СИСТЕМЫ, СПОСОБЫ И УСТРОЙСТВА ДЛЯ БЕСПРОВОДНОГО ЗАРЯДА Российский патент 2018 года по МПК H04B5/00 H02J50/12 

Область техники, к которой относится изобретение

Описанные здесь варианты осуществления, в общем, относятся к передаче энергии между устройствами.

Уровень техники

Беспроводная передача энергии может включать в себя беспроводную или индуктивную передачу энергии, используя неизлучающий магнитный резонанс в ближнем поле. В некоторых примерах беспроводная передача энергии может быть определена как резонансная беспроводная передача энергии через магнитную индукцию между катушками, расположенными в модуле передачи энергии (PTU), и катушками, расположенными в модуле приема энергии (PRU). Передаваемая мощность, принимаемая в PRU, может обеспечивать беспроводный заряд батареи для различных типов портативных устройств, таких как головные телефоны, смартфоны, портативные игровые или мультимедийные проигрыватели, игровые контроллеры, планшетные компьютеры, нетбуки, ноутбуки, переносные компьютерные устройства и т.д. Однако когда существует множество PTU и множество PRU в определенной области, может возникнуть проблема, называемая "поперечным соединением". Например, два или больше PTU могут попытаться выполнять беспроводный заряд одного PRU одновременно. А именно существует вероятность того, что локальный PRU подключится к PTU в удаленном местоположении из-за ошибки, в результате присущего свойству дальнего действия радиоизлучения BLE, и в связи с тем, что удаленный PTU захватывает PRU через канал управления Bluetooth с низкой энергией (BLE).

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 показан пример беспроводной системы заряда, в соответствии с одним примерным вариантом осуществления;

на фиг. 2 показана архитектура беспроводной системы заряда, в соответствии с одним примерным вариантом осуществления;

на фиг. 3 показан пример беспроводной системы заряда, в соответствии с одним примерным вариантом осуществления;

на фиг. 4 показана операция и временная характеристика PTU и PRU, в соответствии с одним примерным вариантом осуществления;

на фиг. 5 показан пример блок-схемы устройства, в соответствии с одним примерным вариантом осуществления;

на фиг. 6 показан пример потока логической обработки, в соответствии с одним примерным вариантом осуществления;

на фиг. 7 показан пример носителя информации, в соответствии с одним примерным вариантом осуществления; и

на фиг. 8 показан пример устройства, в соответствии с одним примерным вариантом осуществления.

Осуществление изобретения

Представленные здесь варианты осуществления, в общем, направлены на обеспечение систем, способов и устройств для беспроводного заряда. Последние совместные усилия по разработке стандартов для беспроводного заряда привели к множеству стандартов беспроводного заряда, таких один стандарт, одобренный Альянсом беспроводной энергии (“A4WP”). Пример беспроводного стандарта, одобренного A4WP, представляет собой “Version 1.0 Baseline System Specification (BSS)”, опубликованный в январе 2013 г. (“стандарт A4WP”). Стандарт A4WP основан на обнаружении импеданса/нагрузки и использовании объявлений (ADV) низкой энергии Bluetooth® (BLE). BLE ADV могут быть сгенерированы схемой в модуле приема энергии (PRU), в соответствии как со стандартом A4WP, так и со спецификацией Bluetooth, Версия 4.0, опубликованной в июне 2010 г. и/или в более поздних версиях или ревизиях (“стандарт BLE”). Обнаружение импеданса/нагрузки и использование BLE ADV, в соответствии со стандартом A4WP, может определять взаимосвязь (например, относительные местоположения) между PTU и одним или больше модулями приема энергии (PRU). Из-за некоторых присущих трудностей, связанных с обнаружением импеданса/нагрузки, и флуктуаций индикатора силы принимаемого сигнала BLE ADV (RSSI), может быть трудно определить, какой заряжаемый PRU получает энергию от PTU. Может возникнуть случайное поперечное соединение, что приводит к подключению PTU к удаленному PRU, который может находиться в пределах дальности действия BLE ADV, но который физически не расположен достаточно близко для беспроводного заряда. С учетом этих и других проблем, требуются примеры, описанные здесь.

Варианты осуществления настоящего раскрытия направлены на множество технических эффектов и неочевидных решений по сравнению с обычными решениями. Например, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления, определенные способы могут быть воплощены в PTU. В этих вариантах осуществления PTU могут быть выполнены с возможностью индуктивной или беспроводной передачи энергии в один или больше PRU. PTU может обнаруживать первый PRU на основе использования передаваемой короткой последовательности маяка (например, короткой последовательности маяка A4WP) для обнаружения импеданса или нагрузки при заряде, ассоциированном с первым PRU. Кроме того, в этих примерах может передаваться длинная последовательность маяка (например, длинная последовательность маяка A4WP), которая включает в себя модулированную сигнатуру в длинной последовательности маяка. Длинная последовательность маяка может приводить к тому, что первый PRU будет подавать питание для беспроводного интерфейса передачи данных с низкой энергией (например, для интерфейса BLE). Кроме того, в этих примерах получивший питание интерфейс малой мощности (BLE) может передавать пакет объявления (ADV) из первого PRU. Запрос на установление соединения может быть затем передан для установления соединения для передачи данных с первым PRU через соединение для беспроводной передачи данных с низкой энергией, если пакет ADV включает в себя сигнатуру, которая соответствует модулированной сигнатуре. PTU может переходить к следующему состоянию питания для поддержания питания первого PRU при поддержании соединения для передачи данных.

В соответствии с некоторыми другими вариантами осуществления, определенные способы могут быть воплощены в PRU. В этих и других вариантах осуществления PRU может принимать длинную последовательность маяка (например, длинную последовательность питания маяка A4WP), которая включает в себя модулированную сигнатуру, которая идентифицирует PTU, выполненный с возможностью индуктивной или беспроводной передачи энергии в PRU. Беспроводный интерфейс передачи данных с малой энергией (например, интерфейс BLE) может получать питание в ответ на прием длинной последовательности маяка. Модулированная сигнатура может быть декодирована, и может быть сгенерирован пакет ADV, который включает в себя декодированную сигнатуру. Кроме того, в этих других примерах может быть передан пакет ADV, после чего PTU может устанавливать соединение для передачи данных с PRU через беспроводный интерфейс передачи данных с низкой энергией. PTU может переходить к следующему состоянию питания для PRU, для заряда и поддержания соединения для связи.

