Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к индукционной передаче энергии и, в частности, но не исключительно, к системе индукционной передачи энергии в соответствии со стандартом беспроводной передачи энергии Qi.
Уровень техники
В последнее десятилетие произошло резкое увеличение количества и многообразия портативных и мобильных устройств, находящихся в использовании. Например, использование мобильных телефонов, планшетов, проигрывателей мультимедиа и т.д. стало повсеместным. Такие устройства, в общем, питаются энергией от внутренних аккумуляторов и обычный сценарий использования часто требует перезарядки аккумуляторов или прямого проводного питания энергией устройства от внешнего источника питания.
Наиболее современные системы требуют, чтобы провода и/или явные электрические контакты питались энергией от внешнего источника питания. Однако это, как правило, является неудобным на практике и требует, чтобы пользователь физически вставлял соединители или иным образом устанавливал физический электрический контакт. Это также, как правило, является неудобным для пользователя вследствие введения длин провода. Обычно, требования к питанию также значительно различаются, и в текущее время большинство устройств обеспечиваются их собственным предназначенным источником питания, что дает результатом, что обычный пользователь имеет большое количество разных источников питания, при этом каждый предназначен для конкретного устройства. Хотя, использование внутренних аккумуляторов может избегать необходимости в проводном соединении с источником питания во время использования, это обеспечивает только частичное решение, так как аккумуляторы нуждаются в перезарядке (или замене, что является дорогостоящим). Использование аккумуляторов также может добавлять, по существу, вес и потенциальную стоимость и размер устройствам.
Чтобы обеспечивать значительно улучшенный пользовательский опыт, было предложено использовать беспроводной источник питания, при этом энергия индуктивно передается от катушки передатчика в устройстве передатчика энергии в катушку приемника в индивидуальных устройствах.
Передача энергии посредством магнитной индукции является хорошо известной концепцией, большей частью применяемой в преобразователях, имеющих сильную связь между первичной катушкой передатчика и вторичной катушкой приемника. Посредством разделения первичной катушки передатчика и вторичной катушки приемника между двумя устройствами, беспроводная передача энергии между ними становится возможной на основе принципа слабосвязанного преобразователя.
Такая компоновка обеспечивает возможность беспроводной передачи энергии в устройство без требования, чтобы обеспечивались какие-либо провода или физические электрические соединения. В самом деле, она может просто обеспечивать возможность помещать устройство рядом с или наверху катушки передатчика, чтобы оно перезаряжалось или получало питание снаружи. Например, устройства передатчиков энергии могут быть выполнены с горизонтальной поверхностью, на которую устройство может просто помещаться, чтобы питаться энергией.
Дополнительно, такие компоновки беспроводной передачи энергии могут предпочтительно быть сконструированы так, что устройство передатчика энергии может использоваться с некоторым диапазоном устройств приемников энергии. В частности, был определен стандарт беспроводной передачи энергии, известный как стандарт Qi, и в текущее время дополнительно развивается. Этот стандарт позволяет использовать устройства передатчиков энергии, которые удовлетворяют стандарту Qi, с устройствами приемников энергии, которые также удовлетворяют стандарту Qi, без требования, чтобы они были от одного и того же производителя, или требования, чтобы они были предназначены друг для друга. Стандарт Qi дополнительно включает в себя некоторую функциональность для обеспечения возможности адаптации работы к конкретному устройству приемника энергии (например, в зависимости от конкретного потребления мощности).
Стандарт Qi развивается Консорциумом беспроводной электромагнитной энергии и больше информации может быть, например, найдено на их веб-сайте: http://www.wirelesspowerconsortium.com/index.html, где, в частности, могут быть найдены документы определенных стандартов.
Стандарт беспроводной передачи энергии Qi описывает, что передатчик энергии должен быть способен обеспечивать гарантированную мощность в приемник энергии. Конкретный необходимый уровень мощности зависит от конструкции приемника энергии. Чтобы определять гарантированную мощность, определяются набор тестовых приемников энергии и режимов нагрузки, которые описывают гарантированный уровень мощности для каждого из режимов.
Qi исходно определил беспроводную передачу энергии для устройств низкой мощности, рассматриваемых как устройства, имеющие потребление мощности менее, чем 5 Вт. Системы, которые попадают в пределы объема этого стандарта, используют индуктивную связь между двумя плоскими катушками, чтобы передавать энергию от передатчика энергии в приемник энергии. Расстояние между упомянутыми двумя катушками обычно равняется 5 мм. Является возможным увеличить этот диапазон до, по меньшей мере, 40 мм.
Однако ведется работа, чтобы увеличить доступную мощность, и, в частности, стандарт расширяется на устройства средней мощности, которые являются устройствами, имеющими потребление мощности больше, чем 5 Вт.
Стандарт Qi определяет многообразие технических требований, параметров и рабочих процедур, которые должны удовлетворяться совместимым устройством.
Передача данных
Стандарт Qi поддерживает передачу данных от приемника энергии в передатчик энергии, тем самым, обеспечивая возможность приемнику энергии обеспечивать информацию, которая может обеспечивать возможность передатчику энергии адаптироваться для конкретного приемника энергии. В текущем стандарте, определена линия однонаправленной передачи данных от приемника энергии в передатчик энергии и подход основывается на той философии, что приемник энергии является управляющим элементом. Чтобы подготовить и управлять передачей энергии между передатчиком энергии и приемником энергии, приемник энергии в частности передает информацию в передатчик энергии.
Однонаправленная передача данных достигается посредством того, что приемник энергии выполняет модуляцию нагрузкой, при этом нагрузка, применяемая приемником энергии к вторичной катушке приемника, изменяется, чтобы обеспечивать модуляцию сигнала энергии. Результирующие изменения в электрических характеристиках (например, изменения в потреблении тока) могут обнаруживаться и декодироваться (демодулироваться) передатчиком энергии.
Таким образом, на физическом уровне, канал передачи данных от приемника энергии в передатчик энергии в качестве носителя данных использует сигнал энергии. Приемник энергии модулирует нагрузку, которая обнаруживается посредством изменения в амплитуде и/или фазе тока или напряжения катушки передатчика. Данные форматируются в байтах и пакетах.
Больше информации может быть найдено в главе 6 части 1 спецификации беспроводной передачи энергии Qi (версия 1.0).
Управление системой
Чтобы управлять системой беспроводной передачи энергии, стандарт Qi определяет некоторое количество фаз или режимов, в которых система может находиться в разные моменты времени работы. Больше подробностей может быть найдено в главе 5 части 1 спецификации беспроводной передачи энергии Qi (версия 1.0).
Система может находиться в следующих фазах:
Фаза выбора
Эта фаза является обычной фазой, когда система не используется, т.е. когда не имеется никакой связи между передатчиком энергии и приемником энергии (т.е. никакой приемник энергии не расположен близко к передатчику энергии).
В фазе выбора, передатчик энергии может находиться в режиме ожидания, но является чувствительным, чтобы обнаруживать возможное присутствие объекта. Аналогичным образом, приемник ожидает присутствие сигнала энергии.
Фаза тестового опроса:
Если передатчик обнаруживает возможное присутствие объекта, например, вследствие изменения емкости, система переходит на фазу тестового опроса, в которой передатчик энергии (по меньшей мере, с перерывами) обеспечивает сигнал энергии. Этот сигнал энергии обнаруживается приемником энергии, который переходит к отправке начального пакета в передатчик энергии. В частности, если приемник энергии присутствует на интерфейсе передатчика энергии, приемник энергии передает начальный пакет интенсивности сигнала в передатчик энергии. Пакет интенсивности сигнала обеспечивает индикацию степени связи между катушкой передатчика энергии и катушкой приемника энергии. Пакет интенсивности сигнала обнаруживается передатчиком энергии.
Фаза идентификации и конфигурирования:
Передатчик энергии и приемник энергии затем переходит на фазу идентификации и конфигурирования, при этом приемник энергии передает, по меньшей мере, идентификатор и требуемую мощность. Информация передается в множестве пакетов данных посредством модуляции нагрузкой. Передатчик энергии поддерживает постоянный сигнал энергии в течение фазы идентификации и конфигурирования, чтобы обеспечивать возможность обнаружения модуляции нагрузкой. В частности, передатчик энергии обеспечивает сигнал энергии с постоянной амплитудой, частотой и фазой для этой цели (за исключением изменения, вызванного модуляцией нагрузкой).
В подготовке фактической передачи энергии, приемник энергии может применять принятый сигнал, чтобы питать свою электронику, но он держит свою выходную нагрузку отсоединенной. Приемник энергии передает пакеты в передатчик энергии. Эти пакеты включают в себя обязательные сообщения, такие как пакет идентификации и конфигурирования, или могут включать в себя некоторые определенные необязательные сообщения, такие как пакет расширенной идентификации или пакет выравнивания мощности.
Передатчик энергии выполняет конфигурирование сигнала энергии в соответствии с информацией, принятой от приемника энергии.
Фаза передачи энергии:
Система затем переходит на фазу передачи энергии, в которой передатчик энергии обеспечивает требуемый сигнал энергии и приемник энергии подсоединяет выходную нагрузку, чтобы питать ее принимаемой энергией.
В течение этой фазы, приемник энергии отслеживает режимы выходной нагрузки, и в частности он измеряет ошибку управления между фактическим значением и требуемым значением некоторой рабочей точки. Он передает эти ошибки управления в сообщениях ошибки управления в передатчик энергии с минимальной частотой, например, каждые 250 мс. Это обеспечивает индикацию непрерывного присутствия приемника энергии в передатчик энергии. В дополнение, сообщения ошибки управления используются, чтобы реализовывать управление мощностью с замкнутой обратной связью, где передатчик энергии адаптирует сигнал энергии, чтобы минимизировать сообщенную ошибку. В частности, если фактическое значение рабочей точки равняется требуемому значению, приемник энергии передает ошибку управления со значением нуль, что дает результатом отсутствие изменения в сигнале энергии. В случае, когда приемник энергии передает ошибку управления, отличающуюся от нуля, передатчик энергии регулирует сигнал энергии соответственно.
Система обеспечивает возможность для эффективной настройки и работы передачи энергии. Однако упомянутый подход является ограничительным и может не обеспечивать возможность полной требуемой гибкости и поддержки для функций, как требуется. Например, если приемник энергии пытается получить больше, чем 5 Вт мощности от передатчика энергии, передатчик энергии может завершить передачу энергии, что дает в результате плохой пользовательский опыт. Поэтому, желательно дополнительно развить стандарт Qi, чтобы обеспечить улучшенную функциональность, гибкость и производительность. Однако такое развитие стандарта должно осуществляться очень аккуратно и должно, например, обеспечивать, чтобы поддерживалась обратная совместимость, чтобы обеспечивать возможность существующим продуктам оставаться пригодными.
Одним примером проблем при дополнительном развитии стандартов Qi является то, как поддерживать требуемое взаимодействие между передатчиками энергии и приемниками энергии. Чтобы обеспечивать будущую возможность модернизации и гибкости, версия 1.0 стандарта Qi определила некоторое количество сообщений, которые могут передаваться от приемника энергии в передатчик энергии, но которые были зарезервированы для будущего использования, т.е. никакое конкретное значение не было прикреплено к определенным сообщениям в версии 1.0.
Однако, нежели игнорировать такие сообщения, было обнаружено, что некоторое количество передатчиков энергии, которые были произведены, отвечают на прием таких сообщений посредством прекращения какой-либо ведущейся передачи энергии. Однако, если такой передатчик энергии используется с приемником энергии, который соответствует более поздней версии стандарта, использующего эти зарезервированные сообщения, передача энергии будет завершаться. Таким образом, существующие передатчики энергии не могут использоваться с будущими приемниками энергии, использующими зарезервированные сообщения расширения. Соответственно, дополнительные развития стандарта не могут легко использовать зарезервированные сообщения.
Текущий стандарт Qi использует только линию однонаправленной передачи данных и поддерживает только передачу информации от приемника энергии в передатчик энергии. Однако было предложено также ввести передачу данных от передатчика энергии в приемник энергии.
Пример системы, обеспечивающей возможность передачи данных от передатчика энергии в приемник энергии, раскрыт в WO 2012/049582. В системе, приемник энергии может передавать сообщение в передатчик энергии, и передатчик энергии может отвечать на сообщение посредством модуляции по амплитуде или частоте сигнала энергии, обеспечиваемого в приемник энергии. В раскрытой системе, в течение фазы конфигурирования, факты, что приемник энергии не обеспечивает энергию в нагрузку и что мощность является постоянной, используются передатчиком энергии, чтобы передавать ответ на сообщение. В частности, сообщение управления может посылаться от передатчика энергии в приемник энергии и передатчик энергии может осуществлять обеспечение двоичного ответа в приемник энергии посредством либо введения либо отсутствия введения изменения уровня мощности в сигнал энергии.
Однако, хотя WO 2012/049582 может обеспечивать возможность некоторой передачи данных от передатчика энергии в приемник энергии, это может не быть оптимальным во всех сценариях. Например, добавленная модуляция по амплитуде или частоте может быть нежелательной модификацией сигнала энергии в некоторых ситуациях. Также, подход основывается на характеристиках, присутствующих только в течение инициализации и до передачи энергии, и это может ограничивать использование во многих практических сценариях.
В общем, введение двунаправленной линии связи не является тривиальным и подвергнуто большому количеству трудностей и проблем. Например, результирующая система все еще должна быть обратно совместимой и, например, передатчики и приемники энергии, которые не выполнены с возможностью двунаправленной передачи данных, все еще должны поддерживаться. Дополнительно, технические ограничения в терминах, например, вариантов выбора модуляции, изменений мощности, вариантов выбора передачи и т.д., являются очень ограничительными, так как они должны соответствовать существующим параметрам и регулирующим требованиям. В самом деле, в некоторых областях регулирующие требования не разрешают прямую модуляцию сигнала энергии. Хотя это может решаться посредством использования отдельной линии передачи данных, такой как, например, линия передачи данных Bluetooth, это добавляет сложность и затраты к осуществлению.
