于對電子設(shè)備進(jìn)行充電或供電的水平來無線地輸出功率。舉一個示例，所提供的功率可以例如是300毫瓦到20瓦的數(shù)量級，以對具有不同功率要求的不同設(shè)備進(jìn)行供電或充電。還可以提供更高或更低的功率水平。在一個實施例中，發(fā)射天線214和接收天線218可以經(jīng)由藍(lán)牙低能量(ble)鏈路來進(jìn)行通信。

接收機(jī)208可以包括接收電路210，其可以包括匹配電路232和整流器及開關(guān)電路234，以從ac功率輸入生成dc功率輸出來對如圖2所示的電池236充電或?qū)︸詈系浇邮諜C(jī)108的設(shè)備(未示出)供電。可以包括匹配電路232以將接收電路210的電阻與接收天線218進(jìn)行匹配。另外，接收機(jī)208和發(fā)射機(jī)204可以在單獨(dú)的通信信道219(例如，藍(lán)牙、紫蜂(zigbee)、蜂窩等)上進(jìn)行通信。替代地，接收機(jī)208和發(fā)射機(jī)204可以使用無線場205的特性經(jīng)由帶內(nèi)信令來進(jìn)行通信。

如下文更充分地描述的，可以初始地具有選擇性可禁用的相關(guān)聯(lián)的負(fù)載(例如，電池236)的接收機(jī)208可以被配置為確定由發(fā)射機(jī)204發(fā)送的并且被接收機(jī)208接收的功率量是否適用于對電池236進(jìn)行充電。此外，接收機(jī)208可以被配置為當(dāng)確定功率量是合適的時啟用負(fù)載(例如，電池236)。在一些實施例中，接收機(jī)208可以被配置為直接利用從無線功率傳輸場接收的功率，而不對電池236進(jìn)行充電。例如，通信設(shè)備(諸如近場通信(nfc)或射頻標(biāo)識設(shè)備(rfid))可以被配置為從無線功率傳輸場接收功率，并且通過與無線功率傳輸場進(jìn)行交互來進(jìn)行通信和/或利用所接收的功率來與發(fā)射機(jī)204或其它設(shè)備進(jìn)行通信。

圖3是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的圖2的發(fā)送電路206或接收電路210的一部分(包括發(fā)射或接收天線352)的示意圖。如圖3所示，在示例性實施例(包括下文描述的那些示例性實施例)中使用的發(fā)送或接收電路350可以包括天線352(或“環(huán)形”天線)。天線352可以被配置為包括空心磁芯或物理磁芯(諸如鐵氧體磁芯(未示出))。空心磁芯環(huán)形天線可以更容忍被放置在磁芯附近的外來物理設(shè)備。此外，空心磁芯環(huán)形天線352允許在磁芯區(qū)域內(nèi)放置其它組件。另外，空心磁芯環(huán)可以更容易地實現(xiàn)在發(fā)射天線214(圖2)的平面內(nèi)放置接收電線218(圖2)，其中，發(fā)射天線214(圖2)的耦合模式區(qū)域可能是更強(qiáng)大的。天線352可以是線圈(例如，感應(yīng)線圈)和/或rf天線，或者是用于無線地接收或輸出功率的任何其它適當(dāng)?shù)脑O(shè)備。天線352可以是利用絞合線來實現(xiàn)的或者被實現(xiàn)成被設(shè)計用于低電阻的天線帶。天線352可能不需要“圈”以具有實際尺寸。天線352的示例性實現(xiàn)方式可以是“電小”的(例如，波長的一部分)并且通過使用電容器來調(diào)諧為在可用低頻處共振以定義共振頻率。

如所陳述的，在發(fā)射機(jī)104和接收機(jī)108之間的匹配的或接近匹配的共振期間可以發(fā)生發(fā)射機(jī)104和接收機(jī)108之間的高效的能量傳輸。然而，甚至當(dāng)發(fā)射機(jī)104和接收機(jī)108之間的共振不匹配時，也可以傳輸能量，盡管效率可能受影響。能量的傳輸通過將來自發(fā)射天線214線圈的場105的能量耦合到駐留在其中建立該場105的鄰域中的接收天線218來發(fā)生，而不是通過將來自發(fā)射天線214的能量傳輸?shù)阶杂煽臻g中來發(fā)生。

環(huán)形或磁天線的共振頻率是基于電感和電容的。電感可以簡單地是天線352所產(chǎn)生的電感，而可以將電容添加到天線的電感以產(chǎn)生期望的共振頻率處的共振結(jié)構(gòu)。舉一個非限制性示例，可以向發(fā)送或接收電路350添加電容器354和電容器356以產(chǎn)生選擇共振頻率處的信號358的共振電路。因此，對于較大直徑的天線，維持共振所需要的電容的大小可以隨著環(huán)的直徑或電感的增加而減小。此外，隨著天線的直徑增加，近場的高效能量傳輸區(qū)域可以增加。使用其它組件形成的其它共振電路也是可能的。舉另一個非限制性示例，可以將電容器平行地放置在天線352的兩端之間。對于發(fā)射天線，具有基本與天線352的共振頻率相對應(yīng)的頻率的信號358可以是天線352的輸入。