На фиг. 1 иллюстрируется пример системы, в соответствии с по меньшей мере одним вариантом осуществления. В некоторых примерах пример системы включает в себя систему 100. Система 100, как показано на фиг. 1, включает в себя модуль 110 передачи энергии (PTU), предназначенный для взаимодействия с одним или больше модулями 120-1 - 120-n приема энергии (PRU), количество которых может составлять любое положительное целое число, большее 1. В соответствии с некоторыми примерами соединения 112-1 - 112-n для энергии и соединения 114-1 - 114-n для передачи данных могут обеспечить возможность физического и функционального взаимодействия между PTU 110 и PRU 120-1 - 120-n. Физическое взаимодействие может включать в себя беспроводную или индуктивную передачу энергии PTU 110 в любой один из PRU 120-1 - 120-n через соответствующее соединение 112-1 - 112-n для энергии. Функциональное взаимодействие может возникать через соединения 114-1 - 114-n для передачи данных, и логика и/или свойства PTU 110 или PRU 120-1 - 120-n могут быть выполнены с возможностью выполнения такого функционального взаимодействия, как администрирование сеансом или управление энергией через интерфейсы беспроводной связи с низкой мощностью через эти соединения для связи.

На фиг. 2 иллюстрируется другой пример системы. В некоторых вариантах осуществления пример системы включает в себя систему 200. Система 200, как показано на фиг. 2, включает в себя PTU 210 и PRU 220. В соответствии с некоторыми примерами, PTU 210 и PRU 220 могут быть выполнены в соответствии с одним или больше стандартами для беспроводного или индуктивного заряда нагрузки устройства, такого как стандарт A4WP.

В некоторых вариантах осуществления, как показано на фиг. 2, PTU 210 включает в себя резонатор 211 передачи, цепь 213 согласования, усилитель 215 мощности, источник 217 питания или беспроводный интерфейс 219 связи с низкой мощностью. Кроме того, как показано на фиг. 2, PRU 220 включает в себя резонатор 221 приема, выпрямитель 223, преобразователь 225 постоянного напряжения (DC-DC), нагрузку 227 устройства или беспроводный интерфейс 229 связи с малой мощностью. Для этих вариантов осуществления резонатор 211 передачи может быть выполнен с возможностью беспроводной передачи энергии через резонансное соединение в приемный резонатор 221 на рабочей частоте в промышленной, научной и медицинской (ISM) радиополосе, которая может включать в себя, но не ограничена этим, 6,78 мегагерц (МГц). Источник 217 питания может подавать питание, усилитель 215 мощности может регулировать подаваемую мощность, и цепи 213 согласования могут согласовывать импеданс для того, чтобы способствовать передаче энергии из резонатора 211 передачи. Кроме того, в этих вариантах осуществления выпрямитель 223 может использоваться для преобразования энергии, принимаемой через резонатор 221 приема из переменного тока (AC) в постоянный ток (DC), преобразователь 225 постоянного напряжения может способствовать предоставлению нагрузки постоянного тока для нагрузки 227 устройства.

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, информация управления, которая способствует беспроводной передаче энергии может быть расширена между PTU 210 и PRU 220 через соединение 220 для связи. В этих вариантах осуществления беспроводный интерфейс 219 связи с малой мощностью PTU 210 и беспроводный интерфейс 229 связи малой мощности PRU 220 могут быть сконфигурированы или могут быть выполнены с возможностью работы в соответствии с логикой или свойствами схемы 218 и 228, соответственно, в соответствии со стандартом BLE. Схема 218 или 228 может быть выполнена с возможностью передачи пакетов через беспроводные интерфейсы 219 или 229 связи с малой мощностью и через соединение 220 передачи данных, используя протокол администрирования, в соответствии со стандартом A4WP или стандартом BLE. Как более подробно описано ниже, это может включать в себя использование BLE ADV и пакеты запроса на соединение.

На фиг. 3 иллюстрируется проблема, называемая "поперечное соединение", которая может возникать, когда присутствует множество PTU и множество PRU в одной и той же области. Например, как представлено на фиг. 3, два или больше PTU 110, 116 могут попытаться беспроводно заряжать один и тот же PRU 120-1 одновременно. А именно может возникнуть возможность подключения локального PRU 120-1 к PTU 116, расположенного на удалении, по ошибке, из-за присущего свойства дальнего действия для радиоизлучения BLE, и в связи с тем, что удаленный PTU 116 может захватывать PRU 120-1 через канал управления с низкой энергией Bluetooth (BLE). Например, удаленный PTU 116 может устанавливать соединение с PRU 120-1 через соединение 119-1 для связи, просто ввиду наличия BLE. Соединение 118-1 для энергии может быть выполнено с возможностью подачи питания в PRU 120-1. В результате этого PTU 110 не устанавливает соединение 114-1 для связи и отключает соединение 112-1 для энергии, и PRU 120-1 не принимает какую-либо дополнительную энергию.

Определенные технические эффекты или решения могут быть выполнены в определенных вариантах осуществления раскрытия, например определенные варианты осуществления систем, способов и устройств, описанные здесь, могут предоставлять протокол сигналов перенаправления и формат для малой стоимости, высокой эффективности и надежного воплощения. Один примерный вариант осуществления представлен на фиг. 4, где иллюстрируется один пример беспроводного протокола передачи данных между PTU 110 и PRU 120-1. В соответствии с этим примерным вариантом осуществления, модуляция может быть инициирована PTU 110 после обнаружения пакетов объявления (ADV) BLE из PRU 120-1. PRU 120-1 передает BLE ADV и принимает исходную энергию малого заряда для установления соединения BLE. Исходный пакет BLE ADV на фиг. 4 обозначает, что PRU 120-1 поддерживает возможность сигналов перенаправления и при этом не принимается ни одно сообщение об PTU ID. Это представляет собой указатель того, что PRU 120-1 ищет соединение с локальным PTU 110.

