(57)【要約】  実施形態は、ワイヤレス給電フィールド内の、ワイヤレス電力デバイスのタイプの検出および識別を対象とする。一態様によれば、非準拠デバイスへの給電の制限、およびワイヤレス電力システム内の金属物体などの望まない電力吸収装置の検出を説明するシステムおよび方法が開示される。方法は、ワイヤレス電力送信機の充電領域内に配置された、1つまたは複数の非準拠デバイスおよび/あるいは望まないワイヤレス電力吸収装置を検出するステップを含み得る。さらに、本方法は、検出に応答して、送信機によって送信される電力の量を制限するステップと、非準拠デバイスによって受信される電力の量を低減するステップとを含み得る。
2014533481.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤレス電力受信機を有するデバイスに給電するように構成されたワイヤレス電力送信機の電力送出領域内のオブジェクトを検出するための装置であって、
ワイヤレス電力フィールドを出力するように前記ワイヤレス電力送信機を駆動するために、駆動信号を生成するように構成されたドライバと、
感知信号を生成するために前記ドライバによって引き出される電力の量を感知するように構成されたセンサと、
前記ワイヤレス電力受信機から、前記ワイヤレス電力受信機によって受信される電力の変化を示す信号を受信するように構成された通信ユニットと、
前記感知信号に基づいて、前記ドライバによって引き出される電力の変化を監視し、前記引き出される電力における前記監視された変化、および前記受信した信号のうちの少なくとも1つに基づいて、オブジェクトのタイプを識別するように構成されたコントローラとを備える、装置。
【請求項２】
前記コントローラが、引き出される電力の前記変化と第1のしきい値とを比較し、前記受信された信号と第2のしきい値とを比較するように構成される、請求項1に記載の装置。
【請求項３】
前記第1のしきい値および第2のしきい値のうちの少なくとも1つを超えた場合、前記ワイヤレス電力フィールドの出力電力を調整するステップをさらに備える、請求項2に記載の装置。
【請求項４】
前記センサが、前記ドライバによって引き出される電力の最初のレベルを感知するように構成され、前記コントローラが、前記感知された最初のレベルに基づいて、前記ドライバによって引き出される電力のベースライン値を決定するように構成される、請求項1から3のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記コントローラが、前記感知信号とベースライン値との比較に基づいて、引き出される電力の前記変化を決定するように構成される、請求項4に記載の装置。
【請求項６】
前記ワイヤレス電力受信機によって受信される電力の変化を示す前記信号が、前記ワイヤレス電力受信機によって受信される電力のベースライン量に対する、前記ワイヤレス電力受信機によって受信される、測定された電力の量の比較に基づいて決定され、受信される電力の前記ベースライン量が前記ワイヤレス電力受信機によってあらかじめ定められる、請求項1から5のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記受信された信号が、前記ワイヤレス電力受信機によって受信される電力の前記変化の極性および大きさに関する情報を含み、前記コントローラが、前記極性および前記大きさに少なくとも部分的に基づいて、オブジェクトの前記タイプを識別するように構成される、請求項1から6のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記コントローラが、前記ドライバによって引き出される電力の前記変化の極性および大きさを決定するように構成され、前記コントローラが、前記極性および前記大きさに少なくとも部分的に基づいて、オブジェクトの前記タイプを識別するように構成される、請求項1から7のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記オブジェクトが、近距離通信(NFC)デバイス、無線周波数識別(RFID)デバイス、無許可のワイヤレス電力受信機、許可されたワイヤレス電力受信機、および金属物体のうちの1つである、請求項1から8のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
前記コントローラが、前記ドライバによって引き出される電流の変化を監視するように構成される、請求項1から9のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
前記受信された信号が、前記ワイヤレス電力受信機の電圧レギュレータの入力で受信された電圧の変化を示す、請求項1から8のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
ワイヤレス電力受信機を含むデバイスに給電するように構成されたワイヤレス電力送信機の給電領域内のオブジェクトのタイプを識別する方法であって、
前記ワイヤレス電力送信機によって引き出される電力の変化を監視するステップと、
前記ワイヤレス電力受信機から、前記ワイヤレス電力受信機によって受信される電力の変化を示す信号を受信するステップと、
前記引き出される電力における前記監視された変化、および前記受信した信号に基づいて、前記オブジェクトのタイプを識別するステップとを備える、方法。
【請求項１３】
前記オブジェクトを識別する前記ステップが、引き出される電力の前記変化と第1のしきい値とを比較し、および前記受信された信号と第2のしきい値とを比較するステップを備える、請求項12に記載の方法。
【請求項１４】
前記第1のしきい値および第2のしきい値のうちの少なくとも1つを超えた場合、ワイヤレス電力フィールドの出力電力を調整するステップをさらに備える、請求項13に記載の方法。
【請求項１５】
ドライバによって引き出される電力の最初のレベルを感知するステップと、前記ドライバによって引き出される電力の前記最初のレベルに基づいて前記第1のしきい値を決定するステップとをさらに備える、請求項13および14のうちの一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記ワイヤレス電力受信機によって受信される電力の変化を示す前記信号が、前記ワイヤレス電力受信機によって受信される電力のベースライン量に対する、前記ワイヤレス電力受信機によって受信される、測定された電力の量の比較に基づいて決定され、受信される電力の前記ベースライン量が前記ワイヤレス電力受信機によってあらかじめ定められる、請求項13から15のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
受信機によって受信される電力のベースライン量を示す信号を受信するステップをさらに備え、前記第2のしきい値がベースライン値に基づいて決定される、請求項16に記載の方法。
【請求項１８】
前記オブジェクトが、近距離通信(NFC)デバイス、無線周波数識別(RFID)デバイス、無許可のワイヤレス電力受信機、許可されたワイヤレス電力受信機、および金属物体のうちの1つである、請求項12から17のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
1つまたは複数のワイヤレス電力受信機によって受信される電力の量を示す信号を受信するステップをさらに備える、請求項12から18のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
ワイヤレス電力受信機によって受信される電力の前記量と、しきい値受信電力レベルとを比較するステップと、前記受信される電力が前記しきい値レベル未満の場合、近距離通信デバイスが存在することを決定するステップとをさらに備える、請求項19に記載の方法。
【請求項２１】
前記1つまたは複数の受信機に給電される電力の効率レベルを決定するステップと、前記決定された効率レベルとしきい値効率レベルとを比較するステップと、前記効率レベルが前記しきい値効率レベル未満の場合、金属物体が存在することを決定するステップとをさらに備える、請求項19および20のうちの一項に記載の方法。
【請求項２２】
前記1つまたは複数の受信機に給電される電力の効率レベルを決定するステップと、前記決定された効率レベルとしきい値効率レベルとを比較するステップと、前記効率レベルが前記しきい値効率レベルを上回る場合、新しい受信機識別メッセージが受信されたかどうかを決定するステップとをさらに備える、請求項19から21のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
新しい受信機識別メッセージが受信されていない場合、金属物体が存在することを決定するステップをさらに備える、請求項22に記載の方法。
【請求項２４】
電力の変化を監視するステップが、前記ワイヤレス電力受信機のドライバによって引き出される電流の変化を監視するステップを備える、請求項12から23のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２５】
前記受信した信号が、レギュレータの入力での電圧の変化を示す、請求項12から24のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２６】
ワイヤレス電力受信機を含むデバイスに給電するように構成されたワイヤレス電力送信機の給電領域内のオブジェクトのタイプを識別するための装置であって、
前記ワイヤレス電力送信機によって引き出される電力の変化を監視するための手段と、
前記ワイヤレス電力受信機から、前記ワイヤレス電力受信機によって受信される電力の変化を示す信号を受信するための手段と、
前記引き出される電力における前記監視された変化、および前記受信した信号に基づいて、前記オブジェクトのタイプを識別するための手段とを備える、装置。
【請求項２７】
前記監視するための手段が前記ワイヤレス電力送信機のドライバに結合された電流センサを備え、前記受信するための手段が通信または検出ユニットを備え、前記識別するための手段がコントローラを備える、請求項26に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般にワイヤレス電力に関する。より詳細には、本開示は、ワイヤレス電力送信機の充電領域内の、無許可および/または意図されないデバイス、近距離通信デバイス、あるいはそれらの組合せを検出するためのシステム、デバイス、および方法を対象とする。さらに、本発明のいくつかの実施形態は、ワイヤレス電力送信機の充電領域内に配置された、無許可および/または意図されないデバイス、近距離通信デバイス、あるいはそれらの組合せの検出に基づいて、ワイヤレス給電(wireless power transfer)を調整し、かつ/またはワイヤレス電力送出を制限するためのシステム、デバイス、および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