在一個實施例中，發(fā)射機(jī)104可以被配置為輸出具有與發(fā)射天線114的共振頻率相對應(yīng)的頻率的時變磁場。當(dāng)接收機(jī)在場105內(nèi)時，時變磁場可以在接收天線118中感應(yīng)出電流。如上所述，如果接收天線118被配置為在發(fā)射天線118的頻率處是共振的，則能量可以被高效地傳輸。如上所述，可以對接收天線118中感應(yīng)出的ac電流進(jìn)行整流以產(chǎn)生可以被提供用于對負(fù)載進(jìn)行充電或供電的dc信號。

圖4根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，示出了包括功率傳輸單元“ptu”404(例如，提供無線充電的功率傳輸單元)和一個或多個功率接收單元“pru”484(例如，作為無線地可充電設(shè)備的功率接收單元)的無線功率系統(tǒng)480。ptu404可以產(chǎn)生耦合到pru484的磁場。pru484可以將從ptu404接收的磁能轉(zhuǎn)化成電能。pru484可以包括諸如蜂窩電話、便攜式音樂播放器、計算機(jī)、膝上型計算機(jī)、平板式計算機(jī)、計算機(jī)外圍設(shè)備、通信設(shè)備(例如，藍(lán)牙頭戴式耳機(jī))、數(shù)字相機(jī)、助聽器(以及其它醫(yī)療設(shè)備)等設(shè)備。在一個實施例中，pru484可以連接到要充電的、吸收電能的設(shè)備。在另一個實施例中，可以將要充電的設(shè)備集成到pru484中。出于對pru484進(jìn)行充電的目的，可以將pru484放在ptu404上。在一個實施例中，ptu404和pru484可以經(jīng)由藍(lán)牙低能量(ble)鏈路來進(jìn)行通信。

在一個實施例中，無線功率系統(tǒng)480包括非順從物體486(或“非順從設(shè)備”、“外來物體”或“外來設(shè)備”)，其可以包括非順從設(shè)備或組件。非順從物體486可以包括受損設(shè)備、不是根據(jù)正確規(guī)范構(gòu)建的設(shè)備(例如，不符合充電標(biāo)準(zhǔn))或由導(dǎo)電材料制成的耦合到磁場的任何其它物體(例如，珠寶、眼鏡、鑰匙鏈等)。在一個實施例中，非順從物體486可以是無法與ptu404進(jìn)行通信并且利用系統(tǒng)控制算法來運(yùn)作的任何物體或設(shè)備，這不允許ptu404利用任何方法來管理或檢測由非順從物體486消耗的電能。由于ptu404產(chǎn)生磁場，因此可以將電能傳輸給耦合到ptu404磁場的任何設(shè)備或物體。非順從物體486和一個或多個pru484中的每個pru484可以被放置在ptu404的充電區(qū)域內(nèi)、附近或周圍，這可以使得pru484耦合到ptu404磁場并且吸收電能。以此方式，當(dāng)非順從物體在充電區(qū)域內(nèi)、附近或周圍時，其可以影響對ptu404所發(fā)送的功率的消耗和/或影響充電區(qū)域。所吸收的能量可以作為熱量消散，這可以損害非順從物體486、傷害或燒傷用戶、引起火災(zāi)、損害ptu404或者產(chǎn)生任何其它安全問題。在沒有非順從物體或非順從設(shè)備檢測系統(tǒng)的情況下，ptu404可以繼續(xù)無期限地向非順從物體486傳輸功率。根據(jù)一種或多種方法，ptu404可以被配置為檢測非順從物體486，如下文描述的。如所提及的，ptu404可以被配置為根據(jù)一種或多種方法來檢測影響相關(guān)聯(lián)的充電區(qū)域的非順從物體486中的一個或多個非順從物體486。ptu404可以使用基于對ptu404和一個或多個pru484采取的系統(tǒng)測量的方法來檢測非順從物體486。在一個實施例中，ptu404可以對ptu404線圈或功率放大器(pa)供應(yīng)(例如，驅(qū)動器電路724，見圖7)和pru484整流器輸出(例如，rf到dc轉(zhuǎn)換器820的輸出，見圖8)兩者處的電流和電壓進(jìn)行采樣。ptu404基于ptu404線圈或pa供應(yīng)和一個或多個pru484的整流器輸出處的采樣時間處的電流和電壓測量結(jié)果來計算瞬時功率。隨后，ptu404可以將兩個讀數(shù)進(jìn)行比較并且評估該兩個讀數(shù)之間的差值是否被系統(tǒng)中的寄生損失證明是合理的或者其是否是過量的(例如，超過門限)，因此指示存在非順從物體486。

在ptu404和pru484處的這種功率采樣固有地存在兩個問題：(i)由于系統(tǒng)中可能沒有實時時鐘，對讀數(shù)進(jìn)行同步是非常困難的，因此如果負(fù)載變化，則比較可能不是準(zhǔn)確或相關(guān)的；以及(ii)由于采樣以確定的時間間隔(通?！?ms)發(fā)生，因此如果負(fù)載以高速率(在實際應(yīng)用中已測量≥1khz)變化，則關(guān)于測量結(jié)果代表平均功率的概率快速降級。例如，圖4b是pru負(fù)載隨時間的電壓450和電流455測量結(jié)果的圖。負(fù)載所吸收的瞬時功率460是瞬時電壓450和瞬時電流455的乘積：由于其值動態(tài)地改變，因此使用采樣的值(例如，采樣的瞬時功率值470)來確定吸收的平均功率475可能導(dǎo)致錯誤結(jié)論。如圖4b中可以示出的，這些值470可能不能準(zhǔn)確地捕獲采樣時間之間的平均功率，這是因為負(fù)載的功率值可能具有顯著的波動。因此，除非采樣頻率非常高(由于增加的處理時間和實現(xiàn)成本，這可能是不實際的)，否則信息可能不能捕獲負(fù)載的動態(tài)行為。低通濾波器(其對瞬時值進(jìn)行平均)可以幫助改善測量結(jié)果，但是不能準(zhǔn)確地捕獲瞬時的電流和電壓的乘積，并且可能要求相對大的時間常數(shù)(其是不易積分的)。