В следующей операции, например, PTU 110 передает сообщение в PRU 120-1 путем модуляции энергии PRU 120-1. А именно сигнал сообщения накладывается, например, на сигнал заряда. Сообщение может включать в себя, например, последовательность информационных битов. Сообщение также может быть, например, кодировано. Кодер выводит последовательность кодовых битов. Кодер может представлять собой сверточный кодер, и биты кода могут дополнительно распространяться, как, например, в системе CDMA. В общем, последовательность информационных битов отображается на более длинную последовательность битов кода для последующей модуляции.

После кодирования/расширения модуляция последовательности кодовых битов может представлять собой, например, двоичную фазовую модуляцию (BPSK). Энергия заряда, принимаемая в PRU 120-1, может внезапно флуктуировать по различным причинам, например изменение нагрузки в PRU 120-1 или другом PRU 120-n, или изменение подачи в PTU 110. Флуктуация может создавать помеху для приема BPSK. Для улучшения надежности обнаружения и для улучшения надежности сообщения может дополнительно применяться дифференциальная модуляция. Например, последовательность модулированного BPSK может представлять собой 1, -1, -1, 1. Дифференциальная модулированная последовательность может затем представлять собой 1, 1, -1, 1, 1. Это позволяет в приемнике, например, PRU 102-1 детектировать последовательность кодов битов, используя принимаемый уровень мощности предыдущего кодового бита, в качестве опорного значения. Поскольку сигнал сообщения наложен на сигнал заряда, магнитуда сигнала сообщения обычно намного меньше, чем у сигнала заряда. Например, магнитуда сигнала сообщения обычно составляет приблизительно 5% или меньше, чем у сигнала заряда. Модуляция может обычно представлять собой фиксированный перепад напряжения, например 0,5В, на всех уровнях мощности.

Поскольку магнитуда принимаемого сигнала сообщения может использоваться для определения расстояния/соединения между PTU и PRU 120-1 таким образом, что PRU 120-1 может выбрать ближайший PTU 110 из-за высокой эффективности заряда, желательно, чтобы передаваемая магнитуда сигнала сообщения была такой же для всех PTU. PRU 120-1 может принимать множество сигналов сообщений из множества PTU и декодировать самое сильное сообщение для соединения с ближайшим PTU 110. Это позволяет PRU 120-1 находить ближайший PTU 110, даже если разные PTU используют разные напряжения заряда. Для обнаружения сообщения PRU 120-1 должен знать, когда PTU 110 начинает передавать сообщение.

В определенных вариантах осуществления временные характеристики операций PRU/PTU могут использоваться при объявлении (ADV) пакета. Время передачи/приема модулированного сообщения может быть выровнено с временными характеристиками BLE. Например, могут существовать три канала объявления BLE, PRU 120-1 последовательно передает ADV по всем трем каналам объявления. Поэтому PTU 110 и PRU 120-1 должны определять фактическое время начала модулированного сообщения из ADV и ID канала объявления. Например, BLE ADV может устанавливать время начала сообщения, передаваемого PTU 110. В качестве другого примера, задержка передачи может быть заранее определена для каждого канала объявления. Например, если ADV принимают из канала 1, тогда время начала передачи сообщения составляет приблизительно 500 микросекунд после прекращения ADC по каналу 1. В качестве еще одного, другого примера, прекращение события объявления может быть определено в BLE, независимо от используемого канала объявления. Поэтому время прекращения события объявления может использоваться как опорная точка синхронизации.

После передачи первого пакета ADV по фиг. 4 PRU 120-1 ожидает, что сообщение поступит в пределах временного интервала, который может быть определен. Аналогично, PTU 110, который принимает ADV, должен передавать сообщение, как определено ADV, и/или ID канала объявления и/или другими параметрами в стандарте. Модулированный сигнал выравнивают с временем пакета ADV, например, модуляция начинается в фиксированное или известное время после приема пакета ADV. Это может обеспечить для PRU 120-1 возможность обнаружения и синхронизации по времени.

В следующей операции, например, PRU 120-1 декодирует сообщение и передает его в следующем пакете ADV, в поле ID. Если PTU 110 принимает следующий пакет ADV с соответствующим ID в сообщении, он передает connect_req и переходит, например, к следующему состоянию энергии A4WP.

Возвращаясь теперь к фиг. 6, способ 600 беспроводной связи заряда поясняется, в соответствии с одним примерным вариантом осуществления. В соответствии с этим способом 600, во время операции 610, PRU 120-1 передает ADV с битом поддержки сигналов перенаправления и пустое поле ID. Во время операции 620 PTU 110 обнаруживает ADV и определяет время передачи сообщения в соответствии со способами и системами, описанными выше. При операции 630, PTU 110 начинает модуляцию энергии после (фиксированной или переменной) задержки по времени. Модуляция может представлять собой дифференциальную модуляцию CDMA/AM модуляцию со сверточным кодом, как описано в представленных выше вариантах осуществления. Во время операции 640 PRU 120-1 может, например, декодировать сообщение, и во время операции 650 PRU 120-1 передает ADV (с битом поддержки сигнала перенаправления) и ID, выделенный из сообщения, принятого из PTU 110. Во время операции 660 PTU 110 обнаруживает ADV с соответствующим ID и передает conn req, и, например, переходит к следующему состоянию питания A4WP.

Определенные технические эффекты или решения могут быть выполнены определенными вариантами осуществления раскрытия, например, определенные примерные варианты осуществления, описанные здесь, могут состоять в том, что комбинация синхронизации по времени с внешней радиопередачей для последовательности передачи энергии экономит сложность конструкции сигнала. Дифференциальные сигналы являются надежными в отношении повреждения линии передачи энергии. Кроме того, CDMA или сверточное кодирование/декодирование является надежным в отношении шумов и очень простым для воплощения в MCU.

Хотя примеры вариантов осуществления, описанные здесь, включают в себя использование двух или больше PTU и одного или больше PRU, способы и системы, описанные здесь, могут применяться в любой комбинации PTU и PRU. Хотя здесь была описана модуляция энергии в длинной последовательности маяка, модуляция может быть применима в состоянии передачи энергии, когда происходит непрерывная передача энергии, например, когда PTU уже заряжает PRU 120-1, и новый PRU 120-2 помещают в PTU. Следует понимать, что представленные выше примеры технических эффектов и/или решений настоящего раскрытия являются просто иллюстративными, и могут существовать различные другие технические эффекты и/или другие преимущества.

