(57)【要約】      （修正有）【課題】ワイヤレス電力伝送において、ワイヤレスパワーレシーバの存在又は異物の存在を判定する。【解決手段】ワイヤレスパワートランスミッタ５０が、アナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）１１８及びコントローラ１１２を含む。ＡＤＣ１１８は、パワートレイン１１４に関連付けられるアナログ信号をデジタル値に変換するように構成される。コントローラ１１２は、パルスをパワートレイン１１４に印加させ、それによりパワートレイン１１４にリンギングさせ、パワートレイン１１４がリンギングする間及びパルスが終了した後得られるＡＤＣ１１８からのデジタル値を受信させ、パワートレイン１１４のリンギングのデジタル値の分析に基づいて、ワイヤレスパワートランスミッタ５０上又は付近にワイヤレスパワーレシーバ６０が存在するか又はトランスミッタ上に異物が存在するかを判定する。【選択図】図２
2020018166.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤレスパワートランスミッタであって、
パワートレインに関連付けられるアナログ信号をデジタル値に変換するためのアナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）、及び
コントローラ、
を含み、
前記コントローラが、
パルスを前記パワートレインに印加させ、それにより、前記パワートレインにリンギングを開始させるように、
前記パワートレインがリンギングする間であり前記パルスが終了した後に得られる前記ＡＤＣからのデジタル値を受信するように、及び、
前記パワートレインの前記リンギングの前記デジタル値の分析に基づいて、前記ワイヤレスパワートランスミッタ上又は付近にワイヤレスパワーレシーバが存在するか否か、又は前記ワイヤレスパワートランスミッタ上又は付近に異物が存在するか否かを判定するように、
構成される、
ワイヤレスパワートランスミッタ。
【請求項２】
請求項１に記載のワイヤレスパワートランスミッタであって、前記リンギングの持続期間が空ワイヤレスパワートランスミッタ持続期間閾値（ＥＭＰＴＹ  ＷＩＲＥＬＥＳＳ  ＰＯＷＥＲ  ＴＲＡＮＳＭＩＴＴＥＲ  ＤＵＲＡＴＩＯＮ閾値）を超えることに基づいて、前記コントローラが、前記ワイヤレスパワートランスミッタ上又は付近にワイヤレスパワーレシーバも異物も存在しないと判定するように構成される、ワイヤレスパワートランスミッタ。
【請求項３】
請求項１に記載のワイヤレスパワートランスミッタであって、前記コントローラが、
リンギング期間の初めに前記ＡＤＣからの前記デジタル値の初期ピーク振幅を判定するように、
前記リンギング期間の間、前記デジタル値の減衰率を判定するように、及び
前記初期ピーク振幅がピーク振幅閾値（ＰＥＡＫ  ＡＭＰＬＩＴＵＤＥ閾値）を超えること及び前記減衰率が減衰率閾値（ＤＥＣＡＹ  ＲＡＴＥ閾値）を超えることに基づいて、前記ワイヤレスパワートランスミッタ上又は付近に異物が存在すると判定するように、
構成される、ワイヤレスパワートランスミッタ。
【請求項４】
請求項３に記載のワイヤレスパワートランスミッタであって、
前記初期ピーク振幅が前記ピーク振幅閾値を超えないこと又は前記減衰率が前記減衰率閾値を超えないこと、及び
前記リンギングの持続期間が空ワイヤレスパワートランスミッタ持続期間閾値を超えないこと、
に基づいて、前記コントローラが、異物を備えないワイヤレスパワーレシーバが前記ワイヤレスパワートランスミッタ上又は付近に存在すると判定するように構成される、
ワイヤレスパワートランスミッタ。
【請求項５】
請求項３に記載のワイヤレスパワートランスミッタであって、前記コントローラが、
前記リンギングの前記共振周波数を判定するように、及び
前記判定された共振周波数に基づいて、前記ピーク振幅閾値及び前記減衰率閾値の各々を計算するように、
構成される、ワイヤレスパワートランスミッタ。
【請求項６】
請求項２に記載のワイヤレスパワートランスミッタであって、前記コントローラが、
前記リンギングの前記共振周波数を判定するように、及び
前記共振周波数が異物周波数閾値（ＦＯＲＥＩＧＮ  ＯＢＪＥＣＴ  ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ閾値）を超えることに基づいて及び前記リンギングの持続期間が前記空ワイヤレスパワートランスミッタ持続期間閾値を超えないことに基づいて、前記ワイヤレスパワートランスミッタ上又は付近に異物が存在すると判定するように、
構成される、ワイヤレスパワートランスミッタ。
【請求項７】
請求項２に記載のワイヤレスパワートランスミッタであって、前記コントローラが、
前記リンギングの前記共振周波数を判定するように、及び
前記共振周波数がワイヤレスパワーレシーバ周波数閾値（ＷＩＲＥＬＥＳＳ  ＰＯＷＥＲ  ＲＥＣＥＩＶＥＲ  ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ閾値）を下回ることに基づいて、及び前記リンギングの持続期間が前記空ワイヤレスパワートランスミッタ持続期間閾値を超えないことに基づいて、異物を備えないワイヤレスパワーレシーバが前記ワイヤレスパワートランスミッタ上又は付近に存在すると判定するように、
構成される、ワイヤレスパワートランスミッタ。
【請求項８】
請求項２に記載のワイヤレスパワートランスミッタであって、前記コントローラが、
前記共振周波数及び前記リンギングの減衰率を判定するように、
前記リンギングの持続期間が前記空ワイヤレスパワートランスミッタ持続期間を超えないことに基づいて、前記共振周波数が、ワイヤレスパワーレシーバ周波数閾値と異物周波数閾値との間であるかを判定するように、及び
前記共振周波数が前記ワイヤレスパワーレシーバ周波数と異物周波数閾値との間にあるという判定と、
前記減衰率が減衰率閾値を超え、前記リンギングの持続期間がリンギング持続期間閾値（ＲＩＮＧ  ＤＵＲＡＴＩＯＮ閾値）を超えるという判定と、
に基づいて、異物を備えないワイヤレスパワーレシーバが前記ワイヤレスパワートランスミッタ上又は付近に存在すると判定するように、
構成される、ワイヤレスパワートランスミッタ。
【請求項９】
請求項８に記載のワイヤレスパワートランスミッタであって、前記共振周波数が前記ワイヤレスパワーレシーバ閾値周波数と前記異物周波数閾値との間であるという判定に基づいて、前記減衰率が前記減衰率閾値を超えないか又は前記リンギングの持続期間が前記リンギング持続期間閾値を超えないかのいずれかの場合、前記コントローラが、前記ワイヤレスパワートランスミッタ上又は付近に異物が存在すると判定するように構成される、ワイヤレスパワートランスミッタ。
【請求項１０】
請求項１に記載のワイヤレスパワートランスミッタであって、前記パワートレインと、電力をワイヤレスに受信するためにワイヤレスパワーレシーバが置かれるべき表面とを更に含む、ワイヤレスパワートランスミッタ。
【請求項１１】
ワイヤレスパワートランスミッタであって、
パワートレインに関連付けられるアナログ信号をデジタル値に変換するためのアナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）、
パルスを前記パワートレインに印加させるように構成されるコントローラであって、それにより、前記パワートレインに、
共振周波数でリンギングさせ、
前記パワートレインがリンギングしている間に得られる前記ＡＤＣからの前記リンギングを示すデジタル値を受信させ、
前記リンギングの持続期間、前記リンギングの減衰率、及びリンギング期間の初めのピーク振幅を示す値を計算させ、及び
