Беспроводная индуктивная передача мощности

Беспроводная индуктивная передача мощности

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к индуктивной передаче мощности и, в частности, но не только, к системе индуктивной передачи мощности в соответствии с Qi-стандартом беспроводной передачи мощности.

Уровень техники

Многие системы требуют проводных соединений и/или электрических контактов для того, чтобы подавать электроэнергию в устройства. Исключение этих проводов и контактов обеспечивает улучшенные возможности работы пользователей. Традиционно, это достигается с использованием аккумуляторов, расположенных в устройствах, но этот подход имеет ряд недостатков, включающих в себя дополнительный вес, громоздкость и потребность часто заменять или перезаряжать аккумуляторы. В последнее время, все больший интерес привлекает подход с использованием беспроводной индуктивной передачи мощности.

Частично этот повышенный интерес обусловлен числом и разнообразием портативных и мобильных устройств, резко возросшим в последнее десятилетие. Например, стало повсеместным использование мобильных телефонов, планшетных компьютеров, мультимедийных проигрывателей и т.д. Такие устройства, в общем, питаются посредством внутренних аккумуляторов, и типичный сценарий использования зачастую требует перезаряда аккумуляторов или прямой проводной подачи питания устройства от внешнего источника питания.

Как упомянуто выше, большинство современных устройств требуют проводных соединений и/или явных электрических контактов для питания от внешнего источника питания. Тем не менее, зачастую это является непрактичным и требует от пользователя физически вставлять соединители или иным образом устанавливать физический электрический контакт. Также зачастую это является неудобным для пользователя в силу введения кусков проводов. Типично, потребности в электроэнергии также значительно отличаются, и в данный момент большинство устройств содержат собственный выделенный источник питания, что приводит к тому, что типичный пользователь имеет большое число различных источников питания, при этом каждый из источников питания выделяется конкретному устройству. Хотя внутренние аккумуляторы могут исключать потребность в проводном соединении с внешним источником питания, этот подход предоставляет только частичное решение, поскольку аккумуляторам требуется перезаряд (или замена, которая является дорогой). Использование аккумуляторов также может существенно увеличивать вес и потенциально стоимость и размер устройств.

Чтобы предоставлять значительно более широкие возможности работы пользователей, предложено использовать беспроводной источник питания, в котором мощность индуктивно передается из катушки передающего устройства в устройстве передачи мощности в катушку приемного устройства в отдельных устройствах.

Передача мощности через магнитную индукцию представляет собой известный принцип, применяемый главным образом в трансформаторах, которые имеют сильную связь между первичной катушкой передающего устройства и вторичной катушкой приемного устройства. Посредством разделения первичной катушки передающего устройства и вторичной катушки приемного устройства между двумя устройствами, беспроводная передача мощности между устройствами становится возможной на основе принципа слабосвязанного трансформатора.

Такая компоновка обеспечивает возможность беспроводной передачи мощности в устройство без необходимости проводов или физических электрических соединений. Фактически, она может обеспечивать возможность просто размещения устройства рядом или поверх катушки передающего устройства, с тем чтобы перезаряжаться или питаться внешне. Например, устройства передачи мощности могут компоноваться с горизонтальной поверхностью, на которую устройство может просто помещаться для подачи питания.

Кроме того, такие компоновки беспроводной передачи мощности преимущественно могут конструироваться таким образом, что устройство передачи мощности может быть использовано в пределах дальности устройств приема мощности. В частности, стандарт беспроводной передачи мощности, известный как Qi-стандарт, задан и в данный момент дополнительно прорабатывается. Этот стандарт обеспечивает возможность использования устройств передачи мощности, которые удовлетворяют Qi-стандарту, с устройствами приема мощности, которые также удовлетворяют Qi-стандарту, без необходимости их поставки от идентичного изготовителя или необходимости выделения друг другу. Qi-стандарт дополнительно включает в себя некоторую функциональность для обеспечения возможности адаптации работы к конкретному устройству приема мощности (например, в зависимости от конкретного потребления мощности).

