Беспроводная индукционная передача энергии с управлением температурой приемника

Беспроводная индукционная передача энергии с управлением температурой приемника

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к индукционной передаче энергии и, в частности, но не исключительно, к системе индукционной передачи энергии, подходящей для Qi - стандарта беспроводной передачи энергии.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Многие системы требуют проводного соединения и/или электрических контактов, чтобы поставлять электроэнергию к устройствам. Исключение этих проводов и контактов приводит к улучшению пользовательской практики. Традиционно это достигалось, используя аккумуляторы, находящиеся в устройствах, но этот подход обладает многими недостатками, включающими в себя дополнительный вес, большие размеры и потребность часто заменять или перезаряжать аккумуляторы. Последнее время, подход использования беспроводной индукционной передачи энергии приобрел увеличивающийся интерес.

Часть этого увеличенного интереса возникла из-за количества и разнообразия портативных и мобильных устройств, быстро увеличивавшихся в последнем десятилетии. Например, использование мобильных телефонов, планшетов, мультимедийных плееров и т.д. стало повсеместным. Такие устройства, обычно, снабжаются энергией внутренними аккумуляторами, и сценарий типичного использования часто требует перезарядки аккумуляторов или прямого проводного снабжения энергией устройства от внешнего источника питания.

Как упомянуто, большинство из современных устройств требуют, чтобы проводное соединение и/или явные электрические контакты снабжались энергией от внешнего источника питания. Однако, это, обычно, является непрактичным и требует, чтобы пользователь физически вставлял соединители, или иным способом устанавливал физический электрический контакт. Это также, обычно, бывает неудобным для пользователя, привнося множество проводов. Как правило, потребности в энергии также значительно отличаются, и, к настоящему моменту, большинство из устройств, предоставляются с их собственными специфическими источниками питания, что приводит к тому, что типичный пользователь имеет большое количество различных источников питания, при этом каждый источник питания предназначается для специфического устройства. Хотя внутренние аккумуляторы могут устранять потребность в проводном соединении к внешнему источнику питания, такой подход предоставляет лишь частичное решение, поскольку аккумуляторы будут нуждаться в перезарядке (или их замене, что дорого). Использование аккумуляторов может также значительно увеличить вес и, потенциально, стоимость, и размеры устройств.

Для того чтобы предоставлять значительно улучшенную пользовательскую практику, было предложено использовать беспроводной источник питания, в котором энергия индукционно переносится от обмотки передатчика в устройстве передатчика энергии к обмотке приемника в индивидуальных устройствах.

Передача энергии, посредством магнитной индукции, является хорошо известной концепцией, главным образом, применяемой в трансформаторах, у которых имеется сильное связывание между первичной обмоткой передатчика и вторичной обмоткой приемника. При разделении первичной обмотки передатчика и вторичной обмотки приемника между двумя устройствами, беспроводная передача энергии между устройствами становится возможной на основании принципа трансформатора со слабым связыванием.

Такая конструкция позволяет беспроводную передачу энергии к устройству, не требуя никаких проводов или физических электрических соединений. В действительности, это может просто позволять устройству, которое помещается поблизости, или поверх, обмотки передатчика, перезаряжаться или снабжаться энергией извне. Например, устройства передатчика энергии могут быть выполнены с горизонтальной поверхностью, на которую просто должно быть помещено устройство для того, чтобы снабжаться энергией.

Более того, такие конструкции беспроводной передачи энергии могут, с выгодой, быть разработаны так, что устройство передатчика энергии может использоваться с множеством устройств приемника энергии. В частности, беспроводной стандарт передачи энергии, известный как Qi - стандарт, был определен, и в настоящий момент продолжает разрабатываться. Этот стандарт позволяет, чтобы устройства передатчика энергии, которые удовлетворяют требованиям Qi-стандарта, могли использоваться с устройствами приемника энергии, которые также удовлетворяют требованиям Qi-стандарта, не требуя того, чтобы все они, обязательно, были от одного и того же производителя или обязательно являлись предназначенными друг для друга. Этот Qi-стандарт, дополнительно, включает в себя некоторые функциональные средства, позволяющие адаптировать это функционирование к специфическому устройству приемника энергии (например, зависящему от специфического потребления энергии).