如本文描述的示例性實施例涉及幫助捕獲負(fù)載的動態(tài)行為的準(zhǔn)確的功率損耗測量。根據(jù)一個示例性實施例，ptu404可以測量在ptu404和pru484兩者處的在整個采樣時間期間的功率的積分(其等于在采樣周期期間的平均功率乘以采樣周期持續(xù)時間)。功率的積分表示在ptu404和pru484兩者處的能量(例如，在一時間段內(nèi)的總功率)。圖4b還示出了負(fù)載在時間t0-t4內(nèi)的功率的積分，如陰影區(qū)域475。測量在ptu404和pru484兩者處的能量而不是功率具有若干優(yōu)點(diǎn)。例如，能量更準(zhǔn)確地測量在ptu404和pru484兩者處在一時間段內(nèi)的總功率并且因此可以更準(zhǔn)確地檢測非順從物體486的存在，這是由于測量結(jié)果不太遭受隨機(jī)噪聲和負(fù)載的瞬時變化。當(dāng)在較長的時間段內(nèi)進(jìn)行積分和/或大能量傳輸時，這樣的準(zhǔn)確度可能是尤其重要的。例如，與在采樣時間段內(nèi)測量的總功率(例如，50w)相比，ptu404可能需要檢測相對小量的丟失功率(例如，1w)。因此，使能量測量結(jié)果在相對大的動態(tài)范圍內(nèi)是準(zhǔn)確的可能是期望的。

可以利用電流和電壓的乘積的連續(xù)時間積分器來實現(xiàn)對ptu404和pru484的能量的測量(作為功率測量結(jié)果隨時間的積分)?？梢酝ㄟ^使用用于提供電流和電壓的乘積的吉爾伯特乘法器單元(見圖5)以及跟在其后的電容式積分器來構(gòu)建這樣的實現(xiàn)方式的示例。圖5是根據(jù)本文描述的實施例的示例性吉爾伯特乘法器單元500的圖。吉爾伯特單元500包括由射極耦合晶體管對(q1/q4，q3/q5)形成的兩個差分放大器級組成，其中射極耦合晶體管對(q1/q4，q3/q5)的輸出分別在i輸出1(iout1)550和i輸出2(iout2)552處利用相反的相位連接(電流相加)。這些放大器級的發(fā)射結(jié)被第三差分對(q2/q6)的集電極饋給。q2/q6的輸出電流變?yōu)椴罘址糯笃鞯纳錁O電流。輸出電流i輸出1550和i輸出2552是v1510和v2515輸入的差分基電壓的4象限相乘。電容式積分器可以被定期地采樣以去往模數(shù)(a/d)轉(zhuǎn)換器并且進(jìn)行重置以開始新的周期。

圖6是根據(jù)本文描述的實施例的示例性積分器600的圖。積分器600包括模擬塊601和數(shù)字塊650。在一個實現(xiàn)方式中，可以將乘法器(例如，圖5的吉爾伯特乘法器單元500)的輸出處的差分模擬信號發(fā)送到差分電壓到頻率(v/f)轉(zhuǎn)換器(例如，模擬塊601)。模擬塊601根據(jù)電壓vo和vref以及環(huán)形振蕩器610和615來生成輸出頻率f1620和f2625。隨后，將輸出頻率f1620和f2625發(fā)送到數(shù)字塊650。隨后，計數(shù)器655對輸出頻率620和625進(jìn)行積分；積分的差值用于生成所測量的能量de的值。數(shù)字積分器600的一個非限制性好處是用于校準(zhǔn)模擬塊601處的可能偏移的能力。通過利用零輸入信號來測量輸出頻率并且隨后減去來自先前的測量結(jié)果(或預(yù)定時間處)的讀數(shù)，積分器600可以校準(zhǔn)電壓和電流的模擬測量結(jié)果中的可能偏移。在ptu404和pru484測量結(jié)果之間發(fā)生時間上的未對齊是因為在無線功率傳輸系統(tǒng)100中沒有實時時鐘，并且因此對ptu404和pru484處的測量進(jìn)行同步可能是困難的。這通常增加了兩個測量之間的關(guān)聯(lián)性的不確定度和誤差，因此限制了丟失功率檢測方法的可靠性。所提出的實現(xiàn)方式的額外好處在于：由于積分時間與ptu404和pru484之間的可能的采樣未對齊相比必須是長的(例如，>10倍)，因此可以使任何非同步測量的影響最小化。