Также является важным, чтобы передача данных от передатчика энергии в приемник энергии не оказывала влияния, не ухудшала или создавала помехи передаче данных от приемника энергии в передатчик энергии. Дополнительно, наиболее важное требование состоит в том, чтобы линия передачи данных не ухудшала неприемлемо переносимость энергии системы.
Соответственно, многие проблемы и трудности связаны с улучшением системы передачи энергии, такой как Qi, чтобы включать туда двунаправленную передачу данных. Таким образом, введение двунаправленной передачи данных в системах передачи энергии, таких как системы Qi, является сложным и подвержено многим ограничениям и требованиям, чтобы обеспечивать как эффективную передачу энергии, эффективную работу, так и, не в последнюю очередь, обратную совместимость.
Следовательно, улучшенная система передачи энергии является предпочтительной и, в частности, является предпочтительной система, обеспечивающая возможность увеличенной гибкости, улучшенной обратной совместимости, облегченной реализации и/или улучшенной производительности.
Сущность изобретения
Соответственно, изобретение направлено на то, чтобы предпочтительно ослабить, смягчить или устранить один или более из вышеупомянутых недостатков отдельно или в любой комбинации.
Согласно одному аспекту изобретения обеспечивается передатчик энергии для передачи энергии в приемник энергии с использованием беспроводного индуктивного сигнала энергии, при этом передатчик энергии содержит: индуктор для обеспечения сигнала энергии; генератор сигнала энергии для возбуждения индуктора, чтобы обеспечивать сигнал энергии; приемник для приема сообщений данных от приемника энергии, при этом сообщения данных передаются посредством модуляции нагрузкой сигнала энергии; контроллер обратной связи по мощности, выполненный с возможностью управлять мощностью сигнала энергии в ответ на сообщения ошибки управления мощностью, принятые от приемника энергии; процессор сообщений запроса для обнаружения того, что сообщение запроса было принято от приемника энергии; и процессор модификации для модификации в течение фазы передачи энергии ответа контроллера обратной связи по мощности на сообщения ошибки управления мощностью в ответ на сообщение запроса.
Изобретение может обеспечивать улучшенную систему передачи энергии. Оно может во многих вариантах осуществления обеспечивать возможность, поддерживать или облегчать дополнительное расширение и развитие системы передачи энергии посредством введения двунаправленной передачи данных. Это может во многих сценариях достигаться при поддержании обратной совместимости. Изобретение может обеспечивать возможность практического подхода и может облегчать введение в существующие системы. Дополнительно, подход достигает двунаправленной передачи данных с использованием сигнала передачи энергии, но без перекрытия сигнала энергии дополнительной модуляцией или увеличенными изменениями и флуктуациями сигнала энергии.
Подход может в частности обеспечивать возможность передавать данные от передатчика энергии в приемник энергии без требования введения дополнительной модуляции сигнала энергии. Скорее, существующая обратная связь управления мощностью может временно прерываться и функциональность может использоваться, чтобы обеспечивать информацию в приемник энергии. Подход может быть осуществлен с относительно низкой дополнительной сложностью.
Подход, в частности, может обеспечивать передачу данных от передатчика энергии в приемник энергии, которая уменьшает влияние на другую функциональность. В частности, подход может уменьшать влияние передачи данных на сигнал энергии. Как таковое, влияние введения двунаправленной передачи данных может уменьшаться как для операции передачи энергии, так и для передачи данных от приемника энергии в передатчик энергии. Это может, в частности, облегчать работу и реализацию, также как улучшать обратную совместимость. В частности, может облегчаться введение двунаправленной передачи данных в существующие системы передачи энергии, уже поддерживающие только однонаправленную передачу данных. Подход может во многих вариантах осуществления обеспечивать возможность повторного использования существующего аппаратного обеспечения для передатчиков энергии и приемников энергии, и может требовать только малого изменения во встроенном программном обеспечении, и незначительного изменения в сложности.
Конкретное преимущество подхода состоит в том, что он может во многих вариантах осуществления уменьшать влияние передачи данных на сигнал энергии. Сигнал энергии может меньше затрагиваться дополнительной передачей данных и, таким образом, может меньше создаваться помех для операции передачи энергии. Это может, в частности, быть существенным для обратной совместимости, так как унаследованное оборудование может не затрагиваться введением передачи данных, для которой оборудование не было сконструировано. Во многих вариантах осуществления, отклонения сигнала энергии вследствие введенной передачи данных могут поддерживаться на достаточно низком уровне, чтобы это не оказывало влияние характеристики передачи энергии для системы. В самом деле, во многих сценариях, эффекты передачи данных могут удерживаться на некотором уровне, где они являются незаметными или незначительными для функциональности фазы передачи энергии (например, унаследованного оборудования). В частности, двунаправленная передача данных может быть введена при поддержании характеристик сигнала энергии в рамках пределов, что может происходить в течение работы без какой-либо двунаправленной передачи данных, и в частности во многих вариантах осуществления в рамках пределов стандартного унаследованного управления мощностью.
Дополнительно, подход может хорошо соответствовать принципам дизайна и философиям многих существующих систем передачи энергии. Например, подход следует принципам дизайна и философиям системы передачи энергии Qi.
Подход может, например, использоваться, чтобы расширять и усиливать существующие стандарты передачи энергии, такие как, например, стандарт Qi. Например, сообщение запроса может запрашивать индикацию того, может ли передатчик энергии поддерживать использование зарезервированных сообщений версии 1.0 стандарта Qi. Если это так, передатчик энергии может временно изменять ответ на сообщения ошибки управления мощностью, тем самым, обеспечивая индикацию в приемник энергии, что он может использовать зарезервированные сообщения. Таким образом, может обеспечиваться то, что зарезервированные сообщения будут использоваться только с передатчиками энергии, которые выполнены с возможностью интерпретации сообщений, и не будут посылаться в унаследованные передатчики энергии, которые могут завершать операцию передачи энергии в ответ на прием зарезервированного сообщения.
Контроллер обратной связи по мощности выполнен с возможностью осуществлять (замкнутую) обратную связь управления мощностью, чтобы управлять мощностью сигнала энергии в ответ на сообщения ошибки управления мощностью, принятые от приемника энергии. Сообщения ошибки управления мощностью могут содержать запросы от приемника энергии, чтобы модифицировать мощность сигнала энергии. Процессор модификации может модифицировать работу замкнутой обратной связи управления мощностью посредством модификации ответа контроллера обратной связи по мощности на сообщения ошибки управления мощностью. Процессор модификации может передавать сообщение ответа на сообщение запроса в приемник энергии посредством модификации ответа контроллера обратной связи по мощности на сообщения ошибки управления мощностью, т.е. посредством модификации работы обратной связи управления мощностью.
Информация (данные), переданная в приемник энергии, передается посредством модификации в ответе контроллера обратной связи по мощности на сообщения ошибки управления мощностью, т.е. в модификации в работе (замкнутой) обратной связи управления мощностью, нежели посредством прямой модуляции сигнала энергии.
Во многих вариантах осуществления, модификация в ответах на сообщения ошибки управления мощностью может быть предварительно определенной для заданных сообщений в приемник энергии, но результирующее влияние на сигнал энергии не будет предварительно определенным, по меньшей мере, для одного из заданных сообщений. Т.е. во многих вариантах осуществления, изменение сигнала энергии, результирующее из передачи данных, для, по меньшей мере, одного сообщения из возможных сообщений, которые могут передаваться, будет зависеть от принятых сообщений ошибки управления мощностью (и, таким образом, зависеть не только от сообщения, которое передается).
Замкнутая обратная связь управления мощностью может в частности включать в себя приемник энергии, оценивающий, имеет ли мощность сигнала энергии требуемый уровень. Требуемый уровень может быть относительным уровнем и может изменяться динамически. В частности, требуемый уровень может быть уровнем, который является достаточным, чтобы обеспечивать требуемую мощность для нагрузки. Сообщения ошибки управления мощностью могут содержать запросы на изменения мощности в мощности сигнала энергии, и в частности запросы на изменение мощности сигнала энергии в направлении к требуемому уровню. Сообщения ошибки управления мощностью могут содержать запросы, чтобы увеличивать, уменьшать или удерживать постоянным текущий уровень мощности (или, например, чтобы только увеличивать или уменьшать уровень мощности). Контроллер обратной связи по мощности может управлять обратной связью управления мощностью с замкнутой обратной связью посредством модификации сигнала энергии, как запрашивается посредством сообщений ошибки управления мощностью (когда процессор модификации не вводит какую-либо модификацию, т.е. когда ответ на сообщение запроса не передается в приемник энергии). Управление мощностью с замкнутой обратной связью может соответственно обеспечивать возможность приемнику энергии управлять мощностью сигнала энергии. Это обеспечивает возможность непрерывно адаптировать сигнал энергии к текущим условиям, включая сюда адаптацию к динамическим изменениям мощности.
Контроллер обратной связи по мощности может итеративно/многократно адаптировать сигнал энергии к (запросам) сообщениям ошибки управления мощностью. Сообщения ошибки управления мощностью могут приниматься многократно и непрерывно в течение, например, фазы передачи энергии, например, с максимальным предварительно определенным временным интервалом между сообщениями ошибки управления мощностью (например, с самое большее 250 мс между последовательными сообщениями ошибки управления мощностью).
Контроллер обратной связи по мощности соответственно выполнен с возможностью динамически изменять мощность сигнала энергии в ответ на повторные сообщения ошибки управления мощностью. Уровень мощности сигнала энергии может соответственно управляться и задаваться посредством сообщений ошибки управления мощностью и является соответственно динамически изменяемым. Например, контроллер обратной связи по мощности может быть выполнен с возможностью/способным управлять обратной связью управления мощностью так, что сигнал энергии может изменяться посредством, по меньшей мере, одного фактора из двух (например, максимальная возможная мощность может быть равной, по меньшей мере, удвоенной минимальной возможной мощности) в ответ на сообщения ошибки управления мощностью. Процессор модификации может временно модифицировать ответ контроллера обратной связи по мощности на сообщения ошибки управления мощностью. Например, ответ может модифицироваться для заданного количества сообщений ошибки управления мощностью.
Контроллер обратной связи по мощности может работать в разных режимах, включающих в себя номинальный режим обратной связи управления мощностью, где мощность сигнала энергии модифицируется, как запрашивается посредством сообщений ошибки управления мощностью. Он может затем временно переключается на второй режим, в котором ответ на сообщения ошибки управления мощностью отличается от ответа на сообщения ошибки управления мощностью в номинальном режиме управления мощностью. Переключение между номинальным и вторым режимом происходит в ответ на сообщение запроса. Например, двоичный ответ на сообщение запроса может обеспечиваться посредством процессора модификации, переключающим или не переключающим на второй режим работы. В некоторых вариантах осуществления, контроллер обратной связи по мощности может быть выполнен с возможностью дополнительной работы в третьем, четвертом, и т.д. режиме, при этом каждый режим имеет разный ответ на сообщения ошибки управления мощностью. Процессор модификации может быть выполнен с возможностью переключать контроллер обратной связи по мощности между множеством режимов обратной связи управления мощностью в ответ на сообщение запроса. Сообщение ответа на сообщение запроса может, таким образом, передаваться посредством процессора модификации, временно выбирающим один режим управления мощностью из возможных режимов управления мощностью. Использование более, чем двух возможных режимов управления мощностью обеспечивает возможность обеспечения более, чем одного двоичного значения для каждого (возможного) изменения режимов управления мощностью.
Процессор модификации может модифицировать ответ на, по меньшей мере, одно сообщение ошибки управления мощностью так, что запрошенное изменение мощности не обеспечивается. Например, изменение мощности другой величины, чем запрошена, может применяться к сигналу энергии, и в частности может использоваться другой знак изменения мощности. Модификация ответа может обеспечивать индикацию ответа на сообщение запроса. Таким образом, посредством обнаружения того, отвечает ли передатчик энергии на сообщения ошибки управления мощностью, как ожидается для нормальной работы управления мощностью, или отвечает ли передатчик энергии модифицированным образом, приемник энергии может определять ответ на сообщение запроса. В частности, передатчик энергии может, например, поддерживать нормальную работу управления мощностью, если сообщение запроса содержит запрос, который не может быть подтвержден, но может изменять работу управления мощностью, чтобы квитировать и подтверждать запрос. Такой подход может обеспечивать обратную совместимость, так как унаследованный передатчик энергии может игнорировать, не понимать, или даже не обнаруживать сообщение запроса и, поэтому, продолжать выполнять нормальную работу управления мощностью. Однако передатчик энергии, совместимый с более новыми версиями стандарта, может оснащаться функциональностью для обнаружения сообщения запроса и для изменения работы управления мощностью, чтобы подтверждать, что он имеет эту функциональную возможность. Приемник энергии может обнаруживать модифицированный ответ на сообщения ошибки управления мощностью и будет соответственно знать, что передатчик энергии является совместимым с более новой версией. Передатчик энергии и приемник энергии могут затем переходить к использованию улучшенной функциональности более новых версий стандарта.
Модификация ответа на сообщение ошибки управления мощностью может состоять в том, чтобы обеспечивать другое изменение мощности в сигнале энергии в ответ на сообщение ошибки управления мощностью, нежели в течение немодифицированной работы обратной связи управления мощностью, и в частности, чтобы обеспечивать другое изменение мощности для сигнала энергии, нежели запрошенное или показанное посредством сообщения ошибки управления мощностью. Модифицированное изменение мощности обычно имеет значение, которое не превосходит запрошенное/немодифицированное изменение мощности. Это может уменьшать изменения для сигнала энергии.
Модификации для ответа на сообщения ошибки управления мощностью могут в частности происходить в течение фазы передачи энергии.
В соответствии с необязательным признаком изобретения, процессор модификации выполнен с возможностью игнорировать, по меньшей мере, одно сообщение управления ошибкой в ответ на сообщение запроса.
Это может во многих вариантах осуществления обеспечивать особенно предпочтительный способ для передатчика энергии, чтобы обеспечивать ответ на сообщение запроса от приемника энергии. Это может обеспечивать возможность эффективного, надежного и/или низкой сложности обнаружения в приемнике энергии. Конкретное преимущество может состоять в том, что изменения мощности для сигнала энергии могут уменьшаться или даже минимизироваться.
