(57)【要約】  ＤＣ入力信号（１１６）と共に用いるためのＤＣ／ＤＣコンバータ（１００）が提供される。入力判定部分（１０２）が、ＤＣ入力信号（１１６）のパラメータを判定し得る。情報信号生成器が、パラメータに基づいて第１の情報信号（１２２）を生成し得る。一次信号生成器（１０４）が、ＤＣ入力信号（１１６）及び情報信号（１２２）に基づいて、一次信号（１２４）を生成し得る。変圧器が、その二次側において二次信号（１２６）を誘導し得る。制御部分（１１２）が、二次信号（１２６）に基づいて、制御信号（１３２）を生成し得る。ＡＣ／ＤＣ変換部分（１１０）が、二次信号（１２６）に基づいてＤＣ信号（１３０）を出力し得る。出力部分（１１４）が、ＤＣ信号（１３０）に基づいて出力信号（１３４）を出力し得る。
2015510384.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＤＣ入力信号と共に用いるためのＤＣ／ＤＣコンバータであって、前記ＤＣ／ＤＣコンバータが、
前記ＤＣ入力信号を受け取るように動作し得る入力部分、
前記ＤＣ入力信号のパラメータを判定するように動作し得る入力判定部分、
前記パラメータに基づいて第１の情報信号を生成するように動作し得る情報信号生成器、
前記ＤＣ入力信号及び前記情報信号に基づいて一次信号を生成するように動作し得る一次信号生成器、
一次側及び二次側を有する変圧器であって、前記一次側が、前記一次信号に基づいて前記二次側において二次信号を誘導するように動作し得る、前記変圧器、
前記二次信号に基づいて制御信号を生成するように動作し得る制御部分、
前記二次信号に基づいてＤＣ信号を出力するように動作し得るＡＣ／ＤＣ変換部分、及び、
前記ＤＣ信号に基づいて出力信号を出力するように動作し得る出力部分、
を含む、ＤＣ／ＤＣコンバータ。
【請求項２】
請求項１に記載のＤＣ／ＤＣコンバータであって、
前記情報信号生成器が、第１の所定のパルス長を有するパルスを、前記第１の情報信号として生成するように動作可能であり、
前記一次信号生成器が、前記一次信号を、第１の信号部分、第２の信号部分、及び第３の信号部分として生成するように動作可能であり、
前記第１の信号部分が第１の振幅を有し、
前記第２の信号部分が、第２の振幅を有し、及び前記第１の所定のパルス長に基づいて持続期間を有し、
前記第３の信号部分が前記第１の振幅を有し、
前記第１の振幅が前記第２の振幅に等しくない、
ＤＣ／ＤＣコンバータ。
【請求項３】
請求項２に記載のＤＣ／ＤＣコンバータであって、
前記入力部分が、前記ＤＣ入力信号を、第１のＤＣ入力信号及び第２のＤＣ入力信号の１つとして受け取るように動作可能であり、前記第１のＤＣ入力信号が第１のＤＣ入力信号振幅を有し、前記第２のＤＣ入力信号が第２のＤＣ入力信号振幅を有し、
前記入力判定部分が、前記ＤＣ入力信号が前記第１のＤＣ入力信号のとき、前記ＤＣ入力信号の振幅が前記第１のＤＣ入力信号振幅であると判定するように動作可能であり、
前記入力判定部分が、前記ＤＣ入力信号が前記第２のＤＣ入力信号のとき、前記ＤＣ入力信号の振幅が前記第２のＤＣ入力信号振幅であると判定するように動作可能であり、
前記情報信号生成器が、前記ＤＣ入力信号が前記第１のＤＣ入力信号のとき第１の所定のパルス長を有する前記パルスを生成するように動作可能であり、
前記情報信号生成器が、前記ＤＣ入力信号が前記第２のＤＣ入力信号のとき第２の所定のパルス長を有する前記パルスを生成するように更に動作可能であり、
前記ＤＣ／ＤＣ変換部分が、前記ＤＣ信号を、第１のＤＣ信号部分、続いて第２のＤＣ信号部分として出力するように動作可能であり、
前記第１のＤＣ信号部分が第１のＤＣ振幅を有し、
前記第２のＤＣ信号部分が第２のＤＣ振幅を有し、
前記第１のＤＣ振幅が前記第２のＤＣ振幅に等しくなく、
前記第２のＤＣ信号部分の開始が前記パルスに基づく、
ＤＣ／ＤＣコンバータ。
【請求項４】
請求項３に記載のＤＣ／ＤＣコンバータであって、
前記第２のＤＣ信号部分が、前記ＤＣ入力信号が前記第１のＡＣ入力信号のとき値Ｖ１を有する第２のＤＣ振幅を有し、
前記第２のＤＣ信号部分が、前記ＤＣ入力信号が前記第２のＤＣ入力信号のとき値Ｖ２を有する第２のＤＣ振幅を有し、
ここで、Ｖ１≠Ｖ２であり、
前記コントローラが、前記第２のＤＣ信号部分が値Ｖ１を有する第２のＤＣ振幅を有するとき、前記出力部分に、前記出力信号を第１の出力信号として出力するように命令するように動作可能であり、
前記コントローラが、前記第２のＤＣ信号部分が値Ｖ２を有する第２のＤＣ振幅を有するとき、前記出力部分に、前記出力信号を第２の出力信号として出力するように命令するように動作し得る、
ＤＣ／ＤＣコンバータ。
【請求項５】
請求項４に記載のＤＣ／ＤＣコンバータであって、
問い合わせを生成するように動作し得る第２の制御部分を更に含み、
前記変圧器が、前記問い合わせを前記情報信号生成器に送るように更に動作可能であり、
前記情報信号生成器が、前記問い合わせを受け取ると前記パラメータに基づいて前記第１の情報信号を生成するように動作し得る、
ＤＣ／ＤＣコンバータ。
【請求項６】
請求項１に記載のＤＣ／ＤＣコンバータであって、
前記情報信号生成器が、第２の所定のパルス長を有する第２のパルスを含むように、前記第１の情報信号を生成するように更に動作可能であり、
前記一次信号生成器が、第４の信号部分及び第５の信号部分を付加的に含むように、前記一次信号を生成するように更に動作可能であり、
前記第４の信号部分が前記第２の振幅を有し、
前記第５の信号部分が前記第１の振幅を有し、
前記第２のパルスが前記第１のパルスから分離される、
ＤＣ／ＤＣコンバータ。
【請求項７】
請求項６に記載のＤＣ／ＤＣコンバータであって、
問い合わせを生成するように動作し得る第２の制御部分を更に含み、
前記変圧器が、前記問い合わせを前記情報信号生成器に送るように更に動作可能であり、
前記情報信号生成器が、前記問い合わせを受け取ると前記パラメータに基づいて前記第１の情報信号を生成するように動作し得る、
ＤＣ／ＤＣコンバータ。
【請求項８】
請求項１に記載のＤＣ／ＤＣコンバータであって、
問い合わせを生成するように動作し得る第２の制御部分を更に含み、
前記変圧器が、前記問い合わせを前記情報信号生成器に送るように更に動作可能であり、
前記情報信号生成器が、前記問い合わせを受け取ると前記パラメータに基づいて前記第１の情報信号を生成するように動作し得る、
ＤＣ／ＤＣコンバータ。
【請求項９】
ＤＣ入力信号をＤＣ信号に変換する方法であって、
入力部分を介して前記ＤＣ入力信号を受け取ること、
入力判定部分を介して、前記ＤＣ入力信号のパラメータを判定すること、
情報信号生成器を介して、前記パラメータに基づいて第１の情報信号を生成すること、
一次信号生成器を介して、前記ＤＣ入力信号及び前記情報信号に基づいて一次信号を生成すること、
一次側及び二次側を有する変圧器の前記二次側において、前記一次信号に基づいて二次信号を誘導すること、
制御部分を介して、前記二次信号に基づいて制御信号を生成すること、
ＡＣ／ＤＣ変換部分を介して、前記二次信号に基づいてＤＣ信号を出力すること、及び、
出力部分を介して、前記ＤＣ信号に基づいて出力信号を生成すること、
を含む方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法であって、
前記、情報信号生成器を介して、前記パラメータに基づいて第１の情報信号を生成することが、第１の所定のパルス長を有するパルスを、前記第１の情報信号として生成することを含み、
前記、一次信号生成器を介して、前記ＤＣ入力信号及び前記情報信号に基づいて一次信号を生成することが、第１の信号部分、第２の信号部分、及び第３の信号部分として、前記一次信号を生成することを含み、
前記第１の信号部分が第１の振幅を有し、
前記第２の信号部分が、第２の振幅を有し、及び、前記第１の所定のパルス長に基づいて持続期間を有し、
前記第３の信号部分が前記第１の振幅を有し、
前記第１の振幅が前記第２の振幅に等しくない、
方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法であって、
前記、入力部分を介して、前記ＤＣ入力信号を受け取ることが、前記ＤＣ入力信号を、第１のＤＣ入力信号及び第２のＤＣ入力信号の１つとして受け取ることを含み、前記第１のＤＣ入力信号が第１のＤＣ入力信号振幅を有し、前記第２のＤＣ入力信号が第２のＤＣ入力信号振幅を有し、
前記、入力判定部分を介して、前記ＤＣ入力信号のパラメータを判定することが、前記ＤＣ入力信号が前記第１のＤＣ入力信号であるとき、前記ＤＣ入力信号の振幅が前記第１のＤＣ入力信号振幅であると判定することを含み、
前記、入力判定部分を介して、前記ＤＣ入力信号のパラメータを判定することが、前記ＤＣ入力信号が前記第２のＤＣ入力信号であるとき、前記ＤＣ入力信号の振幅が前記第２のＤＣ入力信号振幅であると判定することを含み、
前記、情報信号生成器を介して、前記パラメータに基づいて第１の情報信号を生成することが、前記ＤＣ入力信号が前記第１のＤＣ入力信号のとき第１の所定のパルス長を有する前記パルスを生成することを含み、
前記、情報信号生成器を介して、前記パラメータに基づいて第１の情報信号を生成することが、前記ＤＣ入力信号が前記第２のＤＣ入力信号であるとき第２の所定のパルス長を有する前記パルスを生成することを含み、
前記、ＡＣ／ＤＣ変換部分を介して、前記二次信号に基づいてＤＣ信号を出力することが、第１のＤＣ信号部分、続いて第２のＤＣ信号部分として、前記ＤＣ信号を出力することを含み、
前記第１のＤＣ信号部分が第１のＤＣ振幅を有し、
前記第２のＤＣ信号部分が第２のＤＣ振幅を有し、
前記第１のＤＣ振幅が前記第２のＤＣ振幅に等しくなく、
前記第２のＤＣ信号部分の開始が前記パルスに基づく、
方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法であって、さらに、
前記第２のＤＣ信号部分が、前記ＤＣ入力信号が前記第１のＤＣ入力信号のとき値Ｖ１を有する第２のＤＣ振幅を有し、
前記第２のＤＣ信号部分が、前記ＤＣ入力信号が前記第２のＤＣ入力信号のとき値Ｖ２を有する第２のＤＣ振幅を有し、
ここで、Ｖ１≠Ｖ２であり、