在一些實施例中，吉爾伯特乘法器單元500可以連接到積分器600以計算能量測量結(jié)果(例如，電流和電壓的乘積的積分)。在一個方面中，吉爾伯特乘法器單元500上的電阻式負(fù)載可以提供要饋至積分器600的電壓。在另一個方面中，可以將吉爾伯特乘法器單元500的極性顛倒，以使得電流輸出直接饋入積分器600的環(huán)形振蕩器610和615。可以在ptu404和/或pru484中包括乘法器和積分器的組合，以確定電流和電壓的乘積的積分，來至少部分地確定能量測量結(jié)果。

ptu404可以包括無線功率發(fā)射機(jī)(例如，圖1的發(fā)射機(jī)104)，其可以向相關(guān)聯(lián)的充電區(qū)域內(nèi)、附近或周圍的pru484發(fā)送功率。根據(jù)一個示例性實施例，ptu404可以被配置為確定所述發(fā)送的能量是否是不知去向的(例如，是否非順從物體486在消耗能量)。根據(jù)另一個示例性實施例，ptu404可以被配置為進(jìn)一步確定非順從物體486是否在消耗大于指定門限的能量。所指定的門限可以是固定值，或者其可以是基于系統(tǒng)組件的各個規(guī)范(例如，改變其輸出能量的系統(tǒng)操作點(diǎn)、要求可變的能量數(shù)量的動態(tài)負(fù)載等)來動態(tài)地改變的，如下文進(jìn)一步描述的。

圖7是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的可以用在圖1的無線功率傳輸系統(tǒng)中的ptu704(諸如ptu404)的功能性框圖。ptu704可以通過多個電源(例如，用于對大樓中存在的常規(guī)ac功率進(jìn)行轉(zhuǎn)換的ac-dc轉(zhuǎn)換器(未示出)、用于將常規(guī)dc電源轉(zhuǎn)換為適于ptu704的電壓的dc-dc轉(zhuǎn)換器(未示出))或者直接從常規(guī)dc電源(未示出)來接收功率。

ptu704可以包括用于生成電磁場或磁場(此后稱為“充電區(qū)域”)的發(fā)射天線714。發(fā)射天線714可以是線圈(例如，電感線圈)和/或rf天線、或者是用于無線地輸出功率的任何其它適當(dāng)?shù)脑O(shè)備。發(fā)射天線714可以是利用絞合線來實現(xiàn)的或或者實現(xiàn)成被設(shè)計用于低電阻的天線帶。在一個實現(xiàn)方式中，發(fā)射天線714可以與較大的結(jié)構(gòu)(諸如桌子、墊子、燈或其它靜止配置)相關(guān)聯(lián)。因此，發(fā)射天線714可能不需要“圈”以具有實際尺寸。發(fā)射天線714的示例性實現(xiàn)方式可以是“電小”的(例如，波長的一部分)并且通過使用電容器(例如，圖3的電容器354和356)調(diào)諧為在可用低頻處共振以定義共振頻率。在一個示例性實施例中，發(fā)射天線714(或另一個天線)可以向充電區(qū)域內(nèi)、附近或周圍的接收機(jī)設(shè)備(例如，pru484)發(fā)送功率。在一個示例性實施例中，發(fā)射天線714(或另一個天線)可以從pru484接收關(guān)于其已經(jīng)接收的功率量的確認(rèn)，如結(jié)合圖4描述的。發(fā)射天線714(或另一個天線)還可以從pru484接收關(guān)于pru484的各種規(guī)范的信息，如下文描述的。發(fā)射天線714(或另一個天線)還可以從pru484接收關(guān)于pru484充滿電的確認(rèn)。在一個實施例中，發(fā)射天線714(或另一個天線)可以經(jīng)由藍(lán)牙低能量(ble)鏈路來與pru484進(jìn)行通信。

在一個示例性實施例中，ptu704可以不無期限地保持開啟。這防止ptu704在其周界中的pru484充滿電之后很長時間在運(yùn)行(如果發(fā)射天線714無法在pru484充滿電時從其接收錯誤確認(rèn)，則可以發(fā)生上述情況)。用戶可以將ptu704編程為在期望的時間量之后關(guān)閉。為了防止ptu704在另一個pru484被放置在其周界中時自動關(guān)閉，ptu704可以在沒有在其周界中檢測到運(yùn)動的設(shè)定時段之后自動關(guān)閉，如下文描述的。用戶能夠設(shè)定不活動時間間隔并且按期望對其進(jìn)行改變。舉一個非限制性示例，在pru484初始完全沒電的假設(shè)之下，該時間間隔可以比將pru484充滿電所需要的時間間隔長。

ptu704還可以包括發(fā)送電路706。發(fā)送電路706可以包括用于生成振蕩信號(例如，rf信號)的振蕩器723。發(fā)送電路706可以經(jīng)由rf信號向發(fā)射天線714提供rf功率，引起關(guān)于發(fā)射天線714的能量(例如，磁通量)的生成。ptu704可以以任何適當(dāng)頻率(例如，6.78mhzism頻帶)來操作。

發(fā)送電路706可以包括固定電阻匹配電路709，其用于將發(fā)送電路706的電阻(例如，50歐姆)與發(fā)射天線714進(jìn)行匹配。發(fā)送電路706還可以包括低通濾波器(lpf)708，其被配置為將諧波發(fā)射降低到防止pru484的自干擾的水平。其它示例性實施例可以包括不同的濾波器拓?fù)?，諸如對特定頻率進(jìn)行衰減并且使其它頻率通過的陷波濾波器。發(fā)送電路706還可以包括驅(qū)動器電路724，其被配置為驅(qū)動rf信號。其它示例性實施例可以包括可以基于可測量發(fā)送度量(諸如去往發(fā)射天線714的輸出功率或去往驅(qū)動器電路724的dc電流)進(jìn)行改變的適應(yīng)性電阻匹配。發(fā)送電路706還可以包括分立設(shè)備、分立電路和/或集成組裝的組件。從發(fā)射天線714輸出的示例性rf功率可以是從0.3瓦到20瓦或者可以是更高或更低的值。