Процессор модификации может игнорировать сообщение ошибки управления посредством не введения какого-либо изменения мощности для сигнала энергии в ответ на сообщение ошибки управления мощностью.
Процессор модификации может в частности быть выполнен с возможностью подтверждать, одобрять или квитировать запрос от приемника энергии, обеспеченный в сообщении запроса, посредством игнорирования, по меньшей мере, одного сообщения ошибки управления мощностью, и может отклонять запрос посредством продолжения изменения мощности сигнала энергии в ответ на сообщения ошибки управления мощностью.
В соответствии с необязательным признаком изобретения, сообщения ошибки управления мощностью показывают запрос на изменение мощности сигнала энергии, и процессор модификации выполнен с возможностью модифицировать ответ для, по меньшей мере, одного сообщения ошибки управления мощностью посредством изменения мощности сигнала энергии в противоположном направлении к тому, что запрошено посредством упомянутого, по меньшей мере, одного сообщения ошибки управления мощностью.
Это может во многих вариантах осуществления обеспечивать особенно предпочтительный способ для передатчика энергии, чтобы обеспечивать ответ на сообщение запроса от приемника энергии. Это может обеспечивать возможность эффективного, надежного и/или низкой сложности обнаружения в приемнике энергии. Конкретное преимущество состоит в том, что обнаружение может улучшаться и/или облегчаться.
Модификация может быть такой, что мощность сигнала энергии увеличивается для сообщения ошибки управления мощностью, запрашивающего, чтобы мощность уменьшалась, и уменьшается для сообщений ошибки управления мощностью, запрашивающих, чтобы мощность увеличивалась.
Процессор модификации может в частности быть выполнен с возможностью подтверждать, одобрять или квитировать запрос от приемника энергии, обеспеченный в сообщении запроса, посредством обращения знака запрошенного изменения мощности, и может отклонять запрос посредством продолжения изменения мощности сигнала энергии в ответ на сообщения ошибки управления мощностью.
В соответствии с необязательным признаком изобретения, первый процессор выполнен с возможностью модифицировать ответы на сообщения ошибки управления мощностью в соответствии с первым шаблоном модификаций для ответов на сообщения ошибки управления мощностью.
Это может во многих вариантах осуществления обеспечивать особенно предпочтительный способ для передатчика энергии, чтобы обеспечивать ответ на сообщение запроса. Шаблон может содержать множество сообщений ошибки управления мощностью, т.е. модификация для множества сообщений ошибки управления мощностью может определяться посредством шаблона. Шаблон может быть предварительно определенным шаблоном, и может обычно быть известным приемнику энергии заранее. Шаблон может включать в себя одну или более нулевых модификаций, т.е. для одного или более сообщений ошибки управления мощностью из шаблона, изменение мощности может быть таким же как для нормальной работы, и может в частности соответствовать изменению, запрошенному посредством сообщений ошибки управления мощностью. Однако, по меньшей мере, одно, и обычно больше или все, сообщения ошибки управления мощностью будут иметь модификацию, которая изменяет изменение мощности по отношению к нормальной работе управления мощностью.
В соответствии с необязательным признаком изобретения, первый процессор выполнен с возможностью выбирать первый шаблон из множества шаблонов модификаций ответов на сообщения ошибки управления мощностью в ответ на сообщение запроса, при этом каждый шаблон из множества шаблонов соответствует разному ответу на сообщение запроса.
Это может быть особенно эффективным во многих вариантах осуществления. Система может поддерживать то, что передатчиком энергии может обеспечиваться множество разных ответов на сообщение запроса, что, тем самым, обеспечивает возможность более сложной, эффективной и/или гибкой работы.
В соответствии с необязательным признаком изобретения, первый шаблон содержит, по меньшей мере, одну модификацию, соответствующую отсутствию изменения мощности сигнала энергии, и, по меньшей мере, одну модификацию, соответствующую изменению мощности сигнала энергии в соответствии с запросом сообщения ошибки управления мощностью.
Это может быть особенно эффективным во многих вариантах осуществления. В частности, это может во многих вариантах осуществления обеспечивать низкую сложность и надежное обнаружение наряду с тем, что также обеспечивает увеличенную устойчивость к ошибкам.
В соответствии с необязательным признаком изобретения, сообщение запроса содержит индикацию требуемой модификации ответа контроллера обратной связи по мощности на сообщения ошибки управления мощностью, соответствующие ответу на сообщение запроса.
Это может облегчать работу и/или обеспечивать возможность усовершенствованной или улучшенной работы. Например, приемник энергии может определять сообщение запроса также как набор возможных ответов, где каждый ответ показывается посредством конкретного набора модификаций ответов на сообщения ошибки управления мощностью.
Подход может использовать приемник энергии, показывающий то, как передатчик энергии может отвечать на сообщение запроса.
В соответствии с необязательным признаком изобретения, процессор модификации выполнен с возможностью изменять мощность сигнала энергии посредством изменения индукционного тока.
Процессор модификации может, в частности, быть выполнен с возможностью управлять индукционным током в ответ на сообщения ошибки управления мощностью. Это может быть особенно привлекательным, так как это напрямую соответствует магнитному потоку и потенциалу, и, тем самым, обеспечивает легкое обнаружение изменения.
В соответствии с необязательным признаком изобретения, сообщение запроса содержит идентификацию устройства, и процессор модификации выполнен с возможностью модифицировать ответ в зависимости от идентификации устройства.
Это может обеспечивать особенно предпочтительную работу во многих вариантах осуществления. Идентификация устройства может, в частности, быть запросом в передатчик энергии, запрашивающим информацию в отношении того, может ли передатчик энергии поддерживать функциональность конкретного устройства. В частности, передатчик энергии может посредством потенциальной модификации ответов на сообщения ошибки управления мощностью указывать, может ли он поддерживать всю функциональность приемника энергии или только часть функциональности. Приемник энергии может соответственно определять, использовать ли полную функциональность или только уменьшенную функциональность.
В соответствии с необязательным признаком изобретения, сообщение запроса содержит индикацию технической спецификации, которой приемник энергии соответствует, и процессор модификации выполнен с возможностью модифицировать ответ в зависимости от индикации технической спецификации.
Это может обеспечивать особенно предпочтительную работу во многих вариантах осуществления. Индикация технической спецификации может, в частности, быть индикацией номера версии, например, спецификации стандартов. Передатчик энергии может посредством потенциальной модификации ответов на сообщения ошибки управления мощностью указывать, может ли он поддерживать всю функциональность приемника энергии или только часть функциональности. Приемник энергии может соответственно определять, использовать ли полную функциональность или только уменьшенную функциональность.
В частности, передатчик энергии может модифицировать ответы на сообщения ошибки управления мощностью, чтобы показывать техническую спецификацию, которой он соответствует, например, он может модифицировать ответы, чтобы показывать номер версии стандарта, которому он соответствует. Индикация может, например, быть относительной индикацией, например, если передатчик энергии соответствует такой же или более высокой версии, чем показана посредством сообщения запроса, затем передатчик энергии модифицирует ответы на сообщения ошибки управления мощностью, и в противном случае он этого не делает.
В соответствии с необязательным признаком изобретения, сообщение запроса содержится в конфигурационном сообщении, переданном до инициализации фазы передачи энергии.
Это может обеспечивать особенно предпочтительную работу во многих вариантах осуществления. В частности, это может уменьшать модификации существующих подходов и может во многих вариантах осуществления обеспечивать возможность раннего определения совместимости между передатчиком энергии и приемником 105 энергии.
В соответствии с необязательным признаком изобретения, модификация дополнительно зависит от функциональной возможности передатчика энергии.
Подход может обеспечивать возможность передатчику энергии обеспечивать информацию в приемник энергии в отношении того, какие услуги и функции передатчик энергии может поддерживать. Это может обеспечивать возможность улучшенной производительности, и в частности может обеспечивать возможность динамической адаптации между устройствами, обеспечивая им возможность использовать новую функциональность при обеспечении, что они остаются совместимыми с унаследованным оборудованием.
Процессор модификации выполнен с возможностью модифицировать ответ контроллера обратной связи по мощности в течение фазы передачи энергии.
Подход может обеспечивать возможность предпочтительной двунаправленной передачи данных в течение фазы передачи энергии. Подход может уменьшать влияние на сигнал энергии, и может обеспечивать возможность, чтобы передача данных в приемник энергии выполнялась в течение режима передачи энергии, при этом мощность сигнала энергии может динамически изменяться. Подход может обеспечивать возможность эффективной передачи данных с использованием сигнала энергии даже в течение операций, где энергия передается и обеспечивается в, например, динамически изменяющуюся нагрузку. Это может достигаться без влияния на сигнал энергии, нормальным образом ассоциированный со стандартной модуляцией сигнала энергии.
В течение фазы передачи энергии, энергия обеспечивается в нагрузку приемника энергии. Замкнутой обратной связью управления мощностью управляют в течение фазы передачи энергии. Мощность сигнала энергии может, таким образом, зависеть от запросов мощности сообщений ошибки управления мощностью.
Согласно одному аспекту изобретения обеспечивается приемник энергии для приема энергии от передатчика энергии с использованием беспроводного индуктивного сигнала энергии, при этом приемник энергии содержит: индуктор для приема сигнала энергии; передатчик для передачи сообщения данных в передатчик энергии, при этом сообщения данных передаются посредством модуляции нагрузкой сигнала энергии; процессор сообщений запроса для передачи сообщения запроса в передатчик энергии; контроллер обратной связи по мощности для передачи сообщений ошибки управления мощностью в передатчик энергии, при этом, по меньшей мере, некоторые из сообщений ошибки управления мощностью запрашивают изменение в мощности сигнала энергии; средство мониторинга сигнала энергии для мониторинга изменений мощности в сигнале энергии; процессор ответа для определения, в течение фазы передачи энергии, ответа на сообщение запроса в ответ на сравнение изменений мощности в сигнале энергии и изменений мощности, запрошенных посредством сообщений ошибки управления мощностью.
Подход может обеспечивать возможность улучшенной работы и может, в частности, обеспечивать практический, низкой сложности и/или гибкий подход для поддержки двунаправленной передачи данных с передатчиком энергии.
Сообщение запроса и сообщения ошибки управления мощностью могут передаваться приемником энергии, т.е. могут передаваться посредством модуляции нагрузкой (также известной как модуляция обратного рассеяния).
Процессор ответа может определять ответ на сообщение запроса в ответ на различие между измеренными изменениями мощности для сигнала энергии и изменениями мощности, как запрашивалось посредством сообщений ошибки управления мощностью. Процессор ответа может сравнивать измеренные изменения мощности с набором возможных изменений мощности, соответствующих разным модификациям, применяемым к ожидаемым изменениям, результирующим из сообщений ошибки управления мощностью, и может определять ответ на запрос как ответ, ассоциированный с набором, имеющим самое близкое сходство с измеренными изменениями мощности в соответствии с любым подходящим критерием сходства.
Согласно одному аспекту изобретения обеспечивается система передачи энергии, содержащая передатчик энергии и приемник энергии, как описано выше.
Согласно одному аспекту изобретения обеспечивается способ работы для передатчика энергии, выполненного с возможностью передавать энергию в приемник энергии с использованием беспроводного индуктивного сигнала энергии, при этом передатчик энергии содержит индуктор для обеспечения сигнала энергии и генератор сигнала энергии для возбуждения индуктора, чтобы обеспечивать сигнал энергии; при этом способ содержит: прием сообщений данных от приемника энергии, при этом сообщения данных передаются посредством модуляции нагрузкой сигнала энергии; управление мощностью сигнала энергии в ответ на сообщения ошибки управления мощностью, принятые от приемника энергии; обнаружение того, что сообщение запроса было принято от приемника энергии; и модификацию, в течение фазы передачи энергии, ответа на сообщения ошибки управления мощностью в ответ на сообщение запроса.
Согласно одному аспекту изобретения обеспечивается способ работы для приемника энергии, выполненного с возможностью принимать энергию от передатчика энергии с использованием беспроводного индуктивного сигнала энергии, при этом приемник энергии содержит индуктор для приема сигнала энергии; при этом способ содержит: передачу сообщения запроса в передатчик энергии посредством модуляции нагрузкой сигнала энергии; передачу сообщений ошибки управления мощностью в передатчик энергии посредством модуляции нагрузкой сигнала энергии, при этом, по меньшей мере, некоторые из сообщений ошибки управления мощностью запрашивают изменение в мощности сигнала энергии; мониторинг изменений мощности в сигнале энергии; и определение, в течение фазы передачи энергии, ответа на сообщение запроса в ответ на сравнение изменений мощности в сигнале энергии и изменений мощности, запрошенных посредством сообщений ошибки управления мощностью.
Эти и другие аспекты, признаки и преимущества изобретения должны стать ясными из и описываются со ссылкой на вариант (варианты) осуществления, описанный ниже.
Краткое описание чертежей
Варианты осуществления изобретения описываются, только в качестве примера, со ссылкой на чертежи, на которых
Фиг. 1 иллюстрирует пример системы передачи энергии, содержащей передатчик энергии и приемник энергии в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения;
Фиг. 2 иллюстрирует пример элементов передатчика энергии в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения;
Фиг. 3 иллюстрирует пример элементов передатчика энергии в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения;
Фиг. 4 иллюстрирует пример элементов передатчика энергии в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения; и
Фиг. 5 иллюстрирует пример элементов приемника энергии в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения.
Подробное описание некоторых вариантов осуществления изобретения
Фиг. 1 иллюстрирует пример системы передачи энергии в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения. Система передачи энергии содержит передатчик 101 энергии, который включает в себя (или соединен с) катушку/индуктор 103 передатчика. Система дополнительно содержит приемник 105 энергии, который включает в себя (или соединен с) катушку/индуктор 107 приемника.
