Вычисление потерь мощности для индуктивной передачи мощности

Авторы патента:


Вычисление потерь мощности для индуктивной передачи мощности
Вычисление потерь мощности для индуктивной передачи мощности
Вычисление потерь мощности для индуктивной передачи мощности
Вычисление потерь мощности для индуктивной передачи мощности
Вычисление потерь мощности для индуктивной передачи мощности

 


Владельцы патента RU 2584820:

КОНИНКЛЕЙКЕ ФИЛИПС Н.В. (NL)

Использование: в области электротехники. Технический результат - предотвращение нагревания металлических объектов на поверхности передатчика мощности. Заявлен способ вычисления потерь мощности в системе индуктивного переноса мощности, содержащей передатчик (112) мощности для передачи мощности индуктивным образом в приемник (100) мощности через катушку (114) передатчика и катушку (104) приемника, при этом способ содержит этап получения посредством передатчика мощности информацию о времени для выравнивания времени, чтобы предоставить возможность передатчику мощности выровнять время вычисления потерь мощности с приемником мощности; и этап вычисления потерь мощности в течение переноса мощности согласно полученной информации о времени и параметру принятой мощности, сообщенным от приемника мощности. 5 н. и 8 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Изобретение относится к способу вычисления потерь мощности в системе индуктивного переноса мощности в передатчике мощности.

Изобретение дополнительно относится к способу обеспечения вычисления потерь мощности в системе индуктивного переноса мощности в приемнике мощности.

Изобретение дополнительно относится к передатчику мощности, приемнику мощности и коммуникационному сигналу.

Изобретение относится к области технологии передачи мощности, в частности к способу и устройству для вычисления потерь мощности в течение переноса мощности.

Перенос мощности через магнитную индукцию является хорошо известным способом, главным образом применяемым в трансформаторах, имеющих сильную связь между первичной и вторичной катушками. Посредством отделения первичной и вторичной катушек в двух устройствах беспроводной перенос мощности между этими устройствами становится возможным на основе принципа действия трансформатора со слабой связью. Основными элементами для такой системы являются передатчик мощности, содержащий первичную катушку, и приемник мощности, содержащий вторичную катушку.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Документ «Описание системы, Беспроводной перенос мощности, Том I: Малая мощность, Часть 1: Определение блока сопряжения, Версия 1.0 июль 2010, опубликованное Консорциумом по беспроводной мощности» ("System description, Wireless Power Transfer, Volume I: Low Power, Part 1: Interface Definition, Version 1.0 July 2010, published by the Wireless Power Consortium"), доступный по http://www.wirelesspowerconsortium.com/downloads/wireless-power-specification-part-1.html, также называемый спецификацией по беспроводной мощности Qi, описывает беспроводную передачу мощности.

Для подготовки и управления переносом мощности между передатчиком мощности и приемником мощности в такой системе беспроводного, индуктивного переноса мощности приемник мощности сообщает информацию в передатчик мощности. Например, приемник мощности может сообщить пакет данных, указывающий принятую мощность, например выпрямленную мощность.

Проблема состоит в том, что металлические объекты, расположенные на поверхности передатчика мощности, могут достигать нежелательной высокой температуры (выше 65°C) из-за вихревых токов, вызванных магнитным полем, сгенерированным передатчиком мощности. Это является нежелательной ситуацией. Из-за такого нагревания могут происходить горение наружного слоя и расплавление пластика.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задача данного изобретения состоит в предоставлении способа и устройств для передачи мощности, которые позволяют передатчику избегать нагревания металлических объектов.

С этой целью, согласно первому аспекту изобретения, способ вычисления потерь мощности в системе индуктивного переноса мощности, содержащей передатчик мощности для передачи мощности индуктивным образом в приемник мощности через катушку передатчика и катушку приемника, содержит этапы, на которых посредством передатчика мощности:

получают параметр принятой мощности, сообщенный от приемника мощности;

получают информацию о времени для выравнивания времени, сообщенную от приемника мощности, для предоставления возможности передатчику мощности выровнять с приемником мощности время вычисления потерь мощности в течение переноса мощности;

вычисляют потери мощности согласно полученной информации о времени и параметру принятой мощности.

С этой целью, согласно дополнительному аспекту изобретения, способ предоставления возможности вычисления потерь мощности в системе индуктивного переноса мощности, содержащей передатчик мощности для передачи мощности индуктивным образом в приемник мощности через катушку передатчика и катушку приемника, содержит этапы, на которых посредством приемника мощности:

сообщают в передатчик мощности, информацию о времени для выравнивания времени для предоставления возможности передатчику мощности выровнять с приемником мощности время вычисления потерь мощности в течение переноса мощности;

определяют параметр принятой мощности согласно информации о времени и

сообщают в передатчик мощности параметр принятой мощности.

В результате данных мер потери мощности определяются точно, потому что принятая мощность и переданная мощность определяются согласно одной и той же информации о времени, например, в том же самом выровненном временном окне. Потери мощности в металлическом объекте могут быть оценены посредством взятия разности между полезной переданной мощностью и общей принятой мощностью. Для предотвращения рассеивания в металлическом объекте слишком большого количества мощности передатчик мощности завершает перенос мощности, если потери мощности превышают пороговую величину. Преимущественно предотвращается нагревание металлических объектов посредством определения потерь мощности, которые не являются частью обычных потерь мощности системы.