前記コントローラが、前記第２のＤＣ信号部分が値Ｖ１を有する第２のＤＣ振幅を有するとき、前記出力部分に、第１の出力信号として前記出力信号を出力するように命令するように動作可能であり、
前記コントローラが、前記第２のＤＣ信号部分が値Ｖ２を有する第２のＤＣ振幅を有するとき、前記出力部分に、第２の出力信号として前記出力信号を出力するように命令するように動作し得る、
方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の方法であって、
第２の制御部分を介して、問い合わせを生成すること、及び、
前記変圧器を介して、前記問い合わせを前記情報信号生成器に送ること、
を更に含み、
前記、制御部分を介して、前記二次信号に基づいて制御信号を生成することが、前記問い合わせを受け取ると前記制御信号を生成することを含む、
方法。
【請求項１４】
請求項９に記載の方法であって、
前記情報信号生成器が、第２の所定のパルス長を有する第２のパルスを含むように、前記第１の情報信号を生成するように更に動作可能であり、
前記一次信号生成器が、第４の信号部分及び第５の信号部分を追加的に含むように、前記一次信号を生成するように更に動作可能であり、
前記第４の信号部分が前記第２の振幅を有し、
前記第５の信号部分が前記第１の振幅を有し、
前記第２のパルスが前記第１のパルスから分離される、
方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の方法であって、
第２の制御部分を介して、問い合わせを生成すること、及び、
前記変圧器を介して、前記問い合わせを前記情報信号生成器に送ること、
を更に含み、
前記、制御部分を介して、前記二次信号に基づいて制御信号を生成することが、前記問い合わせを受け取ると前記制御信号を生成することを含む、
方法。
【請求項１６】
請求項９に記載の方法であって、
第２の制御部分を介して、問い合わせを生成すること、及び、 
前記変圧器を介して、前記問い合わせを前記情報信号生成器に送ること、
を更に含み、
前記、制御部分を介して、前記二次信号に基づいて制御信号を生成することが、前記問い合わせを受け取ると前記制御信号を生成することを含む、
方法。
【請求項１７】
ＤＣ入力信号と共に用いるためのＤＣ／ＤＣコンバータであって、前記ＤＣ／ＤＣコンバータが、
前記ＤＣ入力信号を受け取るように動作し得る入力部分、
前記ＤＣ入力信号のパラメータを判定するように動作し得る入力判定部分、
前記パラメータに基づいて第１の情報信号を生成するように動作し得る情報信号生成器、
前記ＤＣ入力信号及び前記情報信号に基づいて一次信号を生成するように動作し得る一次信号生成器、
一次側及び二次側を有する変圧器であって、前記一次側が、前記一次信号に基づいて前記二次側において二次信号を誘導するように動作し得る、前記変圧器、
前記二次信号に基づいて制御信号を生成するように動作し得る制御部分、
前記二次信号に基づいてＤＣ信号を出力するように動作し得るＡＣ／ＤＣ変換部分、
問い合わせを生成するように動作し得る第２の制御部分、及び、
前記ＤＣ信号に基づいて、出力信号を出力するように動作し得る出力部分、
を含み、
前記情報信号生成器が、前記第１の情報信号として、第１の所定のパルス長を有するパルスを生成するように動作可能であり、
前記一次信号生成器が、前記一次信号を、第１の信号部分、第２の信号部分、及び第３の信号部分として、生成するように動作可能であり、
前記第１の信号部分が第１の振幅を有し、
前記第２の信号部分が、第２の振幅を有し、及び、前記第１の所定のパルス長に基づいて持続期間を有し、
前記第３の信号部分が前記第１の振幅を有し、
前記第１の振幅が前記第２の振幅に等しくなく、
前記入力部分が、第１のＤＣ入力信号及び第２のＤＣ入力信号の１つとして、前記ＤＣ入力信号を受け取るように動作可能であり、前記第１のＤＣ入力信号が第１のＤＣ入力信号振幅を有し、前記第２のＤＣ入力信号が第２のＤＣ入力信号振幅を有し、
前記入力判定部分が、前記ＤＣ入力信号が前記第１のＤＣ入力信号であるとき、前記ＤＣ入力信号の振幅が前記第１のＤＣ入力信号振幅であると判定するように動作可能であり、
前記入力判定部分が、前記ＤＣ入力信号が前記第２のＤＣ入力信号であるとき、前記ＤＣ入力信号の振幅が前記第２のＤＣ入力信号振幅であると判定するように動作可能であり、
前記情報信号生成器が、前記ＤＣ入力信号が前記第１のＤＣ入力信号であるとき第１の所定のパルス長を有する前記パルスを生成するように動作可能であり、
前記情報信号生成器が、前記ＤＣ入力信号が前記第２のＤＣ入力信号であるとき第２の所定のパルス長を有する前記パルスを生成するように更に動作可能であり、
前記ＤＣ／ＤＣ変換部分が、第１のＤＣ信号部分、続いて第２のＤＣ信号部分として、前記ＤＣ信号を出力するように動作可能であり、
前記第１のＤＣ信号部分が第１のＤＣ振幅を有し、
前記第２のＤＣ信号部分が第２のＤＣ振幅を有し、
前記第１のＤＣ振幅が前記第２のＤＣ振幅に等しくなく、
前記第２のＤＣ信号部分の開始が前記パルスに基づき、
前記第２のＤＣ信号部分が、前記ＤＣ入力信号が前記第１のＡＣ入力信号であるとき値Ｖ１を有する第２のＤＣ振幅を有し、
前記第２のＤＣ信号部分が、前記ＤＣ入力信号が前記第２のＤＣ入力信号であるとき値Ｖ２を有する第２のＤＣ振幅を有し、
ここで、Ｖ１≠Ｖ２であり、
前記コントローラが、前記第２のＤＣ信号部分が値Ｖ１を有する第２のＤＣ振幅を有するとき、前記出力部分に、第１の出力信号として前記出力信号を出力するように命令するように動作可能であり、
前記コントローラが、前記第２のＤＣ信号部分が値Ｖ２を有する第２のＤＣ振幅を有するとき、前記出力部分に、第２の出力信号として前記出力信号を出力するように命令するように動作可能であり、
前記変圧器が、前記問い合わせを前記情報信号生成器に送るように更に動作可能であり、
前記情報信号生成器が、前記問い合わせを受け取ると前記パラメータに基づいて前記第１の情報信号を生成するように動作可能であり、
前記問い合わせが、前記ＤＣ入力信号が３０Ｗか否かについての照会に対応する、
ＤＣ／ＤＣコンバータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ワイヤレスエネルギー伝送は、相互接続導体を用いることなく、電源から電気的負荷への電気エネルギー伝送である。ワイヤレス伝送は、相互接続ワイヤの使用が不便であるところで、充電するための電気的負荷が多数あるときに有用であり得る。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤレス充電パッドは、電気力学的誘導を利用し、ワイヤを用いずにエネルギーを成功裏に伝送する一般的な方法である。携帯電話のような電気的デバイスを充電する必要がある場合、そのデバイスが充電パッドの上部にセットされ、パッドから伝送されるエネルギーが携帯電話のバッテリを充電する。ワイヤレスエネルギー伝送は、携帯電話のバッテリの、送られた電力を受け取り利用することができる能力によって制限される。
【０００３】
幾つかのワイヤレス電力伝送システムは、種々の入力電源から動作することが要求され得る。例えば、携帯電話ワイヤレス充電パッドは、通常は、適切な電力定格を備える壁アダプタから電力供給され得る。それと同時に、同部品は、再生可能なエネルギー源から電気的エネルギーをハーベストするＵＳＢポート又は電源から電力供給されたときに動作することが極めて望ましい。
【０００４】
ＵＳＢポートは通常、壁アダプタ（６．５Ｗ）より、実質的に低い電力出力（２．５Ｗ）を提供するが、両方とも、同じ出力電圧レベルを有する。これは、最近のワイヤレス電力伝送システムでは、ワイヤレス充電パッドはワイヤレス電力伝送システムのリモート部分と通信するための手段を有しないため、問題を呈し得る。
【０００５】
ワイヤレス電力伝送システムのリモート部分は、制限された入力であっても、公称負荷電流を引くように試みる。これは、事実上ワイヤレス電力伝送システムを動作不能に陥らせる。
【０００６】
入力源の電力性能を識別するためのシステムと方法、及び識別された電力性能をワイヤレス電力伝送システムの二次側に通信する手段が必要とされている。
【発明の概要】
【０００７】
リモート側での必要に応じた調整を可能にするために、電源の性能を識別し、その情報をワイヤレス電力伝送システムのリモート側に送るためのシステム及び方法を記載する。
【０００８】
種々のエネルギー源の性能及び利用可能性を識別する方法が提供される。電源の性能が識別されると、その情報は、ワイヤレス電力伝送システムのリモート側に送られる。この情報を用いて、システムは電力出力を調整することができ、それによって電力伝送プロセスの破壊を防ぐ。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の態様に従った例示の電力伝送システムのブロック図を示す。
【００１０】
【図２】本発明の態様に従った、公称電力量を引くことのできる例示のシステム２００のグラフである。
【００１１】
【図３】本発明の態様に従った、公称電力量の７５％のみを引くことのできる例示のシステム３００のグラフである。
【００１２】
【図４】本発明の態様に従った、公称電力量の５０％のみを引くことのできる例示のシステム４００のグラフである。
【００１３】
【図５】本発明の態様に従った、公称電力量の２５％のみを引くことのできる例示のシステム５００のグラフである。
【００１４】
【図６】種々の外部電源に接続されている一方で動作可能なワイヤレス電力伝送システムの回路図を示す。
【００１５】
【図７】本発明の態様に従った、別の例示の電力伝送システムを示す。
【００１６】
【図８】ワイヤレス電力伝送システムの一次側と二次側との間のチャレンジ−応答シーケンスのフローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
種々の外部電源の電力性能を識別するためのシステム及び方法、及び識別された電力性能をワイヤレス電力伝送システムの二次側へ通信し得るシステムが用いられる。ワイヤレス電力伝送システムの二次側は、電力性能情報を受け取ると、電源性能についての受け取った情報に従って、ペイロードに利用可能なように電流を調整する。
【００１８】
一実施形態において、本発明の態様に従って、信号生成器が、ワイヤレス電力伝送セッション中に、最初にワイヤレス電力伝送システムの第２の側を付勢する情報信号を送信する。電源の性能を通信するために、情報信号内にパルスが組み込まれる。