Система обеспечивает беспроводную индукционную передачу энергии от передатчика 101 энергии в приемник 105 энергии. В частности, передатчик 101 энергии генерирует сигнал энергии, который распространяется как магнитный поток, посредством катушки 103 передатчика. Сигнал энергии может обычно иметь частоту между около 100 кГц до 200 кГц. Катушка 103 передатчика и катушка 107 приемника являются слабосвязанными и, таким образом, катушка приемника забирает (по меньшей мере, часть) сигнала энергии от передатчика 101 энергии. Таким образом, энергия передается от передатчика 101 энергии в приемник 105 энергии посредством беспроводной индуктивной связи от катушки 103 передатчика к катушке 107 приемника. Признак сигнал энергии главным образом используется, чтобы указывать на индуктивный сигнал между катушкой 103 передатчика и катушкой 107 приемника (сигнал магнитного потока), но следует принять во внимание, что по эквивалентности он также может рассматриваться и использоваться как указание на электрический сигнал, обеспечиваемый в катушку 103 передатчика, или действительно на электрический сигнал катушки 107 приемника.
В последующем, работа передатчика 101 энергии и приемника 105 энергии будут описываться с конкретной ссылкой на один вариант осуществления в соответствии со стандартом Qi (за исключением здесь описанных (или логически вытекающих) модификаций и улучшений). В частности, передатчик 101 энергии и приемник 105 энергии могут, по существу, быть совместимыми с версией 1.0 или 1.1 спецификации Qi (за исключением здесь описанных (или логически вытекающих) модификаций и улучшений).
Чтобы подготавливать и управлять передачей энергии между передатчиком 101 энергии и приемником 105 энергии в системе беспроводной передачи энергии, приемник 105 энергии передает информацию в передатчик 101 энергии. Такая передача данных была стандартизирована в версии 1.0 и 1.1 спецификации Qi.
На физическом уровне, канал передачи данных от приемника 105 энергии в передатчик 101 энергии осуществляется посредством использования сигнала энергии в качестве носителя. Приемник 105 энергии модулирует нагрузку катушки 105 приемника. Это дает результатом соответствующие изменения в сигнале энергии на стороне передатчика энергии. Модуляция нагрузкой может обнаруживаться посредством изменения в амплитуде и/или фазе тока катушки 105 передатчика, или альтернативно или дополнительно посредством изменения в напряжении катушки 105 передатчика. На основе этого принципа, приемник 105 энергии может модулировать данные, которые передатчик 101 энергии демодулирует. Эти данные форматируются в байтах и пакетах. Больше информации может быть найдено в документе "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 называемом спецификация беспроводной передачи энергии Qi, в частности, глава 6: Communications Interface.
Чтобы управлять передачей энергии, система может проходить через разные фазы, в частности, фазу выбора, фазу тестового опроса, фазу идентификации и конфигурирования, и фазу передачи энергии. Больше информации может быть найдено в главе 5 части 1 спецификации беспроводной передачи энергии Qi.
Первоначально, передатчик 101 энергии находится в фазе выбора, где он просто отслеживает потенциальное присутствие приемника энергии. Для этой цели передатчик 101 энергии может использовать многообразие способов, например, как описано в спецификации беспроводной передачи энергии Qi. Если такое потенциальное присутствие обнаруживается, передатчик 101 энергии входит в фазу тестового опроса, при этом сигнал энергии генерируется временно. Приемник 105 энергии может применять принятый сигнал, чтобы включать свою электронику. После приема сигнала энергии, приемник 105 энергии передает начальный пакет в передатчик 101 энергии. В частности, передается пакет интенсивности сигнала, показывающий степень связи между передатчиком энергии и приемником энергии. Больше информации может быть найдено в главе 6.3.1 части 1 спецификации беспроводной передачи энергии Qi. Таким образом, в фазе тестового опроса определяется, присутствует ли приемник 105 энергии на интерфейсе передатчика 101 энергии.
При приеме сообщения интенсивности сигнала, передатчик 101 энергии переходит на фазу идентификации и конфигурирования. В этой фазе, приемник 105 энергии держит свою выходную нагрузку отсоединенной и осуществляет передачу в передатчик 101 энергии с использованием модуляции нагрузкой. Передатчик энергии обеспечивает сигнал энергии постоянной амплитуды, частоты и фазы для этой цели (за исключением изменения, вызванного посредством модуляции нагрузкой). Сообщения используются передатчиком 101 энергии, чтобы конфигурировать себя, как запрашивается приемником 105 энергии. Сообщения от приемника 105 энергии не передаются непрерывно, но передаются в интервалах.
Следуя за фазой идентификации и конфигурирования, система переходит на фазу передачи энергии, где происходит фактическая передача энергии. В частности, после передачи его требования к питанию, приемник 105 энергии подсоединяет выходную нагрузку и питает ее принимаемой энергией. Приемник 105 энергии отслеживает выходную нагрузку и измеряет ошибку управления между фактическим значением и требуемым значением некоторой рабочей точки. Он передает такие ошибки управления в передатчик 101 энергии на минимальной скорости, например, каждые 250 мс, чтобы показывать эти ошибки передатчику 101 энергии, также как желание изменения, или отсутствия изменения, сигнала энергии. Таким образом, в фазе передачи энергии, приемник 105 энергии также выполняет модуляцию нагрузкой сигнала энергии в интервалах модуляции нагрузкой, чтобы передавать информацию в передатчик 101 энергии.
Следует отметить, что версии 1.0 и 1.1 спецификации беспроводной передачи энергии Qi определяют только передачу данных от приемника 105 энергии в передатчик 101 энергии, т.е. она определяет только однонаправленную передачу данных.
Однако в системе из фиг. 1 используется двунаправленная передача данных, т.е. передача данных является также возможной от передатчика 101 энергии в приемник 105 энергии. Различные применения могут иметь преимущество от такой передачи данных, например: установка приемника энергии в тестовый режим, настройка приемника энергии в режиме калибровки, адаптация функциональности приемника 105 энергии и передатчика 101 энергии друг к другу, и т.д. Передача данных от передатчика энергии к приемнику энергии может, например, в частности использоваться для передачи информации в отношении команды, управления или состояния от передатчика 101 энергии в приемник 105 энергии, что, тем самым, обеспечивает возможность улучшенной и более гибкой работы.
Фиг. 2 иллюстрирует передатчик 101 энергии более подробно.
Катушка/индуктор 103 передатчика соединена с возбудителем 201, который возбуждает катушку/индуктор 103 передатчика (с этого времени будет использоваться признак катушка передатчика), чтобы обеспечивать сигнал энергии. Возбудитель 201, таким образом, генерирует ток и напряжение, которое подается в катушку 103 передатчика. Возбудитель 201 является обычно схемой возбуждения в форме инвертора, который генерирует переменный сигнал из напряжения DC. Фиг. 3 показывает полумостовой инвертор. Переключателями S1 и S2 управляют так, что они никогда не являются замкнутыми в одно и то же время. Чередующимся образом S1 является замкнутым пока S2 является открытым, и S2 является замкнутым пока S1 является открытым. Переключатели открываются и замыкаются с требуемой частотой, тем самым, генерируя переменный сигнал на выходе. Обычно выход инвертора соединен с катушкой передатчика посредством резонансного конденсатора. Фиг. 4 показывает полномостовой инвертор. Переключателями S1 и S2 управляют так, что они никогда не являются замкнутыми в одно и то же время. Аналогично, переключателями управляют S3 и S4 так, что они никогда не являются замкнутыми в одно и то же время. Чередующимся образом переключатели S1 и S4 являются замкнутыми пока S2 и S3 являются открытыми, и затем S2 и S3 являются замкнутыми пока S1 и S4 являются открытыми, тем самым, создавая сигнал прямоугольной формы на выходе. Переключатели открываются и замыкаются с требуемой частотой.
Возбудитель 201 соединен с контроллером 203 передатчика энергии, который содержит различную функциональность управления для управления функцией передачи энергии, и который в конкретном примере выполнен с возможностью управлять передатчиком 101 энергии в соответствии со стандартом Qi. Например, контроллер 203 передатчика энергии может быть выполнен с возможностью выполнять фазы идентификации и конфигурации также как передачи энергии стандарта Qi.
Возбудитель 201 дополнительно соединен с приемником 205, который выполнен с возможностью принимать сообщения от приемника 105 энергии. Сообщения обеспечиваются посредством модуляции нагрузкой, как должно быть известно специалисту в данной области техники.
Передатчик 101 энергии дополнительно содержит контроллер 207 обратной связи по мощности, который выполнен с возможностью управлять мощностью сигнала энергии в ответ на сообщения ошибки управления мощностью, принятые от приемника энергии. Контроллер 207 обратной связи по мощности соединен с приемником 205, который принимает сообщения ошибки управления мощностью от приемника 105 энергии и передает соответствующие запросы мощности в контроллер 207 обратной связи по мощности.
В конкретном примере, приемник 105 энергии генерирует сообщение ошибки управления мощностью, по меньшей мере, каждые 250 мс. Сообщения ошибки управления мощностью передаются в передатчик 101 энергии посредством модуляции нагрузкой сигнала энергии. Каждое сообщение ошибки управления мощностью обеспечивает индикацию того, находится ли измеренная мощность в приемнике 105 энергии выше или ниже (или на) требуемого значения. Таким образом, каждое сообщение ошибки управления мощностью может рассматриваться как запрос от приемника 105 энергии в передатчик 101 энергии, чтобы либо увеличить, либо уменьшить мощность сигнала энергии.
В некоторых вариантах осуществления, сообщения ошибки управления мощностью могут просто запрашивать увеличение или уменьшение мощности (или эквивалентно указывать, находится ли обнаруженная мощность выше или ниже требуемого значения). В других вариантах осуществления, сообщения ошибки управления мощностью могут показывать величину требуемого изменения мощности. В еще других вариантах осуществления, сообщения ошибки управления мощностью могут напрямую показывать абсолютную требуемую мощность.
Контроллер 207 обратной связи по мощности выполнен с возможностью изменять мощность сигнала энергии. Таким образом, контроллер 207 обратной связи по мощности может показывать возбудителю 201, что мощность должна быть увеличена или уменьшена, и может во многих вариантах осуществления управлять мощностью напрямую.
Следует принять во внимание, что может использоваться любой подходящий способ управления мощностью сигнала энергии. В частности, контроллер 207 обратной связи по мощности может напрямую или косвенно управлять индукционным током для катушки 103 передатчика. Это может, например, достигаться посредством изменения напряжения на катушке 103 передатчика, напряжения питания для схемы возбуждения (например, для инвертора), прямого управления током посредством регулятора тока, или, например, посредством изменения частоты сигнала возбуждения, так как это будет модифицировать ток вследствие вывода системы, которая является резонансной схемой.
В течение нормальной работы, передатчик 101 энергии и приемник 105 энергии, таким образом, выполняет стандартное управление мощностью, например, в соответствии со стандартом Qi. Передатчик 101 энергии и приемник 105 энергии в частности устанавливают управление мощностью с замкнутой обратной связью, т.е. используется обратная связь управления мощностью. Обратная связь управления мощностью основывается на сообщениях ошибки управления мощностью, которые многократно и итеративно передаются от приемника 105 энергии. Сообщения ошибки управления мощностью могут, в частности, передаваться приемником 105 энергии (и, таким образом, приниматься в передатчике 101 энергии) с временным интервалом ниже заданного значения, как, например, 250 мс (соответствует подходу для Qi). Сообщения ошибки управления мощностью могут непрерывно передаваться приемником 105 энергии и приниматься передатчиком 101 энергии при нахождении в/в течение фазы передачи энергии. Таким образом, когда выполняется передача энергии, приемник 105 энергии непрерывно передает сообщения ошибки управления мощностью в передатчик 101 энергии. Контроллер 207 обратной связи по мощности передатчика 101 энергии непрерывно управляет уровнем мощности сигнала энергии в ответ на сообщения ошибки управления мощностью. Замкнутая обратная связь управления мощностью, таким образом, обеспечивает возможность приемнику 105 энергии управлять мощностью сигнала энергии, и в частности обеспечивает возможность приемнику 105 энергии адаптировать мощность сигнала энергии для соответствия конкретным (и потенциально динамически изменяемым) характеристикам нагрузки, питаемой посредством передачи энергии. Эта обратная связь управления мощностью обеспечивает возможность системе непрерывно адаптироваться к режимам нагрузки в течение операции передачи энергии, и в частности в течение фазы передачи энергии.
Однако система дополнительно выполнена с возможностью иногда временно отклоняться от этой работы и устанавливать мощность сигнала энергии другим образом, нежели запрашивается посредством сообщений ошибки управления мощностью от приемника 105 энергии. Это отклонение выполняется в ответ на прием сообщения запроса от приемника 105 энергии и составляет ответ на сообщение запроса. Таким образом, отклонение в том, как передатчик 101 энергии отвечает на одно или более сообщений ошибки управления мощностью, обеспечивает индикацию в приемник 105 энергии ответа на сообщение запроса. Этим способом, подход вводит двунаправленную передачу данных в систему передачи энергии, такую как система Qi, но без требования отдельной функциональности передачи данных и без дополнительной модуляции сигнала энергии. Скорее, используется временное изменение в ответ на сообщения ошибки управления мощностью, чтобы передавать данные от передатчика 101 энергии в приемник 105 энергии.
Таким образом, система может временно модифицировать работу обратной связи управления мощностью и то, как принятые сообщения ошибки управления мощностью обрабатываются, чтобы передавать ответ на сообщение запроса. Система может, таким образом, переключаться между первым и (по меньшей мере) вторым режимом управления мощностью. Первый режим используется в течение моментов времени, когда не имеется никакой передачи данных от передатчика 101 энергии в приемник 105 энергии. Таким образом, первый режим может рассматриваться как нормальный или номинальный режим управления мощностью. Во втором режиме, ответ на сообщения ошибки управления мощностью отклоняется от ответа, который генерируется посредством контроллера 207 обратной связи по мощности, когда он находится в первом режиме работы. В некоторых вариантах осуществления, может иметься некоторое количество разных рабочих режимов управления мощностью, где каждый соответствует разным ответам на сообщения ошибки управления мощностью (по меньшей мере, для некоторых сообщений ошибки управления мощностью). Каждый режим управления мощностью может представлять (ассоциированное/связанное с) одно сообщение ответа на сообщение запроса. Таким образом, передатчик 101 энергии может выбирать один из режимов управления мощностью в зависимости от того, какой ответ на сообщение запроса он хочет передать в приемник 105 энергии. Результирующие изменения в сигнале энергии будут разными для заданного набора сообщений ошибки управления мощностью, и эти результирующие изменения могут обнаруживаться приемником 105 энергии. Ответы на сообщения ошибки управления мощностью в разных режимах управления мощностью могут быть предварительно определенными, и соответственно приемник 105 энергии может оценивать возможные режимы управления мощностью, чтобы идентифицировать один, который наилучшим образом соответствует изменениям, обнаруженным на сигнале энергии. Сообщение ответа, соответствующее этому наилучшим образом соответствующему режиму управления мощностью, тогда рассматривается как сообщение, принятое приемником 105 энергии.