發(fā)送電路706還可以包括控制器715，除其它功能之外，控制器715還用于在pru484的發(fā)送階段(或工作周期)期間選擇性地啟用振蕩器723?？刂破?15還可以調(diào)整振蕩器723的頻率或相位。在傳輸路徑中調(diào)整振蕩器723的相位和相關(guān)的電路可以允許減少帶外發(fā)射，尤其是當(dāng)從一個頻率轉(zhuǎn)變到另一個頻率時?？刂破?15還可以調(diào)整振蕩器723的輸出功率水平以實現(xiàn)用于與pru484進(jìn)行交互的通信協(xié)議。

控制器715還可以基于其發(fā)送的以及從發(fā)送電路706中的其它組件接收的數(shù)據(jù)來執(zhí)行計算。發(fā)送電路706還可以包括用于暫時地或永久地存儲數(shù)據(jù)的存儲器770，以用于在那些計算中使用。存儲器770還可以存儲ptu704和/或pru484的組件的各種規(guī)范以用于在計算中使用，如下文描述的。

控制器715可以收集并且跟蹤關(guān)于可以與ptu704相關(guān)聯(lián)的pru484的下落和狀態(tài)的信息。因此，發(fā)送電路706可以包括存在檢測器780(例如，運(yùn)動檢測器)以在pru484進(jìn)入充電區(qū)域時檢測要充電的pru484的初始存在并且在這種情況下打開ptu704。存在檢測器780可以經(jīng)由發(fā)射天線714或另一個適當(dāng)天線(未在圖7中示出)來檢測pru484?？刂破?15可以響應(yīng)于來自存在檢測器780的存在信號來調(diào)整去往或來自驅(qū)動器電路724的功率量。隨后，發(fā)射天線714可以向pru484傳輸rf功率。

發(fā)送電路706還可以包括負(fù)載檢測電路716，其用于監(jiān)測流到驅(qū)動器電路724的電流，該電流可以受充電區(qū)域的鄰域中的pru484或非順從設(shè)備(比如，圖4的非順從物體486)的存在或不存在(如由存在檢測器780檢測的)影響?？刂破?15還可以檢測驅(qū)動器電路724上的負(fù)載變化以確定是否啟用振蕩器723。

在一些實施例中，發(fā)送電路706還可以包括能量測量電路775。如圖7所示，能量測量電路775耦合到控制器715。在其它實施例中，能量測量電路775可以包括控制器715的組件。能量測量電路775可以用于檢測影響充電區(qū)域的非順從物體486的存在。在一些實施例中，能量測量電路775可以包括圖5的吉爾伯特乘法器單元500和/或圖6的積分器600。能量測量電路775可以確定經(jīng)由發(fā)射天線714發(fā)送的功率或能量是否是不知去向的并且在多大程度上是不知去向的(例如，確定丟失功率或能量數(shù)量)。如上文關(guān)于圖4a-b描述的，能量測量電路775可以將由ptu404或ptu704傳輸?shù)哪芰?例如，電流和電壓的乘積的積分)與pru484在大致相同的時間段內(nèi)所吸收的能量進(jìn)行比較。在一些實施例中，該時間段可以包括一秒的一部分(例如，250-500毫秒)。在其它實施例中，該時間段可以是時間的更小部分(例如，10毫秒、25毫秒、100毫秒等)或時間的更大部分(500毫秒、1秒、2秒等)。在一些實施例中，該時間段可以包括比采樣間隔大的時間段(例如，大于1倍、2倍、5倍、10倍等)。pru484可以將吸收的能量經(jīng)由ble鏈路或其它通信鏈路發(fā)送到ptu404和/或ptu704。在一些實施例中，替代發(fā)送能量測量結(jié)果或除發(fā)送能量測量結(jié)果之外，pru484可以將與吸收的能量相關(guān)的數(shù)據(jù)(例如，電流、電壓等)發(fā)送到ptu404和/或ptu704，以用于ptu404和/或ptu704確定在一時間段內(nèi)在pru484處接收的能量數(shù)量。在其中存在多個pru484的一些實施例中，ptu704可以從每個pru484接收用于指示相應(yīng)的pru484所吸收的能量的消息。隨后，能量測量電路775可以將從每個pru484吸收的能量的總和與ptu704所傳輸?shù)目偰芰窟M(jìn)行比較。在一些實施例中，能量測量電路775可以確定傳輸?shù)哪芰亢臀盏哪芰恐g的差值超過門限。如果超過門限，則能量測量電路775可以隨后確定存在非順從物體486。隨后，能量測量電路775或控制器715可以關(guān)閉去往ptu704的功率。在另一個實施例中，能量測量電路775或控制器715可以替代地或另外地調(diào)整功率水平和/或改變從ptu704到pru484的功率傳輸?shù)臓顟B(tài)，而不是簡單地關(guān)閉ptu704。在一些實施例中，能量測量電路775的以上功能可以由控制器715來執(zhí)行。在這些實施例中，可以將能量測量電路775從發(fā)送電路706中排除。