【００１９】
パルス持続期間又はその欠落は、電源の性能をワイヤレス電力伝送システムの二次側に通信するために用いられる。例えば、それに関連するパルスを持たない信号は、電力の欠落がないこと、及びそれが公称負荷を引き得ることを、二次側へ通信する。幾つかの実施形態において、パルスの持続期間は、利用可能な電力の量に比例する。例えば、パルス持続期間が５０μｓである場合、それは、利用可能な電力の量が、公称量より２５％少ないことを二次側に示す。パルス持続期間が１５０μｓである場合は、利用可能な電力が公称量より７５％少ないことをワイヤレス電力伝送システムの二次側に示す。
【００２０】
なお、この例において、パルスの長さは利用可能な電力に比例するが、実際には、比例又は反比例し得る。また、幾つかの実施形態において、パルスは、低い電源に関連し得、ポーズが無いことは、利用可能な電力が全量であることに関連する。他の実施形態において、パルスは、高い電源に関連し得、パルスが無いことは、利用可能な電力がより低いことに関連する。
【００２１】
利用可能な電力の量がワイヤレス電力伝送システムの二次側に通信されると、二次側は、それに従ってその出力を調整し得る。電力出力を調整する能力は、ワイヤレス伝送プロセスの破壊を防ぎ得、システムを動作可能に維持し得る。
【００２２】
図１〜図８を参照して例示のシステムを説明する。
【００２３】
図１は、本発明の態様に従った例示の電力伝送システム１００を示す。
【００２４】
図示されるように、電力伝送システム１００は、入力１０２、信号生成器１０４、パルス生成器１０６、変圧器１０８、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１０、コントローラ１１２、及び出力１１４を含む。
【００２５】
入力部分が電力接続１１６からＡＣ電力を受け取ることができる。更に、入力判定部分が、ＤＣ入力信号のパラメータを判定し得る。例示の実施形態において、入力判定部分は、ＡＣ入力の電圧の振幅を判定するように動作し得る。説明のため、入力部分及び入力判定部分は入力１０２として参照され、この入力のパラメータは電力情報信号１２０として参照される。
【００２６】
入力１０２は、電源接続１１６から電力を受け取るように配置される。また、入力１０２は、電力１１８を信号生成器１０４に送り、電力情報信号１２０をパルス生成器１０６に送るように配置される。
【００２７】
一次信号生成器が一次信号を生成し得る。例示の実施形態において、情報信号生成器が、入力１０２の入力判定部分によって判定されたパラメータ、及びパルス生成器１０６からの情報信号に基づいて、一次信号を生成するように動作し得る。説明のため、一次信号生成器は、信号生成器１０４として参照され、一次信号はＡＣ電力及び割り込み信号１２４である。
【００２８】
信号生成器１０４は、入力１０２から電力１１８を受け取るように配置される。また、信号生成器１０４は、ＡＣ電力及びパルス１２２をＡＣ電力及び割り込み信号１２４を介して変圧器１０８に送るように配置される。
【００２９】
情報信号生成器が、入力判定部分のパラメータに基づく情報信号を生成し得る。例示の実施形態において、情報信号生成器はパルス生成器であり、情報信号はパルスであり、その幅はパラメータに基づく。更なる特定の実施形態において、パルス幅は入力信号の電圧振幅に基づく。説明のため、情報信号生成器はパルス生成器１０６として参照され、情報信号はパルス１２２として参照される。
【００３０】
パルス生成器１０６はパルスを生成し、その幅は、電力情報信号１２０によって示される利用可能な電力の量に比例する。また、パルス生成器１０６はパルス１２２を信号生成器１０４に送る。
【００３１】
一次側及び二次側を有する変圧器がある。例示の実施形態において、一次側は、情報信号生成器により送られた一次信号に基づいて二次信号を二次側に誘導するように動作し得る。説明のため、変圧器は、変圧器１０８として参照され、一次信号は、ＡＣ電力及び割り込み信号１２４として参照され、二次信号は電力及び遷移信号１２６として参照される。
【００３２】
変圧器１０８は、ＡＣ電力及び割り込み信号１２４を、ワイヤレス電力伝送システムの第１の部分からワイヤレス電力伝送システムの第２の側に伝送するように配置される。
【００３３】
ＡＣ／ＤＣ変換部分が、ＡＣ入力を受け取り得、対応するＤＣ信号を出力し得る。例示の実施形態において、出力されるＤＣ信号は、変圧器１０８により出力された二次信号に基づく。説明のため、ＡＣ／ＤＣ変換部分は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１０として参照される。
【００３４】
ＡＣ／ＤＣコンバータ１１０は、変圧器１０８から受け取るＡＣ電力を、電力１３０を介して出力１１４に送られるＤＣ電力に変換するように動作し得る。
【００３５】
制御部分が制御信号を生成し得る。例示の実施形態において、制御部分により送出される制御信号は、変圧器より生成された二次信号に基づく。説明のため、制御部分はコントローラ１１２として参照され、制御信号は信号１３２として参照される。
【００３６】
コントローラ１１２は、変圧器１０８から電力及び遷移信号１２６を受け取るように配置される。コントローラ１１２は、電力及び遷移信号１２６に基づいて出力情報を信号１３２を介して出力１１４に送るように動作し得る。
【００３７】
出力部分が信号を出力し得る。例示の実施形態において、出力部分は、ＡＣ／ＤＣ変換部分により出力されたＤＣ信号に基づいて出力信号を出力するように動作し得る。説明のため、出力部分は出力１１４として参照され、出力される電力は電力出力１３４として参照される。
【００３８】
出力１１４は、コントローラ１１２から受け取る情報に基づいて、電力出力１３４を介して電力を出力するように配置される。
【００３９】
次に、電力伝送システム１００の動作を、更に図２〜図５を参照して、より詳細に説明する。
【００４０】
単純な状況では、電力伝送システム１００は、プリセット入力に基づくプリセット電力を出力する。この状況を、更に図２を参照して説明する。
【００４１】
図２は、外部電源から公称電力を引くことのできるワイヤレス電力伝送システムを備える電力伝送システム１００の動作に対応する複数の波形を示す。
【００４２】
図２に示すように、グラフ２００は、情報信号２０２、駆動信号２０４、駆動信号２０８、Ｙ軸２０８、Ｘ軸２１０、ＶＵＳＢ２１２、ＶＳＥＣ２１４、及びＶＣ２１６を含む。ＶＵＳＢ２１２は、セグメント２１８及びセグメント２２０を含む。ＶＳＥＣ２１４は、セグメント２２２及びセグメント２２４を含む。ＶＣ２１６はセグメント２２６及びセグメント２２８を含む。
【００４３】
情報信号２０２は、生成され、外部電源についての電力利用可能性情報を含む信号を表す。情報信号２０２は、図１の電力伝送システム１００のＡＣ電力及び割り込み信号１２４に対応する。駆動信号２０４及び駆動信号２０６は、それぞれ、ワイヤレス電力伝送システム内のドライバに電力を供給する信号を表す。駆動信号２０４及び駆動信号２０６は、両方とも、図１の電力伝送システムの電力及び遷移信号１２６に対応する。
【００４４】
Ｙ軸２０８は、ボルトで測定された電圧であり、Ｘ軸２１０は、ミリ秒の時間である。Ｙ軸２０８及びＸ軸２１０は、両方とも、ＶＵＳＢ２１２、ＶＳＥＣ２１４、及びＶＣ２１６を測定するために用いられる。
【００４５】
ＶＵＳＢ２１２は、電圧を、ワイヤレス電力伝送システムの第１の部分における時間の関数として表す。ＶＳＥＣ２１４は、電圧を、ワイヤレス電力伝送システムの第２の部分における時間の関数として表す。ＶＣ２１６は、電圧を、ワイヤレス電力伝送システムの変圧器内に含まれる受信コイルにおける時間の関数として表す。
【００４６】
ＶＵＳＢ２１２は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１０の出力である電圧に対応する。ＶＳＥＣ２１４は、出力１１４により出力される電圧に対応し、ＶＣ２１６は、変圧器１０８の内部の電圧に対応する。
【００４７】
この例において、及び説明の目的のみのために、外部電源（図示せず）は、１２０Ｖで公称６．５Ｗの電力を提供することができ、それは５４ｍＡの電流を提供する。電力をワイヤレス電力伝送システムに提供する外部電源は、図１に示す電力伝送システム１００の電源接続１１６に対応する。
【００４８】
動作において、入力１０２、信号生成器１０４、及びパルス生成器１０６を含む、システム１００の第１の部分は、種々の外部ＡＣ／ＤＣ電源から電力を受け取り、電力利用可能性についての情報を検出するように設計される。ＡＣ／ＤＣコンバータ１１０、コントローラ１１２、及び出力１１４を含む、システム１００の第２の部分は、システム１００の第１の部分で検出された電力利用可能性に従って電力出力を調整し、それをワイヤレス充電パッドに出力するように設計される。
【００４９】
入力１０２は、電源接続１１６を介して外部電源（図示せず）に接続される。外部電源がバッテリのようなＤＣの場合、回路要素に適合する形式でエネルギーが伝送され、電力は、変換の必要がなく、信号生成器に送られる。
【００５０】
入力１０２が電気ソケットのようなＡＣ電源に接続される場合、信号生成器１０４に送られるエネルギーがＤＣ形式となるように、伝送されるエネルギーは入力１０２によって変換されなければならない。
【００５１】
時間ｔ０で、ワイヤレス電力伝送システムが動き出す。情報信号２０２が送出され、それが、ワイヤレス電力伝送システムの第２の側を始動するための初期量のエネルギーを提供する。システムのドライバを駆動し始めるために駆動信号２０４及び駆動信号２０６が送出される。これは、変圧器１０８が、初期量のエネルギーを、ＡＣ電力及び割り込み信号１２４を介してシステムの第１の部分から、電力及び遷移信号１２６を介してシステムの第２の部分に伝送することに対応する。
【００５２】
時間ｔ０と時間ｔ１との間で、ＶＵＳＢ２１２、ＶＳＥＣ２１４、及びＶＣ２１６は、それぞれ、セグメント２１８、セグメント２２２、及びセグメント２２４によって示されるように遷移状態にある。この６Ｖ（動作電圧）までの急峻な増加は、ワイヤレス電力伝送システムの第２の部分の構成要素が始動することを表す。セグメント２１８、セグメント２２２、及びセグメント２２６は、ワイヤレス電力伝送システムの第１の部分のＡＣ電力及び割り込み信号１２４が変圧器１０８に送られることに対応し、その後、変圧器１０８は、電力を、電力及び遷移信号１２６を介してワイヤレス電力伝送システムの第２の部分に伝送する。