Qi-стандарт разрабатывается посредством Консорциума по беспроводной передаче мощности, и дополнительная информация содержится, например, на их веб-узле: http://www.wirelesspowerconsortium.com/index.html, где, в частности, содержатся заданные документы по стандартам.

Чтобы поддерживать межсетевое и функциональное взаимодействие устройств передачи мощности и устройств приема мощности, предпочтительно, чтобы эти устройства могли обмениваться данными друг с другом, т.е. желательно, если поддерживается связь между устройством передачи мощности и устройством приема, мощности, и предпочтительно, если связь поддерживается в обоих направлениях. Пример системы беспроводной передачи мощности, обеспечивающей связь между устройством приема мощности и устройством передачи мощности, предоставляется в US2012/314745A1.

Qi-стандарт поддерживает передачу из устройства приема мощности в устройство передачи мощности, за счет этого позволяя устройству приема мощности предоставлять информацию, которая может обеспечивать возможность устройству передачи мощности адаптироваться к конкретному устройству приема мощности. В действующем стандарте, задана однонаправленная линия связи из устройства приема мощности в устройство передачи мощности, и подход основан на такой концепции, что устройство приема мощности представляет собой элемент управления. Чтобы подготавливать и управлять передачей мощности между устройством передачи мощности и устройством приема мощности, устройство приема мощности, в частности, передает информацию в устройство передачи мощности.

Однонаправленная связь осуществляется посредством выполнения посредством устройства приема мощности нагрузочной модуляции, при этом нагрузка, прикладываемая к вторичной катушке приемного устройства посредством устройства приема мощности, изменяется, с тем чтобы предоставлять модуляцию сигнала мощности. Результирующие изменения в электрических характеристиках (например, изменения в потребляемом токе) могут определяться и декодироваться (демодулироваться) посредством устройства передачи мощности.

Тем не менее, ограничение Qi-системы заключается в том, что она не поддерживает связь из устройства передачи мощности в устройство приема мощности. Кроме того, нагрузочная модуляция, к примеру, разработанная для Qi, может быть субоптимальной в некоторых вариантах применения.

В качестве примера, фиг. 1 иллюстрирует тракт подачи электропитания для типичного индукционного нагревательного прибора. Система электропитания содержит преобразователь 101 переменного тока в постоянный, который выпрямляет входное переменное напряжение (например, сети). Выпрямленный сигнал электросети подается в преобразователь 103 постоянного тока в переменный (инвертор), который генерирует высокочастотный возбуждающий сигнал, который подается в резонансный контур 105 (перестраиваемую L-C-схему) и через него в катушку 107 передающего устройства. Система включает в себя нагревательную ванночку, которая может быть представлена посредством катушки 109 приемного устройства и нагрузки R_Sole 111 (представляющей потери на вихревые токи в основании ванночки).

Фиг. 2 иллюстрирует формы сигнала напряжения тракта передачи мощности по фиг. 1. Напряжение Umains сети выпрямляется посредством преобразователя 101 переменного тока в постоянный в напряжение Udc_abs. Крупный накопительный конденсатор, который используется для того, чтобы буферизовать выпрямленное напряжение сети, обычно не применяется в этих видах вариантов применения, поскольку он способствует повышению полного искажения гармоник напряжения сети для такого варианта применения. Как результат, изменяющееся постоянное напряжение генерируется посредством преобразователя 101 переменного тока в постоянный.

Вследствие характеристик выпрямленного напряжения Udc_abs выходное напряжение Uac_HF преобразователя 103 постоянного тока в переменный имеет такую форму, как показано на фиг. 2. Нормальная рабочая частота инвертора составляет порядка 20-100 кГц.