Qi-стандарт разрабатывается Консорциумом беспроводной энергии, и дальнейшая информация может, например, быть найдена на их веб-сайте:

<http://www.wirelesspowerconsortium.com/index.html>, где, в частности, документы с установленными Стандартами могут быть найдены.

Системы беспроводной передачи энергии применяются в увеличивающемся разнообразии и количестве приложений. Например, работа продолжается, чтобы распространить Qi-стандарт передачи энергии так, чтобы он охватывал приложения с большой мощностью и с возможностями мощностей, превышающих 1 кВт. Такая пропускная способность большой мощности приводит к тому, что системы беспроводной передачи энергии становятся практичными для большего и большего числа приложений. Тем не менее, это также привносит множество проблем и, в частности, увеличивает риск появления нежелательных ситуаций. Следовательно, имеется потребность внести на рассмотрение аспекты управления системами беспроводной передачи энергии, которые смягчают риск появления нежелательных или даже потенциально опасных сценариев.

Например, рассматривается вопрос, чтобы беспроводная передача энергии могла использоваться в кухонной обстановке, для снабжения энергией различных кухонных приспособлений и устройств, включающих в себя устройства большой мощности, такие, как чайники, сковороды, измельчители и т.д.

Однако, в таких вариантах осуществления, дополнительные соображения должны быть приняты во внимание, для обеспечения того, чтобы нежелательные и опасные сценарии не происходили. При этом должно также рассматриваться потенциальное поведение пользователя. Например, в кухонном приложении, может существовать множество пунктов поставки энергии, включающих в себя некоторые пункты, предназначенные, чтобы нагревать сковороды или чайники, и некоторые, предназначенные для других устройств, таких, как измельчители, смесители и т.д. Специфическая планировка и используемые материалы могут зависеть от ряда факторов, включающих в себя эстетические и дизайнерские предпочтения, и поэтому различные части могут использовать различные материалы и т.д.

Однако, пользователи, вообще говоря, не будут принимать во внимание такие аспекты и, обычно, не будут задумываться о том, где должны располагаться устройства. Например, пользователь, может не обратить внимания на то, что некоторые устройства должны быть ограничены пределами специфических областей или частей рабочей поверхности, вследствие своих характеристик передачи энергии или своего приложения.

Следовательно, улучшенная система передачи энергии должна быть выгодной, и, в частности, система, позволяющая улучшать пользовательскую практику, увеличенную надежность, увеличенную гибкость, облегченную реализацию, повышенный уровень безопасности и/или улучшенные эксплуатационные характеристики, должна быть выгодной.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с этим, изобретение стремится, предпочтительно, смягчить, облегчить или устранить один, или больше, из вышеупомянутых недостатков, отдельно, или в любой комбинации.

Согласно аспекту изобретения, предоставляется система беспроводной передачи энергии, включающая в себя передатчик энергии и приемник энергии, передатчик энергии выполняется с возможностью генерировать сигнал беспроводной индукционной передачи энергии для снабжения энергией приемника энергии, система беспроводной передачи энергии, содержащая: приемник для приема первой температуры для первой части питаемого устройства, причем питаемое устройство содержит нагревательную часть, способную нагреваться энергией от сигнала передачи энергии, и первая часть представляет собой поверхность соприкосновения питаемого устройства, служащую для того, чтобы входить в соприкосновение с передатчиком энергии; компаратор для того, чтобы сравнивать первую температуру с первой опорной температурой, причем первая опорная температура показывает максимально допустимую контактную температуру для поверхности передатчика энергии, служащей для расположения приемника энергии; и контроллер, по меньшей мере, для одного из: ограничения энергии сигнала передачи энергии, и генерирования предупреждения пользователя в ответ на первую температуру, превышающую первую опорную температуру; и при этом приемник энергии содержит: первый температурный датчик, для определения второй температуры для нагревательной части питаемого устройства, передатчик, для передачи сообщений обратной связи контура управления энергией, чтобы запрашивать изменения уровня энергии сигнала передачи энергии, к передатчику энергии во время передачи энергии, и контроллер энергии, чтобы генерировать запросы на изменение энергии для сообщений обратной связи контура управления энергией в ответ на вторую температуру.