【００５３】
ＶＵＳＢ２１２、ＶＳＥＣ２１４、及びＶＣ２１６は、時間ｔ１の後、セグメント２２０、セグメント２２４、及びセグメント２２８によって示されるように定常状態にある。ＶＵＳＢ２１２、ＶＳＥＣ２１４、及びＶＣ２１６は、ワイヤレス電力伝送システムの動作の持続期間の間、定常状態のままである。セグメント２２０、セグメント２２４、及びセグメント２２８は、電力が常に信号生成器１０４にそしてその後変圧器１０８に送られるので、ワイヤレス電力伝送システムが定常状態に到達していることに対応する。
【００５４】
同時に、電力が信号生成器１０４に送られると、入力１０２は電力情報信号１２０をパルス生成器１０６に送る。電力情報信号１２０は、外部電源から引くことのできる利用可能な電力の量及び、電圧及び電流をパルス生成器１０６に知らせる。
【００５５】
パルス生成器１０６は、種々の外部電源の態様を別個のパルス持続期間に関連付けることができる。任意の既知のタイプのパルス生成器が、パルス生成器１０６として用いられ得る。その非限定的な例として、プログラマブルロジックアレイ、又はルックアップテーブルを有するデバイスが含まれる。電源の態様の非限定的な例としては、供給される電圧、供給される電流、供給される電力が含まれる。説明のため、非限定的な例において、パルス生成器１０６は、電力をワイヤレス電力伝送システムに供給することのできる種々の外部電源のためのルックアップテーブルを含む。電力情報信号１２０に基づいて、パルス生成器１０６は、外部電源の電力、電圧、及び／又は電流に関連するパルス長をルックアップテーブルでチェックし得る。
【００５６】
電力情報信号１２０から受け取る情報に基づき、パルス生成器１０６はパルスを生成する。パルス持続期間は、ワイヤレス電力伝送システムが接続される外部電源に関連する。
【００５７】
この例示の実施形態において、外部電源から公称電力入力が引かれ得、データベースはパルス生成器１０６にパルスを送るべきでないことを知らせる。この例では、外部電源に関連するパルスが無いので、パルス生成器は、パルスを含まないパルス１２２を信号生成器１０４に送る。これは情報信号２０２に対応する。
【００５８】
パルス生成器１０６は、外部電源に関連するパルスがあることを検出した場合、パルス１２２を介して信号生成器１０４にそのパルスを送り得る。特に、電力１１８に割り込むためにパルス１２２が用いられ、そのため、ＡＣ電力及び割り込み信号１２４は、パルス１２２の期間に等しい期間を有する割り込みが追加された電力１１８になる。
【００５９】
ＡＣ電力及び割り込み信号１２４における割り込みは、変圧器１０８に、或る時間期間、遷移信号を出力させる。また、信号生成器１０４からの信号への割り込みは、上述のようにパルス１２２に関連する期間の後、終了する。割り込みの終了、又は言い換えると、信号の再開は、変圧器１０８に、或る時間期間、別の遷移信号を出力させる。割り込みの始まり及び割り込みの終了の双方により生成される遷移署名は、パルス１２２に一意的に関連付けられ得、コントローラ１１２により識別可能となり得る。
【００６０】
信号生成器１０４は、電力１１８及びパルス１２２を受け取ると、それをＡＣ電力及び割り込み信号１２４を介して変圧器１０８に送る。変圧器１０８は、ワイヤレス電力伝送システムの第１の側からの電力及びパルス１２２を、第２の側に伝送する。
【００６１】
当業者には既知のように、変圧器１０８は、電流を低減しながら、電圧を増加し得る、又は、電流を増加しながら、電圧を低減し得る。説明のため、この実施形態においては、変圧器１０８は電流を増加しながら、電圧を低減するものとする。変圧器１０８は、その後、変圧されたＡＣ電力及び割り込み信号１２４をＡＣ／ＤＣコンバータ１１０に、及び、電力及び遷移信号１２６を介してコントローラ１１２に出力する。
【００６２】
この例示の実施形態において、ワイヤレス電力伝送システムは、壁ソケットに接続される。説明のため、この実施形態では、電気的負荷が一定の６Ｖ入力を必要とするものとする。電気回路では、電力は電圧と電流を掛けたものに等しい。この例では、外部電源は、１２０Ｖで公称６．５Ｗの電力を提供する能力がある。その電流を見出すには、電力を電圧で割らなければならない。６．５Ｗを１２０Ｖで割ることで、５４ｍＡの電流が得られる。
【００６３】
電気的負荷が一定の６Ｖ入力を必要とするため、変圧器１０８は、入力される電力と出力される電力を互いに等しく維持しつつ、電圧を下げ、電流を増加させなければならない。変圧器１０８を通過した後もなお、６．５Ｗの電力があるが、それは、６Ｖで搬送される。６．５Ｗの電力を６Ｖで割ると、１．０８Ａの電流が得られ、それは、この例において、負荷により必要とされる公称電圧及び電流である。
【００６４】
ＡＣ／ＤＣコンバータ１１０は、変圧器１０８から受け取る電力及び遷移信号１２６をＤＣ電力に変換する。電力は、ＤＣに変換されると、出力１１４に送られる。
【００６５】
同時に、コントローラ１１２が、ワイヤレス電力伝送システムが接続される外部電源についての情報を含む、電力及び遷移信号１２６を受け取る。コントローラ１１２は、遷移署名、各署名に関連する外部電源、及び、出力１１４のための命令、のルックアップテーブルを含む。コントローラ１１２は、遷移署名を識別すると、外部電源の電力、電圧、及び電流を見出すため、その特定の署名をそのルックアップテーブルで探し得る。
【００６６】
外部電源が識別されると、コントローラ１１２は、その外部電源に関連する命令を見出し得、それは、その後、出力１１４に送られ得る。出力１１４に送られる命令は、出力１１４の電流をどのように調整するか、並びに、ワイヤレス電力伝送システムの第２の部分が定常状態に戻るためにどのくらいの時間を要するかについての情報を含む。
【００６７】
コントローラ１１２は、外部電源に関連する遷移署名がないことを識別する。遷移署名の欠落は、セグメント２２０、セグメント２２４、及びセグメント２２８に対応する。コントローラ１１２は、遷移署名の欠落を、そのデータベースで相互参照し、出力１１４に命令を送るべきことを見出す。出力１１４に送られる命令は、出力１１４に、いかなる電流及び電圧調整も行なうべきでないこと、及び、システムが定常状態に入ったら電力を出力するように知らせる。
【００６８】
本発明の態様に従った電力伝送システムは、入力電源に基づいてその出力を調整することができる。特に、一次側は、二次側が負荷を保護するために必要な調整を行なうことができるように、情報を二次側に提供することができる。これについて図３〜図５を参照して更に詳しく説明する。
【００６９】
図３は、必要とされる公称電力の７５％のみを提供できるワイヤレス電力伝送システムを備える電力伝送システム１００の動作に対応する複数の波形を示す。
【００７０】
図３に示すように、グラフ３００は、情報信号３０２、駆動信号３０４、駆動信号３０６、Ｙ軸３０８、Ｘ軸３１０、ＶＵＳＢ３１２、ＶＳＥＣ３１４、及びＶＣ３１６を含む。ＶＵＳＢ３１２は、セグメント３３６、セグメント３３８、セグメント３４０、及びセグメント３４２を含む。ＶＳＥＣ３１４は、セグメント３４４、セグメント３４６、セグメント３４８、及びセグメント３５０を含む。ＶＣ３１６は、セグメント３５２、セグメント３５４、セグメント３５６、及びセグメント３５８を含む。
【００７１】
情報信号３０２は、生成され、外部電源についての電力利用可能性情報を含む信号を表す。情報信号３０２は、図１の電力伝送システム１００のＡＣ電力及び割り込み信号１２４に対応する。駆動信号３０４及び駆動信号３０６は、それぞれ、ワイヤレス電力伝送システムのドライバに電力を供給する信号を表す。駆動信号３０４及び駆動信号３０６は、両方共、図１の電力伝送システム１００の電力及び遷移信号１２６に対応する。
【００７２】
Ｙ軸３０８は、ボルトで測定された電圧であり、Ｘ軸３１０は、ミリ秒の時間である。Ｙ軸３０８及びＸ軸３１０は、両方とも、ＶＵＳＢ３１２、ＶＳＥＣ３１４、及びＶＣ３１６を測定するために用いられる。
【００７３】
ＶＵＳＢ３１２は、電圧を、ワイヤレス電力伝送システムの第１の部分における時間の関数として表す。ＶＳＥＣ３１４は、電圧を、ワイヤレス電力伝送システムの第２の回路における時間の関数として表す。ＶＣ３１６は、電圧を、ワイヤレス電力伝送システムの変圧器内に含まれる受信コイルにおける時間の関数として表す。
【００７４】
ＶＵＳＢ３１２は、ＡＣ／ＤＣ部分１１０の出力である電圧に対応する。ＶＳＥＣ３１４は、出力１１４により出力される電圧に対応し、ＶＣ３１６は、変圧器１０８の内部の電圧に対応する。
【００７５】
この例において、及び説明の目的のみのために、外部電源（図示せず）は、公称電力の７５％の電力であり、１２０Ｖで４．８７５Ｗの電力を提供することができ、それは４０ｍＡの電流を提供する。電力をワイヤレス電力伝送システムに提供する外部電源は、図１に示す電力伝送システム１００の電源接続１１６に対応する。
【００７６】
動作において、入力１０２、信号生成器１０４、及びパルス生成器１０６を含む、システム１００の第１の部分は、種々の外部ＡＣ／ＤＣ電源から電力を受け取り、電力利用可能性についての情報を検出するように設計される。ＡＣ／ＤＣコンバータ１１０、コントローラ１１２、及び出力１１４を含む、システム１００の第２の部分は、システム１００の第１の部分において検出された電力利用可能性に従って電力出力を調整し、それを、ワイヤレス充電パッドに出力するように設計される。
【００７７】
入力１０２は外部電源（図示せず）に接続される。外部電源がＤＣである場合、そのエネルギーは使用可能な形式である。外部電源がＡＣである場合、入力１０２は、そのエネルギーをＤＣ形式に変換し、その後、それを電力１１８を介して信号生成器１０４に送る。
【００７８】
時間ｔ０で、ワイヤレス電力伝送システムがスタートする。情報信号３０２が送出され、それが、ワイヤレス電力伝送システムの第２の側を始動するための初期量のエネルギーを提供する。駆動信号３０４及び駆動信号３０６が送出され、システムのドライバを駆動し始める。これは、変圧器１０８が、初期量のエネルギーを、ＡＣ電力及び割り込み信号１２４を介してシステムの第１の部分から、電力及び遷移信号１２６を介してシステムの第２の部分に伝送することに対応する。
