CN111049284A - 配对接收器和无线充电发射器的方法 - Google Patents

Abstract

一种无线充电系统(发射器)，具有多个发射器线圈，允许例如蜂窝电话的多个接收器设备(接收器)同时被充电。接收器向发射器发送包括接收器识别符的数据包，从而发射器线圈的一个能够与相应一个接收器配对。发射器从而能够使用识别符来区分各接收器的通信，使得与连接到相邻的发射器线圈的接收器的之间通信不互相干扰。

Description

配对接收器和无线充电发射器的方法

技术领域

本发明涉及无线充电设备。特别地，涉及能够与多个接收器设备通信并充电的无线充电设备。

背景技术

由于无线充电器能够使电子设备在无需将设备插入电子插座的情况下被充电，无线充电器是方便的。无线充电器被开发为能够同时对多个设备(接收器)充电。在运行中，接收器被置于充电器的相应线圈上，线圈将电能发送给接收器。线圈也用于充电器和接收器之间的通信。然而，线圈可能对相邻的线圈和接收器的通信产生干扰。

用于无线充电器的区分多个接收器设备并避免干扰的通信方法是有利的。

发明内容

本发明内容被提供以介绍以下具体实施方式部分详述的概念中经选择的简化部分。本发明内容并不意欲确定权利要求中内容的关键或必要特征，亦不意欲使其限制权利要求的范围。

根据一种实施方式，提供一种无线充电器与接收器设备之间通信的方法，无线充电器包括多个用于对相应多个接收器设备充电的发射器。该方法包括：

接收器设备响应于来自选定的发射器的功率信号而发送第一数据包；

接收器设备发送一个或多个第二数据包，其中选定的发射器根据所述一个或多个第二数据包而配置，以向接收器设备提供充电电能；以及

接收器设备发送第三数据包，其中选定的发射器响应于第三数据包而向接收器设备提供充电电能，并控制充电电能；

其中至少所述第三数据包包括与接收器设备相关联的识别符。

示例地，所述方法进一步包括将选定的发射器与接收器设备配对，包括：

选定的发射器解析第三数据包并识别第三数据包包括识别符；

选定的发射器确定识别符是接收器设备的已注册的识别符；

选定的发射器响应于发射器确定识别符是接收器设备的已注册的识别符而对第三数据包作出响应；以及

当发射器确定识别符不是接收器设备的识别符时，选定的发射器舍弃第三数据包。

示例地，所述方法进一步包括：

选定的发射器向接收器设备签发识别符；以及

接收器设备将识别符包括在至少第三数据包中。

示例地，所述方法进一步包括：

接收器设备产生识别符；以及

接收器设备产生至少第三数据包，至少第三数据包包括所产生的识别符。

示例地，接收器设备产生至少第三数据包包括：

产生序文；以及

将序文和识别符包括在第三数据包中。

示例地，所述方法进一步包括：

接收器设备产生至少一个另外的数据域，其包括接收器设备的功率等级、接收器设备的类型、接收器设备所支持的协议版本中的至少一个，并将至少一个另外的数据域包括在至少第三数据包中。