充電式バッテリを介して電力供給される電子デバイスの数が増加しており、その種類も様々である。そのようなデバイスには、モバイル電話、ポータブル音楽プレイヤ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、コンピュータ周辺デバイス、通信デバイス(たとえば、ブルートゥースデバイス)、デジタルカメラ、補聴器、および同様のものがある。バッテリ技術が向上する一方、バッテリ式の電子デバイスは、ますます多くの電力量を必要とし、また消費している。したがって、これらのデバイスは常に充電が必要である。充電式デバイスは、電源に物理的に接続するケーブルまたは他の同様のコネクタを通じてワイヤード接続を介してしばしば充電される。ケーブルおよび同様のコネクタは不便または面倒な場合があり、他の欠点もある。充電式電子デバイスを充電するために、または電子デバイスに電力を供給するために使用される、自由空間で給電することができるワイヤレス充電システムは、ワイヤード充電ソリューションの欠点のうちのいくつかを克服することができる。したがって、効率的かつ安全に電子デバイスに給電するワイヤレス給電システムおよび方法が望ましい。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
添付の特許請求の範囲内のシステム、方法、およびデバイスの様々な実装形態は、それぞれにいくつかの態様を有し、どの実装形態も本明細書で説明される所望の態様の責任を単独で負うものではない。添付の特許請求の範囲を限定することなしに、いくつかの顕著な特徴が本明細書で説明される。
【０００４】
本明細書で説明される主題の1つまたは複数の実装形態の詳細は、添付の図面および以下の記述において説明される。他の特徴、態様、および利点は、記述、図面、および特許請求の範囲から明らかになるだろう。以下の図面の相対的な寸法は縮尺通りに描かれていない場合がある点に留意されたい。
【０００５】
一態様によれば、ワイヤレス電力受信機を有するデバイスに給電するように構成されたワイヤレス電力送信機の電力送出領域内のオブジェクトを検出するための装置が開示される。本装置は、ワイヤレス電力フィールドを出力するように回路を駆動するために、駆動信号を生成するように構成されたドライバと、感知信号を生成するためにドライバによって引き出される電力の量を感知するように構成されたセンサと、ワイヤレス電力受信機から、ワイヤレス電力受信機によって受信される電力の変化を示す信号を受信するように構成された通信ユニットと、感知信号に基づいて、ドライバによって引き出される電力の変化を監視し、引き出される電力の監視された変化、および受信した信号のうちの少なくとも1つに基づいて、オブジェクトのタイプを識別するように構成されたコントローラとを含む。
【０００６】
別の態様によれば、ワイヤレス電力受信機を含むデバイスに給電するように構成されたワイヤレス電力送信機の給電領域内のオブジェクトのタイプを識別する方法が開示される。本方法は、ワイヤレス電力送信機によって引き出される電力の変化を監視するステップと、ワイヤレス電力受信機から、ワイヤレス電力受信機によって受信される電力の変化を示す信号を受信するステップと、引き出される電力の監視された変化、および受信した信号に基づいて、オブジェクトのタイプを識別するステップとを含む。
【０００７】
別の態様によれば、ワイヤレス電力受信機を含むデバイスに給電するように構成されたワイヤレス電力送信機の給電領域内のオブジェクトのタイプを識別するための装置が開示される。本装置は、ワイヤレス電力送信機によって引き出される電力の変化を監視するための手段と、ワイヤレス電力受信機から、ワイヤレス電力受信機によって受信される電力の変化を示す信号を受信するための手段と、引き出される電力の監視された変化、および受信した信号に基づいて、オブジェクトのタイプを識別するための手段とを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】いくつかの実施形態による、ワイヤレス給電システムの機能ブロック図である。
【図２】いくつかの実施形態による、図1のワイヤレス給電システム内で使用され得るコンポーネントの機能ブロック図である。
【図３】いくつかの実施形態による、送信または受信コイルを含む、図2の送信回路または受信回路の一部の概略図である。
【図４】いくつかの実施形態による、ワイヤレス電力受信機および吸収装置、コンポーネント、またはデバイスを含む別のワイヤレス給電システムを示す図である。
【図５】いくつかの実施形態による、図1および図4のワイヤレス給電システム内で使用され得るワイヤレス電力送信機のブロック図である。
【図６】いくつかの実施形態による、図1および図4のワイヤレス給電システム内で使用され得る受信機608のブロック図である
【図７】図5の送信回路内で使用され得る送信回路の一部の概略図である。
【図８】いくつかの実施形態による、ワイヤレス電力フィールド内のオブジェクトのタイプを識別する方法の流れ図である。
【図９】いくつかの実施形態による、ワイヤレス電力送信機から見たインピーダンス値の動作範囲の一例を示すプロット図である。
【図１０】いくつかの実施形態による、1つ、2つ、および3つのワイヤレス電力受信機の存在下での、ワイヤレス電力送信機から見たインピーダンスの変動を示すプロット図である。
【図１１Ａ】いくつかの実施形態による、ワイヤレス電力受信機、および近距離通信またはRFIDデバイスの存在下での、ワイヤレス電力送信機から見たインピーダンスの変動を示すプロット図である。
【図１１Ｂ】いくつかの実施形態による、ワイヤレス電力受信機、および別の近距離通信またはRFIDデバイスの存在下での、ワイヤレス電力送信機から見たインピーダンスの変動を示すプロット図である。
【図１２】いくつかの実施形態による、金属物体の存在下での、ワイヤレス電力送信機から見たインピーダンスの変動を示すプロット図である。
【図１３】いくつかの実施形態による、受信した電圧の変動を決定する方法の流れ図である。
【図１４】いくつかの実施形態による、駆動電流および受信した電圧の変化に基づいて、ワイヤレス電力フィールド内のオブジェクトのタイプを識別する方法の流れ図である。
【図１５】いくつかの実施形態による、ワイヤレス電力フィールド内のオブジェクトのタイプを識別するための装置の機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図面に示される様々な特徴は、縮尺通りに描かれていない場合がある。したがって、様々な特徴の寸法は、明確にするために任意に拡大または縮小され得る。さらに、図面のうちのいくつかは、所与のシステム、方法、またはデバイスのコンポーネントのうちのすべてを示していない場合がある。最後に、本明細書および図面を通じて、同様の特徴を示すために同様の参照番号が使用され得る。
【００１０】
添付の図面に関連して以下で説明する発明を実施するための形態は、本発明の例示的実施形態を説明することを意図するものであり、本発明を実施することができる実施形態だけを表すことを意図するものではない。この説明を通じて使用される「例示的(exemplary)」という用語は、「例、実例、または事例として役立つ(serving as an example, instance, or illustration)」ことを意味しており、必ずしも他の例示的実施形態よりも好適または有利であるとして解釈されるべきではない。発明を実施するための形態は、本発明の例示的実施形態の完全な理解を提供するための具体的な詳細を含む。いくつかの例では、よく知られた構造およびデバイスがブロック図形式で示される。
【００１１】
ワイヤレス給電は、電場、磁場、電磁場に関連付けられる任意の形態のエネルギーを伝達すること、または場合によっては物理電磁導体を使用せずに送信機から受信機に伝達すること(たとえば、電力が自由空間を通じて伝達され得る)を指すことができる。ワイヤレスフィールド(たとえば、磁場)に出力された電力は、給電を実現するために、「受信コイル」によって受信、取得、または結合される。
【００１２】
図1は、本発明の例示的実施形態による、例示的ワイヤレス給電システム100の機能ブロック図である。エネルギー伝達を提供するためのフィールド105を生成するために、電源(図示せず)から送信機104に入力電力102が提供され得る。受信機108は、フィールド105に結合して、出力電力110に結合されたデバイス(図示せず)によって蓄積または消費するための、出力電力110を生成し得る。送信機104と受信機108の両方は、距離112によって分離されている。ある例示的実施形態では、送信機104と受信機108は、相互共振関係によって構成されている。受信機108の共振周波数および送信機104の共振周波数が実質的に同じか、極めて近接している場合、送信機104と受信機108との間の送電損失が最小になる。したがって、コイルが極めて近接している(たとえば、mms)ことを必要とする大型コイルを必要とし得る純粋な誘導ソリューションとは対照的に、ワイヤレス給電はより長い距離を介して提供することができる。したがって、共振誘導結合技法によって、効率の向上、ならびに様々な距離を介する、および様々な誘導コイル構成を有する給電が可能になる。
【００１３】
送信機104によって生成されたエネルギーフィールド105内に受信機108が配置されると、受信機108は電力を受信し得る。フィールド105は、送信機104によるエネルギー出力が受信機105によって取得される領域に対応する。いくつかの実施形態では、以下でさらに説明するように、フィールド105は送信機104の「近距離」に対応し得る。送信機104は、エネルギー送信を出力するための送信コイル114を含み得る。受信機108は、エネルギー送信からエネルギーを受信または取得するための受信コイル118をさらに含む。近距離場は、送信コイル114から離れて電力を最小限に放射する送信コイル114における電流および電荷に起因する強い反応性フィールドがある領域に対応し得る。いくつかの実施形態では、近距離場は、送信コイル114の約1波長(または、その何分の1か)以内である領域に対応し得る。送信コイル114および受信コイル118は、それに関連付けられる適用例およびデバイスによってサイズ調整される。上記で説明したように、エネルギーの大部分を電磁波で遠距離に伝搬するのではなく、送信コイル114のフィールド105内のエネルギーの大部分を受信コイル118に結合することによって、効率的なエネルギー伝達が行われ得る。フィールド105内に配置される場合、送信コイル114と受信コイル118との間に「結合モード」が展開され得る。この結合が行われ得る送信コイル114と受信コイル118の周りのエリアは、本明細書では結合モード領域と呼ばれる。
【００１４】