【００７９】
時間ｔ０と時間ｔ１との間で、ＶＵＳＢ３１２、ＶＳＥＣ３１４、及びＶＣ３１６は、セグメント３３６、セグメント３４４、及びセグメント３５２によって示されるように、遷移状態にある。この６Ｖ（動作電圧）までの急峻な増加は、ワイヤレス電力伝送システムの第２の部分の要素が始動していることを表す。セグメント３３６、セグメント３４４、及びセグメント３５２は、ワイヤレス電力伝送システムの第１の部分のＡＣ電力及び割り込み信号１２４が変圧器１０８に送られることに対応し、その後、変圧器１０８は、電力を、ワイヤレス電力伝送システムの第２の部分に伝送する。
【００８０】
ＶＵＳＢ３１２、ＶＳＥＣ３１４、及びＶＣ３１６は、時間ｔ１の後、セグメント３３８、セグメント３４６、及びセグメント３５４によって示されるように定常状態にある。ＶＵＳＢ３１２、ＶＳＥＣ３１４、及びＶＣ３１６は、時間ｔ２まで定常状態のままである。セグメント３３８、セグメント３４６、及びセグメント３５４は、電力が一定して信号生成器１０４に送られるので、ワイヤレス電力伝送システムが定常状態に到達していることに対応する。
【００８１】
同時に、電力が信号生成器１０４に送られると、入力１０２は電力情報信号１２０をパルス生成器１０６に送る。電力情報信号１２０は、パルス生成器１０６に、それが外部電源から引くことのできる、利用可能な電力の量及び、電圧及び電流を知らせる。
【００８２】
電力情報信号１２０に基づいて、パルス生成器１０６は、それが接続されている外部電源の電力、電圧、及び電流に関連するパルス長をルックアップテーブルでチェックし得る。
【００８３】
この例示の実施形態において、パルス生成器１０６は、送出されるべき、外部電源に関連する５０μｓパルスがあることを見出す。信号生成器１０４は、ＤＣ電力及びパルス１２２を受け取ると、その両方を、ＡＣ電力及び割り込み信号１２４を介して変圧器１０８に送る。特に、電力１１８に割り込むためにパルス１２２が用いられ、そのため、ＡＣ電力及び割り込み信号１２４は、パルス１２２の期間に等しい期間を有する割り込みが追加された電力１１８になる。
【００８４】
時間ｔ２で、パルス１２２の期間に等しい期間を有する割り込みが追加された電力１１８は、信号生成器１０４から変圧器１０８に送られ、変圧器１０８はそれらを変圧し得る。説明のため、この実施形態においては、変圧器１０８は、電流を増加しながら、電圧を低減するものとする。変圧器１０８は、その後、変圧されたＡＣ電力及び割り込み信号１２４を、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１０に及びコントローラ１１２に出力する。
【００８５】
説明のため、この実施形態では、一定の６Ｖ入力を電気的負荷が必要とするものとする。電気回路では、電力は、電圧と電流を掛けたものに等しい。この例では、外部電源は、１２０Ｖで公称４．８７５Ｗの電力を提供する能力がある。その電流を見出すには、電力を電圧で割らなければならない。４．８７５Ｗを１２０Ｖで割ることで４０ｍＡの電流が得られる。
【００８６】
電気的負荷は、一定の６Ｖ入力を必要とするため、変圧器１０８は、入力される電力と出力される電力を互いに等しく維持しつつ、電圧を下げ、電流を増加させなければならない。変圧器１０８を通過した後もなお、６．５Ｗの電力があるが、それは、６Ｖで搬送される。４．８７５Ｗの電力を６Ｖで割ると８１２ｍＡの電流が得られ、それは、この例において、負荷により必要とされる公称電流より小さい。
【００８７】
上述したように、生成器１０４からの信号は割り込みを含む。信号における割り込みにより、変圧器１０８は、或る時間期間、遷移信号を出力する。更に、生成器１０４からの信号における割り込みは、上述のようにパルス１２２に関連する期間の後、終了する。割り込みの終了、又は言い換えると、信号の再開は、変圧器１０８に、或る時間期間、別の遷移信号を出力させる。割り込みの始まり及び割り込みの終了双方によって生成される遷移署名は、パルス１２２に一意的に関連付けられ得、コントローラ１１２によって識別可能である。
【００８８】
変圧器１０８が割り込まれ、遷移信号を出力するときは、ＶＵＳＢ３１２のセグメント３４０、ＶＳＥＣ３１４のセグメント３４８、及びＶＣ３１６のセグメント３５６に対応する。時間ｔ３で割り込みがパスされ、時間ｔ４でワイヤレス電力伝送システムは定常状態に戻る。割り込みの後、ワイヤレス電力伝送システムが定常状態に到達することは、セグメント３４２、セグメント３５０、及びセグメント３５８に対応する。
【００８９】
コントローラ１１２は、変圧器１０８からの遷移署名を含む、電力及び遷移信号１２６を受け取る。コントローラ１１２は、遷移署名、各署名が関連する外部電力、及び出力１１４のための命令、のルックアップテーブルを含む。コントローラ１１２は、遷移署名を識別すると、外部電源の電力、電圧、及び電流を見出すために、その特定の署名をそのルックアップテーブルで探し得る。
【００９０】
外部電源が識別されると、コントローラ１１２は、その後出力１１４に送られ得る、外部電源に関連する命令を見出し得る。出力１１４に送られる命令は、出力１１４の電流をどのように調整するか、並びに、ワイヤレス電力伝送システムの第２の部分が定常状態に戻るためにどのくらいの時間を要するかについての情報を含む。
【００９１】
同時に、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１０は、変圧器１０８から受け取ったＡＣ信号をＤＣ電力に変換する。電力は、ＤＣに変換されると、出力１１４に送られる。
【００９２】
ワイヤレス電力伝送システムのための公称電力定格が、６Ｖ及び１．０８Ａで６．５Ｗの電力であるので、コントローラ１１２は、出力に、電流を下げる必要があることを知らせるよう命令を送らなければならない。出力電流を公称値の１．０８Ａから８１２ｍＡまで下げることで、不充分な外部電源を有するにも拘らず、ワイヤレス電力伝送システムの動作が可能となる。
【００９３】
出力が電流を下げると、出力は時間ｔ４まで待ってから、電気的負荷への電気を出力し始める。ワイヤレス電力伝送システムが定常状態に戻るまで待つことは、システムにおける電力スパイクに起因する電気的負荷の損傷を防ぐ。
【００９４】
図４は、必要とされる公称電力の５０％のみを提供できるワイヤレス電力伝送システムを備える電力伝送システム１００の動作に対応する複数の波形を示す。
【００９５】
図４に示すように、グラフ４００は、情報信号４０２、駆動信号４０４、駆動信号４０６、Ｙ軸４０８、Ｘ軸４１０、ＶＵＳＢ４１２、ＶＳＥＣ４１４、及びＶＣ４１６を含む。ＶＵＳＢ４１２は、セグメント４３６、セグメント４３８、セグメント４４０、及びセグメント４４２を含む。ＶＳＥＣ４１４は、セグメント４４４、セグメント４４６、セグメント４４８、及びセグメント４５０を含む。ＶＣ４１６は、セグメント４５２、セグメント４５４、セグメント４５６、及びセグメント４５８を含む。
【００９６】
情報信号４０２は、生成され、外部電源の電力利用可能性情報を含む信号を表す。情報信号４０２は、図１の電力伝送システム１００のＡＣ電力及び割り込み信号１２４に対応する。駆動信号４０４及び駆動信号４０６は、各々、ワイヤレス電力伝送システムのドライバに電力を供給する信号を表す。駆動信号４０４及び駆動信号４０６は、両方共、図１の電力伝送システム１００の信号１２０に対応する。
【００９７】
Ｙ軸４０８は、ボルトで測定された電圧であり、Ｘ軸４１０は、ミリ秒の時間である。Ｙ軸４０８及びＸ軸４１０は両方共、ＶＵＳＢ４１２、ＶＳＥＣ４１４、及びＶＣ４１６を測定するために用いられる。
【００９８】
ＶＵＳＢ４１２は、電圧を、ワイヤレス電力伝送システムの第１の回路における時間の関数として表す。ＶＳＥＣ４１４は、電圧を、ワイヤレス電力伝送システムの第２の回路における時間の関数として表す。ＶＣ４１６は、電圧を、ワイヤレス電力伝送システムの変圧器内に含まれる受信コイルにおける時間の関数として表す。
【００９９】
ＶＵＳＢ４１２は、ＡＣ／ＤＣ部分１１０によって出力される電圧に対応し、ＶＳＥＣ４１４は、出力１１４によって出力される電圧に対応し、ＶＣ４１６は、変圧器１０８の内部の電圧に対応する。
【０１００】
この例において、及び説明の目的のみで、外部電源（図示せず）は、公称電力の５０％の電力である、１２０Ｖでの３．２５Ｗの電力を提供することができ、それは、２７ｍＡの電流を提供する。ワイヤレス電力伝送システムに電力を提供する外部電源は、図１に示す電力伝送システム１００の電源接続１１６に対応する。
【０１０１】
動作において、この例のシステム１００の開始は、図３に示すシステム１００の開始と同じである。時間ｔ０でワイヤレス電力伝送システムが開始する。入力１０２は、外部電源に接続され、ワイヤレス電力伝送システムの第２の側を始動するように、初期量のエネルギーが供給される。
【０１０２】
システムは、ＶＵＳＢ４１２のセグメント４３６、ＶＳＥＣ４１４のセグメント４４４、及びＶＣ４１６のセグメント４５２によって示されるように、時間ｔ０と時間ｔ１との間で始動している。時間ｔ１の後、セグメント４３８、セグメント４４６、及びセグメント４５４で示されるように、入力１０２から電力を受け取り、それを変圧器１０８に送る信号生成器１０４により、システムは定常状態にある。
【０１０３】
同時に、電力が信号生成器１０４に送られると、入力１０２は電力情報信号１２０をパルス生成器１０６に送る。パルス生成器１０６は、外部電源の電力、電圧、及び電流に関連するパルス長をルックアップテーブルでチェックし得る。
【０１０４】
パルス生成器１０６は、送出されるべき、外部電源に関連する１００μｓパルスがあることを見出す。パルス生成器１０６は、１００μｓパルスを信号生成器１０４に送り、それは情報信号４０２のセグメント４２０に対応する。信号生成器１０４は、入力１０２からＤＣ電力を受け取り、パルス生成器１０６からパルス１２２を受け取ると、ＡＣ電力及び割り込み信号１２４を変圧器１０８に送る。
【０１０５】