前記リンギングの前記持続期間を示す前記値が空ワイヤレスパワートランスミッタ持続期間閾値より大きい場合、ワイヤレスパワーレシーバも異物も前記ワイヤレスパワートランスミッタ上又は付近に存在しないと判定させ、
前記持続期間を示す前記値が前記空ワイヤレスパワートランスミッタ持続期間閾値より小さく、前記減衰率が減衰率閾値より大きく、前記ピーク振幅がピーク振幅閾値より大きい場合、前記ワイヤレスパワートランスミッタ上又は付近に異物が存在すると判定させ、及び
前記持続期間を示す前記値が前記空ワイヤレスパワートランスミッタ持続期間閾値より小さく、前記減衰率の少なくとも一つが前記減衰率閾値より小さいか又は前記ピーク振幅が前記ピーク振幅閾値より小さい場合、異物を備えないワイヤレスパワーレシーバが前記ワイヤレスパワートランスミッタ上又は付近に存在すると判定させる、
前記コントローラ、
を含む、ワイヤレスパワートランスミッタ。
【請求項１２】
請求項１１に記載のワイヤレスパワートランスミッタであって、前記コントローラが、
前記リンギングの前記共振周波数を判定するように、及び
前記判定された共振周波数に基づいて、前記ピーク振幅閾値及び前記減衰率閾値の各々を計算するように、
構成される、ワイヤレスパワートランスミッタ。
【請求項１３】
請求項１１に記載のワイヤレスパワートランスミッタであって、異物が存在すると判定すると、前記コントローラが、ワイヤレスに搬送されるべき電力のレベルを低下させる、ワイヤレスパワートランスミッタ。
【請求項１４】
方法であって、
ワイヤレス充電パワートレインを複数のパルスでピング（ｐｉｎｇ）し、それにより、前記パワートレインにリンギングさせること、及び
リンギングする前記パワートレインから演算される値に基づいて、ワイヤレスパワーレシーバがワイヤレスパワートランスミッタ上又は付近に存在するか又は前記ワイヤレスパワートランスミッタ上に異物が存在するかを判定すること、
を含む、方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の方法であって、前記ワイヤレスパワートランスミッタ上にワイヤレスパワーレシーバが存在するか又は前記ワイヤレスパワートランスミッタ上に異物が存在するかを判定することが、
リンギングする前記パワートレインに関連付けられる持続期間を判定すること、及び
前記持続期間が空パッド持続期間閾値を超える場合、ワイヤレスパワーレシーバも異物も前記ワイヤレスパワートランスミッタ上又は付近に存在しないと判定すること、
を含む、方法。
【請求項１６】
請求項１４に記載の方法であって、
リンギング期間の初めに前記リンギングのピーク振幅を判定すること、
前記リンギングの減衰率を判定すること、及び
前記ピーク振幅が前記ピーク振幅閾値を超えること、及び前記減衰率が前記減衰率閾値を超えることに基づいて、前記ワイヤレスパワートランスミッタ上又は付近に異物が存在すると判定すること、
を更に含む、方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の方法であって、
前記ピーク振幅が前記ピーク振幅閾値を超えないことか、又は前記減衰率が前記減衰率
閾値を超えないことのいずれか、及び
前記リンギングの持続期間が空パッド持続期間閾値を超えないこと、
に基づいて、前記ワイヤレスパワートランスミッタ上又は付近にワイヤレスパワーレシーバが存在すると判定することを更に含む、方法。
【請求項１８】
請求項１６に記載の方法であって、
前記リンギングの前記共振周波数を判定すること、及び
前記判定された共振周波数に基づいて、前記ピーク振幅閾値及び前記減衰率閾値の各々を計算すること、
を更に含む、方法。
【請求項１９】
請求項１６に記載の方法であって、前記ワイヤレスパワートランスミッタの表面上に異物が存在すると判定すると、ワイヤレスに搬送される電力の量を低減することを更に含む、方法。
【請求項２０】
請求項１４に記載の方法であって、前記パワートレインをピングすることが、複数の電気的パルスを前記パワートレインに提供することを含む。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
ワイヤレスパワーは、デバイス内のバッテリーを充電するため、及びデバイスを電源につなぐ必要なく充電するためなど、デバイスにエネルギーを搬送するためにますます一般的となってきている。電力は、バッテリー作動デバイス内などの、トランスミッタにより生成されレシーバにワイヤレスに送られる磁場の誘導性結合を介して搬送される。ワイヤの一対のコイル（トランスミッタに１つ及びレシーバにもう１つ）が、トランスミッタからレシーバへエネルギーをワイヤレスに搬送するために有用である。この技術を用いる充電パッドが利用可能である。充電パッドにおいて、バッテリー作動デバイス（スマートフォンなど）が、充電パッド上に置かれ、そのスマートフォンへの電気的接続を成すことなく充電され得る。
【０００２】
ワイヤレス電力伝送システムに関する懸念の一つは、金属性物体の加熱であり、これは意図せず磁場に曝され得る。例えば、硬貨、飴の包み紙、又は車のキーなどが、充電されるべきスマートフォンと共に、誤って充電パッド上に置かれる恐れがある。このような物体が金属である場合、そういった物体は、ワイヤレスに伝送される、スマートフォンのために意図されたエネルギーを吸収する可能性がある。その結果、その金属の物体が温まる。このような物体がスマートフォンと充電パッドとの間にある場合が最悪である。そのような箇所にある金属体は、そのスマートフォン及び充電パッドのプラスチック表面を溶かし得る温度まで加熱され得、火事になる恐れがある。
【発明の概要】
【０００３】
一例において、ワイヤレスパワートランスミッタが、アナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）及びコントローラを含む。ＡＤＣは、パワートレインに関連付けられるアナログ信号をデジタル値に変換するように構成される。コントローラは、パルスをパワートレインに印加させて、それによりパルスが終了した後パワートレインをリンギングさせるように、及び、パワートレインがリンギングしている間に得られるＡＤＣからのデジタル値を受信するように、及び、パワートレインのリンギングのデジタル値の分析に基づいて、充電パッド上又は付近にワイヤレスパワーレシーバが存在するか否か、或いは充電パッド上に異物が存在するか否かを判定するように、構成される。
【０００４】
別の例において、ワイヤレスパワートランスミッタが、アナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）及びコントローラを含む。ＡＤＣは、パワートレインに関連付けられるアナログ信号をデジタル値に変換するように構成される。コントローラは、パルスをパワートレインに印加させて、それにより、パワートレインに共振周波数でリンギングさせ、パワートレインがリンギングしている間でパルスが終了した後に得られるＡＤＣからのデジタル値を受信させるように、構成される。デジタル値はリンギングを示す。コントローラは更に、リンギングの持続期間を示す値、リンギングの減衰率、及びリンギング期間の初めのピーク振幅を演算するように構成される。コントローラは、リンギングの持続期間を示す値が空ワイヤレスパワートランスミッタ持続期間閾値より大きい場合、ワイヤレスパワートランスミッタ上又は付近にワイヤレスパワーレシーバも異物も存在しないと判定するように構成される。コントローラは、この持続期間を示す値が空ワイヤレスパワートランスミッタ持続期間閾値より小さく、減衰率が減衰率閾値より大きく、ピーク振幅がピーク振幅閾値より大きい場合、ワイヤレスパワートランスミッタ上又は付近に異物が存在すると判定するように構成される。更に、コントローラは、この持続期間を示す値が空ワイヤレスパワートランスミッタ持続期間閾値より小さく、減衰率が減衰率閾値より小さいか又はピーク振幅がピーク振幅閾値より小さいかの少なくとも一方である場合、ワイヤレスパワーレシーバが、異物を備えないワイヤレスパワートランスミッタ上又は付近に存在すると判定するように構成される。