図2は、本発明の様々な例示的実施形態による、図1のワイヤレス給電システム100内で使用され得る例示的コンポーネントの機能ブロック図である。送信機204は、発振器222、駆動回路224、ならびにフィルタおよび整合回路226を含み得る、送信回路206を含み得る。発振器222は、周波数制御信号223に応答して調節され得る468.75KHz、6.78MHz、または13.56MHzなどの所望の周波数で信号を生成するように構成され得る。発振器信号は、送信コイル214をたとえば送信コイル214の共振周波数で駆動するように構成された駆動回路224に提供され得る。駆動回路224は、発振器222から矩形波を受信して、正弦波を出力するように構成されたスイッチング増幅器であってもよい。たとえば、駆動回路224はE級増幅器でよい。また、フィルタおよび整合回路226は、高調波または他の不要な周波数をフィルタ除去して、送信機204のインピーダンスを送信コイル214に整合するために含まれ得る。
【００１５】
受信機208は、図2に示されるバッテリ236を充電するために、または受信機108に結合されたデバイス(図示せず)に電力を供給するために、整合回路232と、AC電力入力から出力されたDC電力出力を生成するための整流器およびスイッチング回路234を含み得る、受信回路210を含み得る。整合回路232は、受信回路210のインピーダンスを受信コイル218に整合するために含まれ得る。受信機208および送信機204は、別個の通信チャネル219(たとえば、ブルートゥース、zigbee、セルラーなど)上でさらに通信し得る。受信機208および送信機204は、代替的に、ワイヤレスフィールド205の特性を使用して帯域内信号方式を介して通信し得る。
【００１６】
以下でより完全に説明するように、選択的に無効にすることが可能な関連負荷(たとえば、バッテリ236)を最初に有し得る受信機208は、送信機204よって送信される、および受信機208によって受信される電力の量が、バッテリ236の充電に適しているかどうかを判断するように構成され得る。さらに、受信機208は、電力の量が適切であると判断すると、負荷(たとえば、バッテリ236)を有効にするように構成され得る。いくつかの実施形態では、受信機208は、バッテリ236を充電せずに、ワイヤレス給電フィールドから受信した電力を直接利用するように構成され得る。たとえば、近距離通信(NFC)または無線周波数識別デバイス(RFID)などの通信デバイスは、ワイヤレス給電フィールドから電力を受信して、ワイヤレス給電フィールドと相互作用することによって通信して、および/あるいは送信機204または他のデバイスと通信するために受信した電力を利用するように構成され得る。
【００１７】
図3は、本発明の例示的実施形態による、送信または受信コイル352を含む、図2の送信回路206または受信回路210の一部の概略図である。図3に示されるように、例示的実施形態において使用される送信または受信回路350は、コイル352を含み得る。コイルは、「ループ」アンテナ352と呼ばれてもよく、「ループ」アンテナ352として構成されてもよい。コイル352は、本明細書では「磁気」アンテナまたは誘導コイルと呼ばれてもよく、「磁気」アンテナまたは誘導コイルとして構成されてもよい。「コイル」という用語は、別の「コイル」に結合するためのエネルギーをワイヤレスに出力または受信し得るコンポーネントを指すことを意図する。また、コイルは、電力をワイヤレスに出力または受信するように構成されるタイプの「アンテナ」と呼ばれ得る。コイル352は、空芯、またはフェライトコアなどの物理コア(図示せず)を含むように構成され得る。空芯ループコイルは、コアの近傍に配置された外来物理デバイスに対してより耐性があり得る。さらに、空芯ループコイル352は、コアエリア内に他のコンポーネントを配置できるようにする。さらに、空芯ループは、送信コイル214(図2)の結合モード領域がより強力であり得る送信コイル214(図2)の平面内の受信コイル218(図2)の配置をより容易に可能にし得る。
【００１８】
上述のように、送信機104と受信機108との間のエネルギーの効率的な伝達は、送信機104と受信機108との間の整合された、またはほぼ整合された共振中に行われ得る。しかしながら、たとえ送信機104と受信機108との間の共振が整合されていない場合でも、効率は影響を受ける可能性があるものの、エネルギーを伝達することが可能である。エネルギーの伝達は、送信コイルからエネルギーを自由空間に伝搬することによってではなく、送信コイルのフィールド105からのエネルギーを、このフィールド105が確立される近隣に常駐する受信コイルに結合することによって行われる。
【００１９】
ループまたは磁気コイルの共振周波数は、インダクタンスおよびキャパシタンスに基づく。インダクタンスは、単にコイル352によって作成されたインダクタンスであってよく、一方、キャパシタンスは、所望の共振周波数で共振構造を生成するために、コイルのインダクタンスに追加されてよい。非限定的な例として、共振周波数で信号358を選択する共振回路を作成するために、送信または受信回路350にキャパシタ354およびキャパシタ356を追加することができる。したがって、直径がより大きいコイルでは、ループの直径またはインダクタンスが増加するにつれて、共振を維持するために必要なキャパシタの大きさが減少する場合がある。さらに、コイルの直径が増加するにつれて、近距離場の効率的なエネルギー伝達エリアが増加する場合がある。他のコンポーネントを使用して形成される他の共振回路も可能である。別の非限定的な例として、コイル352の2つの終端間にキャパシタを並列に配置することができる。送信コイルの場合、コイル352の共振周波数に実質的に対応する周波数を有する信号358はコイル352への入力でよい。
【００２０】
一実施形態では、送信機104は、送信コイル114の共振周波数に対応する周波数を有する、時間的に変化する磁場を出力するように構成され得る。受信機がフィールド105内にある場合、時間的に変化する磁場は、受信コイル118内に電流を誘導し得る。上記で説明したように、受信コイル118が送信コイル114の周波数で共振するように構成される場合、エネルギーを効率的に伝達し得る。上記で説明したように、充電するために、または負荷に電力を供給するために提供され得るDC信号を生成するために、受信コイル118に誘導されたAC信号を整流することができる。
【００２１】
図4は、いくつかの実施形態による、吸収装置、コンポーネント、またはデバイスを含むワイヤレス給電システムを示している。図4に示されるように、ワイヤレス電力システム480は、ワイヤレス充電器482、ならびに1つまたは複数のワイヤレス電力充電可能デバイス484Aおよび484Bを含む。
【００２２】
ワイヤレス電力システム480は、近距離通信(NFC)デバイスまたはRFIDカードなどの非準拠デバイスを備え得る、コンポーネント、吸収装置、またはデバイス486(本明細書では、吸収装置486と呼ぶ)をさらに含む。NFCデバイスは、NFCデバイスのアンテナと、NFCデバイスと通信しているデバイスのアンテナとの間の誘導を使用し得る。たとえば、吸収装置486は、ワイヤレス充電器482を含むデバイスと通信するように構成されたNFCデバイスでよい。吸収装置486は、金属物体などの、意図しないワイヤレス電力吸収装置コンポーネントでもよい。金属物体は、ワイヤレス電力フィールドに影響を及ぼすことによって、ワイヤレス充電器482の動作、および充電可能デバイス484Aまたは484Bによって受信される電力とインターフェースすることができる。デバイス486および各ワイヤレス充電可能デバイス484Aおよび484Bは、ワイヤレス充電器482の充電領域内に配置され得る。デバイスの向きは、図4に示されるデバイスの向きに限定されない。
【００２３】
上述のように、ワイヤレス電力充電システム内で、無許可のデバイスまたは他のコンポーネントは、充電するべきデバイスに電力を送信する際に、充電デバイスの動作を干渉する場合がある。たとえば、意図しない電力吸収装置または非常に大きな金属片がワイヤレス充電システムに追加されると、システムおよび意図しない電力吸収装置を保護するために、送信される電力のシャットダウンまたは低下を行うことができる。NFCデバイスは、高い電力レベルを処理するように設計されていないので、かなりの量の電力を吸収して、著しく加熱する場合がある。たとえば、同じ周波数で動作しているか、ワイヤレス電力送信機から電力を得ることができるNFCデバイスは、ワイヤレス電力送信機から過度の電力を受信する場合がある。過度の電力を受信することは、NFCデバイスの望まない加熱につながる場合がある。さらに、金属物体などの意図しない吸収装置は、ワイヤレス電力システムの動作を干渉する場合がある。たとえば、大量の金属が、送信機が通常の動作パラメータ外で動作するような程度までシステムを離調することによって、システムに悪影響を与える場合がある。さらに、悪意のある(rogue)受信機が、ワイヤレス電力送信機から電力を得ようとする場合があり、有効な受信機への電力送出に影響を及ぼし、ワイヤレス電力システムの効率に影響を及ぼす場合がある。上記の例のいずれにおいても、システム内のデバイスを保護して、より効率的に電力を転送するために、そのような要素の追加を検出して、転送ワイヤレス給電システムのパラメータを調整する(たとえば、送信電力を低下させることによって)ことが望ましい。
【００２４】
ワイヤレス電力システムのパラメータを調整する方法を決定するために、いくつかの実施形態によって、ワイヤレス給電フィールドに存在するデバイスのタイプの識別が実行される。たとえば、システムは、意図された充電デバイスの追加と、他の要素の追加とを区別することができる。図4を参照すると、ワイヤレス充電器482は、吸収装置486のオブジェクトタイプを識別するように構成され得る。さらに、ワイヤレス充電器482は、それらを識別すると、ワイヤレス電力フィールドを調整するように、および/またはNFCデバイスなどの吸収装置486を保護するように構成され得る。本明細書で説明したいくつかの実施形態によれば、最小限のハードウェア要件で、システムは、NFCデバイスを破壊から保護すること、およびワイヤレス電力送信機を、ワイヤレス電力システム内のデバイスを損傷する可能性がある非効率的な状態で動作することから保護することができる可能性がある。
【００２５】
さらに、1つまたは複数の方法によれば、ワイヤレス充電器482は、関連する充電領域内で検出される、1つまたは複数の非準拠デバイス(たとえば、吸収装置486)を保護する(たとえば、給電を低減するか、可能であれば無くす)ように構成され得る。いくつかの実施形態によれば、ワイヤレス充電器482は、デバイスが配置されるべきではない、関連する送信アンテナまたはコイルの領域内であるエリア内で給電するように構成され得る。より具体的な例では、ワイヤレス充電器482は、NFCデバイスなどのデバイスが送信アンテナ514のすぐ隣に配置されるのを防ぐ方法で構成され得る。したがって、デバイス(たとえば、NFCデバイス)は、最も強いフィールドのゾーン内に配置することができない。別の実施形態によれば、ワイヤレス充電器482は、NFCデバイスまたはRFIDデバイスが検出されると、そこから給電される電力を低減するか、無くす(たとえば、切る)ように構成され得る。別の実施形態では、各準拠デバイス(たとえば、ワイヤレス充電可能デバイス484Aまたは484B)の負荷インピーダンスを低減することができ、したがって、関連する充電領域内に配置された非準拠デバイスに送出される電力の量を低減することができる。