В частности, передатчик 101 энергии содержит процессор 209 сообщений запроса, который соединен с приемником 205. Когда приемник 105 энергии передает сообщение запроса, такое как, например, сообщение, запрашивающее, может ли передатчик 101 энергии поддерживать заданную функциональность, сообщение обнаруживается посредством приемника 205 и передается в процессор 209 сообщений запроса, который его обрабатывает. В частности, приемник 105 энергии может определять подходящий ответ на сообщение запроса, такой как, одобрять ли или отклонять запрос, показанный посредством сообщения запроса. В качестве конкретного примера, сообщение запроса может показывать версию стандартов, с которой приемник 105 энергии находится в соответствии, и процессор 209 сообщений запроса может определять, находится ли передатчик 101 энергии в соответствии с такой же (или более новой) версией стандарта, т.е. может ли поддерживаться вся функциональность приемника 105 энергии.
Процессор 209 сообщений запроса соединен с процессором 211 модификации, который дополнительно соединен с контроллером 207 обратной связи по мощности. Процессор 211 модификации выполнен с возможностью временно модифицировать то, как контроллер 207 обратной связи по мощности реагирует на принимаемые сообщения ошибки управления мощностью. В частности, процессор 211 модификации может управлять контроллером 207 обратной связи по мощности, чтобы изменять то, как мощность сигнала энергии изменяется в ответ на сообщения ошибки управления мощностью. В качестве конкретного примера, процессор 211 модификации может изменять ответ для, скажем, двух из сообщений ошибки управления мощностью так, что изменение мощности является обратным по отношению к тому, которое запрашивается, т.е. запрос повышения мощности дает результатом уменьшенную мощность, и запрос понижения мощности дает результатом увеличенную мощность.
Процессор 211 модификации выполнен с возможностью модифицировать ответ в зависимости от ответа, который должен даваться на сообщение запроса. В частности, для отрицательного ответа на сообщение запроса, процессор 209 сообщений запроса может не вводить какие-либо модификации и, таким образом, управление мощностью может продолжать выполняться нормальным образом, тогда как для положительного ответа на сообщение запроса процессор 209 сообщений запроса может модифицировать работу, чтобы давать результатом другой уровень мощности, нежели если бы никакая модификация не была введена.
Приемник 105 энергии может обнаруживать, была ли введена какая-либо модификация. В частности, приемник 105 энергии может непрерывно отслеживать уровень мощности принятого сигнала энергии и может обнаруживать, изменяются ли изменения в соответствии с переданными сообщениями ошибки управления мощностью или имеется ли отклонение, соответствующее возможному сообщению от передатчика 101 энергии.
Фиг. 5 иллюстрирует элементы приемника 105 энергии более подробно.
Катушка 107 приемника соединена с контроллером 501 приемника энергии, который содержит различную функциональность для управления функцией передачи энергии, и в конкретном примере выполнен с возможностью управлять приемником 105 энергии в соответствии со стандартом Qi. Например, приемник 105 энергии может быть выполнен с возможностью выполнять фазы идентификации и конфигурации также как передачи энергии стандарта Qi.
Контроллер 501 приемника энергии выполнен с возможностью принимать сигнал энергии и извлекать энергию в течение фазы передачи энергии. Контроллер 501 приемника энергии соединен с силовой нагрузкой 503, которая является нагрузкой, питаемой от передатчика 101 энергии в течение фазы передачи энергии. Силовая нагрузка 503 может быть внешней силовой нагрузкой, но часто является частью устройства приемника энергии, как, например, аккумулятором, устройством отображения или другой функциональностью приемника энергии (например, для смартфона силовая нагрузка может соответствовать комбинированной функциональности смартфона).
Приемник 105 энергии дополнительно содержит передатчик 505 сообщений, который выполнен с возможностью передавать сообщения в передатчик 101 энергии посредством модуляции нагрузкой.
Передатчик 505 сообщений соединен с катушкой 107 приемника и может посылать данные в передатчик 101 энергии посредством связи катушки 107 приемника и катушки 103 передатчика. В частности, передатчик 505 сообщений содержит изменяемую нагрузку, которая соединена параллельно катушке 107 приемника. Передатчик 505 сообщений затем изменяет изменяемую нагрузку, тем самым, модулируя нагрузку катушки 107 приемника, чтобы генерировать отраженный сигнал, который может обнаруживаться передатчиком 101 энергии.
В качестве примера, катушка 107 приемника может принимать сигнал энергии для индукционной передачи энергии от катушки 103 передатчика и может посылать отраженный сигнал в катушку 103 передатчика посредством изменения изменяемой нагрузки. Таким образом, изменения нагрузки обеспечивают модуляцию сигнала энергии. Передатчик 505 сообщений может управлять амплитудой (и/или частотой и/или фазой отраженного сигнала), т.е. он управляет работой изменяемой нагрузки, например, посредством присоединения/отсоединения схемы импеданса.
Приемник 205 может обнаруживать отраженный сигнал, т.е. изменения нагрузки, введенные посредством передатчика 505 сообщений, например, посредством распознавания тока или напряжения на катушке 103 передатчика. Он может затем демодулировать обнаруженный сигнал, например, посредством преобразования изменений в амплитуде или фазе обнаруженного сигнала в биты.
Приемник 105 энергии содержит процессор 507 обратной связи по мощности, который управляет обратной связью управления мощностью вместе с передатчиком 101 энергии. В частности, на основе измерений, выполняемых контроллером 501 приемника энергии, процессор 507 обратной связи по мощности генерирует сообщения ошибки управления мощностью с обычно постоянными интервалами. В частности, в течение фазы передачи энергии, процессор 507 обратной связи по мощности генерирует сообщение ошибки управления мощностью, по меньшей мере, каждые 250 мс. Сообщения ошибки управления мощностью подаются в передатчик 505 сообщений, который выполняет их передачу в передатчик 101 энергии посредством модуляции нагрузкой.
Сообщения ошибки управления мощностью показывают отношение между уровнем мощности сигнала энергии и потреблением мощности силовой нагрузки 503 приемника 105 энергии. Силовая нагрузка 503 является нагрузкой, питаемой приемником 105 энергии (в течение фазы передачи энергии). Сообщения ошибки управления мощностью могут в частности показывать запрос на мощность сигнала энергии, чтобы она увеличивалась или уменьшалась, чтобы соответствовать требуемой передаче энергии для питания нагрузки 503. Контроллер 507 обратной связи по мощности может в частности генерировать сообщения ошибки управления мощностью в ответ на сравнение принятой мощности сигнала энергии с потреблением мощности нагрузки 503. Сравнение может выполняться динамически и непрерывно, и сообщения ошибки управления мощностью могут генерироваться многократно, например, с максимальным интервалом, равным 250 мс, что, тем самым, обеспечивает возможность непрерывной и динамической адаптации сигнала энергии передатчиком 101 энергии.
В частности, в фазе передачи энергии происходит фактическая передача энергии. После передачи своей требуемой мощности, приемник 105 энергии подсоединяет выходную нагрузку, чтобы питать ее принимаемой энергией. Приемник 105 энергии отслеживает выходную нагрузку и измеряет ошибку управления между фактическим значением и требуемым значением некоторой рабочей точки. Например, он может сравнивать напряжение резервуара энергии (например, большого конденсатора), который заряжается от сигнала энергии и из которого энергия извлекается в нагрузку 503. Приемник 105 энергии передает такие ошибки управления в передатчик энергии с минимальной частотой, например, каждые 250 мс, чтобы показывать свое присутствие передатчику энергии, и чтобы передавать желание в изменении, или в отсутствии изменения, сигнала энергии. В случае, когда фактическое значение рабочей точки равняется требуемому значению, приемник энергии передает ошибку управления со значением нуль, что означает, что сигнал энергии не должен изменяться. В случае, когда приемник энергии передает ошибку управления, которая не равна нулю, он ожидает, что передатчик энергии изменит сигнал энергии соответственно.
В течение фазы передачи энергии, приемник 105 энергии и передатчик 101 энергии, таким образом, управляют обратной связью управления мощностью, которая управляет мощностью сигнала энергии, чтобы, по существу, она была на требуемой рабочей точке.
В системе из фиг. 1, приемник 105 энергии может дополнительно быть выполнен с возможностью передавать сообщение запроса в передатчик 101 энергии. Соответственно, приемник 105 энергии содержит генератор 509 сообщений запроса, который соединен с передатчиком 505 сообщений и который выполнен с возможностью генерировать сообщение запроса и подавать его в передатчик 505 сообщений для передачи в передатчик 101 энергии.
Сообщение запроса может быть любым сообщением, передаваемым в передатчик 101 энергии и на которое передатчик 101 энергии может отвечать, т.е. оно может быть любым сообщением, для которого приемник 105 энергии может осуществлять обнаружение того, генерируется ли ответ передатчиком 101 энергии.
Сообщение запроса может передаваться в любое подходящее время. Например, оно может передаваться в течение времени, когда обратная связь управления мощностью является действующей, и сообщения ошибки управления мощностью передаются в передатчик 101 энергии. В таких сценариях, ответ передатчика 101 энергии может определяться относительно быстро, так как передатчик 101 энергии может потенциально переходить к выполнению модификации сообщений ошибки управления мощностью сразу при приеме сообщения запроса. В частности, сообщение запроса может передаваться в течение фазы передачи энергии. Альтернативно или дополнительно, сообщение запроса может передаваться во время, когда обратная связь управления мощностью не является активной, как, например, когда мощность сигнала энергии поддерживается постоянной. В таких сценариях, передатчик 101 энергии может отвечать, когда обратная связь управления мощностью начинает работать. Например, сообщение запроса может передаваться в течение фазы идентификации и конфигурирования, и передатчик 101 энергии может отвечать, когда начинается фаза передачи энергии.
Приемник 105 энергии содержит процессор 511 распознавания, который выполнен с возможностью отслеживать изменения мощности в сигнале энергии. В частности, процессор 511 распознавания может распознавать индукционный ток и напряжение катушки 107 приемника и может обнаруживать, когда передатчик 101 энергии изменяет мощность сигнала энергии и, таким образом, поток, оказывающий влияние на катушку 107 приемника.
Процессор 511 распознавания соединен с процессором 513 ответа, который дополнительно соединен с процессором 507 обратной связи по мощности. Процессор 513 ответа принимает информацию об измеренных изменениях мощности сигнала энергии также как запросы изменения мощности переданных сообщений ошибки управления мощностью. Он затем переходит к сравнению изменений мощности в сигнале энергии с изменениями мощности, запрошенными посредством сообщений ошибки управления мощностью. На основе этого сравнения, процессор ответа может определять ответ передатчика 101 энергии на переданное сообщение запроса.
Например, сообщение запроса может быть сообщением, запрашивающим информацию о том, является ли передатчик 101 энергии выполненным с возможностью поддержки полной функциональности приемника 105 энергии. Например, сообщение запроса может показывать версию стандартов, с которой приемник 105 энергии находится в соответствии, как, например, версию B стандартов. Развитие стандарта от версии A к версии B может включать в себя добавление двунаправленной передачи данных с использованием обратной связи управления мощностью, как описано. В частности, в версии B стандарта может определяться, что передатчик 101 энергии должен показывать, что он является совместимым с версией B, посредством изменения мощности сигнала энергии, как запрашивается посредством первого сообщения ошибки управления мощностью, но игнорировать запросы мощности следующих двух сообщений ошибки управления мощностью после приема сообщения, показывающего, что приемник 105 энергии является устройством версии B. В течение фазы конфигурирования, приемник 105 энергии может посылать сообщение в передатчик 101 энергии, показывающее, что приемник 105 энергии является устройством версии B. Передатчик 101 энергии сам является устройством версии B, и в ответе он будет соответственно (когда начинается фаза передачи энергии) изменять мощность в соответствии с запросом первого сообщения ошибки управления мощностью, затем будет игнорировать следующие два сообщения ошибки управления мощностью, и затем перейдет к выполнению изменения мощности в соответствии с сообщениями ошибки управления мощностью как для нормальной работы управления мощностью. Результирующие изменения мощности будут затем включать в себя ступенчатое изменение, соответствующее первому сообщению ошибки управления мощностью, затем, по существу, постоянную мощность для следующих двух сообщений ошибки управления мощностью, за которыми следуют ступенчатые изменения, которые следуют за сообщениями ошибки управления мощностью. Это изменение мощности обнаруживается посредством процессора 511 распознавания и подается в процессор 513 ответа, который переходит к обнаружению того, что шаблон изменения мощности соответствует шаблону, ожидаемому от передатчика энергии версии B. Процессор 513 ответа соответственно обнаруживает, что передатчик 101 энергии подтвердил, что он является устройством версии B. Эта информация подается в контроллер 501 приемника энергии, который может затем переходить к работе с полной функциональностью версии B.
Однако передатчик энергии версии A не предназначен для модификации работы управления мощностью. Соответственно, сигнал энергии имеет скачки мощности для каждого из сообщений ошибки управления мощностью. Это может обнаруживаться посредством процессора 511 распознавания и использоваться процессором 513 ответа, чтобы идентифицировать, что передатчик энергии действительно является передатчиком энергии версии A. Результат определения подается в контроллер 501 приемника энергии, который соответственно переходит к работе в соответствии с версией A стандарта. В частности, он может продолжать не использовать какую-либо функциональность, введенную посредством обновления от версии A к версии B стандартов.