Изобретение может позволять улучшенную систему беспроводной передачи энергии, во многих вариантах осуществления. Во многих вариантах осуществления, может достигаться улучшение пользовательской практики. Подход, во многих вариантах осуществления и сценариях, может предоставлять более безопасное функционирование и меры предосторожности, может предотвращать нежелательные сценарии или ослаблять ущерб. Изобретение может, в частности, быть выгодным для сценариев, в которых множество различных устройств может снабжаться энергией одним, или больше, передатчиками энергии и/или там, где модуль предоставления энергии может содержать различные части, с различными физическими характеристиками и свойствами материалов.

Во многих вариантах осуществления, улучшенное функционирование может достигаться с помощью одной функции управления температурой, управляющей эксплуатационной температурой нагревательной части, и, следовательно, специфически, управляющей процессом нагрева, тогда как другая функция управления температурой обеспечивает термическую совместимость между передатчиком энергии и приемником энергии/питаемым устройством. Подход может позволять как точный нагрев, так и безопасное функционирование, при этом поддерживая низкий уровень сложности.

Изобретение, во многих вариантах осуществления, может предотвращать или смягчать риск повреждения поверхности объекта/устройства/приспособления, содержащего передатчик энергии. Это может быть успешно достигнуто, в большинстве случаев, без ограничения функционирования системы передачи энергии. Следовательно, система может динамически отслеживать специфический сценарий и адаптироваться к нему.

Первая опорная температура может показывать максимальную допустимую контактную температуру для поверхности, служащей для расположения приемника энергии для/во время передачи энергии. Приемник энергии может быть помещен на поверхность во время передачи энергии, и первая температура может показывать температуру поверхности соприкосновения приемника энергии, которая соприкасается с поверхностью (передатчика энергии). Поверхность может представлять собой поверхность, содержащую передающую обмотку энергии (соприкасающуюся с ней, или находящуюся вблизи с ней (обычно в пределах 1, 2, 3 или 5 см)), выполненную с возможностью генерировать сигнал передачи энергии. Максимальная допустимая контактная температура может представлять собой максимальную температуру, приемлемую для поверхности питаемого устройства, которая входит в соприкосновение с поверхностью (передатчика энергии) во время передачи энергии. Поверхность для расположения приемника энергии может, специфически, представлять собой рабочую поверхность кухонного объекта или элемента, содержащего функциональные средства беспроводной энергии (и, специфически, передатчик энергии).

Опорная температура, специфически, может представлять собой максимальную допустимую контактную температуру для поверхности, являющейся ассоциируемой с передатчиком энергии, такой, как поверхность, служащая для расположения приемника энергии/питаемого устройства, когда они снабжаются энергией передатчиком энергии. Поверхность представляет собой, специфически, поверхность для расположения питаемого устройства, содержащего приемник энергии, для передачи энергии. Опорная температура может представлять собой свойство материала части, формирующей поверхность для расположения питаемого устройства. Опорная температура может генерироваться передатчиком энергии. В некоторых вариантах осуществления, опорная температура может передаваться от передатчика энергии к приемнику энергии. Во многих вариантах осуществления, первая температура может представлять собой температуру внешней части питаемого устройства. Упомянутая часть может, специфически, представлять собой часть питаемого устройства, выполненную для соприкосновения с поверхностями модуля передатчика энергии, такую как нижняя часть питаемого устройства.