Катушка 107 передающего устройства, вместе с катушкой 109 приемного устройства и сопротивлением R_sole, по существу представляет собой нагрузку преобразователя 103 постоянного тока в переменный. Тем не менее, вследствие характера этой нагрузки (и индуктивного, и резистивного) резонансная схема 105 типично используется между преобразователем 103 постоянного тока в переменный и этой нагрузкой для того, чтобы подавлять индуктивную часть нагрузки. Кроме того, резонансная сеть 105 типично приводит к уменьшению потерь на переключение инвертора, типично используемого в преобразователе 103 постоянного тока в переменный.

Связь между приемным устройством и передающим устройством в системе, к примеру, по фиг. 1 сталкивается с несколькими сложными задачами и трудностями. В частности, типично возникает конфликт между требованиями и характеристиками сигнала питания и потребностями связи. Типично, система требует тесного взаимодействия между функциями передачи мощности и связи. Например, система спроектирована на основе принципа индуктивного связывания только одного сигнала между передающим устройством и устройством приема мощности, а именно, непосредственно сигнала питания. Тем не менее, использование непосредственно сигнала питания не только для выполнения передачи мощности, но также и для переноса информации приводит к трудностям вследствие изменяющегося характера амплитуды сигнала питания. Например, чтобы модулировать сигнал для сигнала питания или использовать нагрузочную модуляцию, сигнал питания должен иметь достаточную амплитуду. Тем не менее, это не может быть гарантировано для сигнала питания, такого как сигнал питания по фиг. 2.

В качестве конкретного примера, использование подхода нагрузочной модуляции, при котором устройство приема мощности обменивается данными посредством нагрузочной модуляции (к примеру, в Qi-системе), требует, чтобы нормальная нагрузка была относительно постоянной. Тем не менее, это не может быть гарантировано во многих вариантах применения.

Например, если беспроводная передача мощности должна использоваться для того, чтобы питать прибор с приводом от электромотора (такой как, например, блендер), может использоваться тракт передачи мощности, аналогичный тракту передачи мощности по фиг. 1, но при этом нагрузка (соответствующая нагревательной ванночке) заменена посредством отдельного приемного индуктора (Rx-катушки), преобразователя переменного тока в постоянный и непосредственно электромотора постоянного тока. Такой тракт передачи мощности проиллюстрирован на фиг. 3.

Типичные формы сигнала напряжения и тока такого беспроводного прибора с приводом от электромотора показаны на фиг. 4. Как проиллюстрировано, ток Idc_motor электромотора имеет тенденцию быть довольно нерегулярным и прерывистым. Около переходов через нуль напряжения сети появляются интервалы отсутствия тока электромотора. Они вызываются посредством напряжения вращения электромотора. Преобразователь постоянного тока в переменный (инвертор) имеет возможность подавать ток в электромотор только в том случае, если напряжение Uac_Rx выше напряжения Udc_mot вращения, индуцируемого в электромоторе.

Чтобы управлять частотой вращения (или крутящим моментом) электромотора, датчик частоты вращения (или датчик тока) может добавляться в систему, вместе с контуром обратной связи из датчика частоты вращения в устройство передачи мощности. Вследствие характера инвертора (который может представлять собой источник напряжения или тока), преобразователь постоянного тока в переменный (инвертор) предпочтительно включен в этот контур обратной связи. Следовательно, требуется связь между частью прибора (устройством приема мощности) и частью устройства передачи мощности. Она может осуществляться посредством применения технологий нагрузочной модуляции на стороне прибора, так что изменения нагрузки могут определяться и демодулироваться на стороне передающего устройства. Эти демодулированные данные затем могут включать в себя информацию частоты вращения (или крутящего момента) электромотора или фактически любую другую информацию, которая, например, может использоваться для того, чтобы управлять передающим устройством.

Тем не менее, когда прибор с приводом от электромотора потребляет ток, амплитуда этого тока сильно связана с нагрузкой электромотора. Если изменяется электромоторная нагрузка, также изменяется ток электромотора. Это также приводит к изменению амплитуды тока инвертора вместе нагрузкой. Это изменение нагрузки создает помехи для нагрузочной модуляции, приводя к ухудшенной связи. Фактически, на практике типично очень трудно определять нагрузочную модуляцию для нагрузок, которые включают в себя электромотор в качестве части нагрузки. Следовательно, в таких сценариях, число ошибок связи является относительно высоким, или связь может использовать очень высокую энергию символов данных, за счет этого очень существенно уменьшая возможную скорость передачи данных.