На фиг. 5 иллюстрируется блок-схема примера устройства, которое может представлять собой любое одно из PTU или PRU, описанных выше, в соответствии, по меньшей мере, с одним вариантом осуществления раскрытия. Как показано на фиг. 5, устройство включает в себя устройство 500. Хотя устройство 500, показанное на фиг. 5, имеет ограниченное количество элементов в определенной топологии или конфигурации, можно понимать, что устройство 500 может включать в себя больше или меньше элементов в альтернативных конфигурациях, как описано для заданного варианта осуществления.

Устройство 500 может включать в себя компонент PTU (например, PTU 110), который может представлять собой воплощенное встроенное программное обеспечение, и может иметь схему 520, выполненную с возможностью выполнения одного или больше компонентов 522-a. Следует отметить, что “a” и “Z?” и “c”, и аналогичные обозначения, используемые здесь, предназначены для переменных, представляющих любое положительное целое число. Таким образом, например, если вариант осуществления устанавливает значение для а = 6, тогда полный набор компонентов 522-a может включать в себя компоненты 522-1, 522-2, 522-3, 522-4, 522-5 или 522-6. Эти примеры не ограничены данным контекстом.

В некоторых вариантах осуществления, как показано на фиг. 5, устройство 500 включает в себя схему 520. Схема 520 может, в общем, быть выполнена с возможностью исполнения одного или больше компонентов 522-a. Схема 520 может представлять собой любой из различных коммерчески доступных процессоров, включая в себя, без ограничений, процессоры AMD® Athlon®, Duron® и Opteron®; внедренное приложение ARM® и защищенные процессоры; процессоры IBM® и Motorola® DragonBall® и PowerPC®; процессоры Cell IBM и Sony®; Qualcomm® Snapdragon®; Intel® Celeron®, Core (2) Duo®, Core i3, Core i5, Core i7, Itanium®, Pentium®, Xeon®, Atom® и процессоры XScale®; и аналогичные процессоры. Двойные микропроцессоры, многоядерные процессоры и другие многопроцессорные архитектуры также могут использоваться как схема 520. В соответствии с этим в некоторых примерах схема 520 также может представлять собой специализированную интегральную схему (ASIC), и компоненты 522-a могут быть воплощены как аппаратные элементы ASIC.

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, устройство 500 может включать в себя компонент 522-1 обнаружения. Компонент 522-1 обнаружения может быть выполнен со схемой 520, для обнаружения первого PRU на основе использования переданной короткой последовательности маяка для обнаружения импеданса или нагрузки заряда, ассоциированного с первым PRU. С этой целью переданная короткая последовательность маяка может быть включена в короткую последовательность (последовательности) 505 маяка и обнаружение может быть включено в информацию 510 импеданса.

В некоторых вариантах осуществления устройство 500 также может включать в себя компонент 522-2 сигнатуры. Компонент 522-2 сигнатуры может быть выполнен со схемой 520 для генерирования сигнатуры. В этих вариантах осуществления сигнатура может представлять собой случайно сгенерированный сигнатурой компонент 522-2.

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, устройство 500 может также включать в себя компонент 522-3 маяка. Компонент 522-3 маяка может быть выполнен со схемой 520 для передачи длинной последовательности маяка, которая включает в себя модулированную сигнатуру в длинной последовательности маяка для сигнатуры, генерируемой компонентом 522-2 сигнатуры. Длинная последовательность маяка может побуждать первый PRU подать питание в интерфейс беспроводной передачи данных с малой мощностью (например, интерфейс BLE). Для этих вариантов осуществления длинная последовательность маяка может быть включена в длинную последовательность 515 маяка.

В некоторых вариантах осуществления устройство 500 может включать в себя компонент 522-4 приема. Компонент 522-4 приема может быть выполнен со схемой для приема пакета ADV из первого PRU. Для этих вариантов осуществления пакет ADV мог быть включен в пакет (пакеты) 535 ADV.

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, устройство 500 может включать в себя компонент 522-5 соединения. Компонент 522-5 соединения может быть выполнен со схемой 520 для передачи запроса на установление соединения, для установления соединения для передачи данных с первым PRU через беспроводный интерфейс передачи данных с малой энергией, если пакет ADV включает в себя сигнатуру, которая согласована с модулированной сигнатурой. Для таких вариантов осуществления запрос на установление соединения может быть включен в запрос на установление соединения 540.

В некоторых вариантах осуществления устройство 500 может включать в себя компонент 522-6 передачи. Компонент 522-6 передачи может быть выполнен как схема, которая обеспечивает передачу энергии в первый PRU для поддержания соединения для передачи данных. Для этих вариантов осуществления информация 545 управления может включать в себя информацию администрирования или информацию управления, которая способствует беспроводной или индуктивной передаче энергии в первом PRU.

Здесь включен набор логических потоков, представляющих пример методологий для выполнения новых аспектов раскрытой архитектуры. Хотя с целью упрощения пояснения одна или больше методологий, представленных здесь, показана и описана как последовательность действий, для специалистов в данной области техники будет понятно, и они оценят, что методологии не ограничены порядком действий. Некоторые действия могут возникать, в соответствии к данным описанием, в другом порядке и/или одновременно с другими действиями, чем те, которые показаны и описаны здесь. Например, для специалистов в данной области техники будет понятно, и они оценят, что методология, в качестве альтернативы, может быть представлена как последовательность не взаимосвязанных состояний или событий, таких как в диаграмме состояний. Кроме того, не все действия, представленные в методологии, могут потребоваться для нового воплощения.

Логический поток может быть воплощен в программном обеспечении, встроенном программном обеспечении и/или в аппаратных средствах. В вариантах осуществления на основе программного обеспечения и встроенного программного обеспечения логический поток может быть воплощен с помощью компьютера, исполняемых инструкций, сохраненных на по меньшей мере одном энергонезависимом считываемом компьютером носителе информации или считываемом устройством носителе информации, таком как оптический, магнитный или полупроводниковый накопитель. Варианты осуществления не ограничены в этом контексте.

