БЕСПРОВОДНАЯ ИНДУКТИВНАЯ ПЕРЕДАЧА ЭНЕРГИИ
WIRELESS INDUCTIVE POWER TRANSMISSION

Область техники изобретения
Изобретение относится к индуктивной передачи энергии и, в частности, но не всецело, к системе индуктивной передачи энергии, совместимой с несколькими сообщениями из системы передачи энергии Qi.
Уровень техники изобретения
Количество и многообразие переносных и мобильных устройств в использовании сильно возросло в прошлом десятилетии. Например, использование мобильных телефонов, планшетов, мультимедийных проигрывателей и так далее стало повсеместным. Такие устройства, в общем, питаются от внутренних батарей и типичный сценарий использования часто требует подзарядки батарей или прямой проводной подачи энергии устройства от внешнего источника энергии.
Большинство современных систем требуют, чтобы электропроводка и/или явные электрические контакты питались от внешнего источника энергии. Однако, это имеет тенденцию быть непрактичным и требует, чтобы пользователь физически вставлял соединители или иначе устанавливал физический электрический контакт. Это также имеет тенденцию быть неудобным для пользователя посредством введения длины провода. Типично, требования к энергии также значительно различаются, и в настоящий момент большинство устройств обеспечиваются их собственным выделенным источником энергии, давая в результате то, что типичный пользователь имеет большое количество различных источников энергии, причем каждый из них предназначен для конкретного устройства. Несмотря на то, что использование внутренних батарей позволяет избегать необходимости в проводном соединении с источником энергии во время использования, это обеспечивает только частичное решение, поскольку батареи будут нуждаться в подзарядке (или замене, что является дорогостоящим). Использование батарей также может существенно увеличить вес и, возможно, стоимость и размер устройств.
Для того, чтобы обеспечивать значительно улучшенный опыт пользователя, было предложено использовать беспроводной источник энергии, в котором энергия индуктивно переносится от катушки передатчика в устройстве передатчика энергии к катушке приемника в индивидуальных устройствах.
Передача энергии посредством магнитной индукции является хорошо известной концепцией, главным образом применяемой в преобразователях, имеющих сильную связь между первичной катушкой передатчика и вторичной катушкой приемника. Посредством разделения первичной катушки передатчика и вторичной катушки приемника между двумя устройствами, беспроводная передача энергии между ними становится возможной на основе принципа слабосвязанного преобразователя.
Такая компоновка позволяет беспроводную передачу энергии на устройство, не требуя никаких проводов или физических электрических соединений. Действительно, она просто может позволять устройству размещаться вблизи или на верхней части катушки передатчика для того, чтобы подзаряжаться или питаться внешним образом. Например, устройства передатчика энергии могут быть скомпонованы с горизонтальной поверхностью, на которой просто может быть размещено устройство для того, чтобы питаться.
Пример системы беспроводной передачи энергии обеспечен в US2013/0234661A1, которая раскрывает систему, в которой устройство беспроводной передачи энергии обеспечивает энергию устройствам беспроводного приема энергии на основе связи с ними. Связь основана на индивидуальном назначении идентификационных данных каждому из устройств беспроводного приема энергии.
Кроме того, такие компоновки беспроводной передачи энергии преимущественно могут быть разработаны так, что устройство передатчика энергии может быть использовано с рядом устройств приемника энергии. В частности, стандарт беспроводной передачи энергии, известный как спецификация Qi, был задан и дополнительно разрабатывается в настоящий момент. Этот стандарт позволяет устройствам передатчика энергии, которые удовлетворяют спецификации Qi, использоваться с устройствами приемника энергии, которые также удовлетворяют спецификации Qi, при этом они не должны быть от одного и того же производителя или быть выделены друг для друга. Спецификация Qi дополнительно включает в себя некоторые функциональные возможности, позволяющие адаптировать работу к специфическим устройствам приемника энергии (например, в зависимости от специфического потребления энергии).
Стандарт Qi разработан консорциумом по беспроводной энергии и больше информации может быть найдено, например, на их веб-сайте: http://www.wirelesspowerconsortium.com/index.html.
Стандарт беспроводной передачи энергии Qi описывает, что передатчик энергии должен быть способен обеспечивать гарантированную энергию приемнику энергии. Специфический необходимый уровень энергии зависит от разработки приемника энергии. Для того, чтобы точно определить гарантированную энергию, задаются набор из тестовых приемников энергии и условия нагрузки, которые описывают гарантированный уровень энергии для каждого из условий.
Qi первоначально задал беспроводную передачу энергии для устройств малого энергопотребления, рассматриваемых как устройства, имеющие потребление энергии менее, чем 5 Вт. Системы, которые попадают в объем этого стандарта используют индуктивную связь между двумя плоскими катушками для передачи энергии от передатчика энергии приемнику энергии. Расстояние между двумя катушками типично равно 5 мм. Возможно расширить этот диапазон до по меньшей мере 40 мм.
Стандарт Qi задает многообразие технических требований, параметров и рабочих процедур, которые должны удовлетворить совместимые устройства.
Связь
Стандарт Qi поддерживает связь от приемника энергии к передатчику энергии, посредством этого обеспечивает возможность приемнику энергии обеспечивать информацию, которая может позволить передатчику энергии адаптироваться к специфическому приемнику энергии. В текущем стандарте была задана однонаправленная линия связи от приемника энергии к передатчику энергии и подход основан на принципе приемника энергии, являющегося управляющим элементом. Для подготовки и управления передачей энергии между передатчиком энергии и приемником энергии, приемник энергии, в частности, сообщает информацию передатчику энергии.
Однонаправленная связь достигается приемником энергии, выполняющим нагрузочную модуляцию, при этом нагрузка, применяемая ко вторичной катушке приемника посредством приемника энергии, изменяется для обеспечения модуляции сигнала энергии. Получающиеся изменения в электрических характеристиках (например, колебания в потреблении тока) могут быть обнаружены и декодированы (демодулированы) передатчиком энергии.
Таким образом, на физическом уровне канал связи от приемника энергии к передатчику энергии использует сигнал энергии в качестве несущей данных. Приемник энергии модулирует нагрузку, которая обнаруживается изменением в амплитуде и/или фазе тока или напряжения катушки передатчика. Данные форматируются в байтах и пакетах.
Больше информации может быть найдено в главе 6 из части 1 спецификации беспроводной передачи энергии Qi (версия 1.0).
Управление системой
Для того, чтобы управлять системой беспроводной передачи энергии стандарт Qi точно определяет количество фаз или режимов, в которых система может быть в различное время работы. Больше подробностей может быть найдено в главе 5 из части 1 спецификации беспроводной передачи энергии Qi (версия 1.0).
Система может быть в следующих фазах:
Фаза выбора
Эта фаза является типичной фазой, когда система не используется, то есть, не имеется связи между передатчиком энергии и приемником энергии (то есть, приемник энергии не размещен рядом с передатчиком энергии).
В фазе выбора передатчик энергии может быть в режиме ожидания, но осуществит распознавание на предмет обнаружения возможного наличия объекта. Аналогичным образом, приемник будет ждать наличия сигнала энергии.
Фаза проверки:
Если передатчик обнаруживает возможное присутствие объекта, например, вследствие изменения емкостного сопротивления, система переходит к фазе проверки, в которой передатчик энергии (по меньшей мере периодически) обеспечивает сигнал энергии. Этот сигнал энергии обнаруживается приемником энергии, который переходит к отправке исходного пакета передатчику энергии. В частности, если приемник энергии представлен на интерфейсе передатчика энергии, приемник энергии сообщает исходный пакет интенсивности сигнала передатчику энергии. Пакет интенсивности сигнала обеспечивает указание степени соединения между катушкой передатчика энергии и катушкой приемника энергии. Пакет интенсивности сигнала обнаруживается передатчиком энергии.
Фаза идентификации и конфигурации:
Передатчик энергии и приемник энергии затем переходят к фазе идентификации и конфигурации, при этом приемник энергии сообщает по меньшей мере идентификатор и требуемую энергию. Информация сообщается в нескольких пакетах данных посредством нагрузочной модуляции. Передатчик энергии сохраняет постоянный сигнал энергии во время фазы идентификации и конфигурации для того, чтобы позволять обнаружение нагрузочной модуляции. В частности, передатчик энергии обеспечивает сигнал энергии с постоянной амплитудой, частотой и фазой для этой цели (за исключением изменения, вызванного нагрузочной модуляцией).
При подготовке фактической передачи энергии приемник энергии может применять принятый сигнал для включения питания своей электроники, но он сохраняет свою выходную нагрузку разъединенной. Приемник энергии сообщает пакеты передатчику энергии. Эти пакеты включают в себя обязательные сообщения, такие как пакет идентификации и конфигурации, или могут включать в себя некоторые заданные необязательные сообщения, такие как пакет расширенной идентификации или пакет удержания энергии.
Передатчик энергии переходит к конфигурированию сигнала энергии в соответствии с информацией, принятой от приемника энергии.
Фаза передачи энергии:
Система затем переходит к фазе передачи энергии, в которой передатчик энергии обеспечивает требуемый сигнал энергии, и приемник энергии соединяет выходную нагрузку, чтобы снабжать ее принимаемой энергией.
Во время этой фазы приемник энергии контролирует условия выходной нагрузки и, в частности, он измеряет ошибку управления между фактическим значением и желаемым значением некоторой рабочей точки. Он сообщает эти ошибки управления в сообщениях ошибок управления передатчику энергии с минимальной скоростью, например, каждые 250 мс. Это обеспечивает указание непрерывного наличия приемника энергии передатчику энергии. В дополнение, сообщения ошибки управления используются для реализации управления энергией с замкнутым контуром, где передатчик энергии адаптирует сигнал энергии для минимизации переданной ошибки. В частности, если фактическое значение рабочей точки равно желаемому значению, приемник энергии сообщает ошибку управления со значением ноль, что не приводит к изменению сигнала энергии. В случае, когда приемник энергии сообщает ошибку управления, отличную от нуля, передатчик энергии соответственно подстроит сигнал энергии.
Хотя текущая спецификация Qi обеспечивает эффективную передачу энергии и привлекательный опыт пользователя во многих сценариях и применениях, было бы желательным дополнительно увеличить опыт пользователя и улучшить производительность и работу. Поэтому, ведется работа по дальнейшему развитию спецификации Qi. Такая работа включает в себя представление новых функций, таких как например, одновременное увеличение возможных уровней энергии, одновременная поддержка нескольких приемников энергии одним передатчиком энергии и так далее.
В рамках дальнейшего развития спецификации Qi улучшается связь, поддерживаемая спецификацией. В частности, вводится связь от передатчика энергии к приемнику энергии. Цель состоит в том, чтобы ввести линию связи с низкой скоростью передачи данных от передатчика энергии к приемнику энергии. Низкая пропускная способность линии связи позволяет облегченную реализацию и введение новых функциональных возможностей связи с меньшим влиянием на существующие функциональные возможности связи. Таким образом, достигается улучшенная совместимость с существующими подходами и оборудованием. Соответственно, связь от передатчика энергии к приемнику энергии, вероятно, существенно ограничена по сравнению со связью от приемника энергии к передатчику энергии.