【０００５】
更に別の例において、或る方法が、ワイヤレス充電パワートレインを複数パルスでピング（ｐｉｎｇ）して、それにより、パワートレインにリンギングさせることを含む。この方法は更に、リンギングするパワートレインから演算された値に基づいて、ワイヤレスパワートランスミッタ上又は付近にワイヤレスパワーレシーバが存在するか否か、或いはワイヤレスパワートランスミッタ上に異物が存在するか否かを判定することを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】一例に従ったワイヤレス電力伝送システムの一例を示す。
【０００７】
【図２】一例に従った図１のワイヤレス電力伝送のブロック図である。
【０００８】
【図３】一例に従って、一連のパルスにより励起される場合、ワイヤレスパワートランスミッタのパワートレインがリンギングし得ることを図示する。
【０００９】
【図４】一例に従って、共振周波数近辺の周波数を有するパルスにより生じるリンギングの共振周波数が、判定され得、その後、判定された共振周波数でパワートレインを励起するために再び用いられることを図示する。
【００１０】
【図５】一例に従った、ワイヤレスパワートランミッタ上に何も備えないパワートレインのリンギングを図示する。
【００１１】
【図６】一例に従った、ワイヤレスパワートランミッタ上にワイヤレスパワーレシーバを備え及び異物がないパワートレインのリンギングを図示する。
【００１２】
【図７】一例に従った、ワイヤレスパワートランミッタ上に異物のみがあるパワートレインのリンギングを図示する。
【００１３】
【図８】一例に従った、ワイヤレスパワートランミッタ上にワイヤレスパワーレシーバ及び異物を備えたパワートレインのリンギングを図示する。
【００１４】
【図９】異物をワイヤレスパワーレシーバから差別化するために有用である周波数閾値を有する周波数スペクトルを図示する。
【００１５】
【図１０】一例に従って、ワイヤレスパワートランミッタ上に何かがある場合、何があるかを判定する方法を示す。
【００１６】
【図１１】一例に従って、ワイヤレスパワートランミッタが上に何かがある場合、何があるかを判定する別の方法を示す。
【００１７】
【図１２】一例に従って、ワイヤレスパワートランミッタが上に何かがある場合、何があるかを判定する更に別の方法を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本明細書に記載されるワイヤレスパワートランスミッタが、伝送コイル（Ｌ）と直列の共振器キャパシタ（Ｃ）を含む。ＬＣタンク回路は、その共振周波数とダンピングファクターとによって特徴付けられ得る。磁場における金属又はフェライトのいずれかの存在は、共振周波数及びダンピングファクター両方を変え得る。トランスミッタのＬＣタンク回路の共振周波数及びダンピングの変化は、異質の金属物体がワイヤレスパワートランスミッタ上に存在するか否かを判定するために用いられ得る。
【００１９】
図１は、種々の実施例に従ったワイヤレスパワー伝送システムの一例を示す。図１の例において、電力をワイヤレスパワーレシーバ６０にワイヤレスに伝送するためにワイヤレスパワートランスミッタ５０を用いることができる。ワイヤレスパワーレシーバ６０は、コーヒーカップウォーマー、電気機器、スマートフォン、オーディオプレーヤー、又はワイヤレスパワートランスミッタ５０により給電されるべき又はワイヤレスパワートランスミッタ５０により充電されるバッテリーを有する、その他の種類のデバイスであり得る。一例において、ワイヤレスパワートランスミッタ５０は、バッテリー作動デバイスのバッテリーを再充電させるようにバッテリー作動デバイスが上に置かれ得る充電パッドである。ワイヤレスパワートランスミッタ５０は、充電の間ワイヤレスパワーレシーバ６０が上に置かれ得る表面５２を有する。参照符号６５は、ワイヤレスパワーレシーバ６０の代わりに又はワイヤレスパワーレシーバ６０に加えてワイヤレスパワートランスミッタ５０上に（意図せずに）置かれ得る異物を指す。問題となる異物は、金属製の物体である。「異物」という用語は、ワイヤレスパワートランスミッタ５０により充電されることが意図されるワイヤレスパワーレシーバ６０ではない、任意の金属物体を指す。
【００２０】
本願において説明されるように、金属物体が、ワイヤレスパワートランスミッタからエネルギーを吸収し得、暖かくなり得、場合によっては害を及ぼし得るほど熱くなり得る。本明細書に記載される実施例は、ワイヤレスパワートランスミッタ５０がその上に何も有さない（セーフ状態）か、ワイヤレスパワーレシーバ６０のみがその上にある（同様にセーフ状態）か、異物のみ（セーフでない状態）、又はワイヤレスパワーレシーバ６０に加えて異物がトランスミッタ上にある（同様にセーフでない状態）かを判定することに向けられる。ワイヤレスパワートランスミッタ５０が異物の存在を検出する場合、トランスミッタは、トランスミッタによりワイヤレスに搬送される電力の量を低減することにより、又はワイヤレス電力の流れを完全にオフにすることによるなど、任意の適切な方式で反応し得る。ワイヤレスパワートランスミッタ５０は、ＬＣタンク回路（これは、伝送コイルを含む）にＬＣタンク回路の共振周波数でリンギングさせる電子機器を含み、ワイヤレスパワートランスミッタ上又は付近に異物が存在するかを判定するためにＬＣタンク回路の自然応答を分析する。
【００２１】
図２は、ワイヤレスパワートランスミッタ５０及びワイヤレスパワーレシーバ６０の一例のブロック図である。ワイヤレスパワートランスミッタ５０は、コントローラ１１２、パワートレイン１１４、及びアナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）１１８を含む。幾つかの実装において、ＡＤＣ１１８はコントローラ１１２に含まれ得る。パワートレイン１１４は、一対のパワー金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）Ｔ１及びＴ２、コイルＬ１（インダクタ）、及びキャパシタＣ１を含み得る。トランジスタＴ１及びＴ２は、制御信号１１３及び１１５を介してコントローラ１１２によりオン及びオフされ得る。トランジスタ間のスイッチノード１１７は、コイルＬ１に、及びキャパシタＣ１を介しての接地にコイルＬ１を介して結合される。コイルＬ１及びキャパシタＣ１はタンク回路を形成し、これは本明細書に記載するようにリンギングされ得る。
【００２２】
コントローラ１１２は、入力電圧１１１を受信し、トランジスタＴ１及びＴ２を相互にオン及びオフするように制御信号１１３、１１５アサートし、そのため、トランジスタＴ１及びＴ２は両方同時にオンにされない。トランジスタＴ１がオンになる（及びＴ２がオフである）とき、ノード１１７上の電圧はＶＤＤまで増大する。しかし、トランジスタＴ２オンになる（及びＴ１がオフである）とき、ノード１１７上の電圧は接地まで減少する。このように、ノード１１７上の電圧は、コントローラ１１２により制御される一連の正の電圧パルスであり得る。ノード１１７上の電圧パルスは、コイルＬ１を介して交流電流を流し、これにより、バッテリー作動デバイス６０内のコイルＬ２における電流が誘導される。トランスミッタ１１０により伝送されるワイヤレス電力の量は、ノード１１７上の電圧パルスの周波数及び／又はデューティサイクルを変えるか又はトランジスタに印加されるＶＤＤの電圧レベルを調節する、コントローラ１１２により制御され得る。
