JP2024508011A - 無線電力伝送 - Google Patents

Abstract

電力送信機101は電力受信機105に電力を伝送し、供給電力を受け取る電力入力部209を備える。電力検出器211は停電後の供給電力の復旧を検出し、存在検出器213は供給電力が復旧されているときの電力受信機の存在を検出する。第1通信器207は短距離通信チャネルを使用して電力受信機105の第2通信器509と通信することができる。メッセージ回路215は供給電力が復旧されているときに電力復旧メッセージを第2通信器509に送信する。ユーザ動作検出器217は電力受信機のユーザの動作を検出し、コントローラ205はユーザ動作の検出に応じて電力復旧後に電力受信機への電力伝送を開始し、ユーザ動作が検出されない場合、電力復旧後に電力伝送の開始を抑止するように構成される。電力受信機105は電力復旧メッセージを受信するとユーザアラートを生成することができる。

Description

本発明は、無線電力伝送システムに関し、特に、排他的ではないが、例えばキッチン機器などの高電力装置に誘導電力伝送を提供する電力送信機の動作に関する。

現在のほとんどの電気製品は外部電源から電力を供給するために、専用の電気接点を必要とする。しかしながら、これは、非実用的である傾向があり、ユーザが物理的にコネクタを挿入するか、さもなければ物理的な電気的接触を確立することを必要とする。典型的には、電力要件も大きく異なり、現在のところ、ほとんどの装置には専用の電源が提供されており、その結果、典型的なユーザは、各電源が特定の装置専用である多数の異なる電源を有することになる。しかし、内蔵バッテリの使用は使用中に電源への有線接続の必要性を回避し得るが、これはバッテリの再充電(または交換)を必要とするため、部分的な解決策を提供するに過ぎない。また、バッテリを使用することは、装置の重量および潜在的なコストおよびサイズを実質的に増大させ得る。

著しく改善されたユーザ体験を提供するために、電力が電力送信装置内の送信機インダクタから、個々の装置内の受信機コイルに誘導伝送される無線電源を使用することが提案されている。

磁気誘導を介した電力伝送はよく知られた概念であり、大部分は、一次送信機インダクタ/コイルと二次受信機コイルとの間の密結合を有する変圧器に適用される。一次送信機コイルと二次受信機コイルを二つの装置間で分離することにより、これらの間の無線電力伝送が疎結合変圧器の原理に基づいて可能になる。

このような構成は、有線または物理的な電気接続を行う必要なく、装置への無線電力伝送を可能にする。実際