Двунаправленная связь затем позволила ввести дополнительную, необязательную фазу для настройки рабочих параметров для передачи энергии. Эта фаза известна как фаза согласования и позволяет приемнику энергии и передатчику энергии согласовывать дополнительные параметры на основе протокола согласования, который полагается на связь и от приемника энергии к передатчику энергии, и от передатчика энергии к приемнику энергии. В частности, фаза согласования позволяет настройку параметров, в отношении которых приемник энергии не знает, поддерживает ли их передатчик энергии или нет (например, они могут быть представлены в более поздних изменениях спецификации). Двунаправленная связь обеспечивает возможность передатчику энергии указывать, принимает ли он или отклоняет предложенные приемником энергии настройки параметров. В качестве примера, приемник энергии может захотеть установить более высокий уровень энергии, чем минимальный, то есть гарантированный всеми передатчиками энергии. Специфический передатчик энергии может обеспечивать ответ, указывающий, поддерживает ли он запрашиваемый уровень энергии или нет. Поэтому, настройка параметров является частью согласования между передатчиком энергии и приемником энергии и она не просто диктуется приемником энергии.
В общем, желательно продолжить разработку спецификации Qi для обеспечения расширенных функциональных возможностей, гибкости и производительности. Однако, такая разработка стандарта должна быть сделана очень тщательно и должна, например, стремиться к оптимизации обратной совместимости и быть совместимой с другими разработками, такими как, например, асинхронная двунаправленная связь.
Традиционно, системы передачи энергии, такие как системы Qi, основаны на взаимном отношении между передатчиками энергии и приемниками энергии с одним передатчиком энергии, обеспечивающим энергию одному приемнику энергии одновременно. Однако, было бы желательно позволить одному передатчику энергии быть способным одновременно передавать энергию множеству приемников энергии. Однако критическая проблема для таких сценариев заключается в том, как обеспечить возможность подходящей связи между одним передатчиком энергии и несколькими приемниками энергии без того, что приведет к конфликтам и интерференции. Например, если два приемника энергии индивидуально используют нагрузочную модуляцию для передачи сообщений данных передатчику энергии, одновременная передача сообщений данных от более, чем одного приемника энергии приведет к столкновениям и интерференции, которая типично приводит к потере обоих сообщений данных.
В частности, в сценарии, где множество приемников энергии размещены на передатчике энергии, при этом приемники энергии питаются от беспроводного индуктивного сигнала энергии, генерируемого передатчиком энергии, связь от приемников энергии к передатчику энергии через связанные катушки и с использованием, например, нагрузочной модуляции, может привести к коллизиям связи между приемниками энергии и передатчиком энергии.
Эта проблема, очевидно, возникает, если передатчик энергии имеет относительно большую катушку передатчика, на которой могут быть размещены несколько приемников энергии, в результате чего эти приемники совместно используют одну и ту же катушку передатчика энергии для приема энергии и для связи с передатчиком энергии. Однако, это также произойдет, например, в сценариях, где передатчик энергии имеет несколько (более маленьких) катушек передатчика, приводимых в действие параллельно, так что каждый приемник энергии может быть связан более непосредственно с одной или более катушками передатчика.
Кроме того, приемники энергии типично не могут адаптировать свои передачи к поведению каких-либо других приемников энергии, поскольку они часто не могут быть обнаружены индивидуальным приемником энергии. Например, катушки приемника могут быть слабо связаны с катушкой (катушками) передатчика. В таких сценариях связь между катушками различных приемников энергии типично будет очень слабой. Поэтому, нагрузочная модуляция сигнала энергии посредством одного приемника энергии типично не может быть обнаружена другим приемником энергии.
Следовательно, улучшенная беспроводная передача энергии была бы преимущественной, и в частности, подход, позволяющий увеличенную гибкость, повышенную эффективность, облегченную реализацию, повышенную совместимость с предыдущей версией, сокращенную сложность, улучшенное управление связью, улучшенную поддержку множества приемников энергии и/или улучшенную производительность, был бы преимущественным.
Сущность изобретения
Соответственно, изобретение предпочтительно стремится уменьшить, облегчить или устранить один или более из упомянутых выше по тексту недостатков отдельно или в какой-либо комбинации.
Согласно аспекту изобретения обеспечивается передатчик энергии для системы беспроводной передачи энергии, причем передатчик энергии содержит: по меньшей мере один индуктор передачи, выполненный с возможностью генерирования беспроводного индуктивного сигнала энергии для обеспечения энергии множеству приемников энергии, питаемых передатчиком энергии; приемник для приема сообщений данных по каналу нагрузочной модуляции для нагрузочной модуляции беспроводного индуктивного сигнала энергии упомянутым множеством приемников энергии, причем канал нагрузочной модуляции разделяется на кадры временных слотов с каждым кадром временных слотов, содержащим набор из временных слотов; процессор временных слотов, выполненный с возможностью распределения временных слотов из набора временных слотов упомянутому множеству приемников энергии, причем распределитель временных слотов выполнен с возможностью распределения каждого временного слота из первого набора временных слотов в качестве выделенных временных слотов для приемников энергии из упомянутого множества приемников энергии и временных слотов из второго набора временных слотов в качестве общих временных слотов, доступных для нагрузочной модуляции каким-либо приемником энергии из упомянутого множества приемников энергии; контроллер идентификационных данных для связывания временных идентификационных данных с каждым из упомянутого множества приемников энергии, причем временные идентификационные данные являются отличными для каждого приемника энергии из упомянутого множества приемников энергии; и процессор сообщений, выполненный с возможностью определения приемника энергии источника для сообщений из упомянутого множества приемников энергии в ответ на информацию временных идентификационных данных в сообщениях; при этом контроллер идентификационных данных выполнен с возможностью назначения первых временных идентификационных данных первому приемнику энергии из упомянутого множества приемников энергии, причем упомянутому первому приемнику энергии распределяется первый выделенный временной слот; и процессор сообщений выполнен с возможностью определения приемника энергии источника для первого сообщения, принятого в общем временном слоте, в качестве упомянутого первого приемника энергии в ответ на информацию временных идентификационных данных в упомянутом первом сообщении, указывающем на упомянутые первые временные идентификационные данные.
Изобретение может обеспечивать улучшенную производительность и/или работу системы беспроводной передачи энергии. В частности, может быть обеспечена улучшенная поддержка для множества приемников энергии.
Подход может улучшать связь между приемниками энергии и передатчиком энергии, и в частности, во многих сценариях может сокращать риск ошибок связи, в частности, таких как потеря сообщений данных, передаваемых от приемников энергии посредством нагрузочной модуляции. Подход может специфически сокращать риск конфликтов или столкновений между несколькими приемниками энергии, осуществляющими нагрузочную модуляцию беспроводного индуктивного сигнала энергии. Может быть достигнуто гибкое, но надежное совместное использование канала связи, сформированного нагрузочной модуляцией беспроводного индуктивного сигнала энергии.
Подход может позволить дифференцированную связь, где различные характеристики связи могут быть обеспечены для различных типов сообщений. Он дополнительно позволяет передатчику энергии определять источник принятых сообщений с использованием, например, дифференцированных подходов, которые согласовываются с дифференцированной связью. Например, источник сообщений в выделенных временных слотах может быть определен на основе того, какому приемнику энергии распределяется выделенный временной слот. Однако, источник сообщений в общих временных слотах может быть определен на основе информации временных идентификационных данных, включенной в одно или более из сообщений. Во многих вариантах осуществления информация временных идентификационных данных или данные могут быть очень короткие, например, типично одним, двумя, тремя или четырьмя битами. Таким образом, подход может позволить сокращение в потерях, представленных поддержкой множества приемников энергии, посредством сокращения объема данных, требуемых для идентификации источника принятых сообщений.
Беспроводной индуктивный сигнал энергии обеспечивает канал связи нагрузки, который является доступным для нагрузочной модуляции всеми поддерживаемыми приемниками энергии, то есть, канал нагрузочной модуляции совместно используется множеством приемников энергии. Распределение временных слотов множеству приемников может быть осуществлено посредством приемников энергии, запрашивающих временной слот, и посредством передатчика энергии, принимающего или отклоняющего запрос.
Выделенный временной слот может быть временным слотом, который резервируется для одного приемника энергии, то есть, только этот приемник энергии может осуществлять нагрузочную модуляцию беспроводного индуктивного сигнала энергии в этом временном слоте. Распределение выделенного временного слота может быть осуществлено на полупостоянной основе, например, в течение всей продолжительности сеанса передачи энергии для этого приемника энергии. Общий временной слот может быть слотом, в котором любой из приемников энергии может осуществлять нагрузочную модуляцию беспроводного индуктивного сигнала энергии, то есть, он может быть временным слотом, не назначенным явно одному приемнику энергии.
Связывание временных идентификационных данных и приемника энергии, например, может быть осуществлено контроллером идентификационных данных, хранящим запись в памяти, содержащую пару из временных идентификационных данных и приемника энергии. Типично, передатчик энергии может поддерживать только небольшое число возможных временных идентификационных данных, например, восемь временных идентификационных данных, соответствующих трех-битовым временным идентификационным данным. Временные идентификационные данные могут быть повторно использованы для других приемников энергии, при освобождении текущим приемником энергии. Временные идентификационные данные могут, в частности, обеспечивать уникальную идентификацию/дифференциацию между приемником энергии, поддерживаемым в настоящий момент передатчиком энергии, но не могут обеспечивать уникальную идентификацию/дифференциацию между приемниками энергии, как таковыми (и, в частности, не обеспечивают уникальную идентификацию между всеми возможными приемниками энергии).
Связывание временных идентификационных данных с приемником энергии может типично рассматриваться, как эквивалентное назначению временных идентификационных данных приемнику энергии.
В соответствии с опциональным признаком изобретения, первые временные идентификационные данные содержат указание первого выделенного временного слота.
Это может обеспечить в частности эффективную работу и может позволить назначение низкой сложности временных идентификационных данных для приемников энергии. Это может обеспечивать легкость в определении временных идентификационных данных для приемника энергии, и может во многих вариантах осуществления позволять передатчику энергии и приемнику энергии независимо определять временные идентификационные данные, посредством этого избегая необходимости в связи с временными идентификационными данными между передатчиком энергии и приемником энергии.
В соответствии с опциональным признаком изобретения процессор временных слотов выполнен с возможностью назначения набора общих временных слотов первому приемнику энергии в ответ на прием первого сообщения; и процессор сообщений выполнен с возможностью определения упомянутого первого приемника энергии в качестве приемника энергии источника для сообщений нагрузочной модуляции, принятых в наборе общих временных слотов.
Это может во многих вариантах осуществления сократить потери, так как идентификация не должна быть включена во все сообщения от приемника энергии, передаваемые в общих временных слотах.
В соответствии с опциональным признаком изобретения процессор сообщений выполнен с возможностью определения упомянутого первого приемника энергии в качестве приемника энергии источника для по меньшей мере одного сообщения нагрузочной модуляции, принятого в наборе общих временных слотов и не содержащего информацию временных идентификационных данных, указывающую на упомянутые первые временные идентификационные данные.
Это может позволить эффективную работу с сокращенными потерями во многих вариантах осуществления.
В соответствии с опциональным признаком изобретения по меньшей мере одно из сообщений, принятых в наборе общих временных слотов, включает в себя информацию временных идентификационных данных, указывающую на упомянутые первые временные идентификационные данные.
Это может во многих вариантах осуществления увеличить надежность работы.