【００２３】
キャパシタＣ１を介する電圧は、ＤＣブロッキングキャパシタＣ２、及びレジスタＲ１及びＲ２によって形成される分圧器を介してＡＤＣ１１８に提供される。従って、ＡＤＣ１１８は、パワートレインに関連付けられるアナログ信号を受信し、そのアナログ信号を更なる分析のためコントローラ１１２に提供されるべきデジタル値に変換する。別の実装において、ＡＤＣ１１８に提供されたアナログ信号は、コイルＬ１を介する電流に関連付けられ得る。
【００２４】
図２の例を参照すると、ワイヤレスパワーレシーバ６０は、上記のコイルＬ２、キャパシタＣ３、整流器６２、電圧レギュレータ６４、及び負荷６６を含み得る。コイルＬ２を介して誘導された電圧は、整流器６２により整流され、電圧レギュレータ６４によりレギュレートされる。レギュレートされた電圧は負荷６６に提供され、負荷６６は、再充電可能なバッテリー、充電回路、及びバッテリー作動デバイスの機能的回路要素を含み得る。フェライトプレート（図示せず）もコイルＬ１及びＬ２の後ろに提供され得る。フェライトプレートは、コイルＬ１における電流によりつくられた磁場の方向を制御することを助けるために役立つ。
【００２５】
図３は、励起１２０に対するトランスミッタ１１０のパワートレイン１１４の応答を図示する。励起１２０は、コイルＬ１及びキャパシタＣ１を含むＬＣタンク回路に印加される複数パルスを含む。これらのパルスは、コントローラ１１２により開始され得る。各パルスの正の電圧レベルは、トランジスタＴ１をオンにし、トランジスタＴ２をオフにするコントローラ１１２によりつくられる。各パルスの低い方の電圧レベルは、トランジスタＴ２をオンにし、トランジスタＴ１をオフにするコントローラ１１２によりつくられる。図３の例において、パワートレイン１１４を励起するために３つの電圧パルスが生成されるが、他の例において３つ以外のパルスであってもよい。
【００２６】
電圧パルスの周波数（即ち、単位時間当たりのパルスの数）がパワートレイン１１４の共振周波数であるか又はその近辺である場合、１２５で図示するようにパワートレインがリンギングし得る。励起が終わった後、リンギングは、減衰し、最終的に途絶える。幾つかのパラメータが、リンギングの特性である（即ち、システムの自然応答）。リンギング発振の周波数は、パワートレイン１１４のＬＣタンク回路の「共振周波数」である。リンギングは、「減衰の割合」（「減衰率」）と称される率で消失する。励起停止直後のリンギングのピークトゥピーク振幅は「初期ピーク振幅」と称される。リンギングは、周囲回路ノイズにおいてリンギングする信号がなくなる前の時間期間継続し得、この時間期間はリンギング「持続期間」と称される。
【００２７】
種々の例に従って、コントローラ１１２は、励起１２０（複数のパルス）をパワートレイン１１４に提供させ、（ａ）ワイヤレスパワートランスミッタ５０上に物体が存在しないか、（ｂ）ワイヤレスパワーレシーバ６０のみがトランスミッタ上に存在するか、又は（ｃ）（レシーバを備えた又は備えない）トランスミッタ上に異物６５が存在するかを判定するために、励起パルスの終了の際に結果のリンギングデータ１２５を分析する。幾つかの例において、分析するために充分なリンギングデータが存在することを確実にするため、励起パルスの周波数は、パワートレイン１１４の実際の共振周波数にできるだけ近くする。しかし、上記で述べたように、パワートレインの共振周波数は、磁場における異物６５及び／又はワイヤレスパワーレシーバ６０の存在により変えられ得る。そのため、幾つかの例において、コントローラ１１２は、図４に示すように２つの励起を起こし得る。第１の励起１３０は、リンギング応答１３５を引き出すためにパワートレインの共振周波数に充分に近いと思われる周波数の一連のパルスを含む。例えば、共振周波数は、ワイヤレスパワートランスミッタ５０上に物体がない場合、１００ＫＨｚであり得、異物がトランスミッタ上にある場合、１００ＫＨｚより高く、フェライトと共にワイヤレスパワーレシーバ６０がトランスミッタ上に存在する場合、１００ＫＨｚより低くなり得る。そのため、第１の励起１３０の周波数は１００ＫＨｚとなり得るが、共振周波数は１００ＫＨｚとは異なり得る。
【００２８】
候補となり得る共振周波数の予測されるレンジ内の周波数が、第１の励起１３０に対して選択される。コントローラ１１２は、パルスをパワートレイン１１４に印加させて、それにより、１３５で図示するようにパワートレインにリンギングさせる。ＡＤＣ１１８は、リンギングするアナログ信号をデジタル化し、コントローラ１１２は、励起パルスの終了の際にリンギングする信号のＡＤＣからのデジタル値を受信する。コントローラ１１２は、リンギングする信号の周波数を判定する。判定された周波数は、ワイヤレスパワーレシーバ及び／又は異物の存在により影響され得るように、パワートレインの共振周波数である。コントローラ１１２はその後、判定された共振周波数での別の一連のパルス（励起１４０）でパワートレイン１１４を再び励起し得る。パワートレインは再びリンギングする（１４５）が、それがその実際の共振周波数で励起されたため、リンギングは、図示するように振幅及び持続期間において一層大きい。この後者のデータ（共振周波数での励起に基づいて収集される）が、ワイヤレスパワートランスミッタ５０上にワイヤレスパワーレシーバ又は異物があるか否かを判定するために分析される。
【００２９】
第２の励起１４０のためのパルスの数は、初期励起１３０におけるパルスの数と同じであってもよく又は異なってもよい。また、共振周波数は、或る時間期間にわたるリンギングする信号１３５の発振の数を計数し、この時間期間で除算するコントローラ１１２により計算され得る。発振は、データから平均を減じた後のゼロ交差により識別され得、時間は、ＡＤＣサンプル間のコントローラにおける既知のクロック周波数のクロック信号の数を計数することにより測定され得る。これは、サンプル毎の時間量（サンプル毎のｎｓｅｃの数など）を示し得る。ここでは、基準はその後、所与の数の発振のための経過時間を判定する際に用いられ得る。
【００３０】
減衰率もコントローラ１１２によって演算され得る。例えば、ノイズ自体がゼロ交差を起こし得るほどピークツーピーク振幅が小さくなるまで、各発振のピークツーピーク振幅はコントローラ１１２にストアされ得る。コントローラ１１２は、リンギングする信号の初期ピーク振幅と最小発振の振幅との間の差を判定すること、及び、その差をそれらの２つの振幅間の経過時間期間の間のサイクルの数で除算することによって減衰率を判定し得る。結果の減衰率は、サイクル毎ボルトの観点で得られ得る。
【００３１】
リンギングする信号の持続期間もコントローラ１１２により演算され得る。持続期間は、最後の励起パルスの終わりの直後の初期発振と、ピークツーピーク振幅がノイズにより圧倒されるほど低く下がる時点との間の経過時間の量を判定することにより判定され得、これは、所定とし得る閾値である。
【００３２】
図５〜図８は、ワイヤレスパワートランスミッタ５０上に何もない（図５）、ワイヤレスパワーレシーバ６０のみがトランスミッタ上にある（図６）、異物６５のみがトランスミッタ上にある（図７）、又は異物及びワイヤレスパワーレシーバ両方がトランスミッタ上にある（図８）という、４つの異なるシナリオを示す。
【００３３】