Контроллер может быть выполнен с возможностью ограничивать энергию путем завершения операции передачи энергии, и, специфически, может быть выполнен с возможностью выходить из этапа/режима передачи энергии в ответ на регистрирование того, что первая температура превышает опорную температуру.

В некоторых вариантах осуществления, контроллер может ограничивать энергию, применяя верхний предел к энергии сигнала передачи энергии.

Во многих вариантах осуществления, контроллер может быть выполнен с возможностью как ограничивать энергию, так и генерировать предупреждение пользователя в ответ на первую температуру, превышающую опорную температуру.

Первая температура может быть принята от внешнего или внутреннего источника.

Первая температура может представлять собой измеряемую температуру. В соответствии с дополнительным признаком изобретения, приемник энергии содержит второй температурный датчик, выполненный с возможностью измерять первую температуру.

Первая температура может отражать измерение температуры, и может, например, непосредственно представлять собой измеряемую температуру или температуру, выведенную из измеряемой температуры. Первая температура может отражать текущую обстановку, и аппаратура может, во многих вариантах осуществления, быть выполнена с возможностью регистрировать и реагировать на динамические изменения. Например, он может регистрировать нежелательное действие пользователя, которое приводит к тому, что первая температура превышает специфическую опорную температуру.

В соответствии с дополнительным признаком изобретения, первая температура представляет собой заранее определенную максимальную температуру поверхности соприкосновения.

Это может позволять улучшать пользовательскую практику и/или понижать сложность, во многих вариантах осуществления. Заранее определенная максимальная температура может представлять собой температуру, связанную со специфическим питаемым устройством. Опорная температура может, специфически, представлять собой заранее определенную максимальную температуру внешней поверхности части питаемого устройства, и, специфически, поверхности, служащей для того, чтобы контактировать с приемной поверхностью модуля передатчика энергии.

В соответствии с дополнительным признаком изобретения, при этом контроллер выполняется с возможностью ограничивать энергию сигнала передачи энергии в ответ на первую температуру, превышающую первую опорную температуру.

Это может предоставлять улучшенное функционирование во многих вариантах осуществления и может, в частности, позволять системе справляться с потенциальными ситуациями, где действия пользователя могут привести к потенциальному повреждению частей модуля передатчика энергии.

В соответствии с дополнительным признаком изобретения, контроллер выполняется с возможностью генерировать предупреждение пользователя в ответ на первую температуру, превышающую первую опорную температуру.

Это может предоставлять улучшенное функционирование во многих вариантах осуществления и может, в частности, позволять системе помогать пользователю или управлять его действиями, чтобы предотвращать или справляться с потенциальными ситуациями, в которых действия пользователя могут привести к потенциальному повреждению частей модуля передатчика энергии.

В соответствии с дополнительным признаком изобретения, первая часть представляет собой часть питаемого устройства, отличающуюся от нагревательной части.

В соответствии с дополнительным признаком изобретения, приемник, компаратор и контроллер содержатся в передатчике энергии.

Это может предоставлять выгодное функционирование во многих вариантах осуществления, и может, специфически, позволять передатчику энергии предохраняться от нежелательных ситуаций и потенциального повреждения.

В соответствии с дополнительным признаком изобретения, приемник выполняется с возможностью принимать первую температуру от приемника энергии.

Это может предоставлять улучшенные эксплуатационные характеристики, во многих вариантах осуществления и сценариях. В частности, более точное функционирование может достигаться во многих сценариях. В некоторых вариантах осуществления, могут быть достигнуты пониженная сложность и гибкость.

Первая температура может, например, быть принята во время этапа передачи энергии.

В соответствии с дополнительным признаком изобретения, контроллер выполняется с возможностью ограничивать энергию сигнала передачи энергии или генерировать предупреждение пользователя в ответ на то, что приемник не принимает первую температуру от приемника энергии.