【００２６】
図5は、いくつかの実施形態による、図1および図4のワイヤレス給電システム内で使用され得る、ワイヤレス電力送信機のブロック図である。上記で図4を参照して説明したように、送信機504は充電器482などの充電器に含まれ得る。送信機504は、送信回路505および送信コイル514を含み得る。送信コイル514は、図3に示されるようなコイル352でよい。送信回路505は、発振信号を提供することによって送信コイル514にRF電力を供給することができ、その結果、送信コイル514の周りにエネルギー(たとえば、磁束)が発生する。送信機504は、任意の適切な周波数で動作することができる。例として、送信機504は、13.56MHzのISM帯域で動作することができる。
【００２７】
送信回路505は、効率を上げるために、送信コイル514のインピーダンスに基づいて送信回路505のインピーダンスを調整するように構成されたTXインピーダンス調整回路509を含み得る。また、送信回路505は、受信機108(図1)に結合されたデバイスの自己ジャミングを防止するレベルまで高調波放出を低減するように構成されたローパスフィルタ(LPF)508を含み得る。他の実施形態は、これに限定されないが、他の周波数をパスしながら特定の周波数を減衰させるノッチフィルタを含む異なるフィルタトポロジを含むことができ、ドライバ524によって引き出される送信コイル514またはDC電流への出力電力などの測定可能な送信メトリクスに基づいて変動し得る適応型インピーダンス整合を含み得る。送信回路505は、発振器523によって決定されたRF信号を駆動するように構成されたドライバ524をさらに含む。発振器523、ドライバ524、ローパスフィルタ508、およびインピーダンス調整回路509は、一般的に送信機駆動回路570と呼ばれ得る。送信回路505は、ディスクリートデバイスまたは回路で構成されてもよく、あるいは、一体型アセンブリで構成されてもよい。送信コイル514からの電力出力の一例は、約2.5ワットでよい。
【００２８】
送信回路505は、特定の受信機に対する送信位相(または、デューティーサイクル)の間に発振器523を選択的に可能にするための、発振器523の周波数または位相を調整するための、および取り付けられた受信機を通じて近隣デバイスと対話するための通信プロトコルを実装するために出力電力レベルを調整するための、コントローラ515をさらに含み得る。コントローラ515は、本明細書ではプロセッサ515とも呼ばれ得る。送信パスにおける発振器の位相および関連する回路の調整によって、ある周波数から別の周波数に遷移する場合は特に、帯域外放出の低減を可能にすることができる。
【００２９】
送信回路505は、送信コイル514によって生成された近距離場の近隣のアクティブな受信機の存在または不在を検出するように構成された負荷感知回路516をさらに含み得る。例として、負荷感知回路516は、以下でさらに説明するように、送信コイル514によって生成されたフィールドの近隣のアクティブな受信機の存在または不在によって影響を受ける場合がある、ドライバ524に流れる電流を監視する。ドライバ524に対する負荷の変化の検出は、エネルギーを送信するために発振器523を有効にして、アクティブな受信機と通信するかどうかを決定する際に使用するために、コントローラ515によって監視される。以下で、図8、図13、図14を参照してより詳細に説明するように、ドライバ524で測定される電流を使用して、送信機504のワイヤレス給電領域内に無効なデバイスが配置されているかどうかを決定することができる。
【００３０】
送信コイル514は、リッツ線で、または抵抗損失を低く保つように選択された厚さ、幅、および金属タイプを有するアンテナストリップとして実装され得る。一実装形態では、送信コイル514は、一般的に、テーブル、マット、ランプ、または他のより可搬性が低い構成などの、より大きい構造物との関連付けのために構成され得る。したがって、送信コイル514は一般的に、実際的な寸法にするための「巻き(turns)」を必要としない。送信コイル514の例示的実装形態は、「電気的に小型」(たとえば、波長の何分の1かと等しい大きさを有する)ものでよく、共振周波数を定義するためにキャパシタを使用することによって、より低い使用可能な周波数で共振するように同調され得る。
【００３１】
送信機504は、送信機504に関連付けることができる受信機デバイスの所在および状態についての情報を収集して、追跡することができる。したがって、送信回路505は、コントローラ515(本明細書では、プロセッサとも呼ばれる)に接続されたメモリ572、検出および/または通信ユニット580、密閉検出器560、またはそれらの組合せを含み得る。コントローラ515は、検出および/または通信ユニット580、ならびに密閉検出器560からの存在信号に応答して、ドライバ524によって送出される電力の量を調整することができる。たとえば、検出および/または通信ユニット580は、送信機504の近隣にある1つまたは複数のワイヤレス電力受信機から通信信号を受信するように構成することもでき、送信機504の近隣内のデバイスまたはオブジェクトの存在を検出することもできる。ワイヤレス電力受信機の様々な操作パラメータに関する情報は、送信機504によって使用するために、メモリ572に格納され得る。コントローラ515は、検出および/または通信ユニット580から受信した情報に基づいて送信機504の出力を制御するように構成され得る。
【００３２】
非限定的な例として、検出および/または通信ユニット580は、送信機504のカバレージエリアに挿入された、充電するべきデバイスの初期存在を感知するために利用される、動き検出器を含み得る。検出後、送信機504をオンにすることができ、デバイスによって受信されるRF電力を、あらかじめ定められた方法でRXデバイス上のスイッチをトグルするために使用することができ、その結果、送信機504の駆動点インピーダンスが変化する。
【００３３】
別の非限定的な例として、検出および/または通信ユニット580は、たとえば赤外線検出、動き検出、または他の適切な手段によって人間を検出可能な検出器を含み得る。いくつかの実施形態では、送信コイル514が特定の周波数で送信し得る電力の量を制限する規則があり得る。いくつかの実施形態では、これらの規制は、電磁放射から人間を保護するためのものである。しかしながら、送信コイル514が、たとえば、ガレージ、工業の現場、店舗、および同等の場所などの、人間によって占有されないか、または人間によってめったに占有されないエリアに配置された環境があり得る。これらの環境に人間がいない場合、送信コイル514の電力出力を、通常の電力制限規制を上回って増加することが許可され得る。言い換えれば、コントローラ515は、人間の存在に応答して送信コイル514の電力出力を規制レベル以下に調整して、人間が送信コイル514の電磁場からの規制距離の外側にいるとき、送信コイル514の電力出力を、規制レベルを上回るレベルに調整し得る。
【００３４】
非限定的な例として、密閉検出器560(本明細書では、密閉区画検出器、または密閉空間検出器とも呼ばれ得る)は、エンクロージャが閉じられた状態、または開いた状態にあるときを判断するための感知スイッチなどのデバイスであり得る。送信機が、密閉状態にあるエンクロージャの中にある場合、その送信機の電力レベルを増加することができる。
【００３５】
送信機504は、たとえば、建築物中に存在する従来のAC電力を変換するためのAC-DC変換器(図示せず)、従来のDC電源を送信機504に適した電圧に変換するためのDC-DC変換器(図示せず)などの、いくつかの電源を通じて電力を受信することもでき、従来のDC電源(図示せず)から直接電力を受信することもできる。
【００３６】
いくつかの実施形態では、送信機504が無期限にオンのままにならない方法が使用され得る。この場合、送信機504は、ユーザが決定した時間量の後に遮断するようにプログラムされ得る。この機能は、送信機504、特にドライバ524が、その周囲内のワイヤレスデバイスが完全に充電された後、長く実行することを防ぐことができる。このイベントは、中継器または受信コイルのいずれかから送信された、デバイスが完全に充電されたという信号を検出するように構成された回路(たとえば、検出および/または通信ユニット580)の故障に起因する場合がある。周囲に別のデバイスが配置された場合に送信機504が自動的にシャットダウンするのを防ぐために、送信機504の自動遮断機能は、その周囲で動きが検出されない設定された期間の後にのみアクティブにされ得る。ユーザは、非アクティビティ時間間隔を決定して、要望に応じてそれを変更することが可能であり得る。非限定的な例として、時間間隔は、デバイスが最初に十分に放電されているという仮定の下に、特定のタイプのワイヤレスデバイスを完全に充電するために必要とされる時間間隔よりも長い場合がある。
【００３７】
図6は、いくつかの実施形態による、図1および図4のワイヤレス給電システム内で使用され得る、受信機608のブロック図である。たとえば、受信機608は、上記で図4を参照して説明したように、充電可能デバイス484Aまたは484Bのうちの1つに含まれてよく、上記で説明したように送信機(たとえば、送信機504)を含む充電器482などの充電器から電力を受信するように構成され得る。受信機608は、受信コイル618を含み得る受信回路610を含む。また、受信機608は、充電デバイス650に受信した電力を供給するために、充電デバイス650に接続されるか、電気的に結合される。受信機608は、充電デバイス650の外部にあるものとして示されているが、充電デバイス650に一体化され得ることに留意されたい。エネルギーは、受信コイル618にワイヤレスに伝搬され、次いで、受信回路610を通じて充電デバイス650に結合され得る。例として、充電デバイスは、モバイル電話、ポータブル音楽プレイヤ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、コンピュータ周辺機器、通信デバイス(たとえば、ブルートゥースデバイス)、デジタルカメラ、補聴器(および、他の医療機器)、および同等物などのデバイスを含み得る。
【００３８】