В соответствии с опциональным признаком изобретения упомянутое первое сообщение является сообщением-запросом, запрашивающим передатчик энергии войти в режим настройки параметров для настройки рабочего параметра для передачи энергии приемнику энергии источника; и передатчик энергии дополнительно содержит: процессор (201) настройки, выполненный с возможностью адаптации режима настройки параметров для настройки параметров для приемника энергии источника.
Подход может обеспечивать конкретно преимущественную работу для операций, предназначенных для изменения настроек рабочих параметров для приемника энергии. Приемник энергии может, в частности, запрашивать запуск процесса для изменения текущих параметров. Запрос может быть передан в общем временном слоте, посредством этого обеспечивая гибкость и избегание конфликта с данными, передаваемыми в выделенных временных слотах. Однако, подход дополнительно позволяет режиму настройки параметров применяться к индивидуальным приемникам энергии, позволяя другим приемникам энергии продолжать текущую работу (например, передачу энергии) без прерываний или модификаций, являющихся необходимыми.
Режим настройки параметров, в частности, может соответствовать фазе конфигурации или согласования.
В соответствии с опциональным признаком изобретения набор из типов сообщений является специфическим для режима настройки параметров; и процессор сообщений выполнен с возможностью ассоциирования принятых сообщений типа, принадлежащего к набору из типов сообщений, с приемником энергии источника, когда режим настройки параметров является активным.
Это может во многих вариантах осуществления сократить потери, так как идентификация не должна быть включена во все сообщения от приемника энергии, передаваемые в общих временных слотах.
В соответствии с опциональным признаком изобретения передатчик энергии выполнен с возможностью отклонения запроса на вход в режим настройки параметров для второго приемника энергии, если передатчик энергии работает в режиме настройки параметров для упомянутого первого приемника энергии.
Это может увеличивать надежность и устойчивость работы во многих сценариях.
В соответствии с опциональным признаком изобретения контроллер идентификационных данных выполнен с возможностью завершения линии связи между первыми временными идентификационными данными и первым приемником энергии в ответ на по меньшей мере одно из: обнаружения отсутствия сообщений, принимаемых от упомянутого первого приемника энергии в наборе временных слотов, удовлетворяющих критерию; сообщения завершения передачи энергии, принимаемого от упомянутого первого приемника энергии; завершения сеанса передачи энергии упомянутому первому приемнику энергии; и освобождения выделенного временного слота для упомянутого первого приемника энергии.
Это может обеспечивать улучшенную работу во многих вариантах осуществления.
Согласно аспекту изобретения обеспечивается приемник энергии для системы беспроводной передачи энергии, включающий в себя передатчик энергии, выполненный с возможностью обеспечения передачи энергии множеству приемников энергии посредством беспроводного индуктивного сигнала энергии, сгенерированного по меньшей мере одним индуктором передачи передатчика энергии; причем приемник энергии содержит: по меньшей мере один индуктор приема, выполненный с возможностью извлечения энергии из беспроводного индуктивного сигнала энергии; передатчик для передачи сообщений данных передатчику энергии посредством нагрузочной модуляции беспроводного индуктивного сигнала энергии; контроллер временных слотов, выполненный с возможностью управления передатчиком для передачи сообщений данных, или в выделенных временных слотах, назначенных приемнику энергии, или в общих временных слотах, доступных для нагрузочной модуляции любым приемником энергии из упомянутого множества приемников энергии; генератор сообщений, выполненный с возможностью включения информации временных идентификационных данных, указывающей на первые временные идентификационные данные, назначенные приемнику энергии, по меньшей мере в одно сообщение данных, переданное в общем временном слоте.
Согласно аспекту изобретения обеспечивается система беспроводной передачи энергии, содержащая передатчик энергии, выполненный с возможностью обеспечения передачи энергии множеству приемников энергии посредством беспроводного индуктивного сигнала энергии, при этом передатчик энергии содержит: по меньшей мере один индуктор передачи, выполненный с  возможностью генерирования беспроводного индуктивного сигнала энергии, приемник для приема сообщений данных по каналу нагрузочной модуляции для нагрузочной модуляции беспроводного индуктивного сигнала энергии упомянутым множеством приемников энергии, причем канал нагрузочной модуляции разделяется на кадры временных слотов с каждым кадром временных слотов, содержащим набор временных слотов, процессор временных слотов, выполненный с возможностью распределения временных слотов из набора временных слотов упомянутому множеству приемников энергии, причем распределитель временных слотов выполнен с возможностью распределения каждого временного слота из первого набора временных слотов в качестве выделенных временных слотов для приемников энергии из упомянутого множества приемников энергии и временных слотов из второго набора временных слотов в качестве общих временных слотов, доступных для нагрузочной модуляции каким-либо приемником энергии из упомянутого множества приемников энергии, контроллер идентификационных данных для связывания временных идентификационных данных с каждым из упомянутого множества приемников энергии, причем временные идентификационные данные являются отличными для каждого приемника энергии из упомянутого множества приемников энергии, и процессор сообщений, выполненный с возможностью определения приемника энергии источника для сообщений из упомянутого множества приемников энергии в ответ на информацию временных идентификационных данных в сообщениях, и контроллер идентификационных данных выполнен с возможностью назначения первых временных идентификационных данных первому приемнику энергии из упомянутого множества приемников энергии, причем упомянутому первому приемнику энергии распределяется первый выделенный временной слот, и процессор сообщений выполнен с возможностью определения приемника энергии источника для первого сообщения, принятого в общем временном слоте, в качестве упомянутого первого приемника энергии в ответ на информацию временных идентификационных данных в упомянутом первом сообщении, указывающем на упомянутые первые временные идентификационные данные; и по меньшей мере один приемник энергии из упомянутого множества приемников энергии содержит: по меньшей мере один индуктор приема, выполненный с возможностью извлечения энергии из беспроводного индуктивного сигнала энергии, передатчик для передачи сообщений данных передатчику энергии посредством нагрузочной модуляции беспроводного индуктивного сигнала энергии, контроллер временных слотов, выполненный с возможностью управления передатчиком для передачи сообщений данных, или в выделенных временных слотах, назначенных приемнику энергии, или в общих временных слотах, доступных для нагрузочной модуляции каким-либо приемником энергии из упомянутого множества приемников энергии, и генератор сообщений, выполненный с возможностью включения информации временных идентификационных данных, указывающей на первые временные идентификационные данные, назначенные приемнику энергии, по меньшей мере в одно сообщение данных, переданное в общем временном слоте.
Согласно аспекту изобретения обеспечивается способ работы для передатчика энергии системы беспроводной передачи энергии, причем способ содержит: генерирование беспроводного индуктивного сигнала энергии для обеспечения энергии множеству приемников энергии, питаемых передатчиком энергии; прием сообщений данных по каналу нагрузочной модуляции для нагрузочной модуляции беспроводного индуктивного сигнала энергии упомянутым множеством приемников энергии, причем канал нагрузочной модуляции разделяется на кадры временных слотов с каждым кадром временных слотов, содержащим набор из временных слотов; распределение временных слотов из набора временных слотов упомянутому множеству приемников энергии, причем распределитель временных слотов выполнен с возможностью распределения каждого временного слота из первого набора временных слотов в качестве выделенных временных слотов для приемников энергии из упомянутого множества приемников энергии и временных слотов из второго набора временных слотов в качестве общих временных слотов, доступных для нагрузочной модуляции каким-либо приемником энергии из упомянутого множества приемников энергии; связывание временных идентификационных данных с каждым из упомянутого множества приемников энергии, причем временные идентификационные данные являются отличными для каждого приемника энергии из упомянутого множества приемников энергии; и определение приемника энергии источника для сообщений из упомянутого множества приемников энергии в ответ на информацию временных идентификационных данных в сообщениях; при этом связывание содержит связывание первых временных идентификационных данных с первым приемником энергии из упомянутого множества приемников энергии, причем упомянутому первому приемнику энергии распределяется первый выделенный временной слот; и определение приемника энергии источника содержит определение приемника энергии источника для первого сообщения, принятого в общем временном слоте, в качестве упомянутого первого приемника энергии в ответ на информацию временных идентификационных данных в упомянутом первом сообщении, указывающем на упомянутые первые временные идентификационные данные.
Согласно аспекту изобретения обеспечивается способ работы для приемника энергии системы беспроводной передачи энергии, дополнительно включающий в себя передатчик энергии, выполненный с возможностью обеспечения передачи энергии множеству приемников энергии посредством беспроводного индуктивного сигнала энергии, сгенерированного по меньшей мере одним индуктором передачи передатчика энергии; причем способ содержит: извлечение энергии из беспроводного индуктивного сигнала энергии; передачу сообщений данных передатчику энергии посредством нагрузочной модуляции беспроводного индуктивного сигнала энергии; управление передатчиком для передачи сообщений данных, или в выделенных временных слотах, назначенных приемнику энергии, или в общих временных слотах, доступных для нагрузочной модуляции каким-либо приемником энергии из упомянутого множества приемников энергии; и включение информации временных идентификационных данных, указывающей на первые временные идентификационные данные, назначенные приемнику энергии, по меньшей мере в одно сообщение данных, переданное в общем временном слоте.
Согласно аспекту изобретения обеспечивается способ работы для системы беспроводной передачи энергии, содержащей передатчик энергии, выполненный с возможностью обеспечения передачи энергии множеству приемников энергии посредством беспроводного индуктивного сигнала энергии, причем способ содержит: передатчик энергии, выполняющий этапы, на которых: генерируют беспроводной индуктивный сигнал энергии для обеспечения энергии множеству приемников энергии, питаемых передатчиком энергии; принимают сообщения данных по каналу нагрузочной модуляции для нагрузочной модуляции беспроводного индуктивного сигнала энергии упомянутым множеством приемников энергии, причем канал нагрузочной модуляции разделяется на кадры временных слотов с каждым кадром временных слотов, содержащим набор из временных слотов; распределяют временные слоты из набора временных слотов упомянутому множеству приемников энергии, причем распределитель временных слотов выполнен с возможностью распределения каждого временного слота из первого набора временных слотов в качестве выделенных временных слотов для приемников энергии из упомянутого множества приемников энергии и временных слотов из второго набора временных слотов в качестве общих временных слотов, доступных для нагрузочной модуляции каким-либо приемником энергии из упомянутого множества приемников энергии; связывают временные идентификационные данные с каждым из упомянутого множества приемников энергии, причем временные идентификационные данные являются отличными для каждого приемника энергии из упомянутого множества приемников энергии; и определяют приемник энергии источника для сообщений из упомянутого множества приемников энергии в ответ на информацию временных идентификационных данных в сообщениях; при этом связывание содержит связывание первых временных идентификационных данных с первым приемником энергии из упомянутого множества приемников энергии, причем упомянутому первому приемнику энергии распределяется первый выделенный временной слот; и определение приемника энергии источника содержит определение приемника энергии источника для первого сообщения, принятого в общем временном слоте, в качестве упомянутого первого приемника энергии в ответ на информацию временных идентификационных данных в упомянутом первом сообщении, указывающем на упомянутые первые временные идентификационные данные; и по меньшей мере упомянутый первый приемник энергии, выполняющий этапы, на которых: извлекают энергию из беспроводного индуктивного сигнала энергии; передают сообщения данных передатчику энергии посредством нагрузочной модуляции беспроводного индуктивного сигнала энергии; управляют передатчиком для передачи сообщений данных, или в выделенных временных слотах, назначенных приемнику энергии, или в общих временных слотах, доступных для нагрузочной модуляции каким-либо приемником энергии из упомянутого множества приемников энергии; и включают информацию временных идентификационных данных, указывающую на первые временные идентификационные данные, назначенные приемнику энергии, по меньшей мере в одно сообщение данных, переданное в общем временном слоте.