С этой целью, согласно дополнительному аспекту изобретения, приемник мощности содержит блок связи для осуществления связи с передатчиком мощности для передачи мощности индуктивным образом в приемник мощности через катушку передатчика и катушку приемника, при этом приемник мощности выполнен с возможностью определения параметра принятой мощности согласно информации о времени, и блок связи выполнен с возможностью сообщения параметра принятой мощности и сообщения информации о времени для выравнивания времени, чтобы предоставить возможность передатчику мощности выровнять с приемником мощности время вычисления потерь мощности в течение переноса мощности.

С этой целью, согласно дополнительному аспекту изобретения, передатчик мощности содержит блок связи для осуществления связи с приемником мощности, выполненным с возможностью приема мощности индуктивным образом от передатчика мощности через катушку передатчика и катушку приемника, при этом блок связи выполнен с возможностью сообщения параметра принятой мощности и информации о времени для выравнивания времени, передатчик мощности выполнен с возможностью вычисления потерь мощности в течение переноса мощности от передатчика мощности в приемник мощности согласно параметру принятой мощности, сообщенному от приемника мощности в течение переноса мощности, и посредством применения информации о времени, сообщенной от приемника мощности для вычисления потерь мощности между передатчиком мощности и приемником мощности.

С этой целью, согласно дополнительному аспекту изобретения, сигнал связи для осуществления сообщения в передатчик мощности от приемника мощности, выполненного с возможностью приема мощности индуктивным образом от передатчика мощности через катушку передатчика и катушку приемника, выполнен с возможностью сообщения параметра принятой мощности и информации о времени для выравнивания времени, чтобы предоставить возможность передатчику мощности выровнять с приемником мощности время вычисления потерь мощности в течение переноса мощности для вычисления потерь мощности между передатчиком мощности и приемником мощности.

Преимущественно устройства и сигнал составляют систему для беспроводного переноса мощности, при этом системе предоставляется возможность вычисления потерь мощности в течение переноса мощности от передатчика мощности в приемник мощности согласно параметру принятой мощности и информации о времени для вычисления потерь мощности между передатчиком мощности и приемник мощности.

В качестве дополнительной возможности, в способах, устройствах и/или сигнале информация о времени содержит размер временного окна и смещение временного окна по отношению к опорной точке времени.

В качестве дополнительной возможности, способ вычисления потерь мощности в системе индуктивного переноса мощности, содержащей передатчик мощности для передачи мощности индуктивным образом в приемник мощности через катушку передатчика и катушку приемника, содержит этапы, на которых:

получают посредством передатчика мощности информацию о времени для выравнивания времени, чтобы предоставить возможность передатчику мощности выровнять время вычисления потерь мощности с приемником мощности;

вычисляют потери мощности в течение переноса мощности согласно полученной информации о времени и параметру принятой мощности, сообщенным от приемника мощности.

В качестве дополнительной возможности, информация о согласовании по времени содержит размер временного окна и его смещение по отношению к опорной точке времени.

В качестве дополнительной возможности, опорная точка времени относится к сообщению пакета от приемника мощности в передатчик мощности.

В качестве дополнительной возможности, опорное время соответствует концу сообщения данного бита пакета.

В качестве дополнительной возможности, пакет, к которому относится опорное время, содержит информацию о принятой мощности, которую передатчик мощности применяет для вычисления потерь мощности.

В качестве дополнительной возможности, пакет, к которому относится опорное время, предшествует пакету, который содержит информацию о принятой мощности, которую передатчик мощности применяет для вычисления потерь мощности.

В качестве дополнительной возможности, размер упомянутого временного окна уменьшен до нуля или до относительно малого значения, посредством чего приемник мощности проводит одно измерение для определения принятой мощности, а передатчик мощности вычисляет потери мощности, выровненные по отношению к данному измерению.

В качестве дополнительной возможности, приемник мощности содержит блок для сообщения параметров, относящихся к параметрам выравнивания времени, перед переносом мощности, чтобы предоставить возможность передатчику мощности выровнять с приемником мощности время вычисления потерь мощности в течение переноса мощности.

В качестве дополнительной возможности, приемник мощности дополнительно содержит блок для сообщения своей принятой мощности в передатчик мощности посредством:

одного объекта данных, или

двух объектов данных, причем первый объект данных содержит выходное значение, а второй объект содержит информацию о потерях мощности в приемнике либо мобильном устройстве, из которых передатчик мощности может вычислить принятую мощность.

В качестве дополнительной возможности, передатчик мощности содержит блок для вычисления потерь мощности в течение переноса мощности от передатчика мощности в приемник мощности согласно принятой мощности, сообщенной от приемника мощности в течение переноса мощности, и посредством применения информации согласования по времени, сообщенной от приемника мощности перед переносом мощности для выравнивания времени, для вычисления потерь мощности между передатчиком мощности и приемником мощности.