示例地，接收器设备产生一个或多个第二数据包包括：

产生识别包；以及

产生配置包；

其中发射器响应于接收到识别包和配置包而初始化，以提供充电电能。

根据另一实施方式，提供一种无线充电器和接收器设备之间通信的方法。无线充电器包括多个用于对相应多个接收器设备充电的发射器。所述方法包括：

由选定的发射器向位于接近选定的发射器的接收器设备发送功率信号；

选定的发射器接收来自接收器设备的响应于功率信号的第一数据包；

选定的发射器接收来自接收器设备的一个或多个第二数据包，使用该一个或多个第二数据包来配置选定的发射器，以向接收器设备提供充电电能；以及

选定的发射器接收来自接收器设备的第三数据包，其中选定的发射器使用第三数据包来控制充电电能；

其中至少第三数据包包括与接收器设备相关联的识别符。

示例地，所述方法进一步包括：

选定的发射器向接收器设备签发识别符，其中识别符包括在至少第三数据包中。

示例地，识别符由接收器设备提供给选定的发射器。

示例地，第一、第二、第三数据包包括序文和识别符。

示例地，至少第三数据包包括接收器设备的功率等级、接收器设备的类型、以及接收器设备所支持的协议的协议版本中的至少一个。

示例地，一个或多个第二数据包包括识别包和配置包。

根据另一实施方式，提供一种无线充电器和接收器设备之间通信的方法。无线充电器包括多个用于对相应多个接收器设备充电的发射器。所述方法包括：

在功率传输阶段，由选定的发射器向选定的接收器设备提供充电电能；以及

响应于所接收的来自选定的接收器设备的控制数据包而由选定的发射器来控制充电电能，其中控制数据包包括与选定的接收器设备关联的识别符。

示例地，识别符用来将选定的发射器与选定的接收器设备配对。

示例地，选定的发射器自一个或多个接收器设备接收数据包，以及仅处理包括识别符的数据包。

示例地，选定的发射器舍弃不包括识别符的数据包。

示例地，识别符由选定的发射器定义，并由选定的发射器向选定的接收器设备提供。

示例地，每个接收器设备包括唯一的识别符，选定的接收器设备向选定的发射器提供其唯一的识别符。

示例地，所述方法进一步包括：

ping阶段，其中选定的发射器向选定的接收器设备发送功率信号，选定的接收器设备通过向选定的发射器发送信号强度数据包而响应；以及

识别与配置阶段，其中选定的接收器设备向选定的发射器发送一个或多个第二数据包，选定的发射器解析一个或多个第二数据包，并使用识别符来确定第二数据包是由选定的接收器设备传送的，选定的发射器使用第二数据包来配置其自身，以提供充电电能。

附图说明

以下将结合附图对于本发明的实施方式进行进一步描述，其中：

图1是具有多个发射器线圈的无线充电器及与相应发射器线圈相耦合的多个接收器设备的示意框图；

图2是根据本发明一种示例的实施方式的用于无线充电器和接收器设备之间通信的方法流程图；

图3是根据本发明一种实施方式的数据包的格式的示意图；

图4是根据本发明另一种实施方式的数据包的格式的示意图；以及

图5是根据本发明一种实施方式的由发射器执行的用于发射器和一个或多个接收器设备之间通信的方法流程图。

具体实施方式

图1是一种无线充电器102的示例框图，其包括多个发射器，其支持向多个接收器设备110充电。无线充电器102包括控制器104、多个驱动器106、以及多个发射器线圈108，发射器线圈108与多个驱动器106中的相应一个相连。控制器104控制多个驱动器106，以驱动相应的发射器线圈108。控制器104可以包括管理线圈108的单个控制器电路，或者包括多个控制器电路，其中每一个管理线圈108中的相应一个。每个发射器线圈108和相应的驱动器106组成一个发射器，发射器产生无线充电电能。通过具有多个发射器线圈108(即多个发射器)，无线充电器102能够同时对多个接收器设备110充电。每个接收器设备110包括接收器线圈112，其与发射器线圈108中的一个相耦合，以自无线充电器102接收电能，并与无线充电器102通信。无线充电器102与接收器设备110使用例如带内幅移键控(in-bandAmplitude Shift Keying，in-band ASK)通信机制进行通信。