На фиг. 7 иллюстрируется вариант осуществления примера носителя информации, который может быть встроен в компонент PTU (например, PTU 110) или в компонент PRU (например, 120-1), в соответствии с, по меньшей мере, одним вариантом осуществления данного раскрытия. Как показано на фиг. 7, накопитель информации включает в себя носитель 700 информации. Носитель 700 информации может включать в себя изделие. В некоторых вариантах осуществления носитель 700 информации может включать в себя любой энергонезависимый, считываемый компьютером носитель информации или считываемый устройством носитель информации, такой как оптический, магнитный или полупроводниковый накопитель. Носитель 700 информации может сохранять различные типы исполняемых компьютером инструкций, таких как инструкции для воплощения потока 600 логической обработки. Примеры считываемого компьютером или считываемого устройством носителя информации могут включать в себя любые материальные накопители, выполненные с возможностью сохранения электронных данных, включая в себя энергозависимое запоминающее устройство или энергонезависимую запоминающее устройство, съемное или несъемное запоминающее устройство, стираемое и/или не стираемое запоминающее устройство, перезаписываемое или перезаряжаемое запоминающее устройство и т.д. Примеры инструкций, выполняемых компьютером, могут включать в себя любой соответствующий тип кода, такой как код источника, компилируемый код, интерпретируемый код, исполнительный код, статический код, динамический код, объектно-ориентированный код, визуальный код и т.п. Эти примеры не ограничены данным контекстом.

На фиг. 8 иллюстрируется вариант осуществления устройства 1100. В некоторых вариантах осуществления устройство 1100 может быть сконфигурировано или может быть выполнено с возможностью либо предоставления энергии, или приема энергии через беспроводную или индуктивную передачу энергии. Устройство 1100 может воплощать, например, устройство 500/800, носитель 700/1000 информации и/или логическую схему 1170. Логическая схема 1170 может включать в себя физические цепи для выполнения операций, описанных для устройства 500/800. Как показано на фиг. 8, устройство 1100 может включать в себя радиоинтерфейс 1110, схему 1120 в основной полосе пропускания и вычислительную платформу 1130, хотя варианты осуществления не ограничены данной конфигурацией.

Устройство 1100 может воплощать некоторые или все из структуры и/или операций для устройства 500/800, носителя 700/1000 информации и/или логической схемы 1170 в одном вычислительном объекте, таком как объект в пределах одного устройства. Варианты осуществления не ограничены этим контекстом.

Радиоинтерфейс 1110 может включать в себя компонент или комбинацию компонентов, выполненных с возможностью передачи и/или приема сигналов модулированных с одной несущей или множеством несущих (например, включая в себя модуляцию с комплементарным кодом (CCK) и/или символы мультиплексирования с ортогональным частотным разделением (OFDM) и/или мультиплексирования с частотным разделением одной несущей (символы SC-FDM), хотя эти варианты осуществления не ограничены каким-либо конкретным радиоинтерфейсом или схемой модуляции. Радиоинтерфейс 1110 может включать в себя, например, приемник 1112, передатчик 1116 и/или синтезатор 1114 частоты. Радиоинтерфейс 1110 может включать в себя управление смещением, кварцевый генератор и/или одну или больше антенн 1118-f. В другом варианте осуществления, в радиоинтерфейсе 1110 могут использоваться внешние генераторы, управляемые напряжением (VCO), фильтры поверхностной акустической волны, фильтры промежуточной частоты (IF) и/или фильтры RF, в соответствии с необходимостью. Учитывая различные конструкции интерфейса RF, широкое их описание здесь исключено.

Схема 1120 в основной полосе пропускания может передавать данные с радиоинтерфейсом 1110 для обработки, приема и/или передачи сигналов и может включать в себя, например, аналого-цифровой преобразователь 1122 для преобразования с понижением частоты принимаемых сигналов, цифроаналоговый преобразователь 1124 для преобразования сигналов для передачи с повышением частоты. Кроме того, схема 1120 в основной полосе пропускания может включать в себя схему 1126 обработки сигналов в основной полосе пропускания или на физическом уровне (PHY) для обработки на уровне соединения PHY соответствующих сигналов приема/передачи. Схема 1120 в основной полосе пропускания может включать в себя, например, схему 1128 обработки для управления доступом к среде (MAC)/обработки уровня соединения для передачи данных. Схема 1120 в основной полосе пропускания может включать в себя контроллер 1132 памяти для связи со схемой 1128 обработки MAC и/или вычислительную платформу 1130, например, через один или больше интерфейсов 1134.

В некоторых вариантах осуществления схема 1126 обработки PHY может включать в себя конструкцию фрейма и/или компонент обнаружения, в комбинации с дополнительной схемой, такой как буферная память, для конструирования и/или разборки в фреймах передачи данных (например, содержащих подфреймы). В качестве альтернативы или в дополнение, схема 1128 обработки MAC может совместно использовать обработку для обработки определенных из этих функций или выполнения этой обработки, независимо от схемы 1126 обработки PHY. В некоторых вариантах осуществления обработка MAC и PHY может быть интегрирована в одной схеме.

Вычислительная платформа 1130 может обеспечивать вычислительные функции для устройства 1100. Как показано, вычислительная платформа 1130 может включать в себя компонент 1140 обработки. В дополнение к или в качестве альтернативы, схема 1120 в основной полосе пропускания устройства 1100 может выполнять операции обработки или логику для устройства 500/800, носителя 700/1000 информации и логической схемы 1170, используя компонент 1130 обработки. Компонент 1140 обработки (и/или PHY 1126, и/или MAC 1128) могут содержать различные аппаратные элементы, программные элементы или комбинацию их обоих. Примеры аппаратных элементов могут включать в себя устройства, логические устройства, компоненты, процессоры, микропроцессоры, схемы, схемы процессоров, схемы элементов цепей (например, транзисторы, резисторы, конденсаторы, индуктивности и т.д.), интегральные схемы, специализированные интегральные схемы (ASIC), программируемые логические устройства (PLD), цифровые сигнальные процессоры (DSP), программируемую пользователем матрицу логических вентилей (FPGA), модули памяти, логические затворы, регистры, полупроводниковое устройство, микросхемы, микрокристаллы, наборы микросхем и т.д. Примеры программных элементов могут включать в себя программные компоненты, программы, приложения, компьютерные программы, программы приложений, системные программы, программы разработки программного обеспечения, машинные программы, программное обеспечение операционной системы, промежуточное программное обеспечение, встроенное программное обеспечение, программные модули, подпрограммы, вспомогательные программы, функции, способы, процедуры, программные интерфейсы, программные интерфейсы приложения (API), наборы инструкций, вычислительный код, код компьютера, кодовые сегменты, сегменты кода компьютера, слова, значения, символы или любую их комбинацию. Определение, воплощен ли пример, используя аппаратные элементы и/или программные элементы, может изменяться в соответствии с любым набором факторов, например с требуемой скоростью расчетов, уровнями мощности, устойчивостью к теплу, бюджетом цикла обработки, значениями входных данных, значениями выходных данных, ресурсами памяти, скоростью передачи шины данных и другими конструктивными ограничениями или ограничениями рабочих характеристик, как описано для данного примера.