Контроллер может быть выполнен с возможностью определять, было ли сообщение первой температуры принято от приемника энергии, в пределах временного интервала во время передачи энергии; и с возможностью, по меньшей мере, одного из: генерировать предупреждение пользователя и ограничивать передачу энергии, если сообщение с первой температурой не было принято, в пределах временного интервала, и не генерировать предупреждение пользователя и не ограничивать передачу энергии, если сообщение с первой температурой было принято, содержащее величину первой температуры, не превышающей первую опорную температуру.

Это может предоставлять более надежное и/или безопасное функционирование во многих вариантах осуществления.

Во многих вариантах осуществления, контроллер может быть выполнен с возможностью того, чтобы как ограничивать энергию, так и генерировать предупреждение пользователя в ответ на то, что он не принимал первую температуру от приемника энергии (например, в пределах данного временного интервала).

В соответствии с дополнительным признаком изобретения, передатчик энергии выполняется с возможностью передавать указание регистрирования первой температуры, превышающей первую опорную температуру, к приемнику энергии.

Это может, например, позволять улучшенные функциональные средства и/или улучшение пользовательской практики, во многих вариантах осуществления. Например, это может позволять генерировать предупреждение пользователя в питаемом устройстве (таком, как нагреваемая сковорода) быстрее, чем в передатчике энергии. Питаемое устройство может, например, генерировать более заметное предупреждение пользователя, которое будет, обычно, генерироваться ближе к пользователю.

В соответствии с дополнительным признаком изобретения, система беспроводной передачи энергии содержит второй передатчик энергии; и аппаратура, дополнительно, содержит: второй приемник для приема второй температуры части второго питаемого устройства, второе питаемое устройство снабжается энергией вторым приемником энергии, снабжаемым энергией вторым передатчиком энергии; второй компаратор для сравнения второй температуры со второй опорной температурой, ассоциированной со вторым передатчиком энергии; и второй контроллер, по меньшей мере, для одного из: ограничения энергии сигнала передачи энергии второго передатчика энергии и генерирования предупреждения пользователя в ответ на вторую температуру, превышающую вторую опорную температуру; при этом, вторая опорная температура отличается от первой опорной температуры.

Это может, например, позволять гибкую конструкцию, где меры предосторожности могут быть адаптированы к специфическим свойствам индивидуальных частей/поверхности аппаратуры, которые могут входить в соприкосновение с питаемым устройством. В качестве примера, кухонное приспособление может быть выполнено с возможностью предоставлять энергию к множеству питаемых устройств, и подход может позволять индивидуальную адаптацию к специфическим характеристикам различных частей приспособления.

В некоторых вариантах осуществления, аппаратура может содержать переключатель для того, чтобы выбирать опорную температуру из множества опорных температур в ответ на указание расположения для приемника энергии, каждая опорная температура является ассоциируемой с набором расположений.

Каждый набор расположений может соответствовать области поверхности модуля, содержащего передатчик энергии, или может, например, представлять собой другую часть, или элемент, модуля.

В некоторых вариантах осуществления, модуль может содержать множество передающих обмоток, или передатчиков энергии, и каждый набор расположений может являться ассоциируемым с подмножеством передатчиков энергии или передающих обмоток. Указание расположения может представлять собой указание на то, какая передающая обмотка, или какой передатчик энергии, снабжает энергией питаемое устройство или (часто это эквивалентно), какая из передающих обмоток, или какой из передатчиков энергии, находится на связи с приемником энергии.