В качестве дополнительной возможности, передатчик мощности может также содержать:

блок для применения множества моментов с информацией о принятой мощности, сообщаемой приемником мощности, чтобы увеличить надежность способа вычисления потерь мощности;

блок для завершения переноса мощности, если для двух или более последующих моментов потери мощности превышают пороговую величину;

блок для взятия среднего значения двух или более последующих моментов для вычисления средних потерь мощности в этих моментах.

Изобретение также содержит систему переноса мощности, содержащую передатчик мощности, описанный выше, и приемник мощности, описанный выше.

Дополнительно предпочтительные варианты осуществления устройства и способа согласно изобретению приводятся в прилагаемой формуле изобретения, раскрытие которой включено в данный документ посредством ссылки

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Эти и другие аспекты изобретения поясняются дополнительно со ссылкой на варианты осуществления, описанные в качестве примеров в последующем описании и со ссылкой на сопроводительные чертежи, в которых:

на Фиг. 1 показан пример изменения принятой мощности и переданной мощности в результате ступенчатой нагрузки;

на Фиг. 2 изображено задание временного окна согласно варианту осуществления; и

на Фиг. 3 изображен вариант осуществления того, как определять опорное время.

Чертежи являются всего лишь схематичными и представлены не в масштабе. На чертежах элементы, которые соответствуют уже описанным элементам, имеют те же самые ссылочные позиции.

На Фиг. 4 показан способ вычисления потерь мощности и способ предоставления возможности вычисления потерь мощности в системе индуктивного переноса мощности.

На Фиг. 5 показан передатчик и приемник в системе с индуктивной мощностью.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Способ предотвращения нагревания металлического объекта должен определять потери мощности, которые не являются частью обычных потерь мощности системы. Потери мощности в металлическом объекте могут быть оценены посредством определения разности между полезной переданной мощностью и общей принятой мощностью. Для предотвращения рассеивания слишком большого количества мощности в металлическом объекте передатчик мощности завершает перенос мощности, если потери мощности превышают пороговую величину.

Для определения потерь мощности приемник мощности оценивает свою полную принятую мощность, например, посредством измерения своего выпрямленного напряжения и тока, умножения тока и напряжения и добавления оценки внутренних потерь мощности в приемнике мощности. Приемник мощности сообщает принятую мощность в передатчик мощности, например, с минимальной скоростью, такой как каждые 5 секунд. Такая минимальная скорость означает, что расстояние по времени между концами двух последовательных данных информации о принятой мощности составляет максимально 5 секунд.

Передатчик мощности оценивает свою полезную переданную мощность, например, посредством измерения входного напряжения и тока, умножения входного напряжения и тока и вычитания из промежуточного результата оценки внутренних потерь мощности передатчика мощности. Передатчик мощности затем вычисляет потери мощности посредством вычитания сообщенной принятой мощности из переданной мощности. Если разность превышает пороговую величину, то передатчик мощности полагает, что слишком большое количество мощности рассеивается в металлическом объекте и завершает перенос мощности. Критерий завершения задается следующим образом:

PT-PR>пороговая величина

где PT= оцененная полезная переданная мощность

PR= оцененная общая принятая мощность

PT-PR= оцененные потери мощности

Пороговая величина = ограничение по условиям безопасности

Пороговая величина может включать в себя неточность оцененной переданной мощности и принятой мощности. Важно достичь высокой точности в оценке переданной и принятой мощности и уменьшить ошибку при вычислении потерь мощности.

Если нагрузка на выходе будет колебаться во времени, то будет возникать ошибка в вычислении потерь мощности, если измерения и оценка переданной и принятой мощности не будут выровнены во времени. Данная ошибка может быть уменьшена посредством взятия среднего значения переданной мощности и принятой мощности за некоторый более длительный промежуток времени.

Возможная реализация усреднения измерения мощности должна суммировать множество отсчетов мгновенных измерений и делить результат на количество отсчетов за период времени.

Другая возможная реализация должна брать вклад каждого нового отсчета пропорционально предыдущему вычисленному среднему значению. Так, например, если приемник мощности получает 20 отсчетов за некоторый период, то новое среднее значение будет:

Новый отсчет*1/20+Старое среднее значение*19/20.

Еще одна возможность состоит в применении фильтра низких частот для ослабления вклада фактически измеренного значения. Это может, например, быть реализовано с помощью конденсатора, который соединен с измеренным сигналом через резистор.

На Фиг. 1 показан пример изменения принятой мощности и переданной мощности в результате ступенчатой нагрузки. Период, за который приемник мощности усредняет свою принятую мощность, не известен передатчику мощности и может изменяться от конструкции к конструкции. Данная проблема изображена на Фиг. 1. На чертеже показано изменение принятой мощности (Rx-мощность) и переданной мощности (Tx-мощность) в результате ступенчатой нагрузки (внезапного увеличения или уменьшения нагрузки).