Вычислительная платформа 1130 может дополнительно включать в себя другие компоненты 1150 платформы. Другие компоненты 1150 платформы включают в себя общие вычислительные элементы, такие как один или больше процессоров, многоядерных процессоров, сопроцессоров, модулей памяти, наборов микросхем, контроллеров, периферийных устройств, интерфейсов, генераторов, устройств синхронизации, видеокарт, аудиокарт, мультимедийных компонентов ввода/вывода (I/O) (например, цифровых дисплеев), источников питания и т.д. Примеры модулей памяти могут включать в себя без ограничений различные типы считываемых компьютером и считываемых устройством носителей информации в форме одного или больше высокоскоростных модулей памяти, таких как постоянное запоминающее устройство (ROM), оперативное запоминающее устройство (RAM), динамическое RAM (DRAM), DRAM с двойной скоростью передачи данных (DDRAM), синхронное DRAM (SDRAM), статическое RAM (SRAM), программируемое ROM (PROM), стираемое программируемое ROM (EPROM), электрически стираемое программируемое ROM (EEPROM), запоминающее устройство типа флэш, полимерное запоминающее устройство, такое как ферроэлектрическое полимерное запоминающее устройство, запоминающее устройство на аморфных проводниках, запоминающее устройство с фазовым переходом или ферроэлектрическое запоминающее устройство, запоминающее устройство типа "кремний-оксид-нитрид-оксид-кремний" (SONOS), магнитные или оптические карты, массивы устройств, таких как приводы избыточного массива независимых дисков (RAID), твердотельное запоминающее устройство (например, запоминающее устройство USB, твердотельные приводы (SSD) и любые другие типы носителей информации, пригодные для сохранения информации.

Вычислительная платформа 1130 может дополнительно включать в себя сетевой интерфейс 1160. В некоторых вариантах осуществления сетевой интерфейс 1160 может включать в себя логическую схему и/или свойства для поддержания сетевых интерфейсов, работающих в соответствии с одной или больше беспроводной или кабельной технологиями, такими как описанные выше, для установления соединения для передачи данных через беспроводный интерфейс передачи данных с малой мощностью.

Устройство 1100 может включать в себя PTU или PRU и может представлять собой, например, оборудование пользователя, компьютер, персональный компьютер (PC), настольный компьютер, переносной компьютер, компьютер ноутбук, компьютер нетбук, планшетный компьютер, компьютер ультрабук, смартфон, переносное вычислительное устройство, встроенное электронное устройство, игровую консоль. В соответствии с этим, функции и/или конкретные конфигурации устройства 1100, описанные здесь, могут быть включены или могут быть исключены в различных вариантах осуществления устройства 1100, в соответствии с требованиями.

Варианты осуществления устройства 1100 могут быть воплощены, используя архитектуру с одним входом, одним выходом (SISO). Однако определенные варианты осуществления могут включать в себя множество антенн (например, антенны 1118-f) для передачи и/или приема, используя адаптивные антенные технологии для формирования лучей или множественного доступа с пространственным разделением (SDMA), и/или используя технологии передачи данных с множеством входов, множеством выходов (MIMO).

Компоненты и свойства устройства 1100 могут быть воплощены, используя любую комбинацию дискретных схем, с применением специализированных интегральных микросхем (ASIC), логических вентилей и/или архитектуры с одной микросхемой. Кроме того, свойства устройства 1100 могут быть воплощены, используя микроконтроллеры, программируемые логические массивы и/или микропроцессоры или любую комбинацию представленных выше, где это соответствует. Это следует отметить, что аппаратные средства, встроенное программное обеспечение и/или программные элементы могут совместно или по отдельности называться здесь "логика" или "схема".

Следует понимать, что пример устройства 1100, показанный в блок-схеме на фиг. 8, может представлять один функционально описательный пример множества потенциальных вариантов осуществления. В соответствии с этим, разделение, исключение или включение блока функций, представленных на приложенных чертежах, не подразумевает, что аппаратные компоненты, схемы, программное обеспечение и/или элементы для воплощения этих функций будут обязательно разделены, исключены или включены в варианты осуществления.

Некоторые примеры могут быть описаны, используя выражение “в одном примере” или “пример” вместе с их производными. Эти термины означают, что определенные свойства, структура или характеристика, описанные в связи с примером, включены, по меньшей мере, в один пример. Появление фразы “в одном примере” в различных местах в описании не обязательно все относятся к одному и тому же примеру.

Некоторые примеры могут быть описаны, используя выражение "соединенный", "подключенные" или “выполненный с возможностью подключения” вместе с их производными. Эти термины не обязательно предназначены для использования в качестве синонимов друг для друга. Например, описания с использованием терминов "соединенный" и/или "включенный" могут обозначать, что два или больше элементов находятся в непосредственном физическом или электрическом контакте друг с другом. Термин "включенный", однако, также может означать, что два или больше элемента не находятся в непосредственном контакте друг с другом, но все еще взаимодействуют или воздействуют друг на друга.