В соответствии с аспектом изобретения, предоставляется приемник энергии для системы беспроводной передачи энергии, дополнительно включающий в себя передатчик энергии, выполненный с возможностью генерировать сигнал беспроводной индукционной передачи энергии, для снабжения энергией приемника энергии, приемник энергии, содержащий: приемник для того, чтобы принимать первую температуру для первой части питаемого устройства, питаемое устройство содержит нагревательную часть, способную нагреваться энергией от сигнала передачи энергии, и первая часть представляет собой поверхность соприкосновения питаемого устройства, служащую, чтобы входить в соприкосновение с передатчиком энергии; компаратор для того, чтобы сравнивать первую температуру с первой опорной температурой, первая опорная температура показывает максимальную допустимую контактную температуру для поверхности передатчика энергии, служащей для расположения приемника энергии; контроллер, по меньшей мере, для одного из: ограничения энергии сигнала передачи энергии и генерирования предупреждения пользователя в ответ на первую температуру, превышающую первую опорную температуру; первый температурный датчик для того, чтобы определять вторую температуру для нагревательной части питаемого устройства; передатчик, для передачи сообщений обратной связи контура управления энергией, чтобы запрашивать изменения уровня энергии сигнала передачи энергии, к передатчику энергии, во время передачи энергии; и контроллер энергии для того, чтобы генерировать запросы на изменение энергии для сообщений обратной связи контура управления энергией в ответ на вторую температуру.

В соответствии с дополнительным признаком изобретения, контроллер выполняется с возможностью генерировать запросы понижения энергии для сообщений обратной связи контура управления энергией в ответ на первую температуру, превышающую первую опорную температуру.

Это может предоставлять улучшенное функционирование, во многих вариантах осуществления, и может, в частности, предоставлять более точный нагрев питаемым устройством. Подход может позволять как точный нагрев, так и безопасное функционирование, при этом поддерживая низкий уровень сложности.

В некоторых вариантах осуществления, аппаратура может содержать передатчик для того, чтобы передавать запрос ограничения передачи энергии к передатчику энергии в ответ на регистрирование того, что первая температура превышает опорную температуру.

В соответствии с дополнительным признаком изобретения, приемник энергии, дополнительно, содержит приемник опорной температуры, для приема первой опорной температуры от передатчика энергии.

Это может предоставлять улучшенное функционирование и/или реализацию.

В соответствии с дополнительным признаком изобретения, компаратор выполняется с возможностью того, чтобы устанавливать первую опорную температуру, как заранее определенную величину, в случае отсутствия первой опорной температуры, принимаемой от передатчика энергии.

Это может предоставлять улучшенное функционирование, во многих вариантах осуществления. Это может, например, позволять приемнику энергии обеспечивать то, что он производит операции в безопасном сценарии, даже если он не является управляемым передатчиком энергии.

В соответствии с дополнительным признаком изобретения, нагревательная часть содержит индукционный нагревательный элемент, выполненный с возможностью нагреваться, посредством индукции от сигнала передачи энергии.

Нагревательный элемент может, специфически, представлять собой нагревательную пластину.

Согласно аспекту изобретения, предоставляется способ функционирования для системы беспроводной передачи энергии, включающей в себя передатчик энергии и приемник энергии, передатчик энергии выполнен с возможностью генерировать сигнал беспроводной индукционной передачи энергии, для снабжения энергией приемника энергии, способ, содержащий: принимают первую температуру для первой части питаемого устройства, питаемое устройства содержит нагревательную часть, способную нагреваться энергией от сигнала передачи энергии; сравнивают измеряемую температуру с первой опорной температурой, первая опорная температура показывает максимальную допустимую контактную температуру для поверхности передатчика энергии, служащей для расположения приемника энергии; и, по меньшей мере, одно из: ограничивают энергию сигнала передачи энергии и генерируют предупреждение пользователя в ответ на первую температуру, превышающую первую опорную температуру; температурный датчик приемника энергии определяет вторую температуру для нагревательной части питаемого устройства, приемник энергии передает сообщения обратной связи контура управления энергией, запрашивающие изменения уровня энергии сигнала передачи энергии, к передатчику энергии, во время передачи энергии, и приемник энергии генерирует запросы на изменение энергии для сообщений обратной связи контура управления энергией в ответ на вторую температуру.