На Фиг. 1 окно, в течение которого берется средняя переданная мощность (Tx-окно), не выровнено по отношению к окну, в течение которого берется средняя принятая мощность (Rx-окно). Например, если как Tx- так и Rx-мощности изменяются от 1 Вт до 5 Вт в результате ступенчатой нагрузки, средняя принятая мощность в Rx-окне будет составлять 3 Вт, а переданная мощность в Tx-окне будет составлять 4 Вт, приводя к (дополнительной) ошибке в 1 Вт при оценке потерь мощности.

В качестве решения, передатчик мощности и приемник мощности могут измерять соответственно среднюю переданную мощность и среднюю принятую мощность за период между двумя последующими пакетами о принятой мощности. Данный способ, однако, перестанет работать, если пакет принятой мощности не достигнет передатчика мощности ввиду ошибки коммуникации.

Изобретение уменьшает ошибку в способе обнаружения потерь мощности, которые вызваны динамической нагрузкой на выходе, посредством выравнивания оценки переданной мощности по отношению к оценке принятой мощности во времени. С этой целью передатчик мощности будет получать информацию для выравнивания времени измерения переданной мощности и принятой мощности. Данная информация может представлять собой, например, параметр временного окна для установки временного окна в передатчике мощности в течение фазы конфигурации, чтобы предоставить возможность передатчику мощности выровнять свою оценку переданной мощности по отношению к оценке принятой мощности посредством применения данного временного окна.

Чтобы предоставить возможность передатчику мощности устранить или уменьшить ошибку вычисления потерь мощности для описанного выше способа потерь мощности в случае, если нагрузка на выходе колеблется, передатчику мощности необходима информация о периоде во времени, для которого должны быть вычислены потери мощности.

С этой целью приемник мощности сообщает параметры, определяющие установку для временного окна в течение конфигурирования системы. Передатчик мощности применяет установку окна для выравнивания оценки своей переданной мощности по отношению к оценке принятой мощности.

В передатчике мощности может иметься предварительно сохраненное временное окно по умолчанию. В случае если приемник мощности не сообщает такие параметры согласования по времени, передатчик мощности применяет для них значения по умолчанию.

Временное окно определяется следующими двумя параметрами.

1. Размер окна - например, 8 битовое значение. Диапазон данного параметра может, например, быть от 0 секунд до 12 750 секунд. Целесообразное значение для размера окна может составлять 1 секунду. Значение по умолчанию также может быть 1 с. Размер окна может также быть уменьшен до относительно малого значения, например, 100 мс или 255 мс.

2. Смещение окна - например, 8 битовое значение. Данное значение указывает смещение временного окна по отношению к опорному времени. Предпочтительно смещение задается между концом временного окна и опорной точкой, но также можно использовать начальную точку временного окна для определения смещения по отношению к опорной точке. Диапазон параметра смещения может быть, например, от 0 мс до 255 мс. Целесообразное значение для смещения может быть 100 мс. Значение по умолчанию также может быть 100 мс.

3. Опорное время может быть задано согласно времени, в которое конкретный бит пакета сообщается от приемника мощности в передатчик мощности. Пакет предпочтительно является пакетом принятой мощности, который передатчик мощности применяет для вычисления потерь мощности, потому что посредством приема данного пакета, передатчик мощности может убедиться, что имеет правильную взаимосвязь между информацией о принятой мощности и временным окном, в течение которого необходимо вычислять потери мощности.

Примерные варианты осуществления для определения опорного времени являются следующими:

a) Опорное время определяется посредством (конца) сообщения последнего бита пакета принятой мощности. Обычно длина и, следовательно, время для сообщения пакета принятой мощности известны приемнику мощности (например, 20 мс), а также время для вычисления принятой мощности из измерений (например, 80 мс) известно разработчику приемника мощности - означая, что смещение окна может быть определено вполне точно (например, 100 мс).

b) Опорное время определяется посредством сообщения первого бита пакета принятой мощности. Данное согласование по времени может быть немного более точным, так как неточность времени переноса пакета теперь устраняется. Передатчик мощности, однако, должен сохранить время приема первого бита пакета и ожидать приема остающейся части пакета прежде, чем он узнает, что бит является частью пакета о принятой мощности.

На Фиг. 2 изображено задание временного окна согласно варианту осуществления a), в котором опорное время задается посредством конца сообщения последнего бита пакета принятой мощности (Rx-мощность). Время между концом временного окна и опорным временем определяется посредством смещения окна. Время между началом и концом окна определяется размером окна.

Возможная реализация передатчика мощности должна брать отсчеты своей средней мощности через малые временные интервалы и сохранять эти значения в памяти. Значение интервала может, например, составлять 10 мс. После приема пакета принятой мощности передатчик мощности ищет сохраненные значения и вычисляет среднее значение в течение сконфигурированного временного окна. При размере окна в 1000 мс и смещении окна по отношению к последнему биту пакета принятой мощности в 100 мс, передатчик мощности должен сохранить, например, 110 отсчетов. Передатчик мощности может сохранять отсчеты переданной мощности по кругу, посредством чего он перезаписывает самый старый отсчет самым новым.

Надежность способа потерь мощности может быть повышена, если передатчик мощности не завершает перенос мощности на основе информации, переносимой в одном сообщении принятой мощности.