Следует подчеркнуть, что в раскрытии представлен раздел "Реферат", что обеспечивает для пользователя возможность быстрого ознакомления со свойством технического раскрытия. Он представлен с пониманием того, что он не будет использоваться для интерпретации или ограничения объема или значения формулы изобретения. Кроме того, в представленном выше разделе "Подробное описание изобретения", можно видеть, что различные свойства сгруппированы вместе в одном примере с целью упрощения раскрытия. Такой способ раскрытия не должен интерпретироваться как отражающий намерения того, что заявленные примеры требуют больше свойств, чем явно выражено в каждом пункте формулы изобретения. Скорее, как отражено в следующей формуле изобретения, предмет изобретения находится в менее чем во всех свойствах одного раскрытого примера. Таким образом, следующая формула изобретения тем самым внедрена в раздел "Подробное описание изобретения", при этом каждый пункт формулы изобретения рассматривается самостоятельно, как отдельный пример. В приложенной формуле изобретения термины "включающий в себя" и "в котором” используются, как простые английские эквиваленты соответствующих терминов "содержащий" и "в котором" соответственно. Кроме того, термины "первый", "второй", "третий", и т.д. используются просто как метки и не предназначены для наложения цифровых требований к их объектам.

Хотя предмет изобретения был описан, используя терминологию, специфичную для структурных свойств и/или методологических действий, следует понимать, что предмет изобретения, определенный в приложенной формуле изобретения, не обязательно ограничен конкретными особенностями или описанными выше действиями. Скорее конкретные особенности и действия, описанные выше, раскрыты как форма примера воплощения формулы изобретения.

Примеры

Примеры могут быть направлены на обеспечение устройства, включающего в себя схему для модуля передачи энергии (PTU), выполненную с возможностью индуктивной или беспроводной передачи энергии в один или больше модулей приема энергии (PRU), компонент приема, предназначенный для выполнения в схеме, для приема пакета объявления (ADV) с битом поддержки сигналов перенаправления и пустым полем ID из первого PRU, компонент обнаружения для обнаружения ADV и определения времени передачи сообщения, компонент модуляции для начала модуляции энергии после заданной задержки по времени и компонент передачи, предназначенный для передачи кодированного сообщения в первый PRU, в котором соответствующий компонент принимает ADV с битом поддержки сигналов перенаправления и ID, выделенным из первого PRU, и компонент обнаружения обнаруживает ADV с соответствующим ID и передает запрос на установление соединения в первый PRU. Сообщение может быть модулировано с использованием двоичной фазовой модуляции (BPSK). Сообщение может быть дополнительно модулировано, используя дифференциальную модуляцию или дифференциальную CDMA/модуляцию сверточного кода. Магнитуда сообщения может составлять приблизительно 10% или меньше, чем у сигнала заряда. Модуляция может представлять собой фиксированный перепад напряжения.

Другой пример может представлять собой способ передачи данных между модулем передачи энергии (PTU), выполненным с возможностью индуктивной или беспроводной передачи энергии в один или больше модулей приема энергии (PRU), способ, включающий в себя следующие этапы: первый PRU передает пакет объявления (ADV) с битом поддержки сигналов перенаправления и пустым полем ID, первый PTU обнаруживает ADV и определяет время передачи сообщения, первый PTU начинает модуляцию энергии после заданной задержки по времени, первый PRU декодирует сообщение, переданное первым PTU, первый PRU передает ADV с битом поддержки сигнала перенаправления и ID, выделенным из сообщения, и первый PTU обнаруживает ADV с соответствующим ID и передает запрос на соединение в первый PRU. Сообщение может быть модулировано, используя двоичную фазовую модуляцию (BPSK). Сообщение может быть дополнительно модулировано, используя дифференциальную модуляцию или дифференциальную модуляцию CDMA/модуляцию сверточного кода. Магнитуда сообщения может составлять приблизительно 10% или меньше, чем у сигнала заряда. Модуляция может представлять собой фиксированный перепад напряжения.

Другой пример может представлять собой считываемый устройством носитель информации, включающий в себя множество инструкций, которые в ответ на их исполнение схемой для модуля передачи энергии (PTU), выполненного с возможностью индуктивной или беспроводной передачи энергии в один или больше модулей приема энергии (PRU), обеспечивать прием схемой пакета объявления (ADV) с битом поддержки сигналов перенаправления и пустым полем ID из первого PRU, обнаружение ADV и определения времени передачи сообщения, начиная модуляцию энергии после заданной задержки по времени и передачу кодированного сообщения в первый PRU, прием ADV с битом поддержки сигнала перенаправления ADV и выделенным ID из первого PRU и обнаружение ADV с соответствующим ID для передачи запроса на соединение в первый PRU. Сообщение может быть модулировано, используя двоичную фазовую модуляцию (BPSK). Сообщение может быть дополнительно модулировано, используя дифференциальную модуляцию или дифференциальную CDMA/модуляцию сверточного кода. Магнитуда сообщения может составлять приблизительно 10% или меньше, чем магнитуда сигнала заряда. Модуляция может представлять собой фиксированный перепад напряжения.

Другой пример может представлять собой устройство, включающее в себя схему для модуля приема энергии (PRU) для индуктивного или беспроводного приема энергии из модуля передачи энергии (PTU), компонент передачи для выполнения схемы, для передачи пакета объявления (ADV) с битом поддержки сигнала перенаправления и пустым полем ID в PTU, компонент приема для приема кодированного сообщения из PTU, в котором компонент передачи передает ADV с битом поддержки сигнала перенаправления и ID, выделенным из сообщения, и PTU обнаруживает ADV с соответствующим ID и передает запрос на соединение в PRU. Сообщение может быть модулировано PTU, используя двоичную фазовую модуляцию (BPSK). Сообщение может быть дополнительно модулировано PTU, используя дифференциальную модуляцию или дифференциальную CDMA/модуляцию сверточного кода. Магнитуда сообщения может составлять приблизительно 10% или меньше, чем у сигнала заряда. Модуляция может представлять собой фиксированный перепад напряжения.