磁場における金属及びフェライト両方の存在は、リンギングする信号のダンピングの量を増大させる。ワイヤレスパワートランスミッタ上に異物（金属）又はワイヤレスパワーレシーバ（フェライト）がない場合（図５）、パワートレインのリンギングを意図的に低減するものは何もない。従って、リンギングの大きさは比較的大きく、比較的長い時間期間（図６〜図８の例におけるより長いなど）継続する。
【００３４】
ワイヤレスパワーレシーバのみがトランスミッタ上にある場合（図６）、共振周波数は、他の３つのケースの場合より低く、減衰率は比較的遅い。図７は、異物のみがトランスミッタ上にある場合のリンギング応答を図示する。この場合、結果の共振周波数は、比較的高く、比較的迅速な減衰により特徴付けられる。ワイヤレスパワートランスミッタ５０上にワイヤレスパワーレシーバ６０及び異物６５両方がある場合（図８）、共振周波数は、パッドが異物のみを有する場合（図７）より小さいが、パッド上にワイヤレスパワーレシーバ６０のみがある場合（図６）より大きい。
【００３５】
再び図１及び図２を参照すると、一例に従って、ワイヤレスパワートランスミッタ５０が、少なくともＡＤＣ１１８及びコントローラ１１２を含み、ＡＤＣ１１８は、コントローラ１１２の一部であってもよく、そうでなくてもよい。ＡＤＣ１１８は、パワートレイン１１４に関連付けられるアナログ信号をデジタル値に変換するように構成される。コントローラ１１２は、励起パルスをパワートレイン１１４に印加させように構成され、それにより、パワートレインをリンギングさせる。コントローラ１１２は更に、パワートレインがリンギングしている間に得られるＡＤＣからのデジタル値を受信するように構成される。パワートレインのリンギングのデジタル値のコントローラによる分析に基づいて、コントローラは、ワイヤレスパワーレシーバがトランスミッタ５０の表面５２上又は付近に存在するか、又は異物がトランスミッタの表面５２上又は付近に存在するかを判定するように構成される。図１０〜図１２は、この機能性を実装する方法を含み、本明細書において下記に記載される。
【００３６】
コントローラ１１２は、リンギングの持続期間がＥＭＰＴＹ  ＷＩＲＥＬＥＳＳ  ＰＯＷＥＲ  ＴＲＡＮＳＭＩＴＴＥＲ  ＤＵＲＡＴＩＯＮ閾値（空ワイヤレスパワートランスミッタ持続期間閾値）を超えることに基づいて、ワイヤレスパワートランスミッタ上にワイヤレスパワーレシーバも異物も存在しないと判定するように構成される。ＥＭＰＴＹ  ＷＩＲＥＬＥＳＳ  ＰＯＷＥＲ  ＴＲＡＮＳＭＩＴＴＥＲ  ＤＵＲＡＴＩＯＮ閾値は、パワートレインリンギングがこの時間閾値を超える場合に、トランスミッタ５０の表面５２が空であることが安全に推定され得る所定の時間閾値である。この時間閾値は、トランスミッタの特定の特徴に固有であり得（コイルＬ１のサイズ及び静電容量Ｃ１の静電容量など）、実験的試験に基づいて選ばれ得る。
【００３７】
持続期間がＥＭＰＴＹ  ＷＩＲＥＬＥＳＳ  ＰＯＷＥＲ  ＴＲＡＮＳＭＩＴＴＥＲ  ＤＵＲＡＴＩＯＮ閾値を超えないと仮定すると、ある種の物体がトランスミッタ５０上に存在し、コントローラは、異物６５が存在する（ワイヤレスパワーレシーバ６０を備える又は備えない）ことと、ワイヤレスパワーレシーバのみが存在することとの間を差別化し得る。トランスミッタ５０の表面上又は付近に存在する物体のタイプについて後者の判定を行うため、コントローラ１１２は、リンギング期間の初めに、ＡＤＣからのデジタル値の初期ピーク振幅を判定するように構成される。初期ピーク振幅（Ｉ．Ｐ．Ａ．）は、図７にも示され、最後の励起パルス満了直後のリンギングのピークトゥピーク振幅である。コントローラは更に、リンギング期間の間、デジタル値の減衰の割合を判定するように構成される。コントローラは、初期ピーク振幅がＰＥＡＫ  ＡＭＰＬＩＴＵＤＥ閾値（ピーク振幅閾値）を超えること、及び減衰率がＤＥＣＡＹ  ＲＡＴＥ閾値（減衰率閾値）を超えることに基づいて、トランスミッタ上に異物が存在すると判定し得る。
【００３８】
ＰＥＡＫ  ＡＭＰＬＩＴＵＤＥ閾値及びＤＥＣＡＹ  ＲＡＴＥ閾値はいずれも、パワートレイン１１４の共振周波数に基づいて判定され得る。例えば、ＰＥＡＫ  ＡＭＰＬＩＴＵＤＥ閾値は、コントローラ１１２により下記のように演算され得る。
ＰＥＡＫ  ＡＭＰＬ  ＴＨＲＥＳＨ＝ＰＥＡＫＯＦＦＳＥＴ＋ＰＥＡＫＧＡＩＮ×（ＲＥＳ  ＦＲＥＱ−  ＦＰＦＲＥＱ）
ここで、ＰＥＡＫ  ＡＭＰＬ  ＴＨＲＥＳＨは、ＰＥＡＫ  ＡＭＰＬＩＴＵＤＥ閾値であり、ＰＥＡＫＯＦＦＳＥＴ及びＰＥＡＫＧＡＩＮは、周波数における所与のシフトに対するＰＥＡＫ  ＡＭＰＬＩＴＵＤＥにおける予期される変化を反映するようにトランスミッタ特性に基づいて実験的に判定され得、ＲＥＳ  ＦＲＥＱは、トランスミッタ上に何も存在しないときのパワートレインの共振周波数であり（この値は、事前に判定され、応答の評価において定数として用いられる）、ＦＰＦＲＥＱは、本明細書において上記したようなピング後にコントローラによって判定されるような測定されたシステム共振周波数である。ＤＥＣＡＹ  ＲＡＴＥ閾値は下記のように演算され得る。
ＤＥＣＡＹ  ＲＡＴＥ  ＴＨＲＥＳＨ＝ＤＥＣＡＹＯＦＦＳＥＴ＋ＤＥＣＡＹＧＡＩＮ×（ＲＥＳ  ＦＲＥＱ−ＦＰＦＲＥＱ）
ここで、ＤＥＣＡＹ  ＲＡＴＥ  ＴＨＲＥＳＨは、ＤＥＣＡＹ  ＲＡＴＥ閾値であり、ＤＥＣＡＹＯＦＦＳＥＴ及びＤＥＣＡＹＧＡＩＮは、周波数における所与のシフトに対してＤＥＣＡＹ  ＲＡＴＥにおける予期される変化を実験的に反映するように同様に判定される。初期ピーク振幅がＰＥＡＫ  ＡＭＰＬＩＴＵＤＥ閾値を超え、減衰率がＤＥＣＡＹ  ＲＡＴＥ閾値を超える場合、コントローラは、（同じく存在するワイヤレスパワーレシーバ６０おいてトリックが前記閾値を上回る場合を備える又は備えない）トランスミッタ５０上又は付近に異物が存在すると判定する。コントローラ１１２が、初期ピーク振幅がＰＥＡＫ  ＡＭＰＬＩＴＵＤＥ閾値を超えないか又は減衰率がＤＥＣＡＹ  ＲＡＴＥ閾値を超えないと判定する場合、コントローラは、異物を備えないワイヤレスパワーレシーバ６０がワイヤレスパワートランスミッタ上又は付近に存在すると判定する。
【００３９】
別の例において、コントローラ１１２は、リンギング持続期間がＥＭＰＴＹ  ＷＩＲＥＬＥＳＳ  ＰＯＷＥＲ  ＴＲＡＮＳＭＩＴＴＥＲ  ＤＵＲＡＴＩＯＮ閾値を超えるか否かに（本願において説明されるように）基づいて、ワイヤレスパワートランスミッタが空か否かを判定する。超えない場合、この例のコントローラは、共振周波数の対応する閾値との比較に基づいて、異物又はワイヤレスパワーレシーバのみがトランスミッタ上又は付近に存在するかを判定する。図９は、２つの閾値を有する周波数スペクトルを図示し、これら２つの閾値は、ＷＩＲＥＬＥＳＳ  ＰＯＷＥＲ  ＲＥＣＥＩＶＥＲ  ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ閾値（ワイヤレスパワーレシーバ周波数閾値）及びＦＯＲＥＩＧＮ  ＯＢＪＥＣＴ  ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ閾値（異物周波数閾値）である（いずれも実験的に又はその他の方式で予め設定される）。パワートレインの共振周波数がＦＯＲＥＩＧＮ  ＯＢＪＥＣＴ  ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ閾値より大きい場合、コントローラ１１２は、充電パッド上又は付近に異物が存在すると判定する。しかし、パワートレインの共振周波数がＷＩＲＥＬＥＳＳ  ＰＯＷＥＲ  ＲＥＣＥＩＶＥＲ  ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ閾値より小さい場合、コントローラ１１２は、（異物を備えない）ワイヤレスパワーレシーバ６０がトランスミッタの表面５２上又は付近に存在すると判定する。