圖8是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的可以用在圖1的無線功率傳輸系統(tǒng)中的pru484(如圖4中)的功能性框圖。

pru484可以包括接收電路810，接收電路810包括pru484的各種組件。接收電路810可以包括用于從發(fā)射天線(例如，圖7的發(fā)射天線714)接收功率的接收天線818。pru484還可以耦合到負(fù)載850以向其提供接收到的功率。負(fù)載850可以在pru484外部，或者負(fù)載850可以集成到pru484中(未示出)。接收電路810還可以包括用于協(xié)調(diào)pru484的處理的處理器816，如下文描述的。接收電路810還可以包括能量測量電路875。如圖8所示，能量測量電路875耦合到處理器816。在其它實施例中，能量測量電路875可以包括處理器816的組件。

可以將接收天線818調(diào)諧為在與發(fā)射天線714(圖7)相似的頻率處共振或指定的頻率范圍內(nèi)共振?？梢耘c發(fā)射天線714類似地來設(shè)定接收天線818的尺寸，或者可以基于負(fù)載850的尺寸來以不同地方式設(shè)定接收天線818的尺寸。在一個實施例中，接收天線818可以經(jīng)由藍(lán)牙低能量(ble)鏈路來與發(fā)射天線714進(jìn)行通信。該通信可以允許pru484向ptu704發(fā)送反饋數(shù)據(jù)，這可以允許ptu704改變其磁場的強(qiáng)度以調(diào)整傳輸給pru484的電能。如果負(fù)載850包括比發(fā)射天線714的長度的直徑小的直徑或長度尺寸，則接收天線可以被實現(xiàn)為多匝線圈以減小調(diào)諧電容器(未示出)的電容值并且增加接收線圈的電阻。例如，可以將接收天線818放在負(fù)載850的本質(zhì)周界附近，以便使天線直徑最大化并且減少接收天線818的環(huán)匝(例如，繞組)的數(shù)量和繞組間電容。

為了向負(fù)載850發(fā)送功率，來自發(fā)射天線714的能量可以被無線地傳播給接收天線818，并且隨后通過接收電路810的剩余部分耦合到負(fù)載850。在一些實施例中，能量測量電路875可以包括圖5的吉爾伯特乘法器單元500和/或圖6的積分器600。能量測量電路875可以確定從發(fā)射天線714經(jīng)由接收天線818接收的功率或能量。如上文關(guān)于圖4a-b描述的，能量測量電路875可以確定pru484在與ptu404和/或圖7的ptu704的能量測量電路775確定發(fā)送的能量數(shù)量大致相同的時間段內(nèi)吸收的能量(例如，電流和電壓的乘積的積分)。pru484可以經(jīng)由ble鏈路或其它通信鏈路來向ptu404和/或ptu704發(fā)送所確定的經(jīng)由接收天線818吸收的能量。在一些實施例中，pru484可以向ptu404和/或ptu704發(fā)送能量數(shù)據(jù)(例如，電壓、電流等)，以用于ptu404和/或ptu704確定在pru484處吸收的能量。在其中存在多個pru484的一些實施例中，每個pru484可以向ptu404和/或ptu704發(fā)送相應(yīng)的pru484所吸收的能量。隨后，如上文關(guān)于圖7描述的，ptu404和/或ptu704的控制器715和/或能量測量電路875可以至少部分地基于來自一個或多個pru484的能量測量結(jié)果，來檢測非順從物體486的存在。

對于更高效的能量傳輸，接收電路810可以向接收天線818提供電阻匹配。為了幫助實現(xiàn)這一點(diǎn)，接收電路810可以包括功率轉(zhuǎn)換電路806，其用于將接收到的rf能源轉(zhuǎn)換成供負(fù)載850使用的充電功率。

功率轉(zhuǎn)換電路806可以包括rf到dc轉(zhuǎn)換器820，其用于將在接收天線818處接收到的rf能量信號整流成具有輸出電壓的非交替功率。rf到dc轉(zhuǎn)換器820可以是部分或全整流器、調(diào)節(jié)器、電橋、倍頻器、線性或開關(guān)轉(zhuǎn)換器等。

功率轉(zhuǎn)換電路806還可以包括dc到dc轉(zhuǎn)換器822(或其它功率調(diào)節(jié)器)，其用于將所整流的rf能量信號轉(zhuǎn)換成與負(fù)載850兼容的勢能(例如，電壓)。

接收電路810還可以包括開關(guān)電路812，其用于將接收天線818連接到功率轉(zhuǎn)換電路806或者從功率轉(zhuǎn)換電路806斷開。將接收天線818從功率轉(zhuǎn)換電路806斷開可以中止對負(fù)載850的充電和/或改變?nèi)鏿tu704所“看見”的“負(fù)載”850。

在一些實施例中，ptu705可以要求pru484進(jìn)行如下的“校準(zhǔn)”過程。可以生成pru484功率吸收中的“步驟”，該步驟可以被添加到現(xiàn)有負(fù)載。例如，可以通過在dc-dc轉(zhuǎn)換器822處或者在所整流的輸出處切換電阻式負(fù)載來實現(xiàn)該步驟。相應(yīng)地，pru484和ptu704兩者進(jìn)行新的測量。假設(shè)在整體功率遞送系統(tǒng)中沒有發(fā)生其它變化，則ptu704和pru484可以記錄功率相對于先前測量結(jié)果的“差值”或變化。與額外功率的實際值無關(guān)，只要可以利用足夠的分辨率來測量功率的變化，這就將提供效率系數(shù)，該效率系數(shù)可以用于更好地評估由ptu704遞送的并且與pru484相關(guān)聯(lián)的總功率。可以順序地完成多個步驟，以便更好地避免在系統(tǒng)中發(fā)生由其它變化導(dǎo)致的誤差。