Подход может быть особенно подходящим для, например, систем Qi. Например, версия 1.0 и 1.1 версии Qi включают в себя зарезервированные сообщения, предполагаемые для использования в будущих развитиях стандарта. Однако, так как было обнаружено, что многие развернутые передатчики энергии завершают передачи энергии, если принимается зарезервированное сообщение (нежели игнорируют его), будущий приемник энергии не может использовать зарезервированные сообщения, так как они будут вызывать нарушение функционирования, когда используются с передатчиками энергии версии 1.0 или 1.1. Однако, если описанный подход используется, чтобы идентифицировать, соответствует ли передатчик энергии, с которым приемник энергии взаимодействует, версии 1.0/1.1 или более поздней версии, передатчик энергии может адаптировать его работу соответственно. В частности, если передатчик энергии соответствует версии 1.0/1.1, приемник энергии продолжает избегать использование каких-либо зарезервированных сообщений. Однако, если обнаруживается, что передатчик энергии является устройством более поздней версии, приемник энергии может переходить к использованию зарезервированных сообщений, так как они могли быть определены в более поздних спецификациях стандартов.
Описанный подход обеспечивает передачу данных от передатчика 101 энергии в приемник 105 энергии посредством изменения того, как работает обратная связь управления мощностью, и в частности посредством изменения того, как контроллер 507 обратной связи по мощности обрабатывает принятые сообщения ошибки управления мощностью. Таким образом, информация не передается в приемник 105 энергии просто посредством предварительно определенного изменения в предварительно определенной характеристике сигнала энергии (как, например, изменение амплитуды, частоты или фазы), но вместо этого изменяется поведение исполняющейся замкнутой обратной связи управления мощностью. Эти модификации в том, как контроллер 507 обратной связи по мощности отвечает на принятые сообщения ошибки управления мощностью, могут обнаруживаться приемником 105 энергии. В частности, приемник 105 энергии может обнаруживать то, как сигнал энергии изменяется, и сравнивать это с ожидаемыми изменениями для разных возможных поведений обратной связи управления мощностью. Система соответственно изменяет характеристику режима работы для исполняющейся обратной связи управления мощностью и это является тем изменением в работе, которое переносит информационное содержимое.
Чтобы декодировать информацию, приемник 105 энергии оценивает работу обратной связи управления мощностью. Он в частности сравнивает изменения мощности сигнала энергии с ожидаемыми изменениями мощности, результирующими из переданных сообщений ошибки управления мощностью. Таким образом, поведение сигнала энергии сравнивается с поведением, ассоциированным с и ожидаемым от переданных сообщений ошибки управления мощностью.
Например, два возможных ответа могут быть возможными на сообщение запроса (т.е. оно может быть двоичным запросом, на который можно отвечать посредством одиночного бита). Приемник 105 энергии может передавать некоторое количество сообщений ошибки управления мощностью, которые отражают требуемые изменения для мощности сигнала энергии, как оценивается приемником 105 энергии. Требуемые изменения определяются на основе сравнения принятой мощности по сравнению с мощностью, потребляемой нагрузкой (например, посредством измерения напряжения на конденсаторе, работающем в качестве резервуара энергии). Если ответ на сообщение запроса является отрицательным ответом (например, индикацией, что передатчик 101 энергии не может поддерживать запрошенную функцию), контроллер 207 обратной связи по мощности может продолжать нормальную работу обратной связи управления мощностью. Таким образом, мощность сигнала энергии модифицируется, как запрашивается в сообщениях ошибки управления мощностью. Приемник 105 энергии может обнаруживать, что сигнал энергии изменяется в соответствии с запросами сообщений ошибки управления мощностью, и, таким образом, что ответ на сообщение запроса является отрицательным. Следует отметить, что фактические изменения в сигнале энергии не являются предварительно определенными или могут предполагаться заранее. Скорее, они задаются посредством запросов сообщений ошибки управления мощностью и результирующие изменения в сигнале энергии зависят как от сообщений ошибки управления мощностью, так и от сообщения, которое передается. Фактические изменения в уровне мощности, которые показывают отрицательный ответ, зависят от запросов мощности, содержащихся в сообщениях ошибки управления мощностью, и через эту зависимость также зависят от текущих рабочих условий, и в частности от текущего уровня мощности сигнала энергии и от режимов нагрузки. Влияние сигнала энергии, таким образом, не является предварительно определенным, как для стандартной модуляции сигнала энергии.
Если передатчик 101 энергии пытается отвечать на сообщение запроса посредством положительного ответа, он может осуществить временное изменение работы обратной связи управления мощностью. В частности, он временно (например, для предварительно определенного количества сообщений ошибки управления мощностью) модифицирует ответ контроллера 207 обратной связи по мощности. Таким образом, для некоторого количества сообщений ошибки управления мощностью, контроллер 207 обратной связи по мощности модифицирует его ответ на сообщения ошибки управления мощностью, т.е. изменения в сигнале энергии не соответствуют изменениям мощности, запрошенным в сообщениях ошибки управления мощностью. Приемник 105 энергии может обнаруживать, что ожидаемые изменения мощности для конкретных сообщений ошибки управления мощностью, которые были переданы, не присутствуют в сигнале энергии. Он может соответственно определять, что передатчик 101 энергии временно изменил работу обратной связи управления мощностью и что контроллер 507 обратной связи по мощности временно отвечает другим образом на принятые сообщения ошибки управления мощностью. Он может соответственно определять, что ответ на сообщение запроса был положительным ответом (например, показывающим, что передатчик 101 энергии может поддерживать запрошенную функцию).
Преимущество одного из возможных ответов, соответствующих нормальной работе управления мощностью (т.е. как если бы никакой передачи данных не предпринималось), состоит в том, что оно обеспечивает возможность для устанавливаемого по умолчанию ответа, например, в случаях, когда происходит ошибка в передаче сообщения запроса. Например, если сообщение запроса, запрашивающее передатчик 101 энергии поддерживать улучшенную функциональность, теряется, передатчик 101 энергии будет осуществлять управление обратной связью управления мощностью нормальным образом. Это будет интерпретироваться приемником 105 энергии как то, что передатчик 101 энергии не является способным использовать улучшенную функциональность. Это будет ослаблять или избегать риск, что ошибка передачи вызовет, что приемник 105 энергии будет использовать улучшенную функциональность, которую передатчик 101 энергии не может поддерживать.
Таким образом, обратная связь управления мощностью может быть способной работать в разных режимах, при этом разные режимы имеют разные ответы на сообщения ошибки управления мощностью, т.е. изменения, вводимые в сигнал энергии в ответ на сообщения ошибки управления мощностью, являются разными. Для заданного интервала (обычно для некоторого количества сообщений ошибки управления мощностью), передатчик 101 энергии может выбирать один режим работы из возможных режимов работы в зависимости от ответа на сообщение запроса. Таким образом, это является выбором режима, нежели абсолютными изменениями мощности в сигнале энергии, который переносит ответ в приемник 105 энергии. В частности, каждый режим работы может представлять один ответ из набора возможных ответов на сообщение запроса. Посредством временного выбора одного режима работы из набора возможных режимов, передатчик 101 энергии может передавать ответ, ассоциированный с выбранным режимом.
Во многих вариантах осуществления, передатчик 101 энергии может отвечать на сообщение запроса посредством выбора ответа из набора возможных ответов. Каждый из возможных ответов может представляться посредством разного ответа на набор сообщений ошибки управления мощностью посредством контроллера 207 обратной связи по мощности. Каждый из возможных ответов может быть ассоциирован с разным режимом работы для обратной связи управления мощностью.
Также, по меньшей мере, один ответ из возможных ответов представляется посредством ответа на сообщения ошибки управления мощностью, который отклоняется от ответа контроллера 207 обратной связи по мощности на сообщения ошибки управления мощностью в отсутствии передачи данных в приемник 105 энергии.
Дополнительно, по меньшей мере, один ответ из возможных ответов представляется посредством ответа на сообщения ошибки управления мощностью, что дает результатом изменение мощности сигнала энергии, которое находится в зависимости от сообщений ошибки управления мощностью набора сообщений ошибки управления мощностью. Таким образом, по меньшей мере, один ответ является относительным ответом (и как таковой зависит от конкретных запросов от приемника 105 энергии, и соответственно зависит от текущих рабочих условий, таких как в частности потребление мощности нагрузки 503).
Также следует отметить, что сообщения ошибки управления мощностью являются сообщениями ошибки управления мощностью, т.е. они не являются предназначенными сообщениями, используемыми только для передачи данных, но скорее являются (нормальными) сообщениями ошибки управления мощностью, которые являются частью замкнутой обратной связи управления мощностью.
Описанная система может, таким образом, использовать существующую функциональность и операции, именно исполняющуюся обратную связь управления мощностью, чтобы обеспечивать передачу данных от передатчика 101 энергии в приемник 105 энергии. Данные передаются, не посредством простого модулирования сигнала энергии, но скорее посредством модификации того, как эта исполняющаяся замкнутая обратная связь управления мощностью работает. В самом деле, система обеспечивает возможность для передачи данных в приемник 105 энергии просто посредством обратной связи управления мощностью, работающей в точности так, как она работает, когда никакая передача данных не предпринимается (например, для устанавливаемого по умолчанию ответа на сообщение запроса). Таким образом, подход может во многих ситуациях уменьшать влияние на сигнал энергии передачи данных от передатчика 101 энергии в приемник 105 энергии. В самом деле, во многих вариантах осуществления, передача ответа на сообщение запроса может не иметь никакого влияния на сигнал энергии в большинстве сценариев, и как наихудший случай только вводит короткую задержку в адаптацию мощности сигнала энергии к текущим условиям.
Например, в некоторых вариантах осуществления, положительный ответ может передаваться посредством отсутствия изменения в работе обратной связи по мощности, что, тем самым, в результате не дает никакого влияния на сигнал энергии и, таким образом, на операцию передачи энергии. Отрицательный ответ может, например, передаваться посредством переключения контроллера 507 обратной связи по мощности в режим, где он игнорирует, например, два сообщения ошибки управления мощностью, после чего он переключается назад на нормальную работу. После переключения назад на нормальную работу, последующие сообщения ошибки управления мощностью будут продолжать повторять такой же запрос (так как сигнал энергии не изменился и, таким образом, такое же отношение существует между обеспечиваемой мощностью и потребляемой мощностью). Это будет вызывать, что управление мощностью с замкнутой обратной связью будет адаптировать мощность сигнала энергии к требуемому уровню. Таким образом, адаптация сигнала энергии просто незначительно задерживается. Во многих сценариях, модификация ответов на сообщения ошибки управления мощностью может отражать функциональную возможность передатчика 101 энергии. В частности, как описано выше, модификация ответов на сообщения ошибки управления мощностью, и в частности то, вводится ли какая-либо модификация, может зависеть от того, может ли передатчик энергии поддерживать функциональность/функциональную возможность приемника 105 энергии, показанную в сообщении запроса. В конкретном примере, функциональность/функциональная возможность показывается посредством номера версии, но должно быть ясно, что могут использоваться другие подходы. Например, сообщение запроса может включать в себя конкретную индикацию конкретной функциональной возможности, и ответ может отражать, может ли передатчик 101 энергии поддерживать эту функциональную возможность. В качестве конкретного примера, сообщение запроса может просто запрашивать то, может ли передатчик 101 энергии действительно поддерживать двунаправленную передачу данных, и передатчик 101 энергии может отвечать положительно просто посредством ответа с использованием двунаправленной передачи данных, как описано выше.
Как показано ранее, процессор 211 модификации может, например, модифицировать ответы на сообщения ошибки управления мощностью посредством простого игнорирования одного или более сообщений ошибки управления мощностью. Таким образом, для одного или более сообщений ошибки управления мощностью, процессор 211 модификации может осуществлять предотвращение того, чтобы запрошенное изменение в мощности применялось к сигналу энергии. Отсутствие изменения, соответствующего сообщениям ошибки управления мощностью, может обнаруживаться приемником 105 энергии и соответственно обеспечивать индикацию ответа на сообщение запроса. В частности, если сообщение запроса включает в себя запрос, отсутствие изменений мощности в ответ на сообщения ошибки управления мощностью, запрашивающие изменения, может показывать одобрение запроса и присутствие изменений мощности может показывать отклонение.
В некоторых вариантах осуществления, процессор 211 модификации может модифицировать ответ на одно или более сообщение ошибки управления мощностью посредством изменения направления, в котором изменение мощности происходит. Таким образом, для сообщения ошибки управления мощностью, запрашивающего увеличение мощности, мощность может фактически уменьшаться, и для сообщения ошибки управления мощностью, запрашивающего уменьшение мощности, мощность может увеличиваться. Это может делать модификации/изменения более выраженными и может облегчать и или увеличивать надежность обнаружения приемником 105 энергии. Таким образом, может обычно достигаться более надежная передача данных.
Таким образом, в качестве примера, если запрос сообщения запроса отклоняется, передатчик 101 энергии продолжает отвечать на сообщения ошибки управления мощностью так, как он бы нормальным образом делал в течение работы управления мощностью. Если, однако, запрос одобряется, передатчик 101 энергии переходит к эффективному изменению знака одного или более из сообщений ошибки управления мощностью, т.е. он переходит к изменению мощности в противоположном направлении относительно того, что запрашивалось посредством сообщений ошибки управления мощностью.
В некоторых вариантах осуществления, сообщения ошибки управления мощностью могут включать в себя сообщения ошибки управления мощностью, которые запрашивают, чтобы никакое изменение не делалось для мощности сигнала энергии, т.е. чтобы сигнал энергии был в текущее время на правильном уровне. В таких примерах, процессор 211 модификации может, например, переходить к введению предварительно определенного изменения мощности, когда сообщение ошибки управления мощностью показывает, что никакое изменение мощности не должно вводиться.
Процессор 211 модификации может во многих вариантах осуществления сохранять наборы шаблонов, где каждый шаблон определяет, какие модификации должны вводиться для некоторого количества ответов сообщений ошибки управления мощностью. В частности, каждый шаблон может соответствовать заданному ответу.