変圧器１０８は、電力及び遷移信号１２６を、ワイヤレス電力伝送システムの第２の側に出力する。説明のため、この例示の実施形態では、電気的負荷は、一定の６Ｖ入力を必要とする。電気的負荷が一定の６Ｖ入力を必要とするので、変圧器１０８は、電力の入力と出力を互いに等しく維持しながら、電圧を下げ、電流を上昇させなければならない。変圧器は、電力を入力及び出力で３．２５Ｗに維持しながら、電圧を１２０Ｖから６Ｖまで下げ、電流を２７ｍＡから５４１ｍＡまで上昇させる。
【０１０６】
変圧器１０８は、時間ｔ２でパルス１２２を受け取り、割り込みされる。割り込みのせいで、変圧器１０８は、１００μｓの間遷移信号を出力する。この遷移信号は、セグメント４４０、セグメント４４８、及びセグメント４５６に対応する。時間ｔ３で割り込みがパスされ、そして、ワイヤレス電力伝送システムは時間ｔ４で定常状態に戻る。時間ｔ４の後、ワイヤレス電力伝送システムは定常状態にあり、それは、セグメント４４２、セグメント４５０、及びセグメント４５８に対応する。
【０１０７】
ＡＣ／ＤＣコンバータ１１０は、変圧器１０８から受け取ったＡＣ信号をＤＣ電力に変換する。電力は、ＤＣに変換されると、出力１１４に送られる。
【０１０８】
同時に、コントローラ１１２は、変圧器１０８からの遷移署名を含む電力及び遷移信号１２６を受け取る。コントローラ１１２は、遷移署名を、そのルックアップテーブルで相互参照し、その署名に関連する命令を見出す。コントローラ１１２は、その電流出力を下げる必要があり、時間ｔ４まで待ってから電力を出力し始める必要があるという命令を、出力１１４に送る必要があることを見出す。
【０１０９】
ワイヤレス電力伝送システムのための公称電力定格は、６Ｖ及び１．０８Ａで６．５Ｗの電力であるので、コントローラは、出力に、電流を下げる必要があることを知らせる命令を送らなければならない。出力電流を、公称値の１．０８Ａから５４１ｍＡまで下げることで、不充分な外部電源を有するにも拘らず、ワイヤレス電力伝送システムの動作が可能となる。
【０１１０】
出力は、電流を下げると、時間ｔ４まで待って電気的負荷への電気を出力し始める。ワイヤレス電力伝送システムが定常状態に戻るまで待つことは、システムにおける電力スパイクに起因する電気的負荷の損傷を防止する。
【０１１１】
図５は、必要とされる公称電力の２５％のみを提供できるワイヤレス電力伝送システムを備える電力伝送システム１００の動作に対応する複数の波形を示す。
【０１１２】
図５に示すように、グラフ５００は、情報信号５０２、駆動信号５０４、駆動信号５０６、Ｙ軸５０８、Ｘ軸５１０、ＶＵＳＢ５１２、ＶＳＥＣ５１４、及びＶＣ５１６を含む。ＶＵＳＢ５１２は、セグメント５３６、セグメント５３８、セグメント５４０、及びセグメント５４２を含む。ＶＳＥＣ５１４は、セグメント５４４、セグメント５４６、セグメント５４８、及びセグメント５５０を含む。ＶＣ５１６は、セグメント５５２、セグメント５５４、セグメント５５６、及びセグメント５５８を含む。
【０１１３】
情報信号５０２は、生成され、外部電源についての電力利用可能性情報を含む信号を表す。情報信号５０２は、図１の電力情報信号１２０に対応する。駆動信号５０４及び駆動信号５０６は、各々、ワイヤレス電力伝送システムのドライバに電力を供給する信号を表す。駆動信号５０４及び駆動信号５０６は、両方共、図１の電力伝送システム１００の電力及び遷移信号１２６を表す。
【０１１４】
Ｙ軸５０８は、ボルトで測定された電圧であり、Ｘ軸５１０はミリ秒の時間である。Ｙ軸５０８及びＸ軸５１０は、両方共、ＶＵＳＢ５１２、ＶＳＥＣ５１４、及びＶＣ５１６を測定するために用いられる。
【０１１５】
ＶＵＳＢ５１２は、電圧を、ワイヤレス電力伝送システムの第１の回路の時間の関数として表す。ＶＳＥＣ５１４は、電圧を、ワイヤレス電力伝送システムの第２の回路の時間の関数として表す。ＶＣ５１６は、電圧を、ワイヤレス電力伝送システムの変圧器内に含まれる受信コイルの時間の関数として表す。
【０１１６】
ＶＵＳＢ５１２は、ＡＣ／ＤＣ部分１１０により出力される電圧に対応し、ＶＳＥＣ５１４は出力１１４により出力される電圧に対応し、ＶＣ５１６は変圧器１０８の内部の電圧に対応する。
【０１１７】
この例では、及び、説明の目的のみで、外部電源（図示せず）は、公称電力の２５％の電力である、１２０Ｖでの１．６２５Ｗを提供することができ、これは電流１３ｍＡを提供する。ワイヤレス電力伝送システムに電力を提供する外部電源は、図１に示す電力伝送システム１００の電源接続１１６に対応する。
【０１１８】
動作において、この例のシステム１００の開始は、図３で説明したシステム１００の開始と同じである。時間ｔ０でワイヤレス電力伝送システムは開始する。入力１０２は、外部電源に接続され、ワイヤレス電力伝送システムの第２の側を始動するために、初期量のエネルギーが供給される。
【０１１９】
このシステムは、ＶＵＳＢ５１２のセグメント５３６、ＶＳＥＣ５１４のセグメント５４４、及びＶＣ５１６のセグメント５５２により示されるように、時間ｔ０と時間ｔ１との間で始動している。セグメント５３８、セグメント５４６、及びセグメント５５４により示されるように、信号生成器１０４が入力１０２から電力を受け取り、それを変圧器１０８に送るので、時間ｔ１の後、システムは定常状態にある。
【０１２０】
同時に、電力が信号生成器１０４に送られると、入力１０２は電力情報信号１２０をパルス生成器１０６に送る。パルス生成器１０６は、外部電源の電力、電圧、及び電流に関連するパルス長をルックアップテーブルでチェックする。
【０１２１】
パルス生成器１０６は、送出されるべき、外部電源に関連する１５０μｓパルスがあることを見出す。パルス生成器１０６は、１５０μｓパルスを信号生成器１０４に送り、それは、情報信号５０２のセグメント５２０に対応する。信号生成器１０４は、入力１０２からＤＣ電力を受け取り、パルス生成器１０６からパルス１２２を受け取ると、ＡＣ電力及び割り込み信号１２４を変圧器１０８に送る。
【０１２２】
変圧器１０８は、電力及び遷移信号１２６をワイヤレス電力伝送システムの第２の側に出力する。説明のため、この例示の実施形態では、電気的負荷は、一定の６Ｖ入力を必要とする。電気的負荷が一定の６Ｖ入力を必要とするため、変圧器１０８は、電力の入力及び出力を互いに等しく保ちながら、電圧を下げ、電流を上昇させる必要がある。変圧器は、電力を、入力と出力を１．６２５Ｗに保ちながら、電圧を、１２０Ｖから６Ｖまで下げ、電流を１３ｍＡから２７０ｍＡまで上昇させる。
【０１２３】
変圧器１０８は、時間ｔ２でパルス１２２を受け取り、割り込まれる。割り込みのせいで、変圧器１０８は、１５０μｓの間遷移信号を出力する。この遷移信号は、セグメント５４０、セグメント５４８、及びセグメント５５６に対応する。時間ｔ３で、割り込みがパスし、時間ｔ４でワイヤレス電力伝送システムが定常状態に戻る。ワイヤレス電力伝送システムは時間ｔ４の後、定常状態にあり、それは、セグメント５４２、セグメント５５０、及びセグメント５５８に対応する。
【０１２４】
ＡＣ／ＤＣコンバータ１１０は、変圧器１０８から受け取るＡＣ信号をＤＣ電力に変換する。電力は、ＤＣに変換されると、出力１１４に送られる。
【０１２５】
同時に、コントローラ１１２は、変圧器１０８からの遷移署名を含む電力及び遷移信号１２６を受け取る。コントローラ１１２は、遷移署名を、ルックアップテーブルで相互参照し、署名に関連する命令を見出す。コントローラ１１２は、その電流出力を下げる必要があり、時間ｔ４まで待ってから電力を出力し始める必要があるという命令を出力１１４に送る必要があることを見出す。
【０１２６】
ワイヤレス電力伝送システムのための公称電力定格は６Ｖ及び１．０８Ａで６．５Ｗの電力であるので、コントローラは、電流を下げる必要があることを知らせるために命令を出力に送らなければならない。出力電流を公称値の１．０８Ａから２７０ｍＡまで下げることで、不充分な外部電源を有するにも拘らず、ワイヤレス電力伝送システムが動作可能となる。
【０１２７】
出力は、電流を下げると、時間ｔ４まで待って電気的負荷へ電力を出力し始める。ワイヤレス電力伝送システムが定常状態に戻るまで待つことは、システムにおける電力スパイクに起因する電気的負荷の損傷を防ぐ。
【０１２８】
図６は本発明の態様に従った例示の回路図６００を示す。
【０１２９】
図に示されるように、システム６００は、信号生成器６０２、送信コイル６０４、受信コイル６０６、電力整流器６０８、ピーク検出器６１０、及び電力処理及び制御部分６１２を含む。
【０１３０】
送信コイル６０４はＴｘキャパシタ６１４を更に含む。Ｔｘキャパシタ６１４は、パルス生成器６０２からの電圧スパイクからの保護として用いられる。受信コイル６０６はＲｘキャパシタ６１６を更に含む。Ｒｘキャパシタ６１６は、送信コイル６０４からの電圧スパイクからの保護として用いられる。
【０１３１】
送信コイル６０４、受信コイル６０６、Ｔｘキャパシタ６１４、及びＲｘキャパシタ６１６は、図１の変圧器１０８を表す。
【０１３２】
電力整流器６０８は、ダイオード２（Ｄ２）６２０、ダイオード３（Ｄ３）６２２、ダイオード４（Ｄ４）６２４、ダイオード５（Ｄ５）６２６、及びキャパシタ１（Ｃ１）６２８を更に含む。電力整流器６０８は、図１のＡＣ／ＤＣ部分１１０を表す。
【０１３３】
ピーク検出器６１０は、ダイオード１（Ｄｌ）６１８、キャパシタ２（Ｃ２）６３０、及びレジスタ６３２を更に含む。ピーク検出器６１０は、図１のコントローラ１１２を表す。
【０１３４】
信号生成器６０２は、電力及びパルスを送信コイル６０４に送るように配置される。送信コイル６０４は、電力及びパルスを受信コイル６０６に送るように配置される。受信コイル６０６は、送信コイル６０４から受け取る電力を電力整流器６０８に送るように配置される。また、受信コイル６０６は、送信コイル６０４から受け取るパルスをピーク検出器６１０に送るように配置される。電力処理及び制御部分６１２は、電力整流器６０８から電力を受け取り、ピーク検出器６１０から信号を受け取るように配置される。
【０１３５】
動作において、信号生成器６０２は、外部電源（図示せず）から電力を、及びパルス生成器（図示せず）からパルスを受け取る。信号生成器６０２は電力及びパルスを受け取ると、それを送信コイル６０４に送る。電力及びパルスを受け取った後、送信コイル６０４は、電力及びパルスを受信コイル６０６に送る。受信コイル６０６が電力及びパルスを受け取った後、それらは回路の残りの部分にパスされる。