Передатчик мощности может ожидать одного или более дополнительных пакетов принятой мощности перед завершением переноса мощности. Таким образом, если пороговая величина потерь мощности превышена согласно информации в одном пакете принятой мощности, передатчик мощности может принять решение о задержке решения по завершению переноса мощности до приема последующего пакета.

Он может завершить перенос мощности, если для каждого из двух или более последующих пакетов принятой мощности потери мощности превышают пороговую величину.

Он может усреднить вычисленные потери мощности, соответствующие последним двум или более пакетам принятой мощности, и завершить перенос мощности, если данное среднее значение превышает пороговую величину.

Принятая мощность может быть сообщена от приемника мощности в передатчик мощности посредством пакета принятой мощности, как указано в приведенном выше описании. Изобретение, однако, не ограничено данной формой сообщения принятой мощности.

Приемник мощности может сообщить свою принятую мощность также в других формах, например:

сообщение (любой формы) о выходной мощности, как например, выпрямленная выходная мощность и дополнительно информация, которая предоставляет возможность передатчику мощности вычислять принятую мощность из выходной мощности. Дополнительная информация может быть сообщена в качестве отдельного пакета, но также может содержаться с информацией о выходной мощности в одиночном пакете и может, например, содержать:

1. Фактические потери мощности в приемнике, которые передатчик мощности должен суммировать с выходной мощностью для вычисления принятой мощности. Данная информация предпочтительно сообщается внутри одного и того же пакета в качестве выходной мощности, либо в отдельном пакете непосредственно перед или после пакета выходной мощности.

2. Поправочный коэффициент мощности, который передатчик мощности должен умножить на выходную мощность, и коэффициент смещения мощности, который передатчик мощности должен суммировать с выходной мощностью, чтобы вычислить принятую мощность. Такая поправочная информация может быть сообщена посредством приемника в течение конфигурирования, чтобы уменьшить служебную информацию для сообщения в течение переноса мощности.

Изобретение применяет смещение окна по отношению к опорному времени. Приведенное выше описание использует пакет принятой мощности для связи с таким опорным временем, которое наступает позже временного окна, которое применяется для вычисления потерь мощности. Однако, другие способы для определения такой опорной точки также возможны. Нижеследующее является некоторыми дополнительными примерами для опорного времени.

На Фиг. 3 изображен вариант осуществления того, как определить опорное время. Приемник мощности может посылать пакет принятой мощности с равными временными интервалами; если передатчику мощности известно о расстоянии по времени между этими пакетами, то можно использовать предыдущий сообщенный пакет принятой мощности для опорного времени. На Фиг. 3 изображено, как использовать предыдущий сообщенный пакет принятой мощности для опорного времени. Последний бит предыдущего пакета принятой мощности является опорным временем. Временное окно начинается за смещением окна после данного опорного времени. Преимущество состоит в том, что передатчик мощности не должен сохранять отсчеты, чтобы определять свою среднюю переданную мощность из прошлого. Он может определить свою среднюю переданную мощность в течение временного окна. Он только должен сохранять результирующую среднюю мощность в течение временного окна до приема следующего пакета принятой мощности. В случае, если передатчик мощности не принимает следующий пакет принятой мощности вследствие ошибки коммуникации, он может применить таймаут для отбрасывания последней сохраненной средней переданной мощности и использовать информацию об ожидаемом времени между двумя последующими пакетами принятой мощности, чтобы начать определение средней переданной мощности для следующего временного окна.

Для данного способа необходимо, чтобы передатчику мощности было известно о расстоянии по времени между двумя последующими пакетами принятой мощности. Это может быть выполнено посредством использования значения по умолчанию и/или посредством сообщения такого значения от приемника мощности в передатчик мощности, например, на стадии конфигурирования системы. В данном способе приемник мощности не должен вызывать слишком большого отклонения по времени между сообщением двух последующих пакетов для поддержания передатчика мощности выровненным. Это может стать проблемой в случае, если необходимо сообщать другие пакеты управления с более высоким приоритетом, и вызвать задержку сообщения пакета принятой мощности. Следовательно, пакет принятой мощности должен иметь высокий приоритет.

Другая возможность состоит в том, что приемник мощности синхронизируется с сигналом от передатчика мощности. В случае если система позволяет коммуникацию от передатчика мощности к приемнику мощности, например, посредством модулирования амплитуды, частоты или фазы сигнала мощности, передатчик мощности может посылать данную величину синхронизации в обычных временных интервалах. Такой элемент данных может также функционировать в качестве опорного времени для временного окна. Временное окно может, например, точно быть временем между двумя последующими данными синхронизации.

Система применяет окно, в течение которого усредняются принятая мощность и переданная мощность. Один вариант осуществления включает в себя возможность уменьшения размера окна до нуля. Это означает, что вместо средних значений принятой мощности и переданной мощности для реализации способа потерь мощности берутся мгновенные значения. Практическая реализация может состоять в применении очень малого размера окна, в котором приемник мощности выполняет (одиночное) измерение для определения своей принятой мощности и в котором передатчик мощности выполняет (одиночное) измерение для определения своей переданной мощности. Данный вариант осуществления менее надежен по сравнению с вариантом осуществления, в котором определяется среднее значение множества измеренных значений в течение временного окна с увеличенным размером. Однако надежность может быть повышена, как описано ранее.