В некоторых вариантах осуществления, каждый шаблон может содержать только модификацию для одного сообщения ошибки управления мощностью, но во многих вариантах осуществления каждый шаблон может содержать модификацию для множества сообщений ошибки управления мощностью. Количество модификаций сообщения ошибки управления мощностью может быть разным для разных шаблонов, но будет во многих вариантах осуществления одним и тем же для всех шаблонов.
В некоторых вариантах осуществления, наборы шаблонов могут включать в себя только одиночный шаблон, например, если подход используется просто для того, чтобы подтверждать, является ли передатчик 101 энергии достаточно новым, чтобы быть способным передавать данные посредством модификации работы управления мощностью. Это может само по себе быть указателем дополнительной функциональной возможности. Например, если передатчик 101 энергии может модифицировать работу управления мощностью, это может само по себе показывать, что он является совместимым с версией B устройством, и, таким образом, что он также находится в соответствии со всеми другими дополнительными развитиями обновления до версии B. Таким образом, приемник 105 энергии может продолжать работать в соответствии с этим знанием. Например, он может переходить к запросу более высоких мощностей, которые поддерживаются в версии B, но не версии A стандартов. Таким образом, подход передачи данных может быть полезным, даже если никакая дополнительная двунаправленная передача данных не использовалась.
Во многих вариантах осуществления, передатчик 101 энергии может быть выполнен с возможностью обеспечения более сложных ответов. Например, может быть 2, 3, 4 или даже более возможных ответов на сообщение запроса, и набор может включать в себя один шаблон модификации для каждого возможного ответа. Процессор 211 модификации может от процессора 209 сообщений запроса принимать индикацию того, какой ответ должен передаваться в приемник 105 энергии. Он может затем извлекать соответствующий шаблон из набора возможных шаблонов и переходить к модификации ответов на сообщения ошибки управления мощностью, как определено посредством соответствующего шаблона.
В некоторых вариантах осуществления, набор ответов может даже определять алфавит или набор частичных данных, которые могут использоваться, чтобы передавать сложные данные.
Также, подход может использоваться иерархически. Например, первоначально одно или более сообщений запроса и ответов могут обмениваться, чтобы определять общий алфавит/протокол сообщения. Например, первое сообщение запроса может запрашивать, чтобы передатчик 101 энергии определил, какой протокол передачи данных должен использоваться. Сообщение запроса может, например, включать в себя набор протоколов, которые приемник 105 энергии может понимать. Передатчик 101 энергии может затем показывать один из возможных протоколов, и последующая передача данных может выполняться с использованием этого протокола, например, приемник 105 энергии и передатчик 101 энергии могут быть сконфигурированы с возможностью использования обмена передачи данных на основе выбранного протокола.
В некоторых вариантах осуществления, сообщение запроса и ответ могут использоваться, чтобы определять, осуществлять ли передачу с использованием способа модификации обратной связи управления мощностью или нет. Например, первое сообщение запроса может запрашивать, должен ли использоваться способ передачи данных модификации обратной связи управления мощностью, и передатчик 101 энергии может подтверждать это с использованием передачи данных на основе модификации управления мощностью. Однако отрицательный ответ (например, обеспеченный с использованием способа передачи данных на основе модификации управления мощностью) может давать результатом последующее изменение передачи данных с использованием другого подхода, такого как прямая передача данных в приемник 105 энергии передатчиком 101 энергии, модулирующего данные в сигнале энергии с использованием, например, модуляции амплитуды, частоты или фазы. Такой подход может быть особенно предпочтительным в том, что способен удовлетворять регулирующие требования в некоторых юрисдикциях наряду с тем, что обеспечивает возможность более эффективной передачи данных в других юрисдикциях, которые не имеют этих ограничений. Например, в некоторых юрисдикциях прямая модуляция сигнала энергии может не быть уместной. Поэтому, передатчик 101 энергии, сконструированный для этой юрисдикции, будет отвечать, что должен использоваться подход передачи данных на основе модификации управления мощностью. Однако в других юрисдикциях прямая модуляция может быть приемлемой и, поэтому, передатчики энергии, сконструированные для этих юрисдикций, будут отвечать, что будет использоваться подход на основе прямой модуляции, что, тем самым, потенциально реализует более эффективную передачу данных.
Во многих вариантах осуществления, шаблоны могут содержать, по меньшей мере, одну модификацию, соответствующую отсутствию изменения мощности сигнала энергии, и, по меньшей мере, одну модификацию, соответствующую изменению мощности сигнала энергии, в соответствии с запросом сообщения ошибки управления мощностью. Таким образом, в частности, один или более из шаблонов могут включать в себя одну модификацию, которая соответствует удержанию мощности постоянной, и, таким образом, игнорирование соответствующих сообщений ошибки управления мощностью, и второе вхождение, соответствующее нормальной обработке сообщения ошибки управления мощностью, т.е. чтобы изменять мощность, как запрашивается посредством сообщения ошибки управления мощностью. Это может обеспечивать, что сигнал энергии флуктуирует меньше в результате модификаций, несущих информацию, чем сигнал энергии, для которого никакие модификации не вводятся. В то же время, по меньшей мере, одно сообщение ошибки управления мощностью обрабатывается нормальным образом, тем самым, обеспечивая возможность приемнику 105 энергии проверять, что нормальная работа является возможной. Таким образом, приемник 105 энергии может различать между намеренным подавлением некоторых изменений мощности, и проблемой, дающей результатом нарушение функционирования обратной связи управления мощностью.
Чтобы приемнику 105 энергии сопоставлять обнаруженные изменения сигнала энергии с переданными сообщениями ошибки управления мощностью, может делаться синхронизация модификаций с индивидуальными сообщениями ошибки управления мощностью на основе сообщения запроса. Например, если сообщение запроса принимается в течение фазы передачи энергии, передатчик 101 энергии может переходить к применению шаблона, начиная на следующем принятом сообщении ошибки управления мощностью. Таким образом, приемник 105 энергии будет знать, что шаблон начинается на следующем сообщении ошибки управления мощностью, и он может, поэтому, измерять изменение мощности, которое происходит, следуя за передачей этого сообщения. Например, если шаблон содержит одиночную модификацию, приемник 105 энергии может сначала посылать сообщение запроса и может затем начинать отслеживать изменение мощности после того, как он посылает следующее сообщение ошибки управления мощностью. Так как частота сообщений ошибки управления мощностью является относительно низкой (обычно менее, чем 10 в секунду), является относительно простым выравнивать изменения мощности и сообщения ошибки управления мощностью для приемника 105 энергии.
Если сообщение запроса передается в течение времени, когда обратная связь управления мощностью не исполняется, шаблон может применяться к первому сообщению (сообщениям) ошибки управления мощностью, когда обратная связь управления мощностью запускается. Во многих таких примерах, может быть желательным для передатчика 101 энергии отвечать нормальным образом на одно или более начальных сообщений, чтобы обеспечивать, что обратная связь управления мощностью является должным образом инициализированной и работоспособной.
Например, если сообщение запроса принимается в течение фазы конфигурирования, ответ может обеспечиваться в течение фазы передачи энергии. В некоторых вариантах осуществления, однако, управление мощностью может, например, вводиться более рано, как, например, в течение фазы конфигурирования.
В некоторых вариантах осуществления, приемник 105 энергии может передавать индикацию в передатчик 101 энергии того, как передатчик 101 энергии должен отвечать на сообщение запроса, т.е. того, как приемник 105 энергии интерпретирует ответ. В частности, сообщение запроса может содержать индикацию модификации для ответа контроллера обратной связи по мощности на сообщения ошибки управления мощностью, которые соответствуют ответу на сообщение запроса. В качестве конкретного примера, сообщение запроса может содержать индикацию, что передатчик 101 энергии должен одобрять запрос от приемника 105 энергии посредством игнорирования, скажем, следующих двух сообщений ошибки управления мощностью. Более широко, приемник 105 энергии может содержать набор шаблонов модификаций, при этом один шаблон обеспечивается для каждого возможного ответа. Процессор 211 модификации передатчика 101 энергии может затем переходить к применению соответствующего шаблона, когда он решает, как отвечать на сообщение запроса.
Как упомянуто ранее, сообщение запроса может обеспечивать индикацию версии стандартов, с которой приемник 105 энергии находится в соответствии, или более широко оно может обеспечивать индикацию технической спецификации, с которой приемник энергии находится в соответствии. Например, он может показывать, что он является приемником энергии версии B. Передатчик 101 энергии может затем переходить к модификации ответа на одно или более сообщений ошибки управления мощностью в ответ на эту техническую спецификацию. В частности, если передатчик 101 энергии находится в соответствии с такой же, или более высокой версией, процессор 211 модификации может модифицировать работу обратной связи управления мощностью, чтобы обеспечивать индикацию, что он может поддерживать всю функциональность технической спецификации, которую приемник 105 энергии показал.
Альтернативно или дополнительно, сообщение запроса может содержать идентификацию устройства для приемника 105 энергии. Индикация устройства может обеспечивать идентификацию типа или модели для приемника 105 энергии, или может, например, обеспечивать индивидуальную и однозначную идентификационную информацию приемника 105 энергии. Передатчик 101 энергии может затем переходить к определению подходящего ответа на основе этой идентификации устройства.
В последующем описываются некоторые конкретные примеры, иллюстрирующие различные варианты осуществления. В примерах, приемник 105 энергии и передатчик 101 энергии находится в соответствии со стандартами Qi за исключением отклонений, здесь описанных.
Пример 1.
В этом примере, передатчик 10 энергии содержится в будильнике Wake-up Light. Будильник Wake-up Light используется с защитным чехлом для ручного устройства (например, телефона). Чехол обеспечивает функциональность беспроводной зарядки для устройства (например, существующего смартфона), и может продаваться как аксессуар для будильника Wake-up Light. В этом примере, сообщение запроса содержит идентификатор устройства, т.е. сообщение, включающее в себя идентификатор устройства, рассматривается как сообщение запроса. После завершения начального этапа передачи энергии - т.е. приемник 105 энергии посылает его данные идентификации и конфигурации - приемник 105 энергии ожидает в течение предварительно определенного интервала, перед тем, как он начнет направлять передатчик 101 энергии, чтобы регулировать его ток катушки - т.е. посредством отправки соответствующих сообщений ошибки управления мощностью. Передатчик 101 энергии зарядного устройства будильника Wake-up Light распознает запрос, содержащийся в идентификационных данных для приемника 105 энергии, и будет регулировать его ток катушки, чтобы отражать определенные модификации для ответов на сообщения ошибки управления мощностью. Унаследованные передатчики энергии не будут распознавать запрос, и будут изменять ток катушки в соответствии с принятыми сообщениями ошибки управления мощностью. Это обеспечивает возможность чехлу распознавать тип зарядного устройства, т.е. приемник 105 энергии может обнаруживать, что передатчик 101 энергии является достаточно прогрессивным, чтобы использовать двунаправленную передачу данных. Чехол может передавать эту информацию в смартфон.
Запрос, представленный посредством идентификационных данных, может быть настолько простым как специальная строка - например, код производителя плюс номер модели - но также может содержать информацию о том, как передатчик 101 энергии должен отвечать на сообщения ошибки управления мощностью.
Пример 2.
Этот пример использует аналогичные устройства, что и пример 1 за исключением того, что приемник 105 энергии содержится непосредственно в смартфоне. В этом примере, приложения, исполняющиеся на смартфоне, могут взаимодействовать с функциональностью беспроводной зарядки. В этом втором примере, данные идентификации устройства не используются, чтобы переносить запрос. Однако является возможным для приложения, исполняющегося на смартфоне, посылать запрос, содержащийся в проприетарном пакете, т.е. сообщение запроса имеет форму проприетарного пакета. Как в предыдущем примере, этот запрос может направлять зарядное устройство будильника Wake-up Light вставлять конкретную модификацию в обработку сообщений ошибки управления мощностью посредством передатчика 101 энергии. В частности, запрос может содержать направления в отношении того, как передатчик 101 энергии должен интерпретировать следующие несколько сообщений ошибки управления мощностью другим способом - например, обращать знак следующих двух сообщений ошибки управления мощностью. Преимущество использования проприетарных пакетов состоит в том, что приложение может посылать множество запросов в передатчик 101 энергии.
Пример 3.
В этом примере, приемник 105 энергии пытается определить, соединен ли он с передатчиком 101 энергии, согласующимся с ревизией/версией стандарта, которая является более высокой или равной ревизии/версии стандарта приемника 105 энергии. В этом примере, передатчик 101 энергии может интерпретировать номер версии, посланный приемником 105 энергии на начальном этапе передачи энергии, т.е. указание версии стандартов формирует запрос. В начале фазы передачи энергии, передатчик 101 энергии, соответствующий версии, или который находится в соответствии с более новой версией, может вставлять шаблон модификации сигнатуры в ответы на сообщения ошибки управления мощностью, т.е. он может изменять ток катушки другим способом в начале фазы передачи энергии. Конкретное преимущество этого подхода состоит в том, что он обеспечивает обходной путь для проблемы с зарезервированными пакетами, которые используются некорректно в унаследованном оборудовании (и в частности проблемы, что унаследованные передатчики энергии могут завершать фазу передачи энергии, если принимается зарезервированный пакет). Как только приемник энергии обнаруживает, что передатчик энергии находится в соответствии с такой же или более новой версией, он может начинать использовать сообщения, которые были зарезервированы в более ранней ревизии стандарта.
В некоторых вариантах осуществления, приемник 105 энергии может модифицировать способ, с помощью которого определяются переданные сообщения ошибки управления мощностью, когда ожидается потенциально модифицированный ответ. Например, следуя за сообщением запроса, приемник 105 энергии может переходить к обеспечению, скажем, двух сообщений ошибки управления мощностью, запрашивающих увеличенную мощность, даже если уровень мощности находится в текущее время на требуемом уровне. Если положительный ответ показывается посредством двух сообщений ошибки управления мощностью, которые игнорируются, приемник 105 энергии может обнаруживать положительный ответ посредством того, что уровень мощности остается постоянным. Однако, если в мощности обнаруживаются два ступенчатых изменения, приемником 105 энергии определяется отрицательный ответ. Приемник 105 энергии может затем возвращаться к нормальной работе управления мощностью, что может обычно давать результатом последующие два сообщения ошибки управления мощностью, запрашивающие уменьшение в уровне мощности, что, тем самым, возвращает сигнал энергии на требуемый уровень мощности.