受信コイル618は、送信アンテナ514と同じ周波数で、または周波数の特定の範囲内で共振するように同調され得る(図5に示されるように)。受信コイル618は、送信コイル514と同様に寸法決定されてよく、または関連する充電デバイス650の寸法に基づいて異なるようにサイズ決定されてよい。例として、充電デバイス650は、送信コイル514の直径または長さよりも小さい直径寸法または長さ寸法を有するポータブル電子デバイスであり得る。そのような例では、受信コイル618は、同調キャパシタ(図示せず)のキャパシタンス値を低減して、受信コイルのインピーダンスを増加させるために、多巻きコイル(multi-turn coil)として実装され得る。例として、受信コイル618は、コイル直径を最大にして、受信コイル618のループ巻き(たとえば、巻線)の数、および巻線間キャパシタンスを低減するために、充電デバイス650の実質的な周囲の周りに配置され得る。
【００３９】
受信回路610は、受信コイル618のインピーダンスに基づいて、受信機の効率的なインピーダンスのインピーダンス調整を提供し得る。受信回路610は、受信したRFエネルギー源を、充電デバイス650が使用するための充電電力に変換するための電力変換回路606を含む。電力変換回路606は、一般的に、ワイヤレスフィールドから受信した電力を、負荷を充電するための電力に変換するための電圧レギュレータと呼ばれ得る。いくつかの実施形態では、電力変換回路606は、RF-DC変換器620を含み、DC-DC変換器622も含み得る。RF-DC変換器620は、受信コイル618で受信されたRFエネルギー信号を、出力電圧Vrectを有する非交流電力に整流するように構成される。DC-DC変換器622(または、他の電源レギュレータ)は、整流されたRFエネルギー信号を、出力電圧Voutおよび出力電流Ioutを有する充電デバイス650に適合するエネルギーポテンシャル(たとえば、電圧)に変換する。部分および完全整流器、レギュレータ、ブリッジ、ダブラー、ならびに線形およびスイッチング変換器を含む、様々なRF-DC変換器が使用され得る。
【００４０】
また、受信回路610は、Rx整合スイッチ612の出力、および電力変換回路606の入力に接続されたセンサ690を含む。図6に示されるように、センサ690はプロセッサ616に結合されるか、それと通信し得る。センサ690は、電力変換回路606の入力で電圧レベル(たとえば、VReg)を感知するように構成される。いくつかの実装形態では、センサ690は、受信した電力を、充電デバイス650を充電するための電力に変換するように構成されたレギュレータの入力で電圧レベルを測定するように構成される。測定された電圧レベルは、受信機の動作を制御するために、プロセッサ616に伝えられるか、プロセッサ616によって検出され得る。いくつかの実施形態では、測定された電圧レベルVRegは、送信機の動作を制御するために、送信機(たとえば、送信機504)に戻って伝えられる。測定された電圧レベルVRegに基づいて充電システムを制御する方法は、以下で図8、13、および14を参照してより詳細に説明する。
【００４１】
受信回路610は、RXインピーダンス調整およびスイッチング回路612をさらに含み得る。RXインピーダンス調整およびスイッチング回路は、給電中の効率を上げるために、受信コイル618のインピーダンスに基づいて、受信回路610のインピーダンスを調整するように構成され得る。さらにRXインピーダンス調整およびスイッチング回路612は、受信コイル618を電力変換回路606に接続する、または代替的に、電力変換回路606を切断するように構成され得る。電力変換回路606から受信コイル618を切断することは、充電デバイス650の充電を中断するだけでなく、送信機204(図2)から「見た(seen)」「負荷」を変化させる。
【００４２】
いくつかの実施形態では、送信機504は、送信機ドライバ回路524に提供されたバイアス電流の揺らぎを検出し得る負荷感知回路516を含む。したがって、送信機504は、受信機が送信機の近距離場に存在するときを判断するための機構を有する。
【００４３】
複数の受信機608が送信機の近距離場に存在するとき、他の受信機がより効率的に送信機504に結合できるようにするために、1つまたは複数の受信機の装荷および除荷を時間多重化することが望ましい場合がある。また、受信機608は、他の近隣の受信機への結合を排除するために、または近隣の送信機への負荷を低減するために、クローキングされ得る。受信機のこの「除荷」は、本明細書では「クローキング」としても知られる。
【００４４】
再び図4を参照すると、また上述のように、ワイヤレス充電器482は、1つまたは複数の方法によって、関連する充電領域内に配置された1つまたは複数の非準拠デバイス(たとえば、吸収装置486)を検出して識別するように構成され得る。いくつかの実施形態によれば、ワイヤレス充電器482は、関連する充電領域内のワイヤレス充電器482のワイヤレス電力送信機(たとえば、図5の送信機504)によって送信される電力が、行方不明であるかどうかを判断するように構成され得る。別の実施形態によれば、各ワイヤレス充電可能デバイス484Aまたは484Bがクローキングされた後、ワイヤレス充電器482は、非準拠デバイスが電力を引き出しているかどうかを判断するために、送信機で1つまたは複数のプロパティを測定するように構成され得る。別の実施形態によれば、各充電可能デバイス484Aまたは484Bがクローキングされた後、ワイヤレス充電器482は、送信機に関連付けられる1つまたは複数の測定されたプロパティ、および1つまたは複数のワイヤレス充電可能デバイス484Aおよび484Bに関連付けられる1つまたは複数の測定されたプロパティを介して、非準拠デバイスが電力を引き出しているかどうかを判断するように構成され得る。
【００４５】
さらに、受信機608によって制御されて、送信機504によって検出される、除荷と装荷との間のスイッチングは、受信機608から送信機504への通信機構を提供し得る。さらに、プロトコルが、受信機608から送信機504へのメッセージの送信を可能にするスイッチングに関連付けられ得る。例として、スイッチング速度は約100μ秒であり得る。
【００４６】
さらに、または代替的に、いくつかの実施形態によれば、充電可能デバイス484Aおよび484Bの各々は、充電器482に情報を伝えながら、電力の受信を継続するように構成され得る。さらに、いくつかの実施形態では、送信機504と受信機608との間の通信は、従来の双方向通信ではなく、デバイス感知および充電制御機構(たとえば、結合フィールドを使用する帯域内信号方式)を指す。言い換えれば、送信機504は、近距離場においてエネルギーが利用可能であるかどうかを調整するために、送信された信号のオン/オフキーイングを使用し得る。受信機608は、エネルギーにおけるこれらの変化を送信機504からのメッセージと解釈し得る。受信機側から、受信機608は、フィールドからどのくらいの電力が受容されているかを調整するために、受信コイル618の同調および離調を使用し得る。いくつかの実施形態では、同調および離調はスイッチング回路612を介して実現し得る。送信機504は、フィールドから使用される電力におけるこの差異を検出して、これらの変化を、受信機608からのメッセージと解釈することができる。他の形態の送信電力の変調および負荷挙動も利用可能である。
【００４７】
再び図6を参照すると、受信回路610は、送信機から受信機への情報シグナリングに対応し得る、受信したエネルギー揺らぎを識別するように構成されたシグナリング検出器およびビーコン回路614をさらに含み得る。さらに、シグナリング検出器およびビーコン回路614は、低減された信号エネルギー(たとえば、ビーコン信号)の送信を検出するために使用されてよく、また、ワイヤレス充電のための受信回路610を構成するために、低減された信号エネルギーを公称電力に整流して、受信回路610内の無電力供給回路または電力消耗回路のいずれかをアウェイクするためにも使用され得る。
【００４８】
受信回路610は、本明細書で説明したRXインピーダンス調整およびスイッチング回路612の制御を含む、本明細書で説明した受信機608の処理を調整するためのプロセッサ616をさらに含む。受信機608のクローキングは、充電デバイス650に充電電力を供給する外部ワイヤード充電ソース(たとえば、ウォール/USB電力)の検出を含む他のイベントの発生時にも行われる場合がある。プロセッサ616は、受信機のクローキングを制御することに加えて、ビーコン状態を判断して、送信機504から送信されたメッセージを抽出するためにビーコン回路614を監視する場合もある。また、プロセッサ616は、効率およびパフォーマンスの改善ためにDC-DC変換器622を調整し得る。
【００４９】
図7は、図5の送信回路505内で使用され得る送信回路700の一部の概略図である。送信回路700は、図5のドライバ回路524を参照して上記で説明したように、ドライバ回路724を含み得る。上記で説明したように、ドライバ回路724は、矩形波を受信して、送信回路750に提供される正弦波を出力するように構成され得るスイッチング増幅器でもよい。いくつかの実施形態では、ドライバ回路724は増幅回路と呼ばれ得る。ドライバ回路724は、E級増幅器として示されているが、本発明の実施形態によって任意の適切なドライバ回路724が使用されてよい。ドライバ回路724は、図5に示されるように、発振器523からの入力信号702によって駆動され得る。また、ドライバ回路724は、送信回路750を通じて送出され得る最大電力を制御するように構成された駆動電圧VDを提供され得る。高調波を排除または低減するために、送信回路700はフィルタ回路726を含み得る。フィルタ回路726は、3極(キャパシタ734、インダクタ732、およびキャパシタ736)のローパスフィルタ回路726であってもよい。
【００５０】
フィルタ回路726によって出力された信号は、コイル714を備える送信回路750に提供され得る。送信回路750は、ドライバ回路724によって提供されたフィルタリングされた信号の周波数で共振し得る、キャパシタ720に対応するキャパシタンス、およびインダクタンス(たとえば、コイルのインダクタンスまたはキャパシタンス、あるいは追加のキャパシタコンポーネントに起因する場合がある)を有する直列共振回路を含み得る。送信回路750の負荷は、抵抗成分と反応性成分を含み得る、可変インピーダンス722によって表され得る。送信回路750から見たインピーダンス722の値は、送信回路750から電力を受信するように配置された、1つまたは複数のワイヤレス電力受信機の機能であってもよい。送信回路750は、以下で図9を参照して説明するように、負荷条件のあらかじめ定められた範囲内で安定的に動作するように構成され得る。
【００５１】