在一种优选的实施方式中，发射器线圈108在无线充电器102中分布于行中或阵列中。当多个发射器与相应的多个接收器设备110通信时，无可避免地将会出现信号干扰。例如，在典型的应用中，发射器和接收器设备110之间以Qi协议通信时，发射器以包的形式从接收器设备110接收控制数据。由于包是由接收器设备110无线地广播，当包由相邻的不与该广播的接收器设备110耦合的发射器线圈108接收时，会产生干扰。这种不希望的干扰可能中断甚至破坏发射器所进行中的运行。本发明使用改进的数据包来用于接收器与发射器之间的通信，以避免干扰。例如，在Qi协议中，通信包包括序文、标头、信息、以及校验。然而，如将结合图3、图4所详细描述的，在本发明中，数据包还包括设备识别符域，其使发射器确定所接收的数据包是否来自所配对的接收器设备。如果无线充电系统支持双向通信(Tx至Rx(ASK)和Rx至Tx(ASK))，该设备识别符可以是由发射器基于其充电状态而动态地分配的。例如，当发射器得到第一通道的信号，其可以将设备序列号返回给该接收器设备，例如0X01；而后接收器设备110可以将该识别符集成到其随后将发送给发射器的通信包中。在此之后，发射器能够通过检验该识别符号码而确定信号来源。例如，如果通道1的发射器与通道1的接收器设备相配对，则若通道1的发射器接收到具有通道2的识别符的数据包，通道1的发射器将弃用该包，并继续检查来自通道1的接收器设备的数据包。对于不同的接收器设备，识别符号码是不同的。

图2是根据本发明一种实施方式的无线充电器102(发射器)和接收器设备110之间通信的方法的流程图。

该通信方法自模块202开始，其为选择阶段，其中发射器确定在发射器线圈108的运行范围内具有接收器设备110，并选择该接收器设备110以进行无线充电。在选择阶段之后，如模块204所述的，发射器进入ping阶段，其中发射器在发射器线圈108上施加功率信号，接收器设备110的接收器线圈112耦合到该发射器线圈108。作为响应，在模块206，接收器设备110向发射器发送信号强度数据包。其后在模块208，发射器确定是否进入下一阶段，即识别与配置阶段。例如，在Qi协议中，如果信号强度数据包在施加到发射器线圈108上的功率信号达到稳定水平的50％之前被接收，则发射器确定进入识别与配置阶段。应当阐明的是，在图2中，自发射器到接收器设备110的信号以及自接收器设备110到发射器的信号由横向的箭头指示。例如，在模块204，该横向箭头表明功率信号由发射器向接收器设备110发送。

如果发射器进入识别与配置阶段，接收器设备110分别在块210和212中发送识别包和配置包的序列。发射器使用识别包和配置包来初始化并准备向接收器设备110提供充电电能。这些数据包将参考图3、图4予以更详细的阐述。另一方面，如果发射器不进入识别与配置阶段，发射器从发射器线圈108上移除功率信号。

在识别与配置阶段之后，该通信方法可以执行可选的阶段，例如，谈判阶段、校正阶段，其后为功率传输阶段。在功率传输阶段时，在模块214，发射器向接收器设备110提供充电电能，并控制该充电电能。接收器设备110在模块216向发射器传送控制数据包，发射器使用控制数据包中的信息来控制充电电能。

图3是展示由接收器设备110产生并发送给发射器的数据包30的格式的框图。每个包30包括序文32、标头34、信息36、以及校验38，其由例如无线充电联盟(Wireless PowerConsortium)推出的Power Class 0规格书定义。从而，这些数据域32-38是可知的。在其他实施方式中，可以使用其他格式来用于发射器和接收器设备110之间的通信。

然而，在本优选实施方式中，控制数据包中包括识别符39。识别符39与接收器设备110相关联。亦即，识别符39被用来将接收器设备110与发射器线圈108中的特定一个相配对。而后，如果发射器线圈108接收到来自与相邻的发射器线圈相配对的接收器设备110的数据包，在发射器解析包括识别符域39的控制数据包时，发射器将知道该接收的数据包应当被舍弃，因为它不是来自于相配对的接收器。