Следовательно, должна быть преимущественной улучшенная система передачи мощности, и, в частности, должна быть преимущественной система, обеспечивающая улучшенную поддержку связи, повышенную надежность, повышенную гибкость, упрощенную реализацию, пониженную чувствительность к изменениям нагрузки и/или повышенную производительность.

Раскрытие изобретения

Следовательно, изобретение предпочтительно нацелено на уменьшение, облегчение или устранение одного или более вышеуказанных недостатков по отдельности или в любой комбинации.

Согласно аспекту изобретения, предусмотрено устройство передачи мощности для передачи мощности в устройство приема мощности с использованием сигнала беспроводной индуктивной передачи мощности, причем устройство передачи мощности содержит: индуктор для предоставления сигнала беспроводной индуктивной передачи мощности в ответ на возбуждающий сигнал, подаваемый в индуктор; источник питания для предоставления сигнала источника питания; генератор сигналов питания для генерирования возбуждающего сигнала из сигнала источника питания, причем генератор сигналов питания содержит: преобразователь частоты, выполненный с возможностью генерировать частоту возбуждающего сигнала таким образом, что она выше частоты сигнала источника питания, и ограничитель для ограничения мощности возбуждающего сигнала, подаваемого в индуктор, таким образом, что она ниже порогового значения, с повторяющимися временными интервалами; синхронизатор для синхронизации повторяющихся временных интервалов с сигналом источника питания; и модуль связи для обмена данными с устройством приема мощности в течение повторяющихся временных интервалов.

Изобретение позволяет предоставлять улучшенную систему передачи мощности. Оно позволяет во многих вариантах осуществления обеспечивать, поддерживать или способствовать улучшенной связи между устройством передачи мощности и устройством приема мощности. Подход позволяет, в частности, предоставлять, упрощать или поддерживать связь на основе индуктивных сигналов, сгенерированных посредством устройства приема мощности. Подход может использоваться для связи из устройства передачи мощности в устройство приема мощности и/или из устройства приема мощности в устройство передачи мощности.

Подход позволяет обеспечивать дополнительное разделение между требованиями и настройками для передачи мощности и для операций связи. Он, в частности, позволяет уменьшать влияние функциональных характеристик передачи мощности на операции связи, и наоборот. В частности, может уменьшаться или исключаться влияние изменений нагрузки при передаче мощности на производительность связи. Подход позволяет обеспечивать то, что устройство приема мощности может генерировать беспроводной сигнал, который оно может предоставлять в катушку устройства приема мощности, что приводит к индуцированию сигнала в индукторе устройства передачи мощности. Этот сгенерированный устройством приема мощности сигнал может использоваться для того, чтобы индуктивно передавать данные между устройством передачи мощности и устройством приема мощности. Подход может приводить к уменьшенной чувствительности связи к изменениям уровня сигнала источника питания.

Синхронизация с сигналом источника питания во многих вариантах осуществления позволяет упрощать работу и/или обеспечивать более надежную работу. В частности, она позволяет уменьшать влияние связи на передаче мощности и, в частности, уменьшать или даже минимизировать уменьшение мощности, передаваемой вследствие связи. Подход во многих вариантах осуществления позволяет обеспечивать улучшенную связь и позволяет упрощать синхронизацию между устройством передачи мощности и устройством приема мощности.

Синхронизатор может быть выполнен с возможностью непосредственно синхронизировать повторяющиеся временные интервалы с сигналом источника питания посредством анализа, оценки или измерения свойства сигнала источника питания. Например, изменения амплитуды сигнала источника питания могут использоваться для того, чтобы синхронизировать повторяющиеся временные интервалы. Тем не менее, в других вариантах осуществления, косвенная синхронизация повторяющихся временных интервалов с сигналом источника питания может осуществляться, например, посредством синхронизации повторяющихся временных интервалов с другим сигналом, который является синхронным с сигналом источника питания. Например, сигнал источника питания может извлекаться из другого сигнала, и синхронизация повторяющихся временных интервалов может осуществляться посредством синхронизации со свойством этого другого сигнала.