図8は、いくつかの実施形態による、ワイヤレス電力フィールド内のオブジェクトのタイプを識別する方法の流れ図である。方法800は、図5を参照して上述したような送信機504などのワイヤレス電力送信機によって実行することができ、図4を参照して上述したような充電器482などの充電器に組み込まれ得る。図8に示されるように、方法800は、ブロック802によって示されるように、ワイヤレス電力送信機によって引き出される電力の変化を監視するステップを含む。たとえば、図5を参照して上述したように、負荷感知回路516は、ドライバ524によって引き出される電流の量を監視するように構成され得る。また、方法800は、ブロック804によって示されるように、ワイヤレス電力受信機から、ワイヤレス電力受信機によって受信される電力の変化を示す信号を受信するステップを含む。たとえば、検出および/または通信ユニット580は、ワイヤレス電力受信機によって受信される電力の変化を示す情報を含む通信信号を受信するように構成され得る。一実施形態では、通信信号は、検出および/または通信ユニット580によって少なくとも部分的に処理され得る、ワイヤレス給電フィールドの変調を通じて帯域内信号方式を介して伝達され得る。一実施形態では、検出および/または通信ユニット580は、アンテナなどの通信要素を含んでよく、RF通信信号を介するなど、別の通信チャネルを介して伝えられた信号を受信するように構成され得る。さらに、方法800は、ブロック806によって示されるように、引き出される電力および受信された信号における監視された変化に基づいて、オブジェクトのタイプを識別するステップを含む。たとえば、引き出される電力および受信された信号における監視された変化に基づいて、ワイヤレス電力送信機のコントローラ(たとえば、コントローラ515)は、許可されたワイヤレス電力受信機、無許可のワイヤレス電力受信機、意図されない吸収装置(たとえば、金属物体)、およびNFCデバイスまたはRFIDデバイスなどの通信デバイスの間の、ワイヤレス電力フィールド内に存在するオブジェクトのタイプを判断し得る。
【００５２】
オブジェクトのタイプおよびワイヤレス電力フィールドの識別は、ワイヤレス電力送信機のドライバ応答の構成に基づき得る。たとえば、図7を参照して上述したE級増幅器の場合、ドライバ724によって引き出される電流の量は、ワイヤレス電力送信機から見た負荷条件(たとえば、同等の可変インピーダンス722のインピーダンス値)に基づき得る。ワイヤレス電力送信機のインピーダンス応答は、以下で図9、10、11A、11B、および12を参照してより詳細に説明する。図9、10、11A、11B、および12の各々は、50:1の縮尺でインピーダンスをプロットするスミスチャートを含む。
【００５３】
図9は、いくつかの実施形態による、ワイヤレス電力送信機から見たインピーダンス値の動作範囲の一例を示すプロット図である。図9は、一定の抵抗値および反応値を表す円を使用して複素インピーダンスをプロットするためのスミスチャートを示している。たとえば、図9に示されるように、2本の線の各交点は、関数R+jXによって特徴付けられる複素インピーダンスの抵抗(たとえば、実数)成分および反応性(たとえば、虚数)成分の値に対応し、上式で、Rは複素インピーダンスの抵抗成分であり、Xは複素インピーダンスの反応性成分である。図9に示されるように、ドライバ(たとえば、ドライバ524、724)は、範囲902によって示される、有界のRおよびX範囲内で動作するように設計され得る。動作範囲は、図9に示された例示的範囲に限定されず、様々な負荷条件に異なるドライバ応答を提供するために変動してよい。
【００５４】
いくつかの実施形態による、1つ、2つ、および3つのワイヤレス電力受信機の存在下での、ワイヤレス電力送信機から見たインピーダンスの変動を示すプロット図である。一例では、送信機は、送信機に負荷が全く提示されていない場合に示されるように、誘導性成分と小さい抵抗成分を有するインピーダンスを表示するように同調され得る。図10に示されるように、負荷がない状態では、送信機が、インピーダンス点1000によって示されるように、約2.5+j30(または、50x(0.05+j0.6))のインピーダンス値を表示する。インピーダンス点1002、1004、および1006の各々は、ワイヤレス電力システムへのそれぞれ1つ、2つ、および3つのワイヤレス電力受信機の追加の効果を示している。たとえば、1つのワイヤレス電力受信機の追加は、インピーダンス点1002によって示されるように、約25+j20(または、50x(0.5+j0.4))のインピーダンス値をもたらす場合があり、インピーダンス点1000に対する送信機から見た負荷条件への抵抗性シフトと反応性シフトの両方である。同様に、第2の受信機の追加は、インピーダンス点1004によって示されるように、約50+j0(または、50x(1+j0))のインピーダンス値をもたらし、第3の受信機の追加は、インピーダンス点1006によって示されるように、約80+j30(または、50x(1.6-j0.6))のインピーダンス値をもたらす。したがって、図10に示されるように、特定の設計では、ワイヤレス電力フィールドへのワイヤレス電力受信機の追加は、送信機から見たインピーダンスに実数シフトと反応性シフトの両方をもたらす。
【００５５】
図11Aは、いくつかの実施形態による、ワイヤレス電力受信機、および近距離通信またはRFIDデバイスの存在下での、ワイヤレス電力送信機から見たインピーダンスの変動を示すプロット図である。いくつかの実施形態では、送信機は、負荷がない状態では、送信機が、インピーダンス点1100によって示されるように、約2.5+j30(または、50x(0.05+j0.6))のインピーダンス値を表示するように同調され得る。ワイヤレス電力フィールドへの異なるタイプのデバイスの追加は、異なるインピーダンスシフトをもたらす場合がある。たとえば、1つのワイヤレス電力受信機の追加は、インピーダンス点1102によって示されるように、約25+j20(または、50x(0.5+j0.4))のインピーダンス値をもたらし、インピーダンス点1100に対する送信機から見た負荷条件への抵抗性シフトと反応性シフトの両方である。近距離(NFC)またはRFID通信デバイスの追加は、35+j20(または、50x(0.7+j0.4))の値を有するインピーダンス点1104によって示されるインピーダンスの実数成分だけにシフトをもたらす場合がある。図示されるように、結果として得られるインピーダンスは、抵抗シフト1106だけを示す。
【００５６】
他のNFCまたはRFIDデバイスも、インピーダンスへの実数シフトと反応性シフトの両方を示す。図11Bは、いくつかの実施形態による、ワイヤレス電力受信機、および別の近距離通信またはRFIDデバイスの存在下での、ワイヤレス電力送信機から見たインピーダンスの変動を示すプロット図である。図11Bに示されるように、異なるNFCまたはRFIDデバイスの追加は、35+j10(または50x(0.7+j0.2))の値を有するインピーダンス点1110への抵抗シフト1106と反応性シフト1108の両方をもたらす。
【００５７】
図12は、いくつかの実施形態による、金属物体の存在下での、ワイヤレス電力送信機から見たインピーダンスの変動を示すプロット図である。いくつかの実施形態では、送信機は、負荷がない状態では、送信機がインピーダンス点1200によって示されるように、約2.5+j30(または、50x(0.05+j0.6))のインピーダンス値を表示するように同調され得る。ワイヤレス電力フィールドへの金属物体の追加は、送信機から見たインピーダンスへの反応性シフトだけをもたらす。たとえば、小さい金属物体の追加は、2.5+j5(または、50x(0.05+j0.1))の値を有するインピーダンス点1202に反応性シフトをもたらす場合がある。大きい金属物体の追加は、2.5+j250(または、50x(0.05-j5.0))の値を有するインピーダンス点1204により大きい反応性シフトをもたらす場合がある。
【００５８】
図7を参照して上述したように、ワイヤレス電力送信機のドライバは、特定のインピーダンス応答を表示するように設計され得る。さらに、ワイヤレス電力受信機の電圧レギュレータの入力での電圧は、送信機の電圧レベルの出力に基づいて変化し得る。たとえば、ドライバは、送信機に提示された負荷の要件を満たすために、送信機の出力電力を維持するように構成され得る。その結果、様々な負荷条件に応じて、ドライバは多かれ少なかれ電流を引き出すことができる。さらに、ワイヤレス電力受信機の電圧レギュレータの入力での電圧は、送信機の出力電圧に基づいて変化する。その結果、電圧レギュレータの入力電圧レベルは、様々な負荷条件に基づいて変動し得る。たとえば、図12を参照して上述したように、システムに提示された金属物体は、金属物体に関連付けられるリアクタンスの導入を通じてシステムの同調に変化をもたらす。リアクタンスシフトは、システム効率の向上または低下をもたらす場合がある。効率が低下した場合に、ドライバは、ワイヤレス電力フィールドに金属物体が提示されたときに送信コイルを駆動するために、より大きい電流を引き出すように設計され得る。効率の低下は、ワイヤレス電力システム内の受信機の入力でのより低い電圧としても測定され得る。あるいは、金属物体がリアクタンスシフトによって効率の向上をもたらす場合、受信機の入力での電圧の上昇が検出され得る。
【００５９】
図10および図11を参照して上述したように、ワイヤレス電力フィールドに導入される近距離通信デバイス、RFIDデバイス、またはワイヤレス電力受信機(モバイル電話など)は、送信機から見た抵抗を増加させる場合がある。ドライバは、抵抗の増加に応答して、より大きい電流を引き出して、送信コイルを通じて電流を増加するように設計され得る。受信機の入力での電圧は、送信機からの電力出力の増加のために、実質的に維持され得る。システムから除去された、またはワイヤレス電力送信機から遠くに移動されたワイヤレス電力受信機は、送信機から見た抵抗をより少なくする場合がある。ドライバは、抵抗の低減に応答して、より少ない電流を引き出して、送信コイルを通じた電流を低減するように設計されてよく、ワイヤレス電力受信機と送信機との間の結合がより弱いために、受信機の入力での電圧も低減され得る。システムの設計パラメータの観点から様々な負荷条件への送信機および受信機の応答を監視することによって、ワイヤレス給電フィールドに導入されるオブジェクトを識別することができる。
【００６０】
図13は、いくつかの実施形態による、受信した電圧の変動を決定する方法の流れ図である。図13に示される方法1300は、図4を参照して上述した充電可能デバイス484Aまたは484Bに含まれ得る、図6を参照して上述したワイヤレス電力受信機608などのワイヤレス電力受信機で動作される処理の例である。方法1300は、意図しない吸収装置の存在を検出するために、および/またはワイヤレス電力システム内のデバイス(たとえば、上述のNFCカード)を保護するために、プロセッサ616などのコントローラまたはプロセッサによって実装され得る。
【００６１】