【００４０】
そのため、コントローラは、共振周波数がＦＯＲＥＩＮＧ  ＯＢＪＥＣＴ  ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ閾値を超えることに基づいて、及びリンギングの持続期間がＥＭＰＴＹ  ＷＩＲＥＬＥＳＳ  ＰＯＷＥＲ  ＴＲＡＮＳＭＩＴＴＥＲ  ＤＵＲＡＴＩＯＮ閾値を超えないことに基づいて、リンギングするパワートレインの共振周波数を判定するように、及びトランスミッタの表面上に異物が存在すると判定するように構成される。更に、コントローラは、共振周波数がＷＩＲＥＬＥＳＳ  ＰＯＷＥＲ  ＲＥＣＥＩＶＥＲ  ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ閾値を下回ることに基づいて、及びリンギングの持続期間がＥＭＰＴＹ  ＷＩＲＥＬＥＳＳ  ＰＯＷＥＲ  ＴＲＡＮＳＭＩＴＴＥＲ  ＤＵＲＡＴＩＯＮ閾値を超えないことに基づいて、（異物を備えない）ワイヤレスパワーレシーバがトランスミッタの表面５２上に存在すると判定するように構成される。
【００４１】
しかし、共振周波数がＷＩＲＥＬＥＳＳ  ＰＯＷＥＲ  ＲＥＣＥＩＶＥＲ  ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ閾値とＦＯＲＥＩＧＮ  ＯＢＪＥＣＴ  ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ閾値との間の中間領域１８５にある場合、減衰率がＤＥＣＡＹ  ＲＡＴＥ閾値を超え、パワートレインのリンギング持続期間がＲＩＮＧ  ＤＵＲＡＴＩＯＮ閾値（リンギング持続期間閾値）を超えるという判定に基づいて、コントローラ１１２は、（異物を備えない）ワイヤレスパワーレシーバ６０がトランスミッタ上又は付近に存在すると判定する。この例のＤＥＣＡＹ  ＲＡＴＥ閾値は、本明細書において上述されたＤＥＣＡＹ  ＲＡＴＥ閾値と同じであってもよく、又はこれとは異なってもよい。ＲＩＮＧ  ＤＵＲＡＴＩＯＮ閾値は、ＥＭＰＴＹ  ＷＩＲＥＬＥＳＳ  ＰＯＷＥＲ  ＴＲＡＮＳＭＩＴＴＥＲ  ＤＵＲＡＴＩＯＮ閾値より小さくし得、実験的に判定され得る。共振周波数が中間領域１８５にあるが、減衰率がＤＥＣＡＹ  ＲＡＴＥ閾値を超えないか又はリンギングの持続期間がＲＩＮＧ  ＤＵＲＡＴＩＯＮ閾値を超えないかのいずれかである場合、コントローラ１１２は、トランスミッタの表面５２上又は付近に異物が存在すると判定する。
【００４２】
図１０は、トランスミッタ５０上に物体が存在するか、また、物体が存在する場合、その物体が異物であるかを判定する方法を図示する。この方法は、種々の組み合わせにおいて示される一つ又は複数のオペレーションの任意のオペレーションを、図１０に示すものとは異なる順で含み得る。コントローラは、列挙されるオペレーションの幾つか又は全てを実施し得、又は実施させ得る。
【００４３】
２００で、この方法は、パワートレインを複数の電気的パルスでピングし、それにより、パワートレインにリンギングさせることを含む。本願において説明されるように、コントローラ１１２は、所望の周波数（共振周波数など）でオン及びオフにするようにトランジスタＴ１及びＴ２を制御することによってパワートレイン１１４をピングし得る。２０２で、この方法は、リンギングするパワートレインから演算される値に基づいて、ワイヤレスパワーレシーバがワイヤレスパワートランスミッタ上に存在するか又はトランスミッタ上に異物が存在するかを判定することを更に含む。２０４で、この方法はまた、トランスミッタ上に異物が存在すると判定すると、トランスミッタ１１０によりワイヤレス搬送される電力の量を低減することを含む。この電力伝送は、所望とされる場合、完全に停止され得る。
【００４４】
図１１は、ワイヤレスパワートランスミッタ５０上に物体が存在するか、また、物体が存在する場合、別の例に従ってその物体が異物であるかを判定する方法を図示する。この方法は、種々の組み合わせにおいて示される一つ又は複数のオペレーションの任意のオペレーションを、図１１に示すものとは異なる順で含み得る。コントローラは、列挙されるオペレーションの幾つか又は全てを実施し得、又は実施させ得る。
【００４５】
２５０で、この方法は、パワートレイン１１４を共振周波数付近のパルスで励起することを含む。本願において説明されるように、パワートレインの共振周波数は、トランスミッタ表面５２に如何なる物体（レシーバ又は異物）もないか、又は異物が存在するか、及びワイヤレスパワーレシーバが存在するかに応じて、ある程度まで変化する。パワートレインは、パワートレインの共振周波数で励起されるがことが望ましい。とはいえ、物体が存在するか否かを知らない（又は、存在する場合、物体のタイプを知らない）場合、トランスミッタのコントローラ１１２は初期的に共振周波数を知らない。そのため、オペレーション２５０の励起のためのパルスの周波数は、所定の周波数である（例えば、最低及び最高予想共振周波数の間の中間、又は物体が存在しないときのパワートレインの共振周波
数など）。
【００４６】
ＡＤＣ１１８は、２５０の励起により生成させられたアナログのリンギングする信号をサンプリングし、ＡＤＣにより生成されたデジタル値は、コントローラ１１２に提供される（オペレーション２５２）。２５４で、コントローラ１１２は、ＡＤＣにより生成されたデジタル値に基づいて、リンギングの共振周波数を判定する。２５６で、この方法は、パワートレインを再び励起することを更に含むが、今回は励起パルスの周波数は、２５４で判定された共振周波数にある。
【００４７】
２５８で、ＡＤＣからのデジタル値は、コントローラ１１２により受信される。パワートレインがその共振周波数でリンギングされている間に、これらの値はＡＤＣにより生成される。２６０で、コントローラは、リンギングするパワートレインに関連付けられる持続期間を判定する。例えば、持続期間は、最後の励起パルスの終点から、リンギング振幅が所定の閾値（ノイズが信号より大きくなり得るレベルに近づく閾値など）未満に下がる時間までの時間期間であり得る。
【００４８】
その後２６２で、コントローラは、持続期間をＥＭＰＴＹ  ＷＩＲＥＬＥＳＳ  ＰＯＷＥＲ  ＴＲＡＮＳＭＩＴＴＥＲ  ＤＵＲＡＴＩＯＮ閾値と比較する。持続期間がＥＭＰＴＹ  ＷＩＲＥＬＥＳＳ  ＴＲＡＮＳＭＩＴＴＥＲ  ＤＵＲＡＴＩＯＮ閾値より大きい場合、コントローラは、パッドが空である（即ち、トランスミッタ５０上又は付近にバッテリー作動デバイスも異物も存在しない）と（２６４で）判定する。
【００４９】
持続期間がＥＭＰＴＹ  ＷＩＲＥＬＥＳＳ  ＰＯＷＥＲ  ＴＲＡＮＳＭＩＴＴＥＲ  ＤＵＲＡＴＩＯＮ閾値より小さい場合、ワイヤレスパワーレシーバ６０及び異物６５のいずれか一つ又は複数が、ワイヤレスパワートランスミッタ上又は付近に存在する。とはいえ、更なる情報がなければ、コントローラは、それらの一つ又は複数が存在することを知らない。２６６で、この方法は、本願において説明されるようにリンギング期間の初めにコントローラが初期ピーク振幅を判定することを含む。２６８で、コントローラは、リンギングの減衰率を判定する。２７０で、コントローラは、判定された共振周波数に基づいてＰＥＡＫ  ＡＭＰＬＩＴＵＤＥ閾値及びＤＥＣＡＹ  ＲＡＴＥ閾値を計算する。これらの閾値のための式の例は上記で提供されている。
【００５０】