Повторяющиеся временные интервалы могут во многих вариантах осуществления синхронизироваться с амплитудой или изменениями уровня сигнала для сигнала источника питания.

Во многих вариантах осуществления, ограничитель может быть выполнен с возможностью отключать или развязывать возбуждающий сигнал от индуктора в течение повторяющихся временных интервалов. Таким образом, ограничитель может ограничивать мощность возбуждающего сигнала, подаваемого в индуктор, посредством неподачи возбуждающего сигнала в индуктор в течение повторяющихся временных интервалов.

Ограничитель типично может ограничивать мощность как составляющую не более чем самое большее 20%, 10% или 5% от максимальной мощности возбуждающего сигнала. Во многих вариантах осуществления, возбуждающий сигнал может отсоединяться из индуктора в течение повторяющихся временных интервалов, за счет этого ограничивая мощность возбуждающего сигнала, подаваемого в индуктор, до нуля.

Генератор сигналов питания, например, может быть выполнен с возможностью работать в режиме передачи мощности и режиме связи. Генератор сигналов питания может работать в режиме связи в течение повторяющихся временных интервалов. В режиме передачи мощности, возбуждающий сигнал возбуждает индуктор, чтобы предоставлять беспроводной указывающий сигнал питания. В режиме связи, возбуждающий сигнал не возбуждает индуктор, и, в частности, возбуждающий сигнал не может быть подан в индуктор. В режиме связи, устройство передачи мощности может обмениваться данными с устройством приема мощности. Режим связи может включать в себя генерирование сигнала связи и его подачу в индуктор посредством устройства передачи мощности. Альтернативно или дополнительно, режим связи может включать в себя определение или демодуляцию сигнала связи, принимаемого посредством индуктора, например, соответствующего сигналу, индуцируемому посредством сигнала индуктивной связи, предоставленного из устройства приема мощности. Связь может ограничиваться повторяющимися интервалами.

В некоторых вариантах осуществления, вся связь между устройством передачи мощности и устройством приема мощности может выполняться с повторяющимися временными интервалами. Таким образом, во многих вариантах осуществления, связь между устройством передачи мощности и устройством приема мощности не осуществляется за рамками повторяющихся временных интервалов.

Преобразователь частоты во многих вариантах осуществления может представлять собой преобразователь постоянного тока в переменный. Сигнал источника питания может представлять собой сигнал постоянного тока с изменяющимся уровнем, который преобразуется в сигнал возбуждения переменного тока. Преобразователь частоты может включать в себя инвертор.

Преобразователь частоты во многих вариантах осуществления может генерировать возбуждающий сигнал посредством включения операции, которая соответствует умножению сигнала источника питания и дополнительного сигнала, имеющего более высокую частоту. Дополнительный сигнал может соответствовать прямоугольному сигналу с двумя уровнями, и операция умножения может реализовываться с использованием переключающей схемы, такой как инвертор, возбужденный посредством сигнала переключения с более высокой частотой, чем сигнал источника питания.

Возбуждающий сигнал во многих вариантах осуществления может генерироваться в ответ на амплитудную модуляцию сигнала источника питания с помощью модулирующего сигнала, имеющего более высокую частоту, чем сигнал источника питания. Ограничитель в таком варианте осуществления может быть выполнен с возможностью ограничивать мощность возбуждающего сигнала питания посредством операций для возбуждающего сигнала или, например, может ограничивать мощность посредством ограничения мощности амплитудно модулируемого сигнала источника питания (или в случае, например, умножения посредством ограничения амплитуды модулирующего сигнала).