В практическом варианте осуществления смещение окна указывает интервал между окном для усреднения принятой мощности и началом передачи соответствующего пакета о принятой мощности. Значение смещения окна может быть выражено в единицах посредством значения данных в пакете данных, который следует передать от приемника мощности в передатчик мощности, например, 3 бита. Дополнительное значение данных может указывать размер окна, например, 5 битов. Значения могут быть выражены в единицах из нескольких мс, например 4 мс. Преимущественно используются единицы из 8 мс, которые учитывает максимальный размер окна в 252 мс вместо 124 мс.

Временное окно может быть относительно длительным периодом, например 1 секунда, а также и относительно коротким периодом, например, 64 мс. Более короткий период предоставляет возможность измерения мощности только в то время, когда не происходит никакого сообщения между Rx и Tx. Амплитудная модуляция из-за сообщения делает измерения менее точными. Например, более короткий период делает возможным задание временного окна от конца предыдущего пакета (например, предыдущего пакета о принятой мощности) до начала текущего пакета о принятой мощности, или от конца предыдущего пакета до конца предыдущего пакета + размер окна, в качестве заданного.

На Фиг. 4 показан способ вычисления потерь мощности и способ обеспечения вычисления потерь мощности в системе индуктивного переноса мощности. Система индуктивного переноса мощности имеет передатчик мощности для передачи мощности индуктивным образом в приемник мощности через катушку передатчика и катушку приемника. Способ вычисления потерь мощности начинается после того, как система индуктивной мощности инициирует перенос мощности, как показано на этапе INIT TR (инициализировать передачу). Затем способ продолжается посредством выполнения с помощью передатчика мощности следующих этапов. Способ получает на этапе OTI (получить информацию о времени) информацию о времени для выравнивания времени, сообщенной от приемника мощности. Информация о времени предоставляет возможность передатчику мощности выровнять с приемником мощности время вычисления потерь мощности в течение переноса мощности. Способ определяет данные о переданной мощности на этапе DTPD (определить данные о переданной мощности). Способ получает параметр о принятой мощности, сообщенный из приемника мощности на этапе OPP (получить параметр мощности). Затем способ продолжается на этапе CALC (вычислить) посредством вычисления потерь мощности согласно полученной информации о времени определенным данным о переданной мощности и параметру принятой мощности.

На чертеже также показан способ обеспечения вычисления потерь мощности посредством этапов, выполняемых приемником мощности. Способ начинается после того, как система индуктивной мощности инициирует перенос мощности, как показано на этапе INIT RC (инициализировать прием). Способ сообщает на этапе CTI (сообщить информацию о времени) посредством приемника мощности в передатчик мощности информацию о времени для выравнивания времени. Информация о времени предоставляет возможность передатчику мощности выровнять с приемником мощности время вычисления потерь мощности в течение переноса мощности. На этапе DPP (определить параметр мощности) параметр принятой мощности определяют согласно информации о времени, например, во временном окне, заданном информацией о времени. Затем способ продолжается, чтобы сообщить на этапе CPP (сообщить параметр мощности) в передатчик мощности параметр принятой мощности.

На фиг. 5 показаны передатчик и приемник в системе индуктивной мощности. Устройство 110 подачи мощности, также называемое базовой станцией, имеет, по меньшей мере, один передатчик 112, 112a мощности и системный блок 115 для управления системой индуктивной мощности. Катушка 114 передатчика, также называемая первичной катушкой, показана соединенной с блоком 113 преобразования мощности передатчика, который соединен с контроллером 111, также называемым блоком связи и управления. Блок 113 преобразования мощности передатчика преобразует входную мощность в мощность для переноса, которую следует перенести магнитным образом от катушки передатчика в катушку приемника. Блок 111 связи передатчика соединен с блоком преобразования мощности для приема сигнала связи через катушку передатчика от катушки приемника.

Приемник 100 мощности, обычно мобильное устройство, имеет катушку 104 приемника, также называемую вторичной катушкой, которая показана соединенной с блоком 103 захвата мощности, который предоставляет выходную мощность на нагрузку 102. Блок захвата мощности соединен с блоком 101 связи и управления приемника. Блок связи и управления приемника выполнен с возможностью возбуждения катушки приемника для передачи сигнала связи через катушку приемника в катушку передатчика и соединен с нагрузкой 102, чтобы распознавать и управлять состоянием мощности в нагрузке. Система индуктивного переноса мощности, как показано на фигуре 4, основана на хорошо известном стандарте Qi. Блоки связи и управления в передатчике и приемнике выполнены с возможностью осуществления функций, определенных выше со ссылкой на Фиг. 1, 2 и 3.