在一种实施方式中，识别符39由发射器所定义，并发送给接收器设备110，从而当接收器设备110产生控制数据包30时，该包30包括由发射器所提供的识别符39。在其他实施方式中，识别符39可以由接收器设备110自身所产生。如图3所示的，在本优选实施方式中，识别符39在包30中位于序文32和标头34之间。然而，在其他实施方式中，识别符39可以位于包30中的不同区段。优选地，识别符39位于序文32之后，这是因为序文32被发射器用来与来文数据相同步以及精确地检测后续数据域的开始位。

图4所示的是根据本发明可选的实施方式的扩展的包40的格式。扩展的包40包括序文32以及识别符39、标头34、信息36、以及校验38。扩展的包40还可选地包括接收器设备110的功率等级42、接收器设备110的类型44、以及接收器设备110所支持的协议版本46。在扩展的包40中的这些数据域为接收器设备110固有，因而是可知的，例如由Qi规格书所推出，在此不予详述。

使用识别符39，无线充电器102的多个发射器能够与接收器设备110相配对。

图5所示的是由发射器所执行的在发射器和接收器设备110的通信序列中的步骤的流程图。在步骤502，发射器自接收器设备110接收数据包。在步骤504，发射器解析数据包。数据解析是可知的，然而在本发明中，数据包中包括识别符39。从而，在步骤504，发射器检查在包中是否包括识别符。参考图3，对于识别符39的识别由对序文的识别开始，识别符39的存在与否的识别在序文已经被识别了之后进行。例如，当发射器检测到至少4个值为1的序文位时，序文被认为是已经识别到。随后，下一数据域将被认为应是识别符。另一方面，如果发射器在最大允许的位数中，例如25位中，没有检测到足够的值为1的位，发射器将认为未能正确接收到包，并将不会继续进行识别符39的检测和识别。

步骤506，如果包中包括了识别符39，发射器确定该识别符39是否与已注册的识别符相同。如前所述的，识别符39可以是由发射器动态地向接收器设备110指定分发的，在此情况下已注册的识别符即为该动态指定的识别符。当所期待的识别符是由接收器设备110自身产生的，则已注册的识别符为所产生的该识别符，并且示例地由发射器响应于在识别与配置阶段中接收到识别包而注册。

如果在步骤506中，确定包中所包含的识别符与已注册的识别符相同，则发射器在步骤508中作出响应。然而，如果包中所包括的识别符与已注册的识别符不相符，则发射器在步骤510舍弃该包。如果在步骤504中发射器在接收的包中检测不到识别符，则发射器进行步骤510并舍弃该包。

发射器可以动态地签发识别符，或者接收器设备固有的识别符可以被使用来使接收器设备区别于其他接收器设备，从而发射器线圈108可以与接收器设备相配对，并且来自其他接收器设备的潜在干扰能够避免。发射器使用包含在正常通信包中的识别符来识别接收器设备，从而发射器能够分配其线圈108中的一个来与所配对的接收器设备进行排他的通信，而不受相邻设备的打扰。本发明基于原有协议而提供改进的通信包定义。使用动态识别符分发，发射器可以使耦合到其线圈的不同接收器设备得以区别，使带内通信稳定、可靠。

在此参考了特定的所示的例子对于各种示例的实施方式进行了描述。所述示例的例子被选择为辅助本领域的技术人员来形成对于各实施方式的清晰理解并得实施。然而，可以构建为包括一个或多个实施方式的系统、结构和器件的范围，以及根据一个或多个实施方式实施的方法的范围，并不为所展示的示例性例子所限制。相反地，所属技术领域的技术人员基于本说明书可以理解：可以根据各实施方式来实施出很多其他的配置、结构和方法。

应当理解的是，就于本发明在前描述中所使用的各种位置指示来说，例如顶、底、上、下，彼等指示仅是参考了相应的附图而给出，并且当器件的朝向在制造或工作中发生变化时，可以代替地具有其他位置关系。如上所述，那些位置关系只是为清楚起见而描述，并非限制。