Эти и другие аспекты, признаки и преимущества изобретения станут очевидными из варианта (ов) осуществления и будут разъясняться со ссылкой на вариант (ы), описываемый (ые) далее в этом документе.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Варианты осуществления изобретения будут описаны, только в качестве примера, со ссылкой на чертежи, в которых

Фиг. 1 демонстрирует пример системы передачи энергии, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения;

Фиг. 2 демонстрирует пример системы передачи энергии, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения;

Фиг. 3 демонстрирует пример элементов полумостового инвертора для передатчика энергии, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения;

Фиг. 4 демонстрирует пример элементов полномостового инвертора для передатчика энергии, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения; и

Фиг. 5 демонстрирует пример узла для снабжения энергией кухонных приспособлений;

Фиг. 6 демонстрирует пример передатчика энергии, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения;

Фиг. 7 демонстрирует пример приемника энергии, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения; и

Фиг. 8 демонстрирует пример сценария передачи энергии, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Фиг. 1, демонстрирует пример системы передачи энергии, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения. Система передачи энергии содержит передатчик 101 энергии, который включает в себя обмотку передатчика/катушку 103 индуктивности (или является связанным с ней). Система, дополнительно, содержит приемник 105 энергии, который включает в себя обмотку приемника/катушку 107 индуктивности (или является связанным с ней).

Система предоставляет беспроводную индукционную передачу энергии от передатчика 101 энергии к приемнику 105 энергии. Специфически, передатчик 101 энергии генерирует сигнал передачи энергии, который распространяется как магнитный поток, посредством обмотки передатчика 103. Сигнал передачи энергии может, обычно, иметь частоту, приблизительно, между 20 кГц и 200 кГц. Обмотка передатчика 103 и обмотка приемника 105 являются слабо связанными, и, следовательно, обмотка приемника подхватывает (по меньшей мере, часть его) сигнал передачи энергии от передатчика 101 энергии. Следовательно, энергия переносится от передатчика 101 энергии к приемнику 105 энергии через беспроводное индукционное связывание от обмотки передатчика 103 к обмотке приемника 107. Термин “сигнал передачи энергии”, главным образом, используется для того, чтобы ссылаться на индукционный сигнал между обмоткой передатчика 103 и обмоткой приемника 107 (сигнал магнитного потока), но следует принимать во внимание, что, в силу эквивалентности, этот термин может также рассматриваться, и использоваться, в качестве ссылки на электрический сигнал, предоставленный к обмотке передатчика 103, или, в действительности, на электрический сигнал обмотки приемника 107.

В дальнейшем, функционирование передатчика 101 энергии и приемника 105 энергии будут описываться со специфической ссылкой на вариант осуществления, в соответствии с Qi-стандартом (за исключением описанных в данном документе (или логически вытекающих) изменений и улучшений). В частности, передатчик 101 энергии и приемник энергии 103 могут, существенно, быть совместимыми с версией 1,0 или 1,1 Qi-стандарта (за исключением описанных в данном документе (или логически вытекающих) изменений и улучшений).

Чтобы подготавливать передачу энергии (и управлять ей) между передатчиком 101 энергии и приемником 105 энергии в системе беспроводной передачи энергии, приемник 105 энергии передает информацию к передатчику 101 энергии. Такая передача была стандартизирована в версии 1,0 и 1,1 Qi-стандарта.