【０１３６】
なお、送られるパルス信号の周波数は、送られるＡＣ電力の周波数より、はるかに低い
【０１３７】
電力が受信コイル６０６により受け取られると、それは電力整流器６０８内にパスされる。電力整流器６０８は、電力をＡＣ形式からＤＣ形式に変換する。電力は、ＤＣ形式に変換されると、電力処理及び制御部分６１２にパスされる。
【０１３８】
同時に、受信コイル６０６により受け取られた電力はピーク検出器６１０に送られる。ピーク検出器６１０は、ローパスフィルタとして機能し、時定数セットを有し、そのため、パルスをパスさせるが、電力を大幅に減衰させる。これは、ＡＣ電力を減衰しながら、パルスを電力処理及び制御部分６１２に送ることを可能にする。
【０１３９】
電力を減衰することで、クリアなパルス信号がピーク検出器６１０に入ることが可能となる。パルスの長さは、電力消費の速度を調整するか否かを、電力処理及び制御部分６１２に命令する。電力処理及び制御部分６１２は、パルスを受け取ると、図１〜図５で説明されるように電流を調整する。
【０１４０】
次に本発明の態様に従った別の例示の実施例を図７を参照して説明する。
【０１４１】
図７は、本発明の態様に従った別の例示の電力伝送システム７００を示す。
【０１４２】
図７に示すように、電力伝送システム７００は、入力１０２、信号生成器１０４、パルス生成器１０６、変圧器１０８、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１０、出力１１４、コントローラ７０２、及びコントローラ７０４を含む。簡潔にするために、電力伝送システム１００と電力伝送システム７００との間で共通の構成要素（及びそれぞれの機能）は再度説明しない場合もある。
【０１４３】
コントローラ７０２は、変圧器１０８から信号７０８を受け取るように配置される。コントローラ７０２は、信号７０６を介して出力情報をパルス生成器１０６に送るように動作し得る。
【０１４４】
コントローラ７０４は、変圧器１０８から電力及び遷移信号１２６を受け取るように配置される。コントローラ７０４は、電力及び遷移信号１２６に基づいて、出力情報を信号１３２を介して出力１１４に送るように動作し得る。また、コントローラ７０４は、質問信号７１０を変圧器１０８に送るように動作し得る。
【０１４５】
コントローラ７０４は、遷移署名、各署名に関連する外部電源、及び出力１１４のための命令、のルックアップテーブルを含む。コントローラ７０４は、遷移署名を識別すると、外部電源の電力、電圧、及び電流を見出すために、ルックアップテーブルでその特定の署名を探し得る。
【０１４６】
動作において、入力１０２、信号生成器１０４、パルス生成器１０６、及びコントローラ７０２を含む電力伝送システム７００の第１の部分は、種々の外部ＡＣ／ＤＣ電源から電力を受け取り、電力利用可能性についての情報を検出するように設計される。ＡＣ／ＤＣコンバータ１１０、出力１１４、及びコントローラ７０４を含むシステム７００の第２の部分は、システム７００の第１の部分で検出された電力利用可能性に従って電力出力を調整し、それを、ワイヤレス充電パッドに出力する。
【０１４７】
この例においてシステム７００の開始は、図２で説明したシステム１００の開始と同じである。ワイヤレス電力伝送システムが開始する。入力１０２が外部電源に接続され、ワイヤレス電力伝送システムの第２の側を始動するように、初期量のエネルギーが供給される。
【０１４８】
信号生成器１０４が入力１０２から電力を受け取り、それを引き続き変圧器１０８に送ると、システムは定常状態に到達する。同時に、電力が信号生成器１０４に送られると、入力１０２は、電力情報信号１２０をパルス生成器１０６に送る。パルス生成器１０６は外部電源に関連する情報をそのルックアップテーブルでチェックする。外部電源が識別されると、パルス生成器１０６は、外部電源に関連する情報をコントローラ７０２に送る。
【０１４９】
ワイヤレス電力伝送システムが定常状態に到達した後、効果的及び継続的なシステム動作を確実にするために、コントローラ７０４は、コード化されたチャレンジメッセージを、信号７１０を介して変圧器１０８に送り得る。変圧器１０８は、コード化されたメッセージを電力伝送システムの第２の側から第１の側に伝送する。コード化されたチャレンジメッセージは、信号７０８を介してコントローラ７０２により受け取られる。
【０１５０】
一実施形態において、コントローラ７０４によりコントローラ７０２に送られる、コード化されたチャレンジメッセージは、外部電源により提供され得る電力量について問い合わせ得る。この実施形態では、外部電源は、５Ｗの電力を供給する能力があり、出力１１４は、０Ｗから３０Ｗの間の電力で動作する能力があるものとする。コード化されたチャレンジメッセージが受け取られると、コントローラ７０２は、パルス生成器１０６により提供された外部電源についての情報をチェックし、応答する。
【０１５１】
コントローラ７０２は、パルス生成器１０６に割り込みを実行するように又はメッセージを無視するように命令することによる確認を用いて、チャレンジメッセージに応答し得る。コントローラ７０２により確認が送られる場合、コントローラ７０４は、出力１１４に、出力される電力をチャレンジメッセージに関連するレベルに調整するように命令する。所定の時間枠内に応答が無い場合、コントローラ７０４は、前の電力レベルよりも低い値の電力レベルに関連する、別のチャレンジメッセージを送る。
【０１５２】
この例では、外部電源は３０Ｗの電力を供給する能力はないので、コントローラ７０２は、コントローラ７０４からのメッセージを無視する。所定の時間枠内で確認を受け取らなかった場合、コントローラ７０４は、外部電源が１０Ｗの電力を供給する能力があるかどうかを問い合わせる別のチャレンジメッセージを送る。このメッセージを受け取った後、コントローラ７０２は、外部電源が、新しいチャレンジメッセージに関連する電力量を提供する能力がないことを再度見出し、そのメッセージを無視する。
【０１５３】
所定の時間枠内で応答を受け取らなかった場合、コントローラ７０４は、外部電源が５Ｗの電力を提供する能力があるかどうかを問い合わせるチャレンジメッセージを送る。コントローラ７０２は、外部電源が５Ｗの電力を提供する能力があることを見出し、パルス生成器１０６に、割り込みを起こすためにパルスを送るように命令する。この割り込みにより、変圧器１０８は割り込みの持続期間の間、遷移署名を出力する。
【０１５４】
コントローラ７０４は、変圧器１０８からの遷移署名を含む電力及び遷移信号１２６を受け取る。コントローラ７０４は、遷移署名、各署名に関連する外部電力、及び出力１１４のための命令のルックアップテーブルを含む。
【０１５５】
５Ｗの一次側及び３０Ｗの二次側を含む、例示のワイヤレス電力伝送システムを考えてみる。より簡単にいうと、ワイヤレス電力伝送システムの３０Ｗの二次側と、５Ｗの一次側との間に「対話」がある。最初に、３０Ｗの二次側が５Ｗの一次側に「あなたは３０Ｗ提供者ですか？」と問い合わせ得る。この場合、５Ｗの一次側は応答しない、つまり、「ＮＯ」を示し得る。その後、３０Ｗの二次側が５Ｗの一次側に、「あなたは１５Ｗ提供者ですか？」と問い合わせ得る。この場合、５Ｗの一次側は応答しない、つまり、再び「ＮＯ」を示し得る。その後、３０Ｗの二次側が５Ｗの一次側に、「あなたは５Ｗ提供者ですか？」と問い合わせ得る。この場合、５Ｗの一次側は、パルス、つまり、「ＹＥＳ」、を用いて応答し得る。この時点で、３０Ｗの二次側は、負荷をイネーブルし得、消費を５Ｗに制限し得る。
【０１５６】
同時に、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１０は、変圧器１０８から受け取るＡＣ電力をＤＣ電力に変換する。電力は、ＤＣに変換されると、出力１１４に送られる。
【０１５７】
遷移署名が、チャレンジメッセージへの確認として識別されると、コントローラ７０４は、その後出力１１４に送られ得るメッセージに関連する命令を見出し得る。出力１１４に送られる命令は、出力１１４の電力をどのように調整するか、並びに、ワイヤレス電力伝送システムの第２の部分が定常状態に戻るのにどのくらいかかるのかについての情報を含む。遷移署名が確認としてコントローラ７０４により識別されると、それは、出力１１４に、電力出力を５Ｗまで下げ、システムが定常状態に到達した後に電力を出力し始めるように命令し得る。
【０１５８】
別の実施形態において、システムが定常状態に到達した後、コントローラ７０４は、外部電源が電力を供給する際の電圧を問い合わせる、コード化されたチャレンジメッセージをコントローラ７０２に送り得る。コード化されたチャレンジメッセージが受け取られると、コントローラ７０２は、パルス生成器１０６に、外部電源に関連する電圧及びパルス長をルックアップでチェックするように命令し得る。
【０１５９】
パルス生成器１０６が外部電源の電圧に関連するパルス長を見出すと、コントローラ７０２は、パルス生成器１０６に、割り込みを起こすためにパルスを送るように命令する。この割り込みは、変圧器１０８に割り込みの持続期間の間遷移信号を出力させる。
【０１６０】
一次側及び二次側を含む、例示のワイヤレス電力伝送システムを考える。より簡単にいうと、ワイヤレス電力伝送システムの二次側と一次側との間に「対話」がある。最初に、二次側は一次側に「あなたの電源定格は何ですか？」と問い合わせ得る。この場合、一次側は、割り込み又は周波数変更を促進し得、その持続期間は、電圧レベルに関連する。その後、二次側は、パルス持続期間を測定し得、二次側の電圧レベル制限負荷を判定し得る。
【０１６１】
コントローラ７０４は、変圧器１０８からの遷移署名を含む、電力及び遷移信号１２６を受け取る。コントローラ７０４は、遷移署名、各署名に関連する外部電力、及び出力１１４のための命令、のルックアップテーブルを含む。コントローラ７０４は、遷移署名を識別すると、外部電力の電力、電圧、及び電流を見つけるために、そのルックアップテーブルで、その特定の署名を探し得る。
【０１６２】
外部電源の電圧が識別されると、コントローラ７０４は、その後出力１１４に送られ得る、外部電源に関連する命令を見出し得る。出力１１４に送られる命令は、出力１１４の電圧をどのように調整するか、並びに、ワイヤレス電力伝送システムの第２の部分が定常状態に戻るのにどれくらいかかるかについての情報を含む。