Эти и другие аспекты, признаки и преимущества изобретения станут очевидны и будут разъяснены со ссылкой на вариант(ы) осуществления, описанный в дальнейшем в этом документе.
Эти и другие аспекты, признаки и преимущества изобретения станут очевидны и будут разъяснены со ссылкой на вариант(ы) осуществления, описанный в дальнейшем в этом документе.
Краткое описание чертежей
Варианты осуществления изобретения будут описаны только с целью примера со ссылкой на чертежи, на которых
ФИГ. 1 иллюстрирует пример элементов системы передачи энергии в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения;
ФИГ. 2 иллюстрирует пример элементов передатчика энергии в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения;
ФИГ. 3 иллюстрирует пример элементов полумостового инвертора для передатчика энергии в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения;
ФИГ. 4 иллюстрирует пример элементов полного мостового инвертора для передатчика энергии в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения; и
ФИГ. 5 иллюстрирует пример элементов приемника энергии в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения.
Подробное описание некоторых вариантов осуществления изобретения
Следующее описание сосредоточено на вариантах осуществления изобретения, применимых для системы беспроводной передачи энергии, использующей подход передачи энергии, например, известный из спецификации Qi. Однако, следует понимать, что изобретение не ограничивается этим применением, а может быть применено ко многим другим системам беспроводной передачи энергии.
ФИГ. 1 иллюстрирует пример системы передачи энергии в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения. Система передачи энергии содержит передатчик 101 энергии, который включает в себя (или соединен с) катушку передатчика/индуктор 103. Система дополнительно содержит первый приемник 105 энергии, который включает в себя (или соединен с) катушку приемника/индуктор 107. Система передачи энергии также содержит второй приемник 109 энергии, который включает в себя (или соединен с) вторую катушку приемника/индуктор 111.
Система обеспечивает беспроводную индуктивную передачу энергии из передатчика 101 энергии в первый и второй приемники 105 энергии. В частности, передатчик 101 энергии генерирует беспроводной индуктивный сигнал энергии (также для краткости упоминаемый как сигнал энергии или индуктивный сигнал энергии), который распространяется как магнитный поток посредством катушки 103 передатчика. Сигнал энергии может типично иметь частоту приблизительно между 100 кГц и 200 кГц. Катушка 103 передатчика и катушки 107, 111 приемника слабосвязаны и таким образом катушки 107, 111 приемника принимают (по меньшей мере часть из) сигнал энергии из передатчика 101 энергии. Таким образом, энергия переносится из передатчика 101 энергии в приемники 105, 109 энергии посредством беспроводной индуктивной связи из катушки 103 передатчика в катушки 107, 111 приемника. Термин сигнал энергии в основном используется для отсылки к индуктивному сигналу/магнитному полю между катушкой 103 передатчика и катушками 107, 111 приемника (сигналу магнитного потока), но будет понятно, что посредством эквивалентности он также может учитываться и использоваться в качестве ссылки к электрическому сигналу, обеспеченному катушке 103 передатчика или принятому катушкой 107, 111 приемника.
В системе с ФИГ. 1 передатчик 101 энергии одновременно поддерживает несколько приемников энергии (из которых два 105, 109 показаны). Магнитное поле генерируется катушкой 103 передатчика, и первая и вторая катушки 107, 111 приемника находятся в пределах этого магнитного поля. Таким образом, колебания в магнитном потоке, представленные катушкой 103 передатчика, дают в результате ток, вызываемый и в первой, и во второй катушке 107, 111 приемника. В частности, в системе с ФИГ. 1 и первая, и вторая катушка 107, 111 приемника слабосвязаны с катушкой 103 передатчика.
В нижеследующем работа передатчика 101 энергии и приемников 105, 109 энергии будет описана со специфической ссылкой на вариант осуществления в соответствии со спецификацией Qi (за исключением описанных в этом документе (или логических) модификаций и улучшений). В частности, передатчик 101 энергии и приемники 105, 109 энергии могут быть совместимы с большей частью работы, описанной в версии 1.0 или 1.1 спецификации Qi (за исключением описанных в этом документе (или логических) модификаций и улучшений).
Для управления передачей энергии система может переходить через различные фазы, в частности, фазу выбора, фазу проверки, фазу идентификации и конфигурации, и фазу передачи энергии. Больше информации может быть найдено в главе 5 из части 1 спецификации беспроводной передачи энергии Qi.
Например, при настройке связи с первым приемником 105 энергии, передатчик 101 энергии может изначально быть в фазе выбора, при этом он лишь контролирует потенциальное присутствие приемника энергии. Передатчик 101 энергии может использовать многообразие способов для этой цели, например, как описано в спецификации беспроводной передачи энергии Qi. Если такое потенциальное присутствие обнаруживается, передатчик 101 энергии входит в фазу проверки, при этом временно генерируется сигнал энергии. Первый приемник 105 энергии может применять принятый сигнал для включения питания своей электроники. После приема сигнала энергии приемник 105 энергии сообщает исходный пакет передатчику 101 энергии. В частности, передается пакет интенсивности сигнала, указывающий на степень соединения между передатчиком 101 энергии и первым приемником 105 энергии. Больше информации может быть найдено в главе 6.3.1 из части 1 спецификации беспроводной передачи энергии Qi. Таким образом, в фазе проверки определяется, присутствует ли приемник 105 энергии на интерфейсе передатчика 101 энергии.
После приема сообщения интенсивности сигнала передатчик 101 энергии переходит к фазе идентификации и конфигурации. В этом случае, приемник 105 энергии сохраняет свою выходную нагрузку разъединенной и осуществляет связь с передатчиком 101 энергии с использованием нагрузочной модуляции. Передатчик энергии обеспечивает сигнал энергии постоянной амплитуды, частоты и фазы для этой цели (за исключением изменения, вызванного нагрузочной модуляцией). Сообщения используются передатчиком 101 энергии для своего конфигурирования согласно запросу приемником 105 энергии.
Вслед за фазой идентификации и конфигурации система переходит к опциональной фазе согласования, в которой дополнительные рабочие параметры устанавливаются на основе интерактивного процесса согласования между передатчиком 101 энергии и приемником 105 энергии.
Вслед за фазой согласования, система входит в фазу передачи энергии, где происходит фактическая передача энергии. В частности, сообщив свое требование к энергии, приемник 105 энергии соединяет выходную нагрузку и снабжает ее принимаемой энергией. Приемник 105 энергии контролирует выходную нагрузку и измеряет ошибку управления между фактическим значением и желаемым значением некоторой рабочей точки. Он сообщает такие ошибки управления передатчику 101 энергии при минимальной скорости, например, каждые 250 мс для указания этих ошибок передатчику 101 энергии, так же как желание об изменении или сохранении сигнала энергии.
Таким образом, для того, чтобы подготовить и управлять передачей энергии между передатчиком 101 энергии и приемниками 105, 109 энергии в системе беспроводной передачи энергии приемники 105, 109 энергии сообщают информацию передатчику 101 энергии. Такая связь была стандартизирована в версии 1.0 и 1.1 спецификации Qi.
На физическом уровне канал связи от каждого из приемников 105, 109 энергии к передатчику 101 энергии реализуется посредством использования беспроводного индуктивного сигнала энергии в качестве несущей. Приемники 105, 109 энергии передают сообщения данных посредством модуляции нагрузки соответствующей катушки 107, 111 приемника. Это дает в результате соответствующие колебания в сигнале энергии на стороне передатчика энергии. Нагрузочная модуляция может быть обнаружена изменением в амплитуде и/или фазе тока катушки передатчика или в качестве альтернативы, или дополнительно посредством изменения в напряжении катушки 103 передатчика. На основе этого принципа приемники 105, 109 энергии могут модулировать данные, которые передатчик 101 энергии затем может демодулировать. Эти данные отформатированы в байтах и пакетах. Больше информации может быть найдено в "Описание системы, беспроводная передача энергии, том I: малое энергопотребление, часть 1: определение интерфейса, версия 1.0 июль 2010, под издательством консорциума по беспроводной энергии", доступном по ссылке http://www.wirelesspowerconsortium.com/downloads/wireless-power-specification-part-1.html, также называемом спецификация беспроводной передачи энергии Qi, в конкретной главе 6: интерфейс связи (или в последующих версиях спецификации).
Таким образом, в системе беспроводной индуктивный сигнал энергии обеспечивает канал нагрузочной модуляции для нагрузочной модуляции приемниками 105, 109 энергии.
ФИГ. 2 иллюстрирует некоторые примерные элементы передатчика 101 энергии с ФИГ. 1.
ФИГ. 2 иллюстрирует контроллер 201 передатчика энергии, который соединен с катушкой 103 передачи, и который генерирует электрический сигнал энергии и обеспечивает его катушке 103 передачи. Таким образом, контроллер 201 передатчика энергии обеспечивает беспроводной индуктивный сигнал энергии приемнику 105 энергии посредством катушки 103 передачи (и катушки 107 приема).
Контроллер 201 передатчика энергии генерирует ток и напряжение, которое подается катушке 103 передатчика. Контроллер 201 передатчика энергии типично включает в себя возбуждающую схему в форме инвертора, который генерирует переменный сигнал из постоянного напряжения.
ФИГ. 3 показывает полумостовой инвертор. Переключатели S1 и S2 управляются таким образом, что они никогда не закрываются в одно и то же время. В качестве альтернативы S1 закрывается, в то время как S2 открывается, и S2 закрывается, в то время как S1 открывается. Переключатели открываются и закрываются с желаемой частотой, посредством этого генерирую переменный сигнал на выходе. Типично выход инвертора соединяется с катушкой передатчика посредством резонансного конденсатора. ФИГ. 4 показывает полный мостовой инвертор. Переключатели S1 и S2 управляются таким образом, что они никогда не закрываются в одно и то же время. Переключатели S3 и S4 управляются таким образом, что они никогда не закрываются в одно и то же время. В качестве альтернативы переключатели S1 и S4 закрываются, в то время как S2 и S3 открываются, и затем S2 и S3 закрываются, в то время как S1 и S4 открываются, посредством этого создавая прямоугольный сигнал на выходе. Переключатели открываются и закрываются с желаемой частотой.
Контроллер 201 передатчика энергии также содержит функциональные возможности управления для оперирования функцией передачи энергии и может, в частности, содержать контроллер, выполненный с возможностью оперирования передатчиком 101 энергии в соответствии с элементами спецификации Qi. Например, контроллер может быть выполнен с возможностью выполнения фазы идентификации и конфигурации, так же как фазы передачи энергии спецификации Qi.