然而，該校準(zhǔn)可能不會解釋損耗的額外分量：pru484金屬組件中感應(yīng)出的熱量以及僅由在ptu704上存在pru484生成的其它損耗?？梢酝ㄟ^另一個過程來評估這些損耗：當(dāng)將pru484放置在ptu704上時，并且在pru484吸收功率之前，ptu704可以將關(guān)于整體功率吸收的并且與pru484相關(guān)聯(lián)的變化記錄成固定的(不是pru484所測量的)損耗。如果同時將多個pru484放置在ptu704上，或者同時放置其它功率吸收物體，則整體功率吸收測量結(jié)果的變化可能不會解釋pru484?？梢酝ㄟ^pru484提供在“登錄”過程期間提供對這些損耗的“估計”來實現(xiàn)一種管理這種不準(zhǔn)確性的可能方式。該方法可能要求pru484的制造商在寄存器中存儲與將pru484放置在主ptu704上相關(guān)聯(lián)的典型的功率損耗。然后，ptu704制造商可以基于他的與主ptu相比其ptu704如何的知識來可選擇地調(diào)整該信息。該方法可以改善與丟失功率算法相關(guān)聯(lián)的誤差。

當(dāng)在ptu704充電場中存在多個pru484時，處理器816可以被配置為對一個或多個pru484的加載和卸載進(jìn)行時分復(fù)用(例如，切換)，以使其它pru484能夠更有效地耦合到ptu704。pru484的卸載(此后稱為“掩蔽”或“被掩蔽”)可以消除耦合到其它附近pru484或者減少在附近ptu704上的加載。還可以在發(fā)生其它事件時發(fā)生掩蔽，例如，檢測到向負(fù)載850提供充電功率的外部有線充電源(例如，壁式/usb功率)。卸載和加載之間的切換可以由ptu704檢測。因此，可以以特定速度來執(zhí)行卸載和加載之間的切換，以作為實現(xiàn)從pru484向ptu704發(fā)送消息的協(xié)議來起作用。舉例而言，切換速度可以是100微秒的數(shù)量級。使用該切換技術(shù)，pru484可以被配置為向ptu704發(fā)送關(guān)于pru484的各種規(guī)范，例如，用于ptu704計算ptu704和pru484之間的能量的差值的規(guī)范。

在一個示例性實施例中，ptu704和pru484之間的通信指代設(shè)備檢測和充電控制機(jī)制，而不是常規(guī)的雙向通信(例如，在使用耦合場的頻帶信令中)。換句話說，ptu704可以使用所發(fā)送的信號的開/關(guān)鍵控來調(diào)整能量在近場中是否是可用的。pru484可以將能量的這些變化解釋成來自ptu704的消息。從接收機(jī)側(cè)，pru484可以使用接收天線818的調(diào)諧和去調(diào)諧來調(diào)整正在從場接受多少功率。在一些情況下，可以經(jīng)由開關(guān)電路812來完成調(diào)諧和去調(diào)諧。ptu704可以檢測來自場的使用的功率的這個差值并且將這些變化解釋成來自pru484的消息?？梢允褂脤Πl(fā)送功率和負(fù)載850行為的其它形式的調(diào)制。

接收電路810還可以包括信令及信標(biāo)檢測器電路814，其用于識別可以是從ptu704到pru484的信息性信令的接收能量波動。處理器816可以監(jiān)測信令及信標(biāo)檢測器電路，以確定信標(biāo)狀態(tài)并且提取從ptu704發(fā)送的消息。此外，信令及信標(biāo)檢測器電路814可以用于檢測降低的rf信號能量(例如，信標(biāo)信號)的傳輸。信令及信標(biāo)檢測器電路814還可以將降低的rf信號能量整流成額定功率，以用于喚醒接收電路810內(nèi)的無動力的或功率耗盡的電路，以便將接收電路810配置用于無線充電。

圖9示出了用于(圖7的)控制器715確定是否非順從物體(例如，非順從物體或非順從設(shè)備486)正在影響充電區(qū)域(如上文關(guān)于圖7描述的)的示例性方法的流程圖900。在框902處，當(dāng)ptu704在對一個或多個pru(例如，pru484)進(jìn)行充電時，控制器715開始該方法。在框904處，控制器715確定ptu704在一時間段內(nèi)所傳輸?shù)哪芰俊Ｔ诳?06處，控制器從pru484接收每個pru484在大致相同的時間段內(nèi)所吸收的能量。至少部分地通過分別計算ptu704或pru484的電流和功率的積分，控制器715可以確定傳輸?shù)哪芰?，以及pru484可以確定吸收的能量，如上文參照圖5和6描述的。在框908處，控制器715可以將ptu704所傳輸?shù)目偰芰颗c從每個pru484吸收的能量的總和進(jìn)行比較，并且確定差值是否滿足用于可接受能量損耗額的門限。如果不能滿足，則控制器715在框916中繼續(xù)對pru484進(jìn)行充電，并且然后返回到框904。如果差值確實超過門限，則在框910處，控制器715確定存在非順從物體486。隨后在框912處，控制器715采取保護(hù)動作。在一些實施例中，保護(hù)動作可以包括控制器715關(guān)閉去往ptu704的功率。在另一個實施例中，ptu704可以替代地或另外地調(diào)整功率水平和/或改變從ptu704到pru484的功率的傳輸?shù)臓顟B(tài)，而不是簡單地關(guān)閉功率。該方法在框914處結(jié)束。