Сигнал источника питания во многих вариантах осуществления может генерироваться из низкочастотного сигнала переменного тока с частотой ниже 100 Гц. В частности, сигнал источника питания может генерироваться из сигнала электросети с типичной частотой 50 Гц или 60 Гц. Во многих вариантах осуществления, сигнал источника питания может быть двухполупериодной выпрямленной версией сигнала переменного тока от электросети. Таким образом, частота сигнала источника питания типично может составлять 100 Гц или 120 Гц. В большинстве вариантов осуществления, частота сигнала источника питания составляет не выше 400 Гц.

Частота возбуждающего сигнала типично составляет, по меньшей мере, 10 кГц, 20 кГц или даже 50 кГц. Возбуждающий сигнал может представлять собой сигнал, соответствующий несущей с изменяющейся амплитудой с несущей частотой, по меньшей мере, в 10 кГц, 20 кГц или даже 50 кГц и максимальной частотой изменений амплитуды не более 400 кГц (частоты вплоть до 400 кГц, например, зачастую могут использоваться в самолетах). Возбуждающий сигнал во многих сценариях может соответствовать амплитудно-модулированной несущей, при этом несущий сигнал предоставляется посредством преобразователя частоты, а сигнал амплитудной модуляции представляет собой сигнал источника питания.

Повторяющиеся временные интервалы могут представлять собой периодически повторяющиеся временные интервалы. Во многих вариантах осуществления, повторяющиеся временные интервалы могут иметь рабочий цикл не более 10%, 5% или даже в некоторых вариантах осуществления 1%.

В соответствии с необязательным признаком изобретения, сигнал источника питания представляет собой изменяющийся сигнал мощности постоянного тока.

Это позволяет предоставлять повышенную производительность и может уменьшать сложность во многих вариантах осуществления. Подход может быть, в частности, подходящим для введения связи в системы, в которых сигнал источника питания, такой как напряжение питания в возбуждающую схему для возбуждения индуктора, является непостоянным. Сигнал источника питания, например, может генерироваться посредством одно- или двухполупериодного выпрямления входного сигнала переменного тока. Сглаживание может отсутствовать и/или может быть недостаточным для того, чтобы уменьшать пульсацию до низких значений. Например, пульсация напряжения питания может составлять не менее чем 25% или даже 50% от максимального значения.

Сигнал источника питания, в частности, может иметь переменное напряжение, при этом напряжение сигнала изменяется во времени.

В соответствии с необязательным признаком изобретения, повторяющиеся временные интервалы соответствуют временным интервалам, в течение которых уровень сигнала источника питания ниже порогового значения.

Это позволяет предоставлять улучшенную связь и/или улучшенную передачу мощности. В частности, это позволяет синхронизировать повторяющиеся временные интервалы с временами, когда передача мощности, предоставленная посредством устройства передачи мощности, является менее значительной.

Пороговое значение может выбираться в зависимости от отдельного варианта осуществления или сценария. В некоторых вариантах осуществления, повторяющиеся временные интервалы могут синхронизироваться с повторяющимися и, возможно, периодическими минимумами сигнала источника питания. В частности, повторяющиеся временные интервалы могут выбираться таким образом, что они включают в себя и зачастую центрируются на моментах времени, соответствующих локальным минимумам уровня сигнала источника питания.

В соответствии с необязательным признаком изобретения, синхронизатор выполнен с возможностью синхронизировать повторяющиеся временные интервалы с периодическими изменениями амплитуды в сигнале источника питания.

Это позволяет обеспечивать сверхпреимущественную работу и во многих сценариях обеспечивает уменьшенные помехи связи, уменьшенное влияние на передачу мощности и упрощенную синхронизацию между устройством передачи мощности и устройством приема мощности.

В соответствии с необязательным признаком изобретения, сигнал источника питания содержит пульсирующий компонент, наложенный на постоянный компонент тока, и синхронизатор выполнен с возможностью синхронизировать повторяющиеся временные интервалы с пульсирующим компонентом.