В примере передатчик 101 энергии содержит одну катушку 103 передатчика, которая приводится в действие контроллером 201 передатчика энергии. Таким образом, беспроводной индуктивный сигнал энергии генерируется одной катушкой 103 передатчика. Однако, следует понимать, что в других вариантах осуществления беспроводной индуктивный сигнал энергии может быть сгенерирован множеством катушек передатчика, приводимых в действие, например, параллельно посредством запускающего устройства. В частности, несколько катушек передатчика, приводимых в действие соответствующими (зависимыми) выходными сигналами контроллера 201 передатчик энергии, могут быть использованы для генерирования беспроводного индуктивного сигнала энергии. Например, две катушки передатчика могут быть расположены на различных позициях для обеспечения двух точек зарядки для двух приемников энергии. Двум катушкам может подаваться один и тот же выходной сигнал из контроллера 201 передатчика энергии. Это может позволить улучшенную раздачу беспроводного индуктивного сигнала энергии/магнитного поля для того, чтобы поддерживать несколько точек зарядки.
Передатчик 101 энергии дополнительно содержит приемник 203, который выполнен с возможностью приема сообщений данных от приемников энергии. В частности, приемник 203 выполнен с возможностью обнаружения нагрузочной модуляции беспроводного индуктивного сигнала энергии и декодирования такой нагрузочной модуляции для определения соответствующих данных. Как указано на ФИГ. 2, приемник 203 может, в частности, быть выполнен с возможностью обнаружения нагрузочной модуляции посредством обнаружения, например, колебаний тока через катушку 103 передатчика. Следует понимать, что в других вариантах осуществления могут быть использованы другие подходы, такие как например, обнаружение колебаний питающего тока в инвертор контроллера 201 передатчика энергии и так далее.
ФИГ. 5 иллюстрирует некоторые примерные элементы первого приемника 105 энергии. Хотя описание приемников энергии будет сосредоточено на первом приемнике 105 энергии, следует понимать, что оно может в равной степени применяться к другим приемникам энергии, поддерживаемым передатчиком 101 энергии, например, в частности, ко второму приемнику 109 энергии.
Катушка 107 приемника соединена с контроллером 501 приемника энергии, который содержит различные функциональные возможности для оперирования первым приемником 105 энергии, и находится в специфическом примере, выполненном с возможностью оперирования первым приемником 105 энергии в соответствии с аспектами спецификации Qi. Например, первый приемник 105 энергии может быть выполнен с возможностью выполнения фазы идентификации и конфигурации, и фазы передачи энергии спецификации Qi.
Контроллер 501 приемника энергии выполнен с возможностью приема беспроводного индуктивного сигнала энергии и с возможностью извлечения энергии во время фазы передачи энергии. Контроллер 501 приемника энергии соединен с силовой нагрузкой 503, которая является нагрузкой, питаемой от передатчика 101 энергии во время фазы передачи энергии. Силовая нагрузка 503 может быть внешней силовой нагрузкой, но часто является частью устройства приемника энергии, например, батареей, устройством отображения или другой функциональной возможностью приемника энергии (например, для смартфона силовая нагрузка может соответствовать комбинированным функциональным возможностям смартфона).
Первый приемник 105 энергии содержит передатчик 505 нагрузочной модуляции, который выполнен с возможностью передачи сообщений данных передатчику 101 энергии посредством нагрузочной модуляции беспроводного индуктивного сигнала энергии. Таким образом, передатчик 505 нагрузочной модуляции может передавать сообщения передатчику 101 энергии с использованием канала нагрузочной модуляции, обеспеченного беспроводным индуктивным сигналом энергии. Сообщения данных, например, могут быть сообщениями конфигурации в фазе идентификации и конфигурации или сообщениями об ошибках управления энергией в фазе передачи энергии. Сообщения данных, в частности, могут содержать один или более битов и могут, например, модулироваться нагрузкой в беспроводной индуктивный сигнал энергии.
На компоновке с ФИГ. 1, все приемники 105, 109 энергии, поддерживаемые передатчиком 101 энергии могут осуществлять нагрузочную модуляцию беспроводного индуктивного сигнала энергии. Передатчик 101 энергии принимает переданные данные посредством измерения нагрузки и обнаружения изменений нагрузки, например, он может измерять изменения в токе катушки 103 передатчика. Однако, поскольку на такие колебания будет влиять и нагрузочная модуляция первого приемника 105 энергии, и нагрузочная модуляция второго приемника 109 энергии, одновременные нагрузочные модуляции будут интерферировать друг с другом. Поэтому, если приемники 105, 109 энергии одновременно передают сообщение данных передатчику 101 энергии, нагрузочные модуляции будут интерферировать, давая в результате то, что по меньшей мере одно из сообщений данных часто не будет правильно принято передатчиком 101 энергии. Это может приводить в результате к ухудшенной работе. Например, если оба приемника 105, 109 энергии находятся в фазах передачи энергии, столкновения между передачами сообщений ошибки управления приведут в результате к ухудшенной производительности контура управления энергией.
В системе с ФИГ. 1, беспроводной индуктивный сигнал энергии обеспечивает канал связи в форме канала нагрузочной модуляции для связи сообщений между приемниками 105, 109 энергии и передатчиком 101 энергии посредством нагрузочной модуляции. Дополнительно, для сокращения риска интерференции и конфликтов подход множественного доступа временных слотов используется для канала нагрузочной модуляции, и в частности, канал нагрузочной модуляции находится во временной области, разделенной на повторяющиеся кадры временных слотов с каждым кадром временных слотов, содержащим множество временных слотов. В специфическом описании используется структура временных слотов, где канал нагрузочной модуляции разделяется на повторяющиеся кадры временных слотов, каждый содержащий девять временных слотов (одной и той же продолжительности). В примере, девять временных слотов кадра могут быть пронумерованы как 0-8.
Следует понимать, что в других примерах или структурах вариантов осуществления могут быть использованы другие количества временных слотов в каждом кадре временных слотов. Например, во многих сценариях каждый кадр временных слотов может содержать восемь временных слотов.
В системе, приемники 105, 109 энергии выполнены с возможностью связи во временных слотах. Таким образом, когда приемник энергии передает сообщение посредством нагрузочной модуляции беспроводного индуктивного сигнала энергии, он ограничит продолжительность этого сообщения до пределов одного временного слота. Соответственно, приемники 105, 109 энергии, передающие в различных временных слотах не будут интерферировать друг с другом.
Передатчик 101 энергии содержит процессор 205 временных слотов, который выполнен с возможностью управления операцией связи приемника 105 энергии, чтобы соответствовать структуре временных слотов.
Процессор 205 временных слотов, в частности, выполнен с возможностью распределения/назначения/связывания одного или более временных слотов с приемниками энергии.
В частности, в системе процессор 205 временных слотов может распределять выделенные временные слоты одному или более из приемников 105, 109 энергии. Выделенный временной слот может, в частности, быть распределен одному приемнику энергии в течение продолжительности сеанса передачи энергии для приемника энергии. Соответственно, выделенный временной слот может быть использован только этим приемником энергии и не является доступным для нагрузочной модуляции любым из других приемников энергии.
Использование выделенных временных слотов может, в частности, гарантировать доступность ресурса связи для специфического приемника энергии с данными характеристиками времени. Например, посредством распределения одного временного слота из каждого кадра временных слотов первому приемнику 105 энергии, может быть гарантировано, что первый приемник 105 энергии будет способен передать одно сообщение данных передатчику 101 энергии в каждом кадре временных слотов. Таким образом, может быть гарантировано, что некоторые сообщения могут сообщаться довольно часто. В системе выделенные временные слоты используются для сообщения критичных по времени данных из приемников 105, 109 энергии передатчику 101 энергии.
Типично, один выделенный временной слот будет распределен каждому из приемников 105, 109 энергии, принимающих энергию от передатчика энергии. Например, первому приемнику 105 энергии может быть распределен временной слот #0, и второму приемнику 109 энергии может быть распределен временной слот #1. Первый приемник 105 энергии может затем передавать критичные по времени данные в специфических сообщениях во временном слоте #0, и второй приемник 109 энергии может передавать критичные по времени данные в специфических сообщениях во временном слоте #1. Например, во время фазы передачи энергии приемники 105, 109 энергии могут передавать сообщения управления энергией с использованием выделенных временных слотов.
В дополнение к выделенным временным слотам, кадр временных слотов также будет включать в себя один или более общих временных слотов. Эти временные слоты, в частности (полупостоянным образом), не распределяются индивидуальным приемникам энергии, но являются доступными для нагрузочной модуляции любым из приемников энергии, принимающих энергию от передатчика 101 энергии.
Таким образом, процессор 205 временных слотов может распределять некоторые специфические временные слоты индивидуальным приемникам энергии в течение продолжительности сеанса передачи энергии для этих приемников энергии. В дополнение, набор временных слотов может быть распределен как общие временные слоты, которые динамически могут быть использованы каким-либо из приемников энергии на специальной основе.
Аналогичным образом с передатчиком 101 энергии, первый приемник 105 энергии содержит контроллер 507 временных слотов, который выполнен с возможностью управления передачами данных (то есть, нагрузочной модуляцией) из первого приемника 105 энергии, чтобы они были в надлежащих временных слотах.
В частности, контроллер 507 временных слотов может управлять передачей сообщений данных, содержащих критичную по времени информацию, чтобы она была в выделенном временном слоте, распределенном первому приемнику 105 энергии. В дополнение, он может управлять передачей других сообщений, чтобы она была в общем временном слоте. Например, может произойти сценарий, где первый приемник 105 энергии стремится изменить настройки параметров, такие как например, распределенный гарантированный уровень энергии. Соответственно, он может передавать запрос на вход в фазу повторного согласования или повторной конфигурации, при этом параметр может быть изменен. Соответственно, первый приемник 105 энергии передает сообщение-запрос и контроллер 507 временных слотов управляет его передачей, чтобы она была в общем временном слоте.
На примере с ФИГ. 5, первый приемник 105 энергии содержит генератор 509 сообщений, который генерирует сообщения для передачи. Они подаются передатчику 505, который также соединен с контроллером 507 временных слотов, который управляет выбором времени передачи сообщений, чтобы умещать ее в пределах структуры временных слотов, то есть, он выбирает время передачи сообщений, чтобы она была в выделенном временном слоте или в общем временном слоте при необходимости.
Соответственно, система обеспечивает два различных пути для передачи данных от приемников 105, 109 энергии передатчику 101 энергии. Один - посредством использования выделенных временных слотов. Они типично используются исключительно для специфических сообщений, которые переносят критичную по времени информацию и которые известны, как сообщаемые с частыми интервалами. Для этих выделенных временных слотов передатчик 101 энергии будет знать, какому специфическому приемнику энергии будет распределен временной слот, и соответственно он будет знать источник, из которого принимается сообщение, то есть, будет известен приемник энергии источника.
Однако, когда передатчик 101 энергии принимает сообщение в общем временном интервале, он не знает по своему существу, какой из приемников 105, 109 энергии является источником сообщения. Это может быть значительной проблемой во многих сценариях. Например, если для передатчика 101 энергии принимается сообщение-запрос на вход в фазу повторного согласования для изменения настройки параметров (например, распределенного максимального уровня энергии), передатчик 101 энергии может согласиться сделать это и соответственно подтвердить запрос. Затем он может войти в фазу повторного согласования для изменения параметров. Однако, если передатчик 101 энергии не знает, какой приемник энергии запрашивает повторное согласование, он не способен определить, какие настройки нужно изменить.