Подводя итог вышесказанному изобретение предлагает способ вычисления потерь мощности в системе индуктивного переноса мощности, содержащей передатчик мощности для передачи мощности индуктивным образом в приемник мощности через катушку передатчика и катушку приемника, при этом способ содержит этап получения посредством передатчика мощности информации о времени для выравнивания времени, чтобы предоставить возможность передатчику мощности выровнять время вычисления потерь мощности с приемником мощности; и этап вычисления потерь мощности в течение переноса мощности согласно полученной информации о времени и параметру принятой мощности, сообщенным от приемника мощности.

Следует отметить, что изобретение может быть реализовано в аппаратном обеспечении и/или программном обеспечении с использованием программируемых компонентов. Способы реализации изобретения имеют этапы, соответствующие функциям, заданным для системы, описанной выше.

Хотя настоящее изобретение было описано в связи с некоторыми вариантами осуществления, его не следует ограничивать конкретной формой, сформулированной в данном документе. Дополнительно, хотя может оказаться, что какой-либо признак описывается в связи с конкретными вариантами осуществления, специалисту в данной области техники должно быть понятно, что различные признаки описанных вариантов осуществления могут быть объединены в соответствии с изобретением. В формуле изобретения термин «содержит» не исключает наличия других элементов или этапов.

Кроме того, несмотря на указание в единственном числе, множество средств, элементов или этапов способа могут быть реализованы, например, посредством одного блока или процессора. В дополнение, хотя отдельные признаки могут содержаться в различных пунктах формулы изобретения, они потенциально могут быть предпочтительным образом объединены, и включение их в различные пункты формулы изобретения не означает, что объединение признаков невыполнимо и/или не обеспечивает выгоды. Также включение признака в одну категорию пунктов формулы изобретения не означает ограничение до данной категории, а скорее указывает, что признак в равной степени применим к другим категориям пунктов формулы изобретения соответствующим образом. Кроме того, порядок признаков в пунктах формулы изобретения не означает конкретный порядок, в котором должны работать признаки, в частности, порядок отдельных этапов в пункте на способ не означает, что этапы должны выполняться в данном порядке. Скорее этапы могут быть выполнены в любом подходящем порядке. Кроме того, упоминание в единственном числе не исключают множества. Таким образом, упоминание признаков в единственном числе, «один», «первый», «второй» и т.д. не исключают множества. Ссылочные позиции в пунктах формулы изобретения предоставляются всего лишь в качестве разъясняющего примера и не должны расцениваться как ограничивающие объем формулы изобретения каким-либо образом.

1. Способ вычисления потерь мощности в системе индуктивного переноса мощности, содержащей передатчик (112) мощности для передачи мощности индуктивным образом в приемник (100) мощности через катушку (114) передатчика и катушку (104) приемника, при этом способ содержит этапы, на которых посредством передатчика мощности
получают параметр принятой мощности, сообщенный от приемника мощности;
получают информацию о времени для выравнивания времени, сообщенную от приемника мощности, для предоставления возможности передатчику мощности выровнять с приемником мощности время вычисления потерь мощности в течение переноса мощности;
вычисляют потери мощности согласно полученной информации о времени и параметру принятой мощности.

2. Способ по п. 1, в котором информация о времени содержит размер временного окна и смещение временного окна по отношению к опорной точке времени.

3. Способ по п. 2, в котором упомянутая опорная точка времени относится к сообщению пакета от приемника мощности в передатчик мощности.

4. Способ по п. 3, в котором пакет, к которому относится опорная точка времени, содержит параметр принятой мощности.

5. Способ обеспечения вычисления потерь мощности в системе индуктивного переноса мощности, содержащей передатчик (112) мощности для передачи мощности индуктивным образом в приемник (100) мощности через катушку (114) передатчика и катушку (104) приемника, при этом способ содержит этапы, на которых посредством приемника мощности
сообщают в передатчик мощности информацию о времени для выравнивания времени, чтобы предоставить возможность передатчику мощности выровнять с приемником мощности время вычисления потерь мощности в течение переноса мощности;
определяют параметр принятой мощности согласно информации о времени и
сообщают в передатчик мощности параметр принятой мощности.

6. Способ по п. 5, в котором информация о времени содержит размер временного окна и смещение временного окна по отношению к опорной точке времени.

7. Приемник мощности, содержащий блок (101) связи для осуществления связи с передатчиком (112) мощности для передачи мощности индуктивным образом в приемник мощности через катушку (114) передатчика и катушку (104) приемника,
при этом приемник мощности выполнен с возможностью определения параметра принятой мощности согласно информации о времени, и
блок связи выполнен с возможностью сообщения параметра принятой мощности и сообщения информации о времени для выравнивания времени, чтобы предоставить возможность передатчику мощности выровнять с приемником мощности время вычисления потерь мощности в течение переноса мощности.

8. Приемник мощности по п. 7, в котором информация о времени содержит размер временного окна и смещение временного окна по отношению к опорной точке времени.

9. Приемник мощности по п. 7, содержащий блок для сообщения параметра принятой мощности передатчику мощности посредством
одного объекта данных или
двух объектов данных, причем первый объект данных содержит выходную мощность, а второй объект содержит информацию о потерях мощности в приемнике или мобильном устройстве, от которого передатчик мощности может вычислить принятую мощность.