上文描述的方法的各種操作可以由能夠執(zhí)行操作的任何適當(dāng)單元(諸如各種硬件和/或軟件組件、電路和/或模塊)來執(zhí)行。通常，附圖中示出的任何操作可以由能夠執(zhí)行這些操作的相應(yīng)的功能單元來執(zhí)行。例如，用于發(fā)送功率的單元可以分別包括上文圖1、2、7和3的發(fā)射天線114、214、714或發(fā)送或接收天線352。另外，用于從一個或多個可充電設(shè)備接收該一個或多個可充電設(shè)備在第一時間段內(nèi)所接收的第一能量數(shù)量的測量結(jié)果的單元可以分別包括上文圖1、2、8和3的接收天線118、218、818或發(fā)送或接收天線352。此外，用于測量發(fā)送單元在第二時間段內(nèi)所提供的第二能量數(shù)量的單元可以包括圖7的控制器715或能量測量電路775。此外，用于確定是否除一個或多個可充電設(shè)備的物體正在吸收功率的單元可以包括圖7的控制器715或能量測量電路775。

信息和信號可以使用多種不同的工藝和技術(shù)中的任何一種來表示。例如，遍及以上描述所提及的數(shù)據(jù)、指令、命令、信息、信號、比特、符號和碼片可以由電壓、電流、電磁波、磁場或粒子、光場或粒子或者其任意組合來表示。

結(jié)合本文所公開的實施例描述的各種說明性的邏輯框、模塊、電路和算法步驟可以實現(xiàn)為電子硬件、計算機(jī)軟件或二者的組合。為了清楚地說明硬件和軟件的這種互換性，上文圍繞各種說明性的組件、框、模塊、電路和步驟的功能，已經(jīng)對它們進(jìn)行了一般性描述。至于這樣的功能是實現(xiàn)為硬件還是軟件，取決于特定的應(yīng)用以及施加在整個系統(tǒng)上的設(shè)計約束。可以針對各特定的應(yīng)用，以變通的方式來實現(xiàn)所描述的功能，但是這樣的實現(xiàn)決策不應(yīng)當(dāng)被解釋為引起脫離本發(fā)明的實施例的范圍。

結(jié)合本文所公開的實施例描述的各種說明性的框、模塊和電路可以利用被設(shè)計為執(zhí)行本文描述的功能的通用處理器、數(shù)字信號處理器(dsp)、專用集成電路(asic)、現(xiàn)場可編程門陣列(fpga)或其它可編程邏輯器件、分立門或者晶體管邏輯器件、分立硬件組件或者其任意組合來實現(xiàn)或執(zhí)行。通用處理器可以是微處理器，但是在替代的方式中，處理器可以是任何常規(guī)的處理器、控制器、微控制器或者狀態(tài)機(jī)。處理器也可以被實現(xiàn)為計算設(shè)備的組合，例如，dsp和微處理器的組合、多個微處理器、一個或多個微處理器與dsp內(nèi)核的結(jié)合，或者任何其它這樣的配置。

結(jié)合本文所公開的實施例所描述的方法或算法的步驟和功能可以直接地體現(xiàn)在硬件中，在由處理器執(zhí)行的軟件單元中或者在二者的組合中。如果在軟件中實現(xiàn)，則所述功能可以作為一個或多個指令或代碼存儲在有形的非暫時性計算機(jī)可讀介質(zhì)中或者通過其進(jìn)行傳輸。軟件模塊可以存在于隨機(jī)存取存儲器(ram)、閃存、只讀存儲器(rom)、電可編程rom(eprom)、電可擦除可編程rom(eeprom)、寄存器、硬盤、可移動盤、cd-rom或本領(lǐng)域中已知的任何其它形式的存儲介質(zhì)中。將存儲介質(zhì)耦合到處理器，以使處理器可以從存儲介質(zhì)讀取信息，以及向存儲介質(zhì)寫入信息。在代替的方式中，可以將存儲介質(zhì)整合到處理器中。如本文所使用的，磁盤和光盤包括壓縮光盤(cd)、激光光盤、光盤、數(shù)字多功能光盤(dvd)、軟盤和藍(lán)光光盤，其中磁盤通常磁性地復(fù)制數(shù)據(jù)，而光盤則利用激光來光學(xué)地復(fù)制數(shù)據(jù)。上述的組合也應(yīng)當(dāng)包括在計算機(jī)可讀介質(zhì)的范圍內(nèi)。處理器和存儲介質(zhì)可以存在于asic中。

為了概述本公開內(nèi)容的目的，本文已經(jīng)描述了本發(fā)明的某些方面、優(yōu)勢和新穎性特征。應(yīng)當(dāng)理解的是，不是所有這些優(yōu)勢都必須根據(jù)本發(fā)明的任何特定實施例是可以實現(xiàn)的。因此，本發(fā)明可以以實現(xiàn)或優(yōu)化如本文教導(dǎo)的一個優(yōu)勢或一組優(yōu)勢的方式來體現(xiàn)或執(zhí)行，而不必實現(xiàn)如可以在本文中教導(dǎo)或建議的其它優(yōu)勢。

對上文描述的實施例的各種修改將是顯而易見的，以及在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，本文所定義的通用原則可以應(yīng)用到其它實施例中。因此，本發(fā)明不旨在受限于本文示出的實施例，而是要符合與本文所公開的原則和新穎性特征相一致的最寬的范圍。