方法1300は、ブロック1302に示されるように、ベースライン電圧読取りVReg0を確立するために、受信機でレギュレータの入力での電圧を測定するステップを含み得る。また、本方法は、ブロック1304に示されるように、レギュレータ電圧の変化をΔVReg=VRegC-VReg0として計算するために、レギュレータ電圧VRegCの現在の値を測定するステップを含み得る。決定ブロック1306で、電圧の変化の大きさΔVRegが、電圧の変化のしきい値V-THの大きさ値と比較される。電圧の変化の大きさΔVRegが、電圧の変化のしきい値V-THの大きさよりも大きい場合、ブロック1308に示されるように、送信機にメッセージを送信することができる。測定された電圧VRegがしきい値電圧VReg以下の場合、ブロック1302で、本方法は受信機レギュレータ電圧の測定を継続することができる。
【００６２】
図14は、いくつかの実施形態による、駆動電流および受信した電圧の変化に基づいて、ワイヤレス電力フィールド内のオブジェクトのタイプを識別する方法の流れ図である。たとえば、方法1400は、充電器482および/または送信機504などのワイヤレス電力送信デバイスに実装され得る。方法1400は、意図しない吸収装置の存在を検出するために、および/またはワイヤレス電力システム内のデバイス(たとえば、上述のNFCカード)を保護するために、コントローラ515などのコントローラまたはプロセッサによって実装され得る。方法1400によって、送信機と受信機との間の通信は、システム内の望まないオブジェクト(たとえば、吸収装置486)の誤検出を低減することができるようになり、ワイヤレス電力システム内のデバイスを保護できるようになる。
【００６３】
本方法は、ブロック1402によって示されるように、ベースライン電流レベルIPA0を決定するために、ワイヤレス電力送信機のドライバによって引き出される電流のレベルを測定するステップを含み得る。ブロック1404で、受信機のレギュレータの入力での電圧レベルの変化ΔVRegを示すメッセージが受信機から受信され得る。たとえば、図13を参照して上述したように、メッセージは受信機によって送信機に伝えられ得る。送信機のドライバへの入力電流の測定は、受信機からのメッセージの受信と並列に、またはそれと同時に行われ得る。ブロック1406に示されるように、本方法は、送信機のドライバによって引き出される電流を電流レベルIPAcとして測定するステップと、引き出される電流の変化をΔIPA=IPAc-IPA0として決定するステップとを含む。たとえば、負荷条件が変化すると、送信機のドライバは、送信機に提示された負荷の要件を満たすために多かれ少なかれ電流を引き出すように構成され得る。
【００６４】
決定ブロック1408で、本方法は、受信機で測定された電圧の変化の大きさΔVRegが、しきい値電圧変化VTHを超えたかどうかを決定する。いくつかの実施形態では、測定された電圧の変化の大きさΔVRegと、しきい値電圧変化VTHとの比較を受信機で行うことができ、受信機から受信したメッセージは、測定された電圧メッセージの変化の大きさΔVRegがしきい値電圧変化VTHを上回るかどうかを示し得る。さらに、決定ブロック1408で、本方法は、電流の変化の大きさΔIPAがしきい値電流変化レベルITHを上回るかどうかを決定し得る。測定された電圧変化の大きさΔVRegがしきい値電圧変化VTHを超えた場合、または測定された電流変化の大きさΔIPAがしきい値電流変化ITHを超えた場合、本方法は決定ブロック1410に進む。測定された電圧変化ΔVRegがしきい値電圧変化VTHを超えず、測定された電流変化ΔIPAがしきい値電流変化ITHを超えない場合、本方法はブロック1404に戻り、電圧変化ΔVRegに関する受信機からのメッセージが監視されて、ブロック1406で送信機のドライバの入力の電流変化が再決定される。
【００６５】
いくつかの実施形態では、測定された電圧変化ΔVRegおよび電流変化ΔIPAに基づいてワイヤレス電力送信システムを制御する方法は、電圧の変化ΔVReおよび電流の変化ΔIPAと、あらかじめ定められたしきい値の大きさ(たとえば、TH-IおよびV-TH)とを比較し得る。電流の変化の大きさ、電圧の変化の大きさ、および各変化の方向(たとえば、正の変化または負の変化)の比較に基づいて、本方法はワイヤレス電力送信領域内に存在するデバイスのタイプを判別することができる。いくつかの実装形態では、送信機は、変化値を相関して、ワイヤレス電力送信領域内に無許可のデバイスが存在するかどうかを判断するために、ルックアップテーブルに依存し得る。たとえば、送信機は、受信機のレギュレータの入力で電圧の変化の値ΔVReg、およびドライバの入力で電流の変化の値ΔIPAを検索することができる。ルックアップテーブルはメモリ572などのメモリに格納されてよく、図5を参照して上述したように、送信機504のコントローラ515によってアクセスされ得る。
【００６６】
再び図14を参照すると、決定ブロック1410に示されるように、本方法は、受信機のレギュレータの入力での電圧の変化の値ΔVRegおよび送信機での電気増幅器の入力での電流IPAと、ルックアップテーブルに格納された値を相関し得る。ドライバの設計に基づいて、ルックアップテーブルは、充電フィールド内に存在するデバイスのタイプの識別を助けるために、ドライバの知られているインピーダンス応答を相関し得る。ルックアップテーブルの一例が、以下のTable 1(表1)に示されており、これは、知られているインピーダンス応答を有するドライバのある特定の設計に基づく。
【００６７】
【表１】
2014533481.tif 000003
【００６８】
Table 1(表1)に示されるように、電圧の変化ΔVRegが、正の値と、しきい値を上回る大きさとを有する場合(たとえば、Table 1(表1)に示されるような+ΔVReg)、本方法は、潜在的な金属がシステム内に存在すると決定することができ、図14に示されるようにブロック1416に進むことができる。電圧の変化の大きさΔVRegが電圧VTHのしきい値変化未満である場合、デバイスのタイプの決定はドライバによって引き出される電流の変化ΔIPAに基づき得る。たとえば、Table 1(表1)に示され、決定ブロック1408を参照して上述したように、電圧の変化の大きさΔVRegと、電流の変化の大きさΔIPAの両方がしきい値未満である場合、本方法は、許可された受信機が充電フィールド内にあると決定することができ、ワイヤレス電力充電動作の実行を継続することができる。電圧の変化の大きさΔVRegがしきい値電圧変更VTH未満であり、電流の変化ΔIPAが正の値、およびしきい値電流変化ITHを上回る大きさを有する場合(たとえば、Table 1(表1)に示されるような+ΔIPA)、本方法は、充電フィールド内に潜在的にNFCまたはRFIDデバイスがあると決定することができ、図14に示されるようにブロック1412に進むことができる。電圧の変化の大きさΔVRegがしきい値電圧変更VTH未満であり、電流の変化ΔIPAが負の値、およびしきい値電流変化ITHを上回る大きさを有する場合、本方法は、充電フィールド内に潜在的に金属物体があると決定することができ、図14に示されるようにブロック1416に進むことができる。
【００６９】
電圧の変化ΔVRegが負の値、およびしきい値を上回る大きさを有する場合(たとえば、Table 1(表1)に示されるような-ΔVReg)、本方法は、電流の変化が電流ITHのしきい値変化未満の大きさを有するか、正の値を有し、また電流ITHしきい値変化を上回る大きさを有すれば(たとえば、+ΔIPA)、充電領域内に潜在的にNFCデバイス(またはRFIDデバイス)があると決定することができる。電圧の変化ΔVRegが、負の値、およびしきい値VTHを上回る大きさを有し(たとえば、図1に示されるような-ΔVReg)、電流の変化が負の値、およびしきい値電流変化ITHを上回る大きさを有する場合(たとえば、-ΔIPA)、本方法は、許可された受信機デバイスが充電領域内にあると決定することができ、充電動作継続することによって進み、ΔVRegの値の監視を継続するためにブロック1404に戻ることができる。
【００７０】
充電領域内の潜在的なNFCデバイス(またはRFIDデバイス)の決定に続いて、本方法は、ブロック1412に示されるように、受信機によって受信される電力の量を計算し得る。受信機によって受信される電力の量は、受信機から受信されたメッセージに基づいて決定および/または計算され得る。次いで、本方法はブロック1414に進むことができ、受信機によって受信される電力の量がしきい値受信電力TH-RXPと比較される。受信される電力の量がしきい値を上回る場合、本方法は、NFCデバイスまたはRFIDデバイスが充電領域内にないと決定することができ、充電動作を続行してブロック1404に戻ることができる。受信される電力の量がしきい値未満である場合、本方法は、NFCデバイスまたはRFIDデバイスが充電領域内にあると決定することができ、NFCデバイスまたはRFIDデバイスを保護するために、ブロック1422に示されるように低電力送信モードに入ることができる。低電力送信モードは、送信機からの電力出力のレベルに対応し得るので、NFCデバイスまたはRFIDデバイスはワイヤレス給電フィールドによって損傷されない。たとえば、低電力送信モードは、送信機からの電力出力に対応し得るので、RFIDデバイスまたはNFCデバイスによって受信される電力の量はあらかじめ定められたしきい値未満である。RFIDデバイスまたはNFCデバイスによって受信される電力の量は、送信機からの電力出力、送信機とRFIDデバイスまたはNFCデバイスとの間の結合効率、システム内のワイヤレス電力受信機の存在、および送信機と存在し得るワイヤレス電力受信機の各々との間の結合効率の関数である。たとえば、ワイヤレス電力受信機がない場合、送信機の出力電力は、約400mW未満をRFIDデバイスまたはNFCデバイスに提供するために設定され得る。1つまたは複数のワイヤレス電力受信機がある場合、送信機からの出力電力は、システム内の1つまたは複数のワイヤレス電力受信機に電力を供給するレベルであって、RFIDデバイスまたはNFCデバイスへの約400mW未満に設定され得る。
【００７１】
充電領域内の潜在的な金属物体の決定に続いて、本方法は、ブロック1416に示されるように、システム効率の変化を計算し得る。たとえば、充電領域内のすべてのワイヤレス電力受信機によって受信される電力の量が、ワイヤレス電力送信機によって出力される電力の量と比較され得る。ワイヤレス電力受信機によって受信される電力の量は、ワイヤレス電力受信機から送信される1つまたは複数のメッセージによって決定され得る。決定ブロック1418で、システム効率がしきい値効率値TH-Eと比較される。システム効率がしきい値効率値を下回る場合、本方法は、著しい金属物体が充電領域内にあると決定することができ、ワイヤレス電力送信機および受信機を保護するために、ブロック1422に示される低電力送信モードに入ることができる。システム効率がしきい値を上回る場合、本方法は決定ブロック1420に進むことができる。決定ブロック1420で、本方法は、送信機がワイヤレス電力受信機から新しい識別メッセージを受信したかどうかを決定することができる。送信機が新しい識別メッセージを受信した場合、本方法は充電動作を継続することができ、ブロック1404に戻ることができる。たとえば、システムに導入された新しい受信機が、その充電ポートを無効にして、システムに入ることができる。その結果、受信機は送信機によって金属物体として知覚され得る。決定ブロック1410を参照して上述したように、送信機は最初に、NFCデバイスが追加されていないことを確認し得る。この決定に続いて、送信機は、受信機デバイスがその充電ポートをオンにすることを予期して電圧出力を増加し得る。次いで、受信機は、受信機のレギュレータの入力での電圧レベルの増加を測定することによって、送信機の電圧出力の増加を検出し得る(たとえば、ΔVReg)。レギュレータ電圧の増加の検出に応答して、受信機は充電ポートをオンにすることができる。送信機が新しいIDメッセージを受信していない場合、本方法は、システム内に金属が検出されたと決定することができ、ブロック1422に示されるように、低電力送信モードに入ることに進む。低電力送信モードは、送信機からの電力出力レベルに対応し得るので、送信機への金属物体の影響は送信機を損傷しない。