【０１６３】
図８は、本発明の態様に従った例示の電力伝送システム７００のチャレンジ−応答シーケンス８００を示す。
【０１６４】
チャレンジ−応答シーケンス８００が開始し（Ｓ８０２）、初期問い合わせが確立される（Ｓ８０４）。この例では、システムの二次側が一次側に、電力の最大量、即ち、３０Ｗを提供する能力があるかどうかを問い合わせる。
【０１６５】
問い合わせが行なわれる（Ｓ８０６）。例えば、ワイヤレス電力伝送システムの二次側は、ワイヤレス電力伝送システムの第１の側に問い合わせを行なう。システムの二次側は、一次側が提供可能な電力、電圧、又は電流の量を問い合わせ得る。
【０１６６】
その後、問い合わせが答えられたか否かが判定される（Ｓ８０８）。説明のため、この例では、二次側によって問い合わせが送られるとすぐに、応答がまだ受け取られていないと推測する（Ｓ８１０）。
【０１６７】
応答が受け取られていない場合、タイマーがは初期化され（Ｓ８１０）、その後増分される（Ｓ８１２）。例えば、図７を参照して上述したように、コントローラ７０４は、所定の待ち期間のためのタイミング回路を含み得る。
【０１６８】
図８に戻ると、その後、応答のための所定の期間が経過したか否かが判定される（Ｓ８１４）。例えば、コントローラ７０４のタイミング回路によってカウントされる時間が所定の時間より短い（Ｓ８１４でＮＯである）場合、タイミング回路は応答のため計時し続ける（Ｓ８１２）。
【０１６９】
しかしながら、コントローラ７０４のタイミング回路によってカウントされた時間が所定の時間に等しい又はそれ以上である（Ｓ８１４でＹＥＳである）場合は、問い合わせられた値が正しいか否かを判定する（Ｓ８１６）。例えば、一次側が３０Ｗの電力を二次側に提供する能力がない場合、一次側は応答を送らないことがあり、それによって、「ＮＯ」を示す。他の例において、一次側が３０Ｗの電力をシステムの二次側に提供する能力がない場合、一次側は「ＮＯ」と応答する。「ＮＯ」は、例えば、図３を参照して上述されたように、割り込まれた信号を用いて送られ得る。
【０１７０】
その値が正しくないと判定された場合、問い合わせが調整される（Ｓ８１８）。例えば、システムの二次側は一次側に、１５Ｗであり得る、より少ない量の電力を提供する能力があるか否かを問い合わせ得る。
【０１７１】
この時点で新しい問い合わせが送られる（Ｓ８０６）。
【０１７２】
プロセスが反復し、問い合わせされた電流の値が正しいか否かが再び判定される（Ｓ８１６）。例えば、一次側が１５Ｗの電力を二次側に提供する能力がない場合、一次側は応答を送らないことがあり、それが「ＮＯ」を示す。別の例において、一次側が１５Ｗの電力をシステムの二次側に提供する能力がない場合、一次側は「ＮＯ」と応答し得る。「ＮＯ」は、例えば、図３を参照して上述したように、割り込まれた信号を用いて送信され得る。
【０１７３】
値が正しくないと判定された場合、問い合わせが調整される（Ｓ８１８）。例えば、二次側はシステムの一次側に、５Ｗであり得る、より少ない電力量を提供する能力があるか否かを問い合わせ得る。
【０１７４】
この時点で新しい問い合わせが送られる（Ｓ８０６）。
【０１７５】
プロセスが反復し、問い合わせられた電流の値が正しいか否かが再び判定される（Ｓ８１６）。説明のため、この例では、一次側が５Ｗの電力を二次側に提供する能力がある。従って、この例では、一次側は「ＹＥＳ」と応答する。「ＹＥＳ」は、「ＮＯ」の応答に関連するパルス長とは異なるパルス長を有する割り込まれた信号を用いて送られ得る。
【０１７６】
この時点で、ワイヤレス電力伝送システムの一次側が、図７に示すようにシステムの二次側にパルスを送ることによって「ＹＥＳ」と答える。システムの二次側は、システムの一次側から「ＹＥＳ」を受け取ると、その出力を問い合わせされたレベルに関連するレベルに調整する。この例では、一次側は、５Ｗの電力を提供する能力があるか否かを問い合わせられられたとき「ＹＥＳ」と答え、そのため、システムの二次側はその出力を５Ｗの電力まで調整する（Ｓ８１０）。
【０１７７】
二次側が、一次側から「ＹＥＳ」を受け取ることなく、所定量の問い合わせを行なった場合、二次側は、その設定を、可能な最も低い値に調整し得る（Ｓ８１８）。例えば、二次側からの所定量の問い合わせが４に設定される場合、システムの一次側から「ＮＯ」を４回受け取った後、システムの二次側は、その出力を可能な最も低い値に調整し得る（Ｓ８１８）。
【０１７８】
本発明は、接続されている外部電源に応じて、電力出力設定を調整するための方法を提供する。ワイヤレス電力伝送システムの第１の側から第２の側に或る長さのパルスを送ることによって、電力利用可能性情報が通信される。
【０１７９】
パルス長は、上述の例では、電力利用可能性に依存する。即ち、利用可能ではなかった公称電力量の２５％ごとに、５０μｓがパルスに追加された。
【０１８０】
利用可能な電力の量に比例する長さのパルスを送ることによって、ワイヤレス電力伝送システムの第１の半分は、電力利用可能性を、第２の半分に通信し得る。ワイヤレス電力伝送システムの第２の半分は、外部電源からの電力利用可能性を判定する。即ち、それが、永遠に続くシステムリブート及びセーフティトリップを防止するように出力を調整することが可能になる。
【０１８１】
パルス持続期間及び、それによる関連する割り込みは、利用可能な電力に比例し得る。幾つかの実施形態において、パルス持続期間、及びそれによる関連する割り込みは、利用可能な電力量に逆比例しうる。また、幾つかの実施形態において、パルスが低電源に関連し得、ポーズが無いのは全電力が利用可能であることに関連し得る。別の実施形態において、パルスが高電源に関連し得、パルスが無いのは、より低い電力が利用可能であることに関連し得る。
【０１８２】
上記の例示の実施形態において、所与の外部電源に関連するパルスが、変圧器１０８に割り込むために出力される。別の非限定的な例示の実施形態において、パルス１２２は、電力１１８の割り込みに用いられない場合もあるが、時間期間の間、電力１１８を減衰するように用いられ得る。この例において、コントローラ１１２のルックアップテーブルは、電力及び遷移信号１２６のための電圧のリストを含み得る。各々異なる電圧レベルが、異なる外部電源に関連し得、また、出力１１４のための異なる電圧及び電流調整に関連し得る。
【０１８３】
本発明のための態様は、入力源の電力性能間の違いを識別し、識別された電力性能をワイヤレス電力伝送システムの二次側に通信するためのシステム及び方法を用いる。ワイヤレス電力伝送システムの二次側は、電力性能を受け取ると、受け取った電源能力についての情報に従って、ペイロードのために利用可能な電流を調整する。
【０１８４】
幾つかの例示の実施形態において、送信器はデジタルピング電圧を送り、デジタルピング電圧は、ワイヤレス電力伝送セッション中の第１の時間の間、受信機を付勢する。デジタルピングは、通常、特定の周波数についての、Ｔｘの連続的振幅を構成する。ピングの持続期間は、二次側制御回路をアウェイクさせるために、二次側に何らかの初期電力を提供するように特定される。利用可能な電源の種類を通信するために、ポーズがデジタルピングに組み込まれる。
【０１８５】
二次側と一次側との間の合意は、割り込みの持続期間と、一次側の電力性能との関係に従って予め決定される。最も低い電力レベルは、一次側での如何なる動作（割り込み）も必要としない場合があり得る。これによって、低電力ワイヤレス電力伝送準拠送信器との後方互換性が可能になる。
【０１８６】
更に、別の非限定的な例示の実施形態において、ワイヤレス電力伝送システムは、エネルギーレシーバ及びエネルギートランスミッタを含む。トランスミッタは、その電力性能において様々であり得、レシーバは、トランスミッタの電力性能を超える可変電力レベルでの動作の潜在性を有する。例えば、異なるインスタンスにおいて、レシーバは、０Ｗ〜３０Ｗの範囲の電力レベルで動作する能力があり、トランスミッタは、５Ｗ、１０Ｗ、１５Ｗ、又は３０Ｗの電力を提供する能力を有するのみであり得る。
【０１８７】
効果的及び継続的なシステム動作を確実にするために、レシーバは、システム始動の間に、予期された電力出力速度に関連するコード化されたチャレンジメッセージをトランスミッタに送り得る。このメッセージに応答して、トランスミッタは、割り込みを実行することによって確認を送るか、又はそのメッセージを無視する。送信側により確認が送られる場合、システムの受信側は、そのエネルギー出力を、チャレンジメッセージに関連するレベルまで下げる。応答を受け取らない場合、レシーバは、前のメッセージよりも低い電力を備える別のチャレンジメッセージを送る。
【０１８８】
チャレンジ−応答シーケンスは、応答が受け取られるか、又は、最も低い電力レベルに到達するかのいずれかまで継続する。最も低い電力レベルは、肯定応答される必要がなく、デフォルトによりそのようなレベルとして推測される。
【０１８９】
更に別の非限定的な例示の実施形態において、電力１１８を割り込み又は減衰するために、パルス１２２に２つ以上のパルスが送られ得る。電力１１８の各異なる割り込み又は減衰は、電源の異なる態様をワイヤレス電力伝送システムの二次側に通信し得る。例えば、第１のパルス又は減衰は、外部電源の電力出力を通信し得る。第２のパルス又は減衰は、外部電源によって電力が搬送される際の電圧を通信し得る。第３のパルス又は減衰は、外部電源によって電力が搬送される際の電流を通信するために用いられ得る。
【０１９０】
更に、非限定的な例において、パルス１２２はパルス位置変調を受け得る。この例では、一意のパターンを生成するために、変化する時間においてパルスが送出される。コントローラ１１２が受け取る各パターンが、外部電源の態様に関連し得る。受け取った各パターンが、出力１１４のための命令のセットに関連し得る。
【０１９１】
本発明が関連する分野の当業者であれば、本発明の請求の範囲内で、説明された実施形態に変更が行なわれ得ること、及び、他の多くの実施形態が可能であることを理解するであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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