Другой пример может представлять собой считываемый устройством носитель информации, включающий в себя множество инструкций, которые в ответ на их исполнение схемой для модуля приема энергии (PRU) обеспечивают выполнение схемой передачи пакета объявлений (ADV) с битом поддержки сигналов перенаправления и пустым полем ID в модуль передачи энергии (PTU), приема кодированного сообщения из PTU, декодирования кодированного сообщения и выделения ID в кодированном сообщении и передачи ADV с битом поддержки сигналов перенаправления и ID, выделенным из сообщения, в котором PTU обнаруживает ADV с соответствующим ID и передает запрос на соединение в PRU. Сообщение может быть модулировано с помощью PTU, используя двоичную фазовую модуляцию (BPSK). Сообщение может дополнительно быть модулировано PTU, используя дифференциальную модуляцию или дифференциальную CDMA/модуляцию сверточного кода. Магнитуда сообщения может составлять приблизительно 10% или меньше, чем у сигнала заряда. Модуляция может представлять собой фиксированный перепад напряжения.

Использование – в области электротехники. Технический результат – повышение эффективности и надежности систем беспроводного заряда. В изобретении раскрыты варианты осуществления, относящиеся к системам, способам и устройствам для беспроводного заряда. В некоторых вариантах осуществления описаны способы для установки соединения между модулем передачи энергии (PTU) и модулем приема энергии (PRU) через интерфейс беспроводной связи с малой энергией. 5 н. и 20 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Устройство, включающее в себя:

схему для индуктивной или беспроводной передачи энергии на один или более модулей приема энергии (PRU), при этом схема выполнена с возможностью передачи короткой последовательности маяка;

резонатор для обнаружения, по меньшей мере частично на основе короткой последовательности маяка, нагрузки заряда, при этом схема выполнена с возможностью передачи длинной последовательности маяка после обнаружения нагрузки заряда;

интерфейс связи для приема пакета объявления (ADV) от первого PRU из одного или более PRU; при этом

резонатор выполнен с возможностью обнаружения ADV и передачи запроса на установку соединения на первый PRU.

2. Устройство по п. 1, в котором пакет ADV содержит поле идентификатора.

3. Устройство по п. 2, в котором поле идентификатора содержит уникальный идентификатор первого PRU.

4. Устройство по п. 1, в котором резонатор выполнен с возможностью обнаружения указанной нагрузки заряда по меньшей мере частично на основе изменения импеданса нагрузки заряда.

5. Устройство по п. 1, в котором схема выполнена с возможностью перехода к следующему состоянию питания для заряда указанного первого PRU.

6. Способ, содержащий этапы, на которых:

вызывают передачу короткой последовательности маяка;

обнаруживают, по меньшей мере частично на основе короткой последовательности маяка, нагрузку заряда;

вызывают передачу длинной последовательности маяка после обнаружения указанной нагрузки заряда;

определяют, что от первого PRU принят пакет объявления (ADV); и

вызывают передачу, на указанный первый PRU, запроса на установку соединения, по меньшей мере частично на основе обнаружения ADV.

7. Способ по п. 6, в котором пакет ADV содержит поле идентификатора.

8. Способ по п. 7, в котором поле идентификатора содержит уникальный идентификатор первого PRU.

9. Способ по п. 6, в котором этап обнаружения нагрузки заряда содержит подэтап, на котором обнаруживают изменение импеданса нагрузки заряда.

10. Способ по п. 6, дополнительно содержащий этап, на котором осуществляют переход к следующему состоянию питания для заряда указанного первого PRU.

11. Продукт, содержащий энергонезависимый машиночитаемый носитель, хранящий команды, вызывающие, при их исполнении одной или более машиной, выполнение этапов, на которых:

вызывают передачу короткой последовательности маяка;

обнаруживают, по меньшей мере частично на основе короткой последовательности маяка, нагрузку заряда;

вызывают передачу длинной последовательности маяка после обнаружения указанной нагрузки заряда;

определяют, что от первого PRU принят пакет объявления (ADV); и

вызывают передачу, на указанный первый PRU, запроса на установку соединения, по меньшей мере частично на основе обнаружения ADV.

12. Продукт по п. 11, в котором пакет ADV содержит поле идентификатора.

13. Продукт по п. 12, в котором поле идентификатора содержит уникальный идентификатор первого PRU.

14. Продукт по п. 11, в котором этап обнаружения нагрузки заряда содержит подэтап, на котором обнаруживают изменение импеданса нагрузки заряда.

15. Продукт по п. 11, дополнительно содержащий этап, на котором осуществляют переход к следующему состоянию питания для заряда указанного первого PRU.

16. Устройство, содержащее:

схему для беспроводного приема длинной последовательности маяка, несущую энергию от модуля передачи энергии (PTU);

интерфейс связи, выполненный с возможностью быть заряженным энергией с использованием энергии, принятой посредством длинной последовательности маяка, при этом интерфейс связи выполнен с возможностью передачи пакета объявления (ADV) и приема запроса на установку соединения от PTU.

17. Устройство по п. 16, в котором интерфейс связи содержит интерфейс связи малой мощности.

18. Устройство по п. 17, в котором интерфейс связи малой мощности содержит интерфейс малой мощности Bluetooth (BLE).

19. Устройство по п. 16, в котором схема, дополнительно, выполнена с возможностью приема энергии от PTU для зарядки.

20. Устройство по п. 16, в котором пакет ADV содержит поле идентификатора.

21. Продукт, содержащий энергонезависимый машиночитаемый носитель, хранящий команды, вызывающие, при их исполнении одной или более машиной, выполнение этапов, на которых:

определяют, что принята длинная последовательность маяка, переносящая энергию, от модуля передачи энергии (PTU);

вызывают зарядку энергией интерфейса связи, с использованием энергии, принятой посредством длинной последовательности маяка;

генерируют пакет объявления (ADV);

вызывают передачу указанного пакета ADV; и

идентифицируют запрос на установку соединения, принятого от указанного PTU.

22. Продукт по п. 21, в котором этап вызова зарядки интерфейса связи содержит подэтап, на котором заряжают интерфейс связи малой мощности.

23. Продукт по п. 22, в котором подэтап зарядки интерфейса связи малой мощности содержит подэтап, на котором заряжают интерфейс малой мощности Bluetooth (BLE).

24. Продукт по п. 21, в котором этапы, дополнительно, содержат этап, на котором принимают энергию от PTU для зарядки.

25. Продукт по п. 21, в котором пакет ADV содержит поле идентификатора.