【００７２】
決定ブロック1418で受信した電力のレベルを、および決定ブロック1418でシステム効率を確認することによって、本方法はNFCデバイス、RFIDデバイス、または金属物体の誤検出を排除し得る。
【００７３】
図14に示されるように、本方法は、NFCデバイス、RFIDデバイス、または金属物体が検出された場合に送信を中止することによって進行する。しかしながら、ワイヤレスフィールド内のオブジェクトの識別に続く送信機の性能は、送信機がシステム内のNFC装置、RFID装置、または金属を検出したかどうかに基づき得る。送信機がNFCデバイスまたはRFIDデバイスを検出した場合、送信機は、たとえばNFCデバイスまたはRFIDデバイスをワイヤレスフィールドによる損傷から保護するために送信を中止することによって、その動作を調整し得る。送信器が金属を検出した場合、送信機は、たとえば送信機と他の受信デバイスをワイヤレスフィールド上に検出された金属の影響から保護するために電力出力を低減することによって、その動作を調整し得る。
【００７４】
低電力送信モードの間、いくつかの実施形態では、送信機は、ドライバによって引き出される電流のベースライン電流レベルILPを設定するように構成され得る。ドライバによって引き出される電流は、ベースライン電流ILPに対して監視され得る。電流値(たとえば、ITH-ER)におけるしきい値変化を超える電流の変化が検出された場合、識別されたオブジェクトがシステムから除去されて、送信機が通常の電力送信を進めることができると判断される。
【００７５】
上記で説明した方法の様々な動作は、たとえば、様々なハードウェアおよび/またはソフトウェアコンポーネント、回路、ならびに/あるいはモジュールなどの操作を実行することが可能な、任意の適切な手段によって実行され得る。一般に、図面に示された任意の操作は、操作を実行することが可能な機能的手段に対応することによって実行され得る。図15は、いくつかの実施形態による、ワイヤレス電力フィールド内のオブジェクトのタイプを識別するための装置の機能ブロック図である。たとえば、図15に示されるように、装置は、ブロック1502によって示されるように、ワイヤレス電力送信機によって引き出される電力の変化を監視するための手段を含み得る。たとえば、引き出される電力の変化を監視するための手段は、図5の負荷感知回路516を参照して上述したように、送信機のドライバ回路の入力に結合された電流センサに対応し得る。また、本装置は、ブロック1504によって示されるように、ワイヤレス電力受信機から、ワイヤレス電力受信機によって受信される電力の変化を示す信号を受信するための手段を含む。たとえば、信号を受信する手段は、図5を参照して上述した検出および/または通信ユニット508に対応し得る。また、本装置は、ブロック1506に示されるように、引き出される電力の監視された変更、および受信された信号に基づいて、オブジェクトのタイプを識別するための手段を含む。たとえば、オブジェクトのタイプを識別するための手段は、図5を参照して上述したコントローラ515に対応し得る。本装置のコンポーネントの各々は、通信および/または制御バス1510を介して通信するように構成され得る。
【００７６】
情報および信号は、任意の様々な異なる技術および技法を使用して表され得る。たとえば、上記の説明を通じて言及され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁場または磁性粒子、光場または光学粒子、あるいはそれらの任意の組合せによって表され得る。
【００７７】
本明細書で開示した実施形態に関連して説明した様々な例示的論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップは、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、または両方の組合せとして実装され得る。ハードウェアとソフトウェアのこの互換性を明確に示すために、様々な例示的コンポーネント、ブロック、モジュール、回路、およびステップを、上記で一般的にそれらの機能に関して説明した。そのような機能がハードウェアとして実装されるか、ソフトウェアとして実装されるかは、特定の適用例およびシステム全体に課される設計制約に依存する。説明した機能は特定の適用例ごとに様々な方法で実装され得るが、そのような実装決定は、本発明の実施形態の範囲からの逸脱を生じさせるものと解釈されるべきではない。
【００７８】
本明細書で開示した実施形態に関連して説明した様々な例示的論理ブロック、モジュール、および回路は、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)または他のプログラマブル論理デバイス、ディスクリートゲートまたはトランジスタロジック、ディスクリートハードウェアコンポーネント、あるいは本明細書で説明した機能を実行するように設計されたそれらの任意の組合せを用いて実装または実行され得る。汎用プロセッサはマイクロプロセッサであり得るが、代替では、プロセッサは任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、またはステートマシンであり得る。また、プロセッサは、コンピューティングデバイスの組合せ、たとえば、DSPとマイクロプロセッサとの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、DSPコアと連携する1つまたは複数のマイクロプロセッサ、あるいは他の任意のそのような構成として実装され得る。
【００７９】
本明細書で開示した実施形態に関連して説明した方法またはアルゴリズムのステップ、および機能は、直接ハードウェアで具現化されるか、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールで具現化されるか、またはその2つの組合せで具現化され得る。ソフトウェアに実装されると、機能は1つまたは複数の命令あるいはコードとして有形の非一時的コンピュータ可読媒体に格納されるか、それを介して送信され得る。ソフトウェアモジュールは、ランダムアクセスメモリ(RAM)、フラッシュメモリ、読取り専用メモリ(ROM)、電気的プログラマブルROM(EPROM)、電気的消去可能プログラマブルROM(EEPROM)、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、CD-ROM、または当技術分野で知られている他の任意の形態の記憶媒体中に常駐し得る。記憶媒体は、プロセッサが記憶媒体から情報を読み取り、記憶媒体に情報を書き込むことができるように、プロセッサに結合される。代替では、記憶媒体はプロセッサと一体であり得る。本明細書で使用されるディスク(disk)およびディスク(disc)は、コンパクトディスク(CD)、レーザディスク、光ディスク、デジタル多用途ディスク(DVD)、フロッピー（登録商標）ディスクおよびブルーレイディスクを含み、ディスク(disk)は通常データを磁気的に再生し、ディスク(disc)はデータをレーザで光学的に再生する。上記の組合せも、コンピュータ可読媒体の範囲内に含まれるべきである。プロセッサおよび記憶媒体はASIC中に常駐し得る。ASICはユーザ端末中に常駐し得る。代替では、プロセッサおよび記憶媒体は、ユーザ端末中にディスクリートコンポーネントとして常駐し得る。
【００８０】
本開示を要約するために、本発明の特定の態様、利点、および新規な特徴を本明細書で説明した。本発明の任意の特定の実施形態によって、必ずしもすべてのそのような利点を実現できるわけではないことが理解されるべきである。したがって、本発明は、本明細書で教示または提案され得る他の利点を必ずしも実現せずに、本明細書に教示された1つの利点または利点のグループを実現または最適化する方法で具現化または実行され得る。
【００８１】
上記で説明した実施形態の様々な修正は容易に明らかとなり、本明細書で定義した一般原理は、本発明の趣旨または範囲から逸脱することなく他の実施形態に適用され得る。したがって、本発明は、本明細書に示された実施形態に限定されることを意図するものではなく、本明細書で開示した原理および新規な特徴と一致する最も広い範囲を与えられるべきである。
【符号の説明】
【００８２】
100  ワイヤレス給電システム
102  入力電力
104  送信機
105  フィールド
108  受信機
110  出力電力
112  距離
114  送信コイル
204  送信機
205  ワイヤレスフィールド
206  送信回路
208  受信機
210  受信回路
214  送信コイル
218  受信コイル
222  発振器
223  周波数制御信号
224  駆動回路
226  フィルタおよび整合回路
232  整合回路
234  スイッチング回路
236  バッテリ
【図１】
2014533481.tif 000004
【図２】
2014533481.tif 000005
【図３】
2014533481.tif 000006
【図４】
2014533481.tif 000007
【図５】
2014533481.tif 000008
【図６】
2014533481.tif 000009
【図７】
2014533481.tif 000010
【図８】
2014533481.tif 000011
【図１３】
2014533481.tif 000012
【図１４】
2014533481.tif 000013
【図１５】
2014533481.tif 000014
【図９】
2014533481.tif 000015
【図１０】
2014533481.tif 000016
【図１１Ａ】
2014533481.tif 000017
【図１１Ｂ】
2014533481.tif 000018
【図１２】
2014533481.tif 000019
【国際調査報告】
2014533481.tif 000020
2014533481.tif 000021
2014533481.tif 000022