Таким образом, при расширении системы беспроводной передачи энергии от имеющей взаимно однозначное соответствие между передатчиком энергии и приемником энергии до системы, поддерживающей множество приемников энергии от одного и того же передатчика энергии, возникает некоторое количество дополнительных проблем. Описанная система использует подход временных слотов для поддержки нескольких приемников энергии и, в дополнение, использует два различных типа временных слотов для того, чтобы поддерживать различные типы данных от приемников энергии. В дополнение, система с ФИГ. 1 использует временные идентификационные данные, назначенные приемникам 105, 109 энергии для по меньшей мере некоторого сообщения, переданного в общих временных слотах. В отличие от этого, сообщения, переданные в выделенных временных слотах, могут не включать в себя какую-либо информацию идентификационных данных. Таким образом, различный подход может быть использован для различных сообщений в зависимости от того, передаются ли они в выделенном временном слоте или в общем временном слоте.
В системе с ФИГ. 1 передатчик 101 энергии содержит контроллер 207 идентификационных данных, который выполнен с возможностью связывания временных идентификационных данных с каждым из множества приемников 105, 109 энергии, которым распределяется выделенный временной слот, где временные идентификационные данные являются различными для различных приемников энергии. Временные идентификационные данные во многих вариантах осуществления являются очень короткими, и во многих вариантах осуществления могут быть даже ограничены, например, тремя битами, в зависимости от того, как много поддерживается приемников энергии и/или временных слотов.
В некоторых вариантах осуществления контроллер 207 идентификационных данных может связывать приемник энергии и временные идентификационные данные каждый раз, когда выделенный временной слот распределяется приемнику энергии. Например, если приемник энергии запрашивает распределение выделенного временного слота, передатчик 101 энергии может переходить к подтверждению запроса и назначению выделенного временного слота. Дополнительно, в ответ на запрос, контроллер 207 идентификационных данных переходит к связыванию временных идентификационных данных с приемником энергии.
Распределение выделенного временного слота и временных идентификационных данных, например, может происходить во время исходной связи, например, непосредственно перед фазами конфигурации или согласования. Например, приемник энергии может передавать запрос для выделенного временного слота в общем временном слоте со своим первым сообщением. Если передатчик энергии не обнаруживает каких-либо конфликтов (например, если временной слот не используется каким-либо другим приемником энергии), передатчик энергии может переходить к подтверждению запроса и это дает в результате общий временной слот, используемый приемником энергии, распределяемый в настоящий момент как выделенный временной слот приемнику энергии на время проведения сеанса. Таким образом, общий временной слот становится выделенным временным слотом для приемника энергии. Это становится известным и для передатчика энергии, и для приемника энергии, и соответственно приемник энергии будет переходить к передаче сообщений с использованием этого временного слота, и передатчик энергии будет понимать, что сообщения, принятые в этом временном слоте, поступают от этого специфического приемника энергии.
В дополнение к назначению временного слота, контроллер 207 идентификационных данных может переходить к определению временных идентификационных данных для приемника энергии. Эти временные идентификационные данные должны быть только достаточно большими для различия между поддерживаемыми приемниками энергии и соответственно могут оставаться очень короткими. Типично, например, используются временные идентификационные данные из 3 бит.
Определенные временные идентификационные данные в некоторых вариантах осуществления могут быть переданы приемнику энергии. В других вариантах осуществления передатчик энергии может принимать идентификационные данные, предложенные приемником энергии. Таким образом, и передатчик 101 энергии, и приемник энергии будут знать о временных идентификационных данных.
Генератор 509 сообщений приемника энергии в данный момент может переходить к включению информации временных идентификационных данных, указывающей на эти временные идентификационные данные, в одно или более сообщений, которые передаются в общем временном слоте. В частности, он может непосредственно включать временные идентификационные данные, то есть, информация временных идентификационных данных может просто быть временными идентификационными данными. Поскольку временные идентификационные данные могут оставаться очень короткими, потери остаются очень низкими.
Соответственно, контроллер 207 идентификационных данных генерирует линию связи между временными идентификационными данными и каждым из приемников 105, 109 энергии. Таким образом, каждый из приемников 105, 109 энергии ассоциируется с временными идентификационными данными, и когда принимается сообщение, содержащее информацию временных идентификационных данных, указывающую на данные временные идентификационные данные, передатчик 101 энергии может идентифицировать, с каким из возможных приемников 105, 109 энергии связаны/ассоциированы временные идентификационные данные, и он может соответственно определять, какой поддерживаемый приемник энергии является источником сообщения, то есть, какой из приемников 105, 109 энергии является приемником энергии источника.
В этих целях, передатчик 101 энергии содержит процессор 209 сообщений, который выполнен с возможностью определения приемника энергии источника для сообщений из упомянутого множества приемников 105, 109 энергии в ответ на информацию временных идентификационных данных в сообщениях. В частности, когда сообщение принимается в общем временном слоте, процессор 209 сообщений может извлекать информацию временных идентификационных данных/данные и может определять временные идентификационные данные, указанные этими данными. Затем он может определять, какой приемник энергии связан с временными идентификационными данными, и соответственно определять этот приемник энергии как приемник энергии источника для сообщения.
В частности, если первое сообщение принимается в общем временном слоте, содержащем информацию временных идентификационных данных, указывающую на первые временные идентификационные данные, связанные с первым приемником 105 энергии, процессор 209 сообщений переходит к определению приемника энергии источника для первого сообщения в качестве первого приемника 105 энергии.
Таким образом, подход обеспечивает высокоэффективную и надежную поддержку связи нагрузочной модуляции беспроводного индуктивного сигнала энергии посредством множества приемников 105, 109 энергии. Подход обеспечивает и гибкость, и малые потери связи, кроме того позволяет надежно идентифицировать источник сообщений.
В предыдущем примере, временные идентификационные данные определяются контроллером 205 идентификационных данных и сообщаются из передатчика 101 энергии первому приемнику 105 энергии. Однако, во многих вариантах осуществления передатчик 101 энергии и первый приемник 105 энергии могут определять временные идентификационные данные без дополнительной связи.
В частности, во многих вариантах осуществления временные идентификационные данные для приемника энергии могут содержать указание выделенного временного слота, назначенного приемнику энергии. Например, временные идентификационные данные могут быть установлены как номер временного слота, в котором первый приемник 105 энергии передал запрос для выделенного временного слота (то есть, общим временным слотом, который преобразуется в выделенный временной слот для первого приемника 105 энергии). Контроллер 205 идентификационных данных может непосредственно определять этот номер временного слота без какой-либо дополнительной информации от первого приемника 105 энергии. Аналогичным образом, когда первый приемник 105 энергии принимает подтверждение, что использованный временной слот был распределен первому приемнику 105 энергии в качестве выделенного временного слота, он знает, что назначенные временные идентификационные данные являются номером этого временного слота. Таким образом, никакая дополнительная связь не требуется. Конкретное преимущество подхода заключается в том, что временные идентификационные данные в этом случае автоматически следуют распределению выделенного временного слота. Таким образом, временные идентификационные данные будут распределены до тех пор, пока существует выделенный временной слот, и таким образом типично временные идентификационные данные/выделенный временной слот будет распределяться во время процедуры установки сеанса передачи энергии и распределение будет типично длится на время проведения сеанса.
Во многих вариантах осуществления первые временные идентификационные данные содержат указание выделенного временного слота, распределенного первому приемнику 105 энергии. Таким образом, сообщения данных в общем временном слоте могут быть связаны с передачами в выделенном временном слоте посредством содержания временных идентификационных данных, которые указывают выделенный временной слот. В частности, временные идентификационные данные могут быть номером выделенного временного слота.
Во многих вариантах осуществления сообщение, переданное в общем временном слоте, может, в частности, быть запросом на вход в режим настройки параметров для настройки рабочего параметра для передачи энергии приемнику энергии источника.
Например, первый приемник 105 энергии может передавать сообщение-запрос, запрашивающее, чтобы передатчик 101 энергии вошел в фазу согласования и/или конфигурации, в которой рабочие параметры могут быть установлены для сеанса передачи энергии.
В системах, таких как Qi, инициализация сеанса передачи энергии типично включает в себя передатчик 101 энергии и первый приемник 105 энергии, вместе входящие в фазу конфигурации, в которой устанавливаются различные параметры, такие как например, максимальный уровень энергии или временное окно, в котором измеряется принятая энергия. В некоторых системах передатчик 101 энергии и первый приемник 105 энергии также могут входить в фазу согласования, в которой могут быть установлены другие рабочие параметры, такие как например, более высокий максимальный уровень энергии, который не мог бы быть поддержан передатчиком энергии, или гарантированный уровень энергии, который больше, чем уровень по умолчанию из 5Вт.
Различие между фазой конфигурации и фазой согласования может быть таким, что фаза конфигурации основывается только на однонаправленной (односторонней) связи от первого приемника 105 энергии к передатчику 101 энергии, в то время как фаза согласования может использовать двунаправленную (двустороннюю) связь. В фазе конфигурации приемник энергии может, например, просто информировать приемник энергии о тех параметрах, в которых он нуждается. Передатчик энергии затем соответственно должен следовать и устанавливать параметры. В фазе согласования приемник энергии запрашивает настройки параметров и затем эти настройки параметров могут быть приняты или отклонены передатчиком энергии.
В качестве примера, рабочим параметром, который может быть установлен в этих фазах, является уровень энергии. От каждого передатчика энергии может требоваться для поддержки до 5Вт (для приемника с приемлемым соединением и эффективностью). Однако, если требуются более высокие мощности, это должно быть согласовано. Таким образом, приемник энергии может в фазе согласования запросить более высокий уровень энергии и передатчик энергии затем может принять или отклонить этот запрос.
Однако, тогда как рабочие параметры типично устанавливаются во время инициализации фазы передачи энергии, также иногда может быть желательным изменение параметров, которые были установлены ранее. Например, нагрузка приемника энергии может изменяться в значительной степени и поэтому может быть желательным повторное согласование максимальной гарантированной энергии, которая может быть извлечена приемником энергии.
Например, в системе с ФИГ. 1 первый приемник 105 энергии может в фазе передачи энергии потребовать изменения рабочего параметра, и соответственно он может переходить к генерированию сообщения-запроса, запрашивающего, чтобы передатчик 101 энергии вошел в режим настройки параметров для первого приемника 105 энергии. Сообщение-запрос может быть невозможным для отправки в выделенном временном слоте, поскольку он типично может быть полностью использован осуществлением связи выделенных критичных по времени сообщений данных или, например, система может быть просто не разработана для таких сообщений, передаваемых в выделенном временном слоте. Соответственно, сообщение-запрос передается в одном из общих временных слотов.
Когда передатчик 101 энергии принимает сообщение-запрос на вход в режим настройки параметров (в частности на вход в фазу повторной конфигурации или (фазу повторного согласования), он переходит ко входу в режим настройки параметров. В частности, контроллер 201 передатчика энергии может в ответ на процессор 209 сообщений, принимающий сообщение-запрос, войти в режим настройки параметров для настройки параметров для первого приемника 105 энергии.
Однако, в отличие от традиционных подходов, где имеется взаимно однозначное соответствие между передатчиком энергии и приемником энергии, передатчик 101 энергии с ФИГ. 1 должен оперировать только режимом настройки параметров для специфического приемника энергии, запрашивающего его, то есть, в настоящем случае, в режим настройки параметров нужно заходить только для первого приемника 105 энергии, тогда как система должна продолжать в режиме передачи энергии для второго приемника 109 энергии.