２７２で、減衰率及び初期ピーク振幅が、それらの対応する閾値と比較される。２７４で、減衰率がＤＥＣＡＹ  ＲＡＴＥ閾値より大きく、初期ピーク振幅がＰＥＡＫ  ＡＭＰＬＩＴＵＤＥ閾値より大きい場合、コントローラは、トランスミッタ上又は付近に異物が存在すると判定する。そうでない場合、２７６で、コントローラは、異物を備えないワイヤレスパワーレシーバがトランスミッタ上又は付近に存在すると判定する。
【００５１】
図１２は、オペレーション２５０から２６４まで図１１と同じであり、そのため、それらのオペレーションの説明は繰り返さない。２６４で、コントローラは、パワートレインのリンギングの時間の長さに基づいて、トランスミッタがその上にワイヤレスパワーレシーバも異物も有さないと判定している。２８０で、コントローラは、共振周波数をＦＯＲＥＩＧＮ  ＯＢＪＥＣＴ  ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ閾値と比較する。パワートレインの共振周波数がＦＯＲＥＩＧＮ  ＯＢＪＥＣＴ  ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ閾値より大きい場合、コントローラは、トランスミッタ上又は付近に異物が存在すると（２８２で）判定する。
【００５２】
２８４で、コントローラは、共振周波数をＷＩＲＥＬＥＳＳ  ＰＯＷＥＲ  ＲＥＣＥＩＶＥＲ  ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ閾値と比較する。パワートレインの共振周波数がＷＩＲＥＬＥＳＳ  ＰＯＷＥＲ  ＲＥＣＥＩＶＥＲ  ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ閾値より小さい場合、コントローラは、（異物を備えない）バッテリー作動デバイスがトランスミッタ上又は付近に存在すると（２８６で）判定する。
【００５３】
この方法は、共振周波数がＷＩＲＥＬＥＳＳ  ＰＯＷＥＲ  ＲＥＣＥＩＶＥＲ  ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ閾値とＦＯＲＥＩＧＮ  ＯＢＪＥＣＴ  ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ閾値との間であるとき、オペレーション２８８に達する。この共振周波数領域では、コントローラは、減衰率をＤＥＣＡＹ  ＲＡＴＥ閾値と、及びリンギング持続期間をＲＩＮＧ  ＤＵＲＡＴＩＯＮ閾値と比較する。減衰率がＤＥＣＡＹ  ＲＡＴＥ閾値より小さく、持続期間がＲＩＮＧ  ＤＵＲＡＴＩＯＮ閾値より大きい場合、コントローラは、（異物を備えない）ワイヤレスパワーレシーバがトランスミッタ上又は付近に存在すると（２９０で）判定する。そうでない場合、コントローラは、トランスミッタ上又は付近に異物が存在すると（２９２で）判定する。
【００５４】
本発明の特許請求の範囲内で、説明した例示の実施例に変形が成され得、他の実施例が可能である。
【図１】
2020018166.tif 000003
【図２】
2020018166.tif 000004
【図３】
2020018166.tif 000005
【図４】
2020018166.tif 000006
【図５】
2020018166.tif 000007
【図６】
2020018166.tif 000008
【図７】
2020018166.tif 000009
【図８】
2020018166.tif 000010
【図９】
2020018166.tif 000011
【図１０】
2020018166.tif 000012
【図１１】
2020018166.tif 000013
【図１２】
2020018166.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】令和1年10月2日(2019.10.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤレスパワートランスミッタのパワートレインを制御するコントローラであって、
前記パワートレインのＬＣタンク回路にリンギングを開始させるために、パルスを前記パワートレインの少なくとも１つのトランジスタに印加し、
前記パワートレインがリンギングする間であり前記パルスが終了した後に前記パワートレインに関連付けられる信号を受信し、
前記パワートレインに関連付けられる前記信号に基づいて前記パワートレインのリンギング持続期間を判定し、
前記リンギング持続期間に基づいて、前記ワイヤレスパワートランスミッタ上又は付近にワイヤレスパワーレシーバが存在するか否か、又は前記ワイヤレスパワートランスミッタ上又は付近に異物が存在するか否かを判定する、
ように構成される、コントローラ。
【請求項２】
請求項１に記載のコントローラであって、
前記パワートレインに関連付けられる前記信号をデジタル値に変換するアナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）を含む、コントローラ。
【請求項３】
請求項２に記載のコントローラであって、
前記リンギング持続期間が空ワイヤレスパワートランスミッタ持続期間閾値（ＥＭＰＴＹ  ＷＩＲＥＬＥＳＳ  ＰＯＷＥＲ  ＴＲＡＮＳＭＩＴＴＥＲ  ＤＵＲＡＴＩＯＮ閾値）を超えることに基づいて、前記ワイヤレスパワートランスミッタ上又は付近にワイヤレスパワーレシーバも異物も存在しないと判定するように更に構成される、コントローラ。
【請求項４】
請求項２に記載のコントローラであって、
リンギング期間の初めに前記デジタル値の初期ピーク振幅を判定し、
前記リンギング期間の間に前記デジタル値の減衰率を判定し、
前記初期ピーク振幅がピーク振幅閾値（ＰＥＡＫ  ＡＭＰＬＩＴＵＤＥ閾値）を超えること及び前記減衰率が減衰率閾値（ＤＥＣＡＹ  ＲＡＴＥ閾値）を超えることに基づいて、前記ワイヤレスパワートランスミッタ上又は付近に異物が存在すると判定する、
ように更に構成される、コントローラ。
【請求項５】
請求項４に記載のコントローラであって、
前記初期ピーク振幅が前記ピーク振幅閾値を超えないこと又は前記減衰率が前記減衰率閾値を超えないことと、前記リンギング持続期間が空ワイヤレスパワートランスミッタ持続期間閾値を超えないこととに基づいて、異物を備えないワイヤレスパワーレシーバが前記ワイヤレスパワートランスミッタ上又は付近に存在すると判定する、
ように更に構成される、コントローラ。
【請求項６】
請求項４に記載のコントローラであって、
前記リンギングの共振周波数を判定し、
前記判定された共振周波数に基づいて、前記ピーク振幅閾値と前記減衰率閾値との各々を計算する、
ように更に構成される、コントローラ。
【請求項７】
請求項３に記載のコントローラであって、
前記リンギングの前記共振周波数を判定し、
前記共振周波数が異物周波数閾値（ＦＯＲＥＩＧＮ  ＯＢＪＥＣＴ  ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ閾値）を超えること及び前記リンギング持続期間が前記空ワイヤレスパワートランスミッタ持続期間閾値を超えないことに基づいて、前記ワイヤレスパワートランスミッタ上又は付近に異物が存在すると判定する、
ように更に構成される、コントローラ。
【請求項８】
請求項３に記載のコントローラであって、
前記リンギングの共振周波数を判定し、
前記共振周波数がワイヤレスパワーレシーバ周波数閾値（ＷＩＲＥＬＥＳＳ  ＰＯＷＥＲ  ＲＥＣＥＩＶＥＲ  ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ閾値）を下回ること及び前記リンギング持続期間が前記空ワイヤレスパワートランスミッタ持続期間閾値を超えないことに基づいて、異物を備えないワイヤレスパワーレシーバが前記ワイヤレスパワートランスミッタ上又は付近に存在すると判定する、