Сигнал источника питания, в частности, может представлять собой комбинацию пульсирующего компонента сигнала, постоянного компонента сигнала и возможно других компонентов сигнала, таких как компонент шумового сигнала. Синхронизатор может измерять временные характеристики пульсирующего компонента сигнала и синхронизировать повторяющиеся временные интервалы с этими временными характеристиками. Например, может выполняться синхронизация с минимумами пульсирующего компонента сигнала. Подход позволяет обеспечивать улучшенную работу.

В соответствии с необязательным признаком изобретения, источник питания выполнен с возможностью генерировать сигнал источника питания в ответ на выпрямление сигнала переменного тока, при этом повторяющиеся временные интервалы синхронизируются с переходами через нуль сигнала переменного тока.

Это позволяет предоставлять улучшенную связь и/или улучшенную передачу мощности. В частности, это позволяет синхронизировать повторяющиеся временные интервалы с временами, когда передача мощности, предоставленная посредством устройства передачи мощности, является менее значительной.

В частности, повторяющиеся временные интервалы могут выбираться таким образом, что они включают в себя и зачастую центрируются на моментах времени, соответствующих переходам через нуль сигнала переменного тока.

В соответствии с необязательным признаком изобретения, ограничитель выполнен с возможностью развязывать индуктор от преобразователя частоты в течение повторяющихся временных интервалов.

Это позволяет обеспечивать низкую сложность и/или предоставлять улучшенное разделение между операциями передачи мощности и связи, за счет этого приводя к улучшенной связи.

В соответствии с необязательным признаком изобретения, модуль связи содержит генератор несущей для генерирования несущего сигнала и предоставления его в индуктор в течение повторяющихся временных интервалов.

Это позволяет предоставлять сверхпреимущественный подход для многих вариантов осуществления и во многих сценариях. В частности, это позволяет уменьшать сложность устройства приема мощности. Несущий сигнал может использоваться для того, чтобы переносить информацию посредством модуляции несущего сигнала посредством устройства передачи мощности или посредством устройства приема мощности.

В соответствии с необязательным признаком изобретения, модуль связи содержит модулятор для модуляции данных на несущий сигнал в течение повторяющихся временных интервалов.

Это позволяет предоставлять сверхпреимущественный подход во многих вариантах осуществления и во многих сценариях. В частности, это позволяет уменьшать сложность устройства приема мощности. Модуляция, например, может представлять собой амплитудную модуляцию, частотную модуляцию и/или фазовую модуляцию несущей.

В соответствии с необязательным признаком изобретения, модуль связи содержит демодулятор для демодуляции нагрузочной модуляции несущего сигнала в течение повторяющихся временных интервалов.

Это позволяет предоставлять сверхпреимущественный подход во многих вариантах осуществления и во многих сценариях. В частности, это позволяет уменьшать сложность устройства передачи мощности.

В соответствии с необязательным признаком изобретения, частота несущего сигнала отличается от частоты возбуждающего сигнала.

Изобретение позволяет обеспечивать отдельную оптимизацию сигналов, соответственно, для операций передачи мощности и связи. Подход, например, позволяет обеспечивать упрощенную модуляцию и/или демодуляцию и во многих случаях позволяет обеспечивать повышенную скорость передачи данных при связи.

Частота несущего сигнала, в частности, может быть выше возбуждающего сигнала.

В соответствии с необязательным признаком изобретения, модуль связи содержит модулятор для нагрузочной модуляции нагрузки индуктора в течение повторяющихся временных интервалов.

В некоторых вариантах осуществления, устройство приема мощности может генерировать несущий сигнал, который может использоваться посредством устройства передачи мощности для того, чтобы обмениваться данными с устройством приема мощности посредством нагрузочной модуляции несущей. Подход, например, позволяет уменьшать сложность передающего устройства и, в частности, позволяет уменьшать или исключать требования по электропитанию для устройства передачи мощности в течение повторяющихся временных интервалов.