Соответственно, первый приемник 105 энергии выполнен с возможностью включения в себя указания временных идентификационных данных в сообщении-запросе. В частности, сообщение-запрос может включать в себя биты, указывающие номер временного слота, распределенный первому приемнику 105 энергии.
Когда сообщение-запрос принимается процессором 209 сообщений, он извлекает информацию временных идентификационных данных и идентифицирует то, какой из приемников 105, 109 энергии связан с этой информацией. В специфическом примере, он определяет, что сообщение принимается от первого приемника 105 энергии и поэтому он переходит к переадресовке этой информации контроллеру 201 передатчика энергии, который соответственно переходит ко входу в режим настройки параметров для первого приемника 105 энергии (но не для второго приемника 109 энергии). Когда в режиме настройки параметров, передатчик 101 энергии и первый приемник 105 энергии, например, могут переходить к настройке рабочих параметров с использованием одного и того же протокола и подхода, как во время инициализации передачи энергии. В частности, он может эффективно выполнять фазу повторной конфигурации и/или фазу повторного согласования.
В некоторых вариантах осуществления сообщения, сообщаемые из первого приемника 105 энергии передатчику 101 энергии во время режима настройки параметров, также могут включать в себя временные идентификационные данные для первого приемника 105 энергии. Таким образом, эти сообщения в нижеследующем, также упоминаемые как сообщения настройки параметров, могут быть переданы в общих временных слотах с каждым из них, содержащим временные идентификационные данные первого приемника 105 энергии, посредством этого позволяя сообщениям быть идентифицированными, как создаваемые на первом приемнике 105 энергии.
Подход может быть подходящим, например, для систем, где передатчик 101 энергии может одновременно входить в режимы настройки параметров для множества приемников энергии.
Однако, во многих вариантах осуществления могут быть использованы подходы, в которых временные идентификационные данные первого приемника 105 энергии не включены во все сообщения.
В частности, в некоторых вариантах осуществления набор типов сообщений может быть специфическим для режима настройки параметров и таким образом эти сообщения могут быть переданы от приемника энергии только, когда он находится в режиме настройки параметров (например, когда в фазе конфигурации или в фазе согласования) и когда он не находится в фазе передачи энергии.
В некоторых вариантах осуществления, процессор 209 сообщений может обнаруживать, что сообщение, принятое в общем временном слоте, принадлежит к типу сообщений, которые могут быть переданы от приемника энергии только в режиме настройки параметров. Соответственно, когда принимается такое сообщение, процессор 209 сообщений может быть выполнен с возможностью идентификации его, как создаваемое из приемника энергии, который в настоящий момент находится в этом режиме, то есть, как приемник энергии, для которого контроллер 201 передатчика энергии работает в режиме настройки параметров.
Таким образом, в специфическом примере, если принимается сообщение, которое может быть передано приемником энергии только в фазе конфигурации или согласования, процессор 209 сообщений определяет, что это сообщение принимается от первого приемника 105 энергии, поскольку только первый приемник 105 энергии запросил, чтобы коммуникатор 501 передатчика энергии вошел в режим настройки параметров. Таким образом, в этом сценарии первый приемник 105 энергии может передавать все сообщения, которые относятся к типу, который может быть передан только в этих фазах без включения в себя каких-либо временных идентификационных данных для первого приемника 105 энергии. Это может дополнительно сокращать потери, все еще позволяя определить происхождение принятых сообщений.
Таким образом, в некоторых вариантах осуществления, где набор из типов сообщений является специфическим для режима настройки параметров, процессор 209 сообщений ассоциирует принятые сообщения, которые являются одним из этих типов, с приемником энергии, для которого режим настройки параметров является активным.
Для обеспечения устойчивого подхода передатчик 101 энергии может быть выполнен с возможностью гарантии, что только один поддерживаемый приемник энергии одновременно работает в режиме настройки параметров. В частности, если передатчик 101 энергии уже зашел в режим настройки параметров для одного приемника энергии, когда сообщение-запрос на вход в режим настройки параметров принимается от другого приемника энергии, передатчик 101 энергии переходит к отклонению этого запроса и соответственно он не входит в режим настройки параметров для этого приемника энергии.
Например, если сообщение-запрос было принято от первого приемника 105 энергии и передатчик 101 энергии работает в режиме настройки параметров для первого приемника 105 энергии, получение сообщения-запроса, запрашивающего передатчик 101 энергии войти в режим настройки параметров для второго приемника 109 энергии, приведет в результате к отклонению запроса. Поэтому, второму приемнику 109 энергии не позволят изменить настройки параметров, пока первый приемник 105 энергии не завершит и не покинет режим настройки параметров.
В некоторых вариантах осуществления процессор 207 временных слотов выполнен с возможностью назначения набора из общих временных слотов первому приемнику 105 энергии, когда подходящее сообщение принимается от первого приемника 105 энергии. Например, когда процессор 209 сообщений обнаруживает, что сообщение-запрос на вход в режим настройки параметров было принято от первого приемника 105 энергии, он информирует процессор 207 временных слотов, который переходит к распределению/резервированию/назначению набора из общих временных слотов первому приемнику 105 энергии.
В некоторых вариантах осуществления набор из временных слотов может быть предопределенным набором, таким как номер временного слота, в котором было принято сообщение-запрос, будучи зарезервированный для следующих N кадров времени (где N может зависеть от предпочтений и требований индивидуального варианта осуществления). Например, всякий раз, когда принимается запрос на вход в режим настройки параметров, процессор 207 временных слотов может переходить к резервированию одного и того временного слота в следующих, предположим, 10 кадрах временных слотов для приемника энергии, из которого был принят запрос.
В таком сценарии передатчик 101 энергии может подтверждать запрос на вход в режим настройки параметров, и это подтверждение также указывает для первого приемника 105 энергии (если он является источником сообщения-запроса), что временной слот зарезервирован в следующих N (например, 10) кадрах.
Соответственно, первый приемник 105 энергии знает, что он может использовать один и тот же временной слот в следующих 10 кадрах временных слотов, и передатчик 101 энергии знает, что первый приемник 105 энергии будет передавать сообщение во временном слоте для следующих 10 кадров временных слотов.
Соответственно, первый приемник 105 энергии может переходить к передаче сообщений во временных слотах без включения каких-либо временных идентификационных данных первого приемника 105 энергии. Процессор 209 сообщений может все еще переходить к определению того, что приемник энергии источника для этих сообщений является первым приемником 105 энергии, поскольку известно, что первый приемник 105 энергии передает во временных слотах.
Таким образом, в примере по меньшей мере одно и возможно все из сообщений, сообщаемых в зарезервированном наборе из общих временных слотов, не включают в себя какой-либо информации временных идентификационных данных, указывающей на источник сообщения. Однако, несмотря на это отсутствие информации временных идентификационных данных, подход не ограничивается сообщениями, которые являются специфическими для режима настройки параметров, а скорее может быть применен к какому-либо сообщению, переданному от приемника энергии.
Подход не только обеспечивает сокращенные потери, не включая информацию временных идентификационных данных, но также позволяет более эффективную работу во многих сценариях. Действительно, посредством временного распределения общих временных слотов приемнику энергии, который входит в режим настройки параметров, может быть достигнута более эффективная настройка параметров.
В некоторых вариантах осуществления одно или более из сообщений, сообщаемых в зарезервированном наборе из временных слотов, может включать в себя информацию временных идентификационных данных, указывающую на временные идентификационные данные приемника энергии, передающего его, например, оно может включать в себя биты, указывающие номер временного слота выделенного временного слота для приемника энергии.
Таким образом, в некоторых вариантах осуществления приемник энергии, передающий сообщения, может включать в себя информацию временных идентификационных данных в некоторых из сообщений, даже если они передаются в временно зарезервированных временных слотах.
Эта информация временных идентификационных данных соответственно является избыточной информацией, но может обеспечивать дополнительную устойчивость для работы. Например, она может позволять обнаружение различных состояний отказа, при этом сообщение ожидается от одного приемника энергии, но принимается от другого приемника энергии.
Следует понимать, что могут быть использованы различные подходы для завершения связывания данных временных идентификационных данных и данного приемника энергии.
Например, первые временные идентификационные данные могут быть связаны с первым приемником 105 энергии, когда сеанс передачи энергии устанавливается для первого приемника 105 энергии (например, во время фазы изначальной конфигурации или согласования). Это ассоциирование может сохраняться, пока не происходит предопределенное событие или не удовлетворен предопределенный критерий.
Во многих вариантах осуществления линия связи удаляется, то есть, первые временные идентификационные данные освобождаются, когда выделенный временной слот освобождается от первого приемника 105 энергии. Таким образом, во многих вариантах осуществления ассоциирование временных идентификационных данных с приемником энергии следует распределению выделенного временного слота приемнику энергии. Это может по существу быть случаем, когда номер временного слота выделенного временного слота также используется в качестве временных идентификационных данных для приемника энергии, которому назначается выделенный временной слот.
Во многих вариантах осуществления линия связи может быть завершена, когда заканчивается сеанс передачи энергии. Это может, в частности, быть определено как случай, когда сообщение завершения энергии принимается от приемника энергии. Таким образом, когда приемнику энергии больше не требуется энергия, он может передавать конец сообщения энергии передатчику 101 энергии. В ответ, передатчик 101 энергии может освобождать назначенные временные идентификационные данные и выделенный временной слот.
В некоторых вариантах осуществления связывание может быть завершено в ответ на обнаружение отсутствия сообщений, принимаемых от первого приемника энергии в наборе временных слотов, которые удовлетворяют критерию. Например, если не принято ни одного сообщения от приемника энергии, предположим, для четырех последовательных выделенных временных слотов, контроллер 205 идентификационных данных может переходить к удалению линии связи между первыми временными идентификационными данными и первым приемником энергии.
В нижеследующем, некоторые из подходов будут описаны со ссылкой на специфический пример, совместимый с системой типа Qi (не считая описанных в этом документе различий и вариаций).
Спецификация Qi обеспечивает для передатчиков энергии и приемников энергии механизм согласования специфических параметров, которые управляют передачей энергии. Текущая спецификация малого энергопотребления обеспечивает для передатчиков энергии способ повторной отправки их информации конфигурации. В частности, приемник энергии может отправлять пакет/сообщение об изменении конфигурации (EPT/изменении конфигурации)/завершении передачи энергии. В качестве результата передатчик энергии и приемник энергии возвращается в фазу конфигурации. Это обеспечивает возможность приемнику энергии обновлять рабочие параметры, такие как время удержания управления энергией и максимальное ожидаемое использование энергии.
Аналогичным образом, может быть обеспечена фаза согласования для предложения большей гибкости для передатчика энергии и приемника энергии, чтобы согласовывать параметры, которые управляют передачей энергии. Эти параметры содержат, среди прочего, гарантированную энергию, требуемую приемником энергии, формат принятой энергии, переданный приемником энергии, глубину модуляции передатчика энергии для связного сигнала приемника энергии и максимальное ожидаемое использование энергии. Для возвращения в фазу согласования из фазы передачи энергии, приемник энергии может отправлять пакет EPT/повторного согласования.
Таким образом, могут быть переданы сообщения EPT для запроса, чтобы передатчик энергии (повторно) зашел в фазу конфигурации или согласования, то есть, сообщения EPT являются примерами сообщений-запросов, запрашивающих, чтобы передатчик энергии вошел в режим настройки параметров.