ように更に構成される、コントローラ。
【請求項９】
請求項３に記載のコントローラであって、
共振周波数と前記リンギングの減衰率を判定し、
前記リンギング持続期間が前記空ワイヤレスパワートランスミッタ持続期間閾値を超えないことに基づいて、前記共振周波数がワイヤレスパワーレシーバ周波数閾値と異物周波数閾値との間であるかを判定し、
前記共振周波数が前記ワイヤレスパワーレシーバ周波数閾値と異物周波数閾値との間にあるという判定と、前記減衰率が減衰率閾値を超えて前記リンギング持続期間がリンギング持続期間閾値（ＲＩＮＧ  ＤＵＲＡＴＩＯＮ閾値）を超えるという判定とに基づいて、異物を備えないワイヤレスパワーレシーバが前記ワイヤレスパワートランスミッタ上又は付近に存在すると判定する、
ように更に構成される、コントローラ。
【請求項１０】
請求項９に記載のコントローラであって、
前記共振周波数が前記ワイヤレスパワーレシーバ周波数閾値と前記異物周波数閾値との間であるという判定に基づいて、前記減衰率が前記減衰率閾値を超えないか又は前記リンギング持続期間が前記リンギング持続期間閾値を超えないかのいずれかの場合に、前記ワイヤレスパワートランスミッタ上又は付近に異物が存在すると判定するように更に構成される、コントローラ。
【請求項１１】
請求項１に記載のコントローラであって、
前記ワイヤレスパワートランスミッタが、電力をワイヤレスに受信するためにワイヤレスパワーレシーバが置かれるべき表面を含む、コントローラ。
【請求項１２】
ワイヤレスパワートランスミッタであって、
ＬＣタンク回路と前記ＬＣタンク回路に結合される少なくとも１つのトランジスタとを含むパワートレインと、
前記パワートレインに結合されるコントローラであって、
前記パワートレインのリンギングの共振周波数を判定し、
前記パワートレインのＬＣタンク回路を前記共振周波数でリンギングさせるように前記パワートレインの少なくとも１つのトランジスタにパルスを印加し、
前記パワートレインがリンギングしている間に前記リンギングを示して前記パワートレインに関連付けられる信号を受信し、
前記共振周波数に基づいて、ワイヤレスパワーレシーバが前記ワイヤレスパワートランスミッタ上又は付近に存在するか否か、又は異物が前記ワイヤレスパワートランスミッタ上又は付近に存在するか否かを判定する、
ように構成される、前記コントローラと、
を含む、ワイヤレスパワートランスミッタ。
【請求項１３】
請求項１２に記載のワイヤレスパワートランスミッタであって、
前記コントローラが、前記共振周波数がワイヤレスパワートランスミッタ周波数閾値を下回ることに基づいて、ワイヤレスパワーレシーバが前記ワイヤレスパワ＝トランスミッタ上又は付近に存在するかを判定するように更に構成される、ワイヤレスパワートランスミッタ。
【請求項１４】
請求項１２に記載のワイヤレスパワートランスミッタであって、
前記パワートレインと前記コントローラとの間に結合され、前記パワートレインに関連付けられる前記信号をデジタル値に変換するアナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）を更に含み、
前記コントローラが、
前記パワートレインがリンギングしている間に得られる前記ＡＤＣからの前記デジタル値を受信し、
前記リンギングの持続期間を示す値と前記リンギングの減衰率とリンギング期間の初めのピーク振幅とを計算し、
前記リンギングの持続期間を示す値が空ワイヤレスパワートランスミッタ持続期間閾値より大きい場合に、ワイヤレスパワーレシーバも異物も前記ワイヤレスパワートランスミッタ上又は付近に存在しないと判定し、
前記リンギングの持続期間を示す値が前記空ワイヤレスパワートランスミッタ持続期間閾値より小さく、前記減衰率が減衰率閾値より大きく、前記ピーク振幅がピーク振幅閾値より大きい場合に、前記ワイヤレスパワートランスミッタ上又は付近に異物が存在すると判定し、
前記リンギングの持続期間を示す値が前記空ワイヤレスパワートランスミッタ持続期間閾値より小さく、前記減衰率が前記減衰率閾値より小さいことと前記ピーク振幅が前記ピーク振幅閾値より小さいことの少なくとも一方である場合に、異物を備えないワイヤレスパワーレシーバが前記ワイヤレスパワートランスミッタ上又は付近に存在すると判定する、
ように更に構成される、ワイヤレスパワートランスミッタ。
【請求項１５】
請求項１４に記載のワイヤレスパワートランスミッタであって、
前記コントローラが、異物が存在すると判定すると、ワイヤレスに搬送されるべき電力のレベルを低下させるように更に構成される、ワイヤレスパワートランスミッタ。
【請求項１６】
ワイヤレスパワートランスミッタであって、
ＬＣタンク回路と前記ＬＣタンク回路に結合される少なくとも１つのトランジスタとを含むパワートレインと、
前記パワートレインに結合されるコントローラであって、
前記パワートレインを共振周波数でリンギングさせるために前記パワートレインの前記少なくとも１つのトランジスタにパルスを印加し、
前記パワートレインがリンギンギしている間に前記リンギングを示して前記パワートレインに関連付けられる信号を受信し、
リンギング期間の初めに前記リンギングのピーク振幅を判定し、
前記リンギングの減衰率を判定し、
前記ピーク振幅がピーク振幅閾値を超えること及び前記減衰率が減衰率閾値を超えることに基づいて、前記ワイヤレスパワートランスミッタ上又は付近に異物が存在すると判定する、
ように構成される、前記コントローラと、
を含む、ワイヤレスパワートランスミッタ。
【請求項１７】
請求項１６に記載のワイヤレスパワートランスミッタであって、
前記コントローラが、
前記ピーク振幅が前記ピーク振幅閾値を超えないことか又は前記減衰率が前記減衰率閾値を超えないことのいずれかと、リンギング持続期間が空パッド持続期間閾値を超えないこととに基づいて、前記ワイヤレスパワートランスミッタ上又は付近にワイヤレスパワーレシーバが存在すると判定する、
ように更に構成される、ワイヤレスパワートランスミッタ。
【請求項１８】
請求項１６に記載のワイヤレスパワートランスミッタであって、
前記コントローラが、
前記パワートレインのリンギング持続期間を判定し、
前記リンギング持続期間が空パッド持続期間閾値を超える場合に、ワイヤレスパワーレシーバも異物も前記ワイヤレスパワートランスミッタ上又は付近に存在しないと判定する、
ように更に構成される、ワイヤレスパワートランスミッタ。
【請求項１９】
請求項１６に記載のワイヤレスパワートランスミッタであって、
前記コントローラが、
前記リンギングの共振周波数を判定し、
前記判定された共振周波数に基づいて、前記ピーク振幅閾値と前記減衰率閾値との各々を計算する、
ように更に構成される、ワイヤレスパワートランスミッタ。
【請求項２０】
請求項１６に記載のワイヤレスパワートランスミッタであって、
前記コントローラが、前記ワイヤレスパワートランスミッタの表面上に異物が存在すると判定すると、ワイヤレスに搬送される電力の量を低減するように更に構成される、ワイヤレスパワートランスミッタ。
【請求項２１】
請求項１６に記載のワイヤレスパワートランスミッタであって、
前記パワートレインと前記コントローラとの間に結合されるアナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）であって、前記パワートレインに関連付けられる信号を受信し、前記信号をデジタル値に変換し、前記デジタル値を出力する、前記ＡＤＣを更に含む、ワイヤレスパワートランスミッタ。