На физическом уровне, канал связи от приемника 105 энергии к передатчику 101 энергии воплощается посредством использования сигнала передачи энергии, в качестве носителя. Приемник 105 энергии модулирует нагрузку обмотки приемника 105. Это приводит к тому, что появляются соответствующие изменения в сигнале передачи энергии на стороне передатчика энергии. Нагрузочная модуляция может регистрироваться через изменение в амплитуде и/или фазе электрических токов обмотки передатчика 105, или, альтернативно или дополнительно, изменение в напряжении обмотки передатчика 105. На основе этого принципа, приемник 105 энергии может модулировать данные, которые передатчик 101 энергии де-модулирует. Эти данные форматируются в байтах и пакетах. Большая информация может быть найдена в “Описание системы, Беспроводная передача энергии, Том I: Пониженная мощность, Часть 1: Определение устройства сопряжения, Версия 1,0 Июль 2010”, опубликовано Консорциумом Беспроводной Энергии” (“System description, Wireless power Transfer, Volume I: Low Power, Part 1: Interface Definition, Version 1,0 July 2010, published by the Wireless power Consortium”), доступном по адресу http://www.wirelesspowerconsortium.com/downloads/wireless-power-specification-part-1.html, также называемыми техническими условиями беспроводной Qi-энергии, в частности, глава 6: Устройство сопряжения с системой связи (chapter 6: Communications Interface).

Чтобы управлять передачей энергии, система может проходить через различные этапы, в частности, этап отбора, этап проверки связи (ping phase), этап идентификации и конфигурации, и этап передачи энергии. Большая информация может быть найдена в главе 5 части 1 технических условий беспроводной Qi-энергии.

Первоначально, передатчик 101 энергии находится на этапе отбора, на котором он просто отслеживает потенциальное присутствие приемника энергии. Передатчик 101 энергии может использовать множество способов с этой целью, например, как это описано в технических условиях беспроводной Qi-энергии. Если такое потенциальное присутствие регистрируется, передатчик 101 энергии приступает к этапу проверки связи, на котором сигнал передачи энергии временно производится. Приемник 105 энергии может применять принятый сигнал для включения питания своей электроники. После приема сигнала передачи энергии, приемник 105 энергии передает начальный пакет к передатчику 101 энергии. Специфически, пакет силы сигнала, указывающий на степень связывания между передатчиком энергии и приемником энергии, передается. Большая информация может быть найдена в главе 6.3.1 части 1 из технических условий беспроводной Qi - энергии. Следовательно, на этапе проверки связи, определяется, присутствует ли приемник 105 энергии в интерфейсе передатчика 101 энергии.

После приема сообщения силы сигнала, передатчик 101 энергии переходит на этап идентификации и конфигурации (Identification & Configuration). На этом этапе, приемник 105 энергии оставляет свою выходную нагрузку отключенной, и он устанавливает связь с передатчиком 101 энергии, используя нагрузочную модуляцию. Передатчик энергии предоставляет сигнал передачи энергии постоянной амплитуды, частоты и фазы с этой целью (за исключением изменения, вызванного нагрузочной модуляцией). Сообщения используются передатчиком 101 энергии, чтобы сконфигурировать себя, согласно запросу приемника 105 энергии.

Вслед за этапом идентификации и конфигурации, система переходит к этапу передачи энергии, на котором происходит передача фактической энергии. Специфически, передав свою потребность в электроэнергии, приемник 105 энергии подключает выходную нагрузку и поставляет ей принятую энергию. Приемник 105 энергии отслеживает выходную нагрузку и измеряет погрешность управления между текущим значением и требуемым значением определенного эксплуатационного пункта. Он передает такие погрешности управления к передатчику 101 энергии на минимальной скорости, например, каждые 250 мс, чтобы указывать эти погрешности передатчику 101 энергии, так же как и требование для изменения, или никакого изменения, сигнала передачи энергии.

Следовательно, во время этапа передачи энергии, приемник энергии управляет предоставленной энергией. Это может оказаться особенно важным для вариантов осуществления, в которых приемник энергии, непосредственно, не предоставляет энергию на внешнюю нагрузку, но у него принимающая обмотка 107, эффективно, является нагрузкой сама по себе. Например, для питаемого устройства, представляющего собой нагреваемое устройство, которое нагревается сигналом передачи энергии, принимающая обмотка 107 может быть воплощена в виде индукционного нагревательного элемента, выполненного с возможностью нагреваться с помощью индукции от сигнала передачи энергии. Например, приемник энергии может включать в себя нагревательную пластину, в которой сигнал передачи энергии г