Однако, подход был разработан для систем, в которых передатчик энергии обеспечивает энергию только одному приемнику энергии одновременно. В таких системах, если передатчик энергии принимает пакет EPT/изменения конфигурации или EPT/повторного согласования, для передатчика энергии очевидно, из какого приемника энергии было принято сообщение, поскольку имеется взаимно однозначное соответствие между передатчиком энергии и приемником энергии, который вытягивает энергию. Другими словами, оно может быть только от поддерживаемого приемника энергии.
Однако, когда поддерживается более, чем один приемник энергии, это взаимно однозначное соответствие больше не присутствует. Поэтому, если передатчик энергии принимает пакет EPT/изменения конфигурации или EPT/повторного согласования, это не является априори ясным, из какого приемника энергии произошел запрос.
Однако, требуется, чтобы передатчик энергии был способен определять, какой приемник энергии запрашивает изменение конфигурации или повторное согласование. Например, в фазе согласования приемник энергии может резервировать некоторый объем энергии из общего баланса энергии, которая доступна передатчику энергии. Этот зарезервированный объем энергии называется гарантированной энергией. Приемник энергии просто запрашивает, чтобы передатчик энергии зарезервировал запрашиваемую энергию. Если передатчик энергии дает согласие на запрос, он регистрирует запрашиваемый объем энергии как зарезервированный для этого приемника энергии. Когда принимается новый запрос, передатчик энергии должен определить, из какого приемника энергии произошел запрос. Иначе, передатчик энергии не может сохранять свой учет своего баланса энергии в порядке.
Одна возможность для приемника энергии заключается в том, чтобы передать свой номер идентификационных данных передатчику энергии вместе с сообщениями EPT. Однако, он является объемным, что включать эти данные в каждый пакет данных во время изменения конфигурации или повторного согласования. Действительно, эти идентификационные данные состоят из 48 битов, и поэтому являются очень длинными по сравнению с короткими сообщениями данных. Действительно, из-за конечной длины временных слотов пакеты данных/сообщения являются довольно короткими и очень неэффективно отправлять пакеты данных, которые содержат больше идентификационных данных, чем данные полезной нагрузки. Еще один недостаток заключается в том, что требование для включения идентификационных данных в каждом пакете во время изменения конфигурации или повторного согласования предотвращает повторное использование пакетов, которые уже были заданы для этой цели в текущих спецификациях. Возможность повторного использования этих пакетов является преимущественной, поскольку передатчики энергии и приемники энергии должны в любом случае быть способны обрабатывать такие пакеты для того, чтобы работать с устаревшим оборудованием.
Подход, описанный в нижеследующем, для изменения конфигурации и повторного согласования, не требует добавления идентификатора приемника энергии в пакетах, которые используются во время изменения конфигурации и повторного согласования, посредством этого обеспечивая возможность повторного использования пакетов, которые уже были заданы для этой цели в спецификациях малого энергопотребления и среднего энергопотребления. Предложенный способ достигает этого успеха посредством обеспечения того, что только один приемник энергии может одновременно быть в фазе конфигурации или согласования. Если передатчик энергии знает, какой приемник энергии находится в одной из этих фаз, он автоматически знает, из какого приемника энергии происходят пакеты данных, которые принадлежат к фазе конфигурации и согласования протокола, и соответственно никакого идентификатора не требуется в пакетах данных. Приемник энергии может вместо этого обеспечивать временные идентификационные данные в своем пакете EPT/изменения конфигурации и/или EPT/повторного согласования.
В системе приемник энергии может запрашивать возврат из фазы передачи энергии в фазу конфигурации и/или согласования. Передатчик энергии может или принять, или отклонить такой запрос. Это обеспечивает возможность передатчику энергии управлять тем, как много приемников энергии находятся в фазах конфигурации и согласования. Однако, если запрос на возврат в фазу конфигурации и/или согласования является анонимным, передатчик энергии не может знать, для какого приемника энергии он принимает или отклоняет запрос. Поэтому, приемник энергии может включать в себя временно идентифицирующую информацию в пакетах данных фаз конфигурации и согласования. Например, информация идентификации может состоять из номера слота, который использует приемник энергии для своего пакета управляющей информации. Однако, этот подход не поддерживает повторное использование уже существующих пакетов, которые не включают в себя такую информацию, и он также может вводить потери для каждого сообщения.
Вместо этого, информация временных идентификационных данных может быть включена в пакет EPT, то есть, в сообщение-запрос, но не в фактические сообщения фаз конфигурации и согласования.
В частности, вместо того, чтобы просто использовать постоянные значения, такие как коды EPT 0×07 (изменения конфигурации) и 0×09 (повторного согласования), приемник энергии может использовать коды EPT, которые также идентифицируют приемник энергии посредством включения временных идентификационных данных для приемника энергии.
Например, для возврата в фазу конфигурации,
ый
приемник энергии, который использует 1 слот для своей управляющей информации, может использовать код EPT 0×21;
ой
приемник энергии, который использует 2 слот для своей управляющей информации, может использовать код EPT 0×22;
…
ый
приемник энергии, который использует 9 слот для своей управляющей информации, может использовать код EPT 0×29.
В дополнение, для возврата в фазу согласования,
ый
приемник энергии, который использует 1 слот для своей управляющей информации, может использовать код EPT 0×31;
ой
приемник энергии, который использует 2 слот для своей управляющей информации, может использовать код EPT 0×32;
…
ый
приемник энергии, который использует 9 слот для своей управляющей информации, может использовать код EPT 0×39;
На основе этих кодов EPT передатчик энергии знает, для какого приемника энергии он входит в фазу конфигурации или согласования, и поскольку он позволяет только одному приемнику энергии одновременно быть в одной из этих двух фаз, он не нуждается в дополнительной информации идентификации в пакетах/сообщениях, которые являются специфическими для этих фаз.
Кодер EPT, в частности, может быть сгенерирован с двумя полями, а именно, одним, указывающим временные идентификационные данные, и другим, указывающим характер запроса (значение EPT). Это может быть сделано посредством организации кода EPT в двух полях следующим образом:
B7
B6
B5
B4
B3
B2
B1
B0
ID приемника энергии
Значение EPT
Здесь, код EPT может быть таким же как уже заданный в спецификации малого энергопотребления и среднего энергопотребление. В частности, для того, чтобы запросить передатчик энергии о завершении передачи энергии, поскольку зарядка завершена, приемник энергии может устанавливать значение EPT на 0×1; для запроса о возврате в фазу конфигурации, приемник энергии может устанавливать значение EPT на 0×7; и для запроса о возврате в фазу согласования, приемник энергии может устанавливать значение EPT на 0×9. Если приемник энергии работает согласно более ранней версии спецификаций, он может устанавливать поле ID приемника энергии на 0×0. Однако, если поддерживается несколько приемников энергии, он может устанавливать поле ID приемника энергии для указания выделенного временного слота, который он использует для передачи критичной по времени управляющей информации. Этот подход приводит к отличному кодированию, чем код EPT в примерах, данных выше по тексту. Например, для возврата в фазу согласования этот подход может давать в результате, например, следующие коды EPT:
ый
приемник энергии, который использует 1 слот для своей управляющей информации, может использовать код EPT 0×19;
ой
приемник энергии, который использует 2 слот для своей управляющей информации, может использовать код EPT 0×29;
…
ый
приемник энергии, который использует 9 слот для своей управляющей информации, может использовать код EPT 0×99;
В некоторых вариантах осуществления запрос на вход в режим настройки параметров может быть передан в сообщении, переданном в выделенном временном слоте. Например, первый приемник 105 энергии может передавать запрос на вход в режим настройки параметров в выделенном временном слоте для первого приемника 105 энергии. Контроллер 205 идентификационных данных затем может переходить к определению временных идентификационных данных для режима настройки параметров в ответ на выделенный временной слот, в котором был принят запрос. Временные идентификационные данные затем могут быть включены в сообщения режима настройки параметров, переданные в общих временных слотах.
В качестве специфического примера, запрос на изменение конфигурации или повторное согласование может быть передан передатчику 101 энергии первым приемником 105 энергии, устанавливающим бит в сообщении, переданном в выделенном временном слоте, в качестве части происходящей в настоящее время связи критичной по времени информации. Например, для системы типа Qi первый приемник 105 энергии может устанавливать бит в пакете CI, сообщаемом в выделенном слоте. Подтверждение запроса дополнительно указывает, что передатчик 101 энергии не только принимает запрос, но также, что он рассматривает первый приемник 105 энергии, как тот, которому назначали временные идентификационные данные, соответствующие номеру временного слота из временного слота, в котором было отправлено сообщение CI. Первый приемник 105 энергии затем переходит к выполнению повторного согласования с использованием сообщений, передаваемых в общих временных слотах и включающих в себя информацию временных идентификационных данных, указывающую на временные идентификационные данные.
Следует понимать, что для ясности вышеуказанное описание описало варианты осуществления изобретения со ссылкой на различные функциональные схемы, блоки и процессоры. Например, проиллюстрированные функциональные возможности, которые должны быть выполнены отдельными процессорами или контроллерами, могут быть выполнены одним и тем же процессором или контроллерами. Следовательно, ссылки на специфические функциональные блоки или схемы следует рассматривать только как ссылки на подходящие средства для обеспечения описанных функциональных возможностей, а не указывающие на точную логическую или физическую структуру или организацию.
Изобретение может быть реализовано в какой-либо подходящей форме, включающей в себя аппаратное обеспечение, программное обеспечение, программно-аппаратное обеспечение или какую-либо комбинацию из этого. Изобретение необязательно может быть реализовано по меньшей мере частично в качестве компьютерного программного обеспечения, работающего на одном или более процессорах данных и/или цифровых сигнальных процессорах. Элементы и компоненты варианта осуществления изобретения могут быть физически, функционально и логически реализованы в любом подходящем случае. Действительно, функциональные возможности могут быть реализованы в одном блоке, во множестве блоков или в качестве части других функциональных блоков. Как таковое, изобретение может быть реализовано в одном блоке или может быть физически и функционально распределено между различными блоками, схемами и процессорами.
Точнее, объем настоящего изобретения ограничивается только сопроводительной формулой изобретения. Дополнительно, хотя признак может появляться как описанный в связи с конкретными вариантами осуществления, специалист в данной области техники распознает, что различные признаки описанных вариантов осуществления могут быть объединены в соответствии с изобретением. В формуле изобретения термин содержащий не исключает наличия других элементов или этапов.
Кроме того, хотя индивидуально перечислены, множество средств, элементов, схем или этапов способа могут быть реализованы, например, посредством одной схемы, блока или процессора. Кроме того, порядок признаков в формуле изобретения не подразумевает под собой какой-либо специфический порядок, в котором признаки должны быть обработаны, и в частности, порядок индивидуальных этапов в пункте способа не подразумевает, что этапы должны быть выполнены в этом порядке. Точнее, этапы могут быть выполнены в каком-либо подходящем порядке. В дополнение, ссылки единственного числа не исключают множество. Таким образом, ссылки на единственное число, а также "первый", "второй" и так далее не исключают множество. Ссылочные позиции в формуле изобретения обеспечены лишь в качестве уточняющего примера и не должны быть истолкованы как ограничивающие объем формулы изобретения в любом случае.