本说明的前述描述是参考特定的实施方式和特定的附图，但本发明不应当限制于此，而应当由权利要求书所给出。所描述的各附图都是示例性的而非限制性的。在附图中，为示例的目的，各元件的尺寸可能被放大，且可能没有绘制为特定的比例尺。本说明也应当包括各元件、工作方式在容限和属性上的不连续的变换。还应当包括本发明的各种弱化实施。

本说明及权利要求书中所使用的词汇“包括”并不排除其他元件或步骤。除非特别指出，在使用单数形式如“一”、“一个”指代确定或不确定的元件时，应当包括该元件的复数。从而，词汇“包括”不应当被理解为限于在其后所列出的条目，不应当理解为不包括其他元件或步骤；描述“器件包括项目A和B”的范围不应当限制为只包括元件A和B的器件。该描述表示，就于本说明而言，只有器件的元件A和B是相关的。

对于所属领域的技术人员而言，在不背离本发明的权利要求的范畴内可以作出多种具体变化。

Claims (10)

1.一种无线充电器与接收器设备之间通信的方法，其特征在于：无线充电器包括多个用于对相应多个接收器设备充电的发射器，所述方法包括：

接收器设备响应于来自选定的发射器的功率信号而发送第一数据包；

接收器设备发送一个或多个第二数据包，其中选定的发射器根据所述一个或多个第二数据包而配置，以向接收器设备提供充电电能；以及

接收器设备发送第三数据包，其中选定的发射器响应于第三数据包而向接收器设备提供充电电能，并控制充电电能；

其中至少所述第三数据包包括与接收器设备相关联的识别符。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括将选定的发射器与接收器设备配对，包括：

选定的发射器解析第三数据包并识别第三数据包包括识别符；

选定的发射器确定识别符是接收器设备的已注册的识别符；

选定的发射器响应于发射器确定识别符是接收器设备的已注册的识别符而对第三数据包作出响应；以及

当发射器确定识别符不是接收器设备的识别符时，选定的发射器舍弃第三数据包。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：

选定的发射器向接收器设备签发识别符；以及

接收器设备将识别符包括在至少第三数据包中。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：

接收器设备产生识别符；以及

接收器设备产生至少第三数据包，至少第三数据包包括所产生的识别符。

5.一种无线充电器和接收器设备之间通信的方法，其特征在于：无线充电器包括多个用于对相应多个接收器设备充电的发射器，所述方法包括：

由选定的发射器向位于接近选定的发射器的接收器设备发送功率信号；

选定的发射器接收来自接收器设备的响应于功率信号的第一数据包；

选定的发射器接收来自接收器设备的一个或多个第二数据包，使用该一个或多个第二数据包来配置选定的发射器，以向接收器设备提供充电电能；以及

选定的发射器接收来自接收器设备的第三数据包，其中选定的发射器使用第三数据包来控制充电电能；

其中至少第三数据包包括与接收器设备相关联的识别符。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，进一步包括：

选定的发射器向接收器设备签发识别符，其中识别符包括在至少第三数据包中。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：识别符由接收器设备提供给选定的发射器。

8.一种无线充电器和接收器设备之间通信的方法，其特征在于：无线充电器包括多个用于对相应多个接收器设备充电的发射器，所述方法包括：

在功率传输阶段，由选定的发射器向选定的接收器设备提供充电电能；以及

响应于所接收的来自选定的接收器设备的控制数据包而由选定的发射器来控制充电电能，其中控制数据包包括与选定的接收器设备关联的识别符。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：识别符由选定的发射器定义，并由选定的发射器向选定的接收器设备提供。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，进一步包括：

ping阶段，其中选定的发射器向选定的接收器设备发送功率信号，选定的接收器设备通过向选定的发射器发送信号强度数据包而响应；以及

识别与配置阶段，其中选定的接收器设备向选定的发射器发送一个或多个第二数据包，选定的发射器解析一个或多个第二数据包，并使用识别符来确定第二数据包是由选定的接收器设备传送的，选定的发射器使用第二数据包来配置其自身，以提供充电电能。

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