В соответствии с необязательным признаком изобретения, модуль связи содержит демодулятор для демодуляции модулированного несущего сигнала, индуцируемого в индукторе посредством устройства приема мощности в течение повторяющихся временных интервалов.

В некоторых вариантах осуществления, устройство приема мощности может генерировать модулированный несущий сигнал, который может использоваться посредством устройства приема мощности для того, чтобы обмениваться данными с устройством передачи мощности в течение повторяющихся временных интервалов. Подход, например, позволяет уменьшать сложность передающего устройства и, в частности, позволяет уменьшать или исключать требования по электропитанию для устройства передачи мощности в течение повторяющихся временных интервалов.

В соответствии с необязательным признаком изобретения, модуль связи содержит индуктор связи для обмена данными с устройством приема мощности в течение повторяющихся временных интервалов.

В некоторых вариантах осуществления, устройство передачи мощности может содержать два индуктора, при этом один из них используется для связи, а другой используется для передачи мощности. Эти два индуктора могут связываться. Тем не менее, вследствие временного разделения между связью и передачей мощности, такое связывание не приводит к недопустимым помехам между операциями.

Подход позволяет обеспечивать отдельную оптимизацию индукторов для отдельных функций.

В соответствии с необязательным признаком изобретения, генератор сигналов питания выполнен с возможностью определять длительность повторяющихся временных интервалов в ответ на данные, принятые из устройства приема мощности.

Это позволяет предоставлять повышенную производительность и/или улучшенную работы во многих сценариях. Это позволяет обеспечивать возможность устройству приема мощности управлять, по меньшей мере, частью связи и, например, позволяет обеспечивать возможность устройству приема мощности управлять полосой пропускания линий связи, предоставленной посредством повторяющихся временных интервалов. Это позволяет обеспечивать возможность устройству передачи мощности и системе адаптироваться к различным требованиям различных устройств приема мощности и за счет этого позволяет обеспечивать улучшенный и настраиваемый компромисс, например, между характеристиками передачи мощности и характеристиками связи. В соответствии с необязательным признаком изобретения, ограничитель выполнен с возможностью связывать элемент рассеяния мощности с индуктором при инициировании повторяющегося временного интервала.

Это позволяет предоставлять повышенную производительность и, в частности, пониженное потребление мощности и уменьшенные помехи в ходе связи.

В соответствии с необязательным признаком изобретения, связывание элемента рассеяния мощности с индуктором представляет собой индуктивное связывание.

Это позволяет обеспечивать упрощенную реализацию и/или повышенную производительность.

В некоторых вариантах осуществления, элемент рассеяния мощности может связываться с катушкой связи, которая индуктивно связывается с индуктором устройства передачи мощности.

В соответствии с необязательным признаком изобретения, преобразователь частоты содержит переключающий мост для генерирования возбуждающего сигнала, и ограничитель может быть выполнен с возможностью ограничивать сигнал питания посредством постепенного изменения относительной фазы элементов переключателя переключающего моста. В начале повторяющегося временного интервала, фаза может постепенно сдвигаться (например, с длительностью перехода не менее чем 200 мкс или не менее чем 5% от длительности повторяющегося временного интервала). Это позволяет обеспечивать упрощенную реализацию и/или повышенную производительность.

В соответствии с необязательным признаком изобретения, преобразователь частоты содержит переключающий мост для генерирования возбуждающего сигнала, и ограничитель выполнен с возможностью ограничивать сигнал питания посредством мгновенного изменения возбуждающих сигналов для всех элементов переключателя переключающего моста, чтобы выключать все элементы переключателя. Это позволяет обеспечивать упрощенную реализацию и/или повышенную производительность. Элементы переключателя, в частности, могут представлять собой, например, FET или IBGT, имеющие внутренние диоды, и элементы переключателя могут компоноваться таким образом, что, по меньшей мере, некоторые внутренние диоды могут проводить ток из катушки в источник питания, когда все элементы переключателя отключаются. Это позволяет уменьшать полное потребление мощности, поскольку энергия, накопленная в резонансных схемах/магнитном поле, может быть