10. Передатчик мощности, содержащий блок (111) связи для осуществления связи с приемником (100) мощности, выполненным с возможностью приема мощности индуктивным образом от передатчика (112) мощности через катушку (114) передатчика и катушку (104) приемника, при этом блок связи выполнен с возможностью сообщения параметра принятой мощности и информации о времени для выравнивания времени, передатчик мощности выполнен с возможностью вычисления потерь мощности в течение переноса мощности от передатчика мощности в приемник мощности согласно параметру принятой мощности, сообщенному от приемника мощности в течение переноса мощности, и посредством применения информации о времени, сообщенной от приемника мощности, для вычисления потерь мощности между передатчиком мощности и приемником мощности.

11. Передатчик мощности по п. 10, в котором информация о времени содержит размер временного окна и смещение временного окна по отношению к опорной точке времени.

12. Передатчик мощности по п. 11, содержащий
блок (115) для завершения переноса мощности, если для двух или более последующих моментов потери мощности превышают пороговую величину.

13. Система переноса мощности, содержащая приемник мощности по п. 7, 8 или 9 и передатчик мощности по п. 10, 11 или 12.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам индуктивной передачи энергии. Технический результат - обеспечение передачи энергии на больших площадях.

Группа изобретений относится к наземным сооружениям для привязных летательных аппаратов. Первый вариант способа электроснабжения воздушного летательного аппарата с удерживающим тросом характеризуется тем, что передачу электроэнергии с земли осуществляют повышенным напряжением 0,1…10 кВ постоянного тока путем преобразования напряжения источника питания на земле по напряжению с 12…380 В до 0,1…10 кВ и передачи по линии электропередачи с дальнейшим преобразованием напряжения 0,1…10 кВ до 12…380 В.

Настоящие изобретения относятся к беспроводной передаче мощности. Технический результат - повышение эффективности и безопасности передачи электроэнергии.

Изобретение относится к электротехнике. Универсальный источник беспроводного питания содержит несколько беспроводных передатчиков энергии и сетевой адаптер, включающий схему источника питания и корпус, который разделен на две секции, соединенные вместе при помощи поворотного шарнира; каждая из указанных секций включает по меньшей мере один из указанных нескольких беспроводных передатчиков энергии; указанные две секции можно поворачивать в разные положения, чтобы изменить положение и ориентацию указанных нескольких беспроводных передатчиков энергии.

Изобретение относится к области электротехники. Предлагается способ перетоков электрической энергии в тяговой сети постоянного тока городского электрифицированного транспорта через коммунальную сеть переменного тока для улучшения качества напряжения одновременно в обеих сетях.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления реактивной мощностью в системах питания таких устройств, как землеройные машины различного типа, используемые для добычи полезных ископаемых.

Изобретение относится к электротехнике, в частности, к индуктивным системам передачи питания. Технический результат - упрощение схемы при обеспечении эффективного управления.

Изобретение относится к области беспроводной передачи энергии. Система беспроводной передачи энергии содержит базовый блок (1) с несколькими цепями генерации магнитного поля и устройство (10), отделимое от упомянутого базового блока (1), имеющее принимающий индуктор, приспособленный для приема энергии индуктивным образом, когда упомянутое устройство (10) находится поблизости от одной из упомянутых цепей генерации, причем упомянутый базовый блок (1) содержит контроллер (3), сконфигурированный определять цепь (2') передачи из упомянутых цепей генерации, когда упомянутый принимающий индуктор находится поблизости от упомянутой цепи (2') передачи, после чего упомянутая цепь (2') передачи эксплуатируется для генерации первого магнитного поля (8), имеющего первую фазу, для индукции тока в упомянутом принимающем индукторе, и по меньшей мере одна из оставшихся цепей генерации эксплуатируется как цепь (2", 52, 82) компенсации для генерации второго магнитного поля (21), имеющего противоположную фазу к упомянутой первой фазе.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в городских электрических сетях коммунального хозяйства и городского электрифицированного транспорта.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности и эффективности.

Изобретение относится к индуктивной передаче энергии. Технический результат - упрощение приемника энергии. Беспроводная индуктивная система передачи энергии содержит передатчик энергии для индуктивной передачи энергии к приемнику энергии через передающую катушку к приемной катушке. В системе способ связи содержит этап, на котором передают посредством приемника энергии первые данные и вторые данные передатчику энергии, причем первые данные указывают требование к модуляции, а вторые данные указывают сообщение запроса; этап, на котором принимают посредством передатчика энергии первые данные и вторые данные от приемника энергии; этап, на котором передают посредством передатчика энергии ответное сообщение для ответа на упомянутое сообщение запроса, модулируя энергетический сигнал в соответствии с требованием к модуляции, чтобы передать ответное сообщение; и этап, на котором приемник энергии принимает ответное сообщение, демодулируя модулированный энергетический сигнал, несущий от передатчика энергии ответное сообщение, принимаемое приемной катушкой. 4 н и 12 з.п. ф-лы, 1 табл., 4 ил.
Наверх