Следует принять во внимание, что в вышеизложенном описании для ясности были описаны варианты осуществления изобретения со ссылкой на разные функциональные схемы, блоки и процессоры. Однако должно быть ясно, что любое подходящее распределение функциональности между разными функциональными схемами, блоками или процессорами может использоваться без отхода от изобретения. Например, функциональность, проиллюстрированная как подлежащая выполнению посредством отдельных процессоров или контроллеров, может выполняться посредством одного и того же процессора или контроллеров. Следовательно, ссылки на конкретные функциональные устройства или схемы должны рассматриваться только как ссылки на подходящие средства для обеспечения описанной функциональности, а не как указывающие на строгую логическую или физическую структуру или организацию.
Изобретение может осуществляться в любой подходящей форме, включающей в себя аппаратное обеспечение, программное обеспечение, встроенное программное обеспечение или любую комбинацию перечисленного. Изобретение может необязательно осуществляться, по меньшей мере, частично как компьютерное программное обеспечение, исполняющееся на одном или более процессорах данных и/или цифровых сигнальных процессорах. Элементы и компоненты одного варианта осуществления изобретения могут физически, функционально и логически осуществляться любым подходящим способом. В самом деле, функциональность может осуществляться в одиночном блоке, в множестве блоков или как часть других функциональных устройств. Как таковое, изобретение может осуществляться в одиночном блоке или может быть физически и функционально распределено между разными блоками, схемами и процессорами.
Хотя настоящее изобретение было описано в соединении с некоторыми вариантами осуществления, не предполагается, что оно ограничено конкретной формой, здесь изложенной. Скорее, объем настоящего изобретения ограничен только посредством сопровождающей формулы изобретения. Дополнительно, хотя какой-либо признак может появляться как описанный в соединении с конкретными вариантами осуществления, специалист в данной области техники должен понимать, что различные признаки описанных вариантов осуществления могут комбинироваться в соответствии с изобретением. В формуле изобретения, признак "содержащий" не исключает присутствие других элементов или этапов.
Дополнительно, хотя перечисляются индивидуально, множество средств, элементов, схем или этапов способа могут осуществляться посредством, например, одиночной схемы, блока или процессора. Дополнительно, хотя индивидуальные признаки могут включаться в разные пункты формулы изобретения, они могут, возможно, предпочтительно комбинироваться, и включение в разные пункты формулы изобретения не влечет, что комбинация признаков не является реализуемой и/или предпочтительной. Также включение признака в одну категорию пунктов формулы изобретения не влечет ограничение этой категорией, но скорее указывает, что признак является равным образом применимым к другим категориям пунктов формулы изобретения по обстановке. Дополнительно, порядок признаков в формуле изобретения не влечет какой-либо конкретный порядок, в котором признаки должны выполняться, и, в частности, порядок индивидуальных этапов в пункте способа не влечет, что этапы должны выполняться в этом порядке. Скорее, этапы могут выполняться в любом подходящем порядке. В дополнение, ссылки в форме единственного числа не исключают множественность. Таким образом, ссылки на формы единственного числа, "первый", "второй" и т.д. не предотвращают множественность. Ссылочные позиции в формуле изобретения обеспечиваются только в качестве проясняющего примера и не должны толковаться как ограничивающие объем формулы изобретения каким-либо образом.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| БЕСПРОВОДНАЯ ИНДУКТИВНАЯ ПЕРЕДАЧА МОЩНОСТИ | 2012 |
|
RU2604634C2 |
| БЕСПРОВОДНАЯ ПЕРЕДАЧА ЭНЕРГИИ | 2020 |
|
RU2813601C1 |
| БЕСПРОВОДНАЯ ИНДУКТИВНАЯ ПЕРЕДАЧА ЭНЕРГИИ | 2014 |
|
RU2656246C2 |
| БЕСПРОВОДНАЯ ИНДУКТИВНАЯ ПЕРЕДАЧА ЭНЕРГИИ | 2015 |
|
RU2691970C2 |
| БЕСПРОВОДНАЯ ИНДУКЦИОННАЯ ПЕРЕДАЧА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ | 2013 |
|
RU2643153C2 |
| БЕСПРОВОДНАЯ ИНДУКТИВНАЯ ПЕРЕДАЧА ЭНЕРГИИ | 2015 |
|
RU2674436C2 |
| БЕСПРОВОДНАЯ ПЕРЕДАЧА ЭНЕРГИИ | 2020 |
|
RU2792026C2 |
| БЕСПРОВОДНАЯ ИНДУКТИВНАЯ ПЕРЕДАЧА МОЩНОСТИ | 2014 |
|
RU2649907C2 |
| БЕСПРОВОДНАЯ ИНДУКТИВНАЯ ПЕРЕДАЧА МОЩНОСТИ | 2015 |
|
RU2692482C2 |
| СИСТЕМА БЕСПРОВОДНОЙ ПЕРЕДАЧИ МОЩНОСТИ | 2019 |
|
RU2777986C2 |
Использование: в области электротехники. Технический результат – увеличение гибкости и обратной совместимости при двунаправленной передаче данных в системе передачи энергии, а также повышение эффективности передачи энергии. Передатчик (101) энергии выполнен с возможностью передавать энергию в приемник (105) энергии с использованием беспроводного индуктивного сигнала энергии. Передатчик (101) энергии содержит генератор (207) сигнала энергии, который возбуждает индуктор (103), чтобы обеспечивать сигнал энергии в индуктор приемника (105) энергии. Управление обратной связи по мощности используется приемником (105) энергии, обеспечивающим сообщения ошибки управления мощностью в передатчик (101) энергии. Передатчик (101) энергии содержит процессор (209) сообщений запроса, который может обнаруживать сообщение запроса, принятое от приемника (105) энергии с использованием модуляции нагрузкой сигнала энергии. Процессор (211) модификации выполнен с возможностью модифицировать ответ контроллера обратной связи по мощности на сообщения ошибки управления мощностью в зависимости от сообщения запроса. Приемник (105) энергии может обнаруживать модификации работы управления мощностью и, таким образом, может интерпретировать это как ответ на сообщение запроса. 5 н. и 15 з.п. ф-лы, 5 ил.
1. Передатчик (101) энергии для передачи энергии в приемник (105) энергии с использованием беспроводного индуктивного сигнала энергии, при этом передатчик (101) энергии содержит:
индуктор (103) для обеспечения сигнала энергии;
генератор (207) сигнала энергии для возбуждения индуктора (103), чтобы обеспечивать сигнал энергии;
приемник (213) для приема сообщений данных от приемника (105) энергии, при этом сообщения данных передаются посредством модуляции нагрузкой сигнала энергии;
контроллер (207) обратной связи по мощности, выполненный с возможностью управлять мощностью сигнала энергии в ответ на сообщения ошибки управления мощностью, принятые от приемника (105) энергии;
процессор (209) сообщений запроса для обнаружения того, что сообщение запроса было принято от приемника (105) энергии; и
процессор (211) модификации для модификации в течение фазы передачи энергии ответа контроллера (207) обратной связи по мощности на сообщения ошибки управления мощностью в ответ на сообщение запроса.
2. Передатчик энергии по п. 1, в котором процессор (211) модификации выполнен с возможностью игнорировать по меньшей мере одно сообщение управления ошибкой в ответ на сообщение запроса.
3. Передатчик энергии по п. 1, в котором сообщения ошибки управления мощностью показывают запрос на изменение мощности сигнала энергии и процессор (211) модификации выполнен с возможностью модифицировать ответ для по меньшей мере одного сообщения ошибки управления мощностью посредством изменения мощности сигнала энергии в противоположном направлении к тому, что запрошено посредством упомянутого по меньшей мере одного сообщения ошибки управления мощностью.
4. Передатчик энергии по п. 1, в котором первый процессор выполнен с возможностью модифицировать ответы на сообщения ошибки управления мощностью в соответствии с первым шаблоном модификаций ответов на сообщения ошибки управления мощностью.
5. Передатчик энергии по п. 2, в котором первый процессор выполнен с возможностью модифицировать ответы на сообщения ошибки управления мощностью в соответствии с первым шаблоном модификаций ответов на сообщения ошибки управления мощностью.
6. Передатчик энергии по п. 3, в котором первый процессор выполнен с возможностью модифицировать ответы на сообщения ошибки управления мощностью в соответствии с первым шаблоном модификаций ответов на сообщения ошибки управления мощностью.
7. Передатчик энергии по п. 4, в котором первый процессор выполнен с возможностью выбирать первый шаблон из множества шаблонов модификаций ответов на сообщения ошибки управления мощностью в ответ на сообщение запроса, при этом каждый шаблон из множества шаблонов соответствует разному ответу на сообщение запроса.
8. Передатчик энергии по п. 5, в котором первый процессор выполнен с возможностью выбирать первый шаблон из множества шаблонов модификаций ответов на сообщения ошибки управления мощностью в ответ на сообщение запроса, при этом каждый шаблон из множества шаблонов соответствует разному ответу на сообщение запроса.
9. Передатчик энергии по п. 6, в котором первый процессор выполнен с возможностью выбирать первый шаблон из множества шаблонов модификаций ответов на сообщения ошибки управления мощностью в ответ на сообщение запроса, при этом каждый шаблон из множества шаблонов соответствует разному ответу на сообщение запроса.
10. Передатчик энергии по любому из пп. 4-9, в котором первый шаблон содержит по меньшей мере одну модификацию, соответствующую отсутствию изменения мощности сигнала энергии, и по меньшей мере одну модификацию, соответствующую изменению мощности сигнала энергии в соответствии с запросом сообщения ошибки управления мощностью.
11. Передатчик энергии по п. 1, в котором сообщение запроса содержит индикацию требуемой модификации ответа контроллера обратной связи по мощности на сообщения ошибки управления мощностью, соответствующие ответу на сообщение запроса.
12. Передатчик энергии по п. 1, в котором процессор (211) модификации выполнен с возможностью изменять мощность сигнала энергии посредством изменения тока индуктора.
13. Передатчик энергии по п. 1, в котором сообщение запроса содержит идентификацию устройства и процессор (211) модификации выполнен с возможностью модифицировать ответ в зависимости от идентификации устройства.
14. Передатчик энергии по п. 1, в котором сообщение запроса содержит индикацию технической спецификации, с которой приемник энергии находится в соответствии, и процессор (211) модификации выполнен с возможностью модифицировать ответ в зависимости от индикации технической спецификации.
15. Передатчик энергии по п. 1, в котором сообщение запроса содержится в конфигурационном сообщении, переданном до инициализации фазы передачи энергии.
16. Передатчик энергии по п. 1, в котором модификация дополнительно зависит от функциональной возможности передатчика энергии.
17. Приемник (105) энергии для приема энергии от передатчика (101) энергии с использованием беспроводного индуктивного сигнала энергии, при этом приемник (105) энергии содержит:
индуктор (107) для приема сигнала энергии;
передатчик (505) для передачи сообщений данных в передатчик (101) энергии, при этом сообщения данных передаются посредством модуляции нагрузкой сигнала энергии;
процессор (509) сообщений запроса для передачи сообщения запроса в передатчик (101) энергии;
контроллер (507) обратной связи по мощности для передачи сообщений ошибки управления мощностью в передатчик (101) энергии, при этом по меньшей мере некоторые из сообщений ошибки управления мощностью запрашивают изменение в мощности сигнала энергии;
средство (511) мониторинга сигнала энергии для мониторинга изменений мощности в сигнале энергии; и
процессор (513) ответа для определения, в течение фазы передачи энергии, ответа на сообщение запроса в ответ на сравнение изменений мощности в сигнале энергии и изменений мощности, запрошенных посредством сообщений ошибки управления мощностью.
18. Система передачи энергии, содержащая передатчик (101) энергии по п. 1 и приемник (105) энергии по п. 13.
19. Способ работы для передатчика (101) энергии, выполненного с возможностью передавать энергию в приемник (105) энергии с использованием беспроводного индуктивного сигнала энергии, при этом передатчик (101) энергии содержит индуктор (103) для обеспечения сигнала энергии и генератор (207) сигнала энергии для возбуждения индуктора (103), чтобы обеспечивать сигнал энергии; при этом способ содержит:
прием сообщений данных от приемника (105) энергии, при этом сообщения данных передаются посредством модуляции нагрузкой сигнала энергии;
управление мощностью сигнала энергии в ответ на сообщения ошибки управления мощностью, принятые от приемника (105) энергии;
обнаружение того, что сообщение запроса было принято от приемника (105) энергии; и
модификацию, в течение фазы передачи энергии, ответа на сообщения ошибки управления мощностью в ответ на сообщение запроса.
20. Способ работы для приемника (105) энергии, выполненного с возможностью принимать энергию от передатчика (101) энергии с использованием беспроводного индуктивного сигнала энергии, при этом приемник (105) энергии содержит индуктор (107) для приема сигнала энергии; при этом способ содержит:
передачу сообщения запроса в передатчик (101) энергии посредством модуляции нагрузкой сигнала энергии;
передачу сообщений ошибки управления мощностью в передатчик (101) энергии посредством модуляции нагрузкой сигнала энергии, при этом по меньшей мере некоторые из сообщений ошибки управления мощностью запрашивают изменение в мощности сигнала энергии;
мониторинг изменений мощности в сигнале энергии; и
определение, в течение фазы передачи энергии, ответа на сообщение запроса в ответ на сравнение изменений мощности в сигнале энергии и изменений мощности, запрошенных посредством сообщений ошибки управления мощностью.
| WO 2012049582 A1, 19.04.2012 | |||
| US 2010171461 A1, 08.07.2010 | |||
| БЕСКОНТАКТНАЯ СИСТЕМА ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ | 2010 |
|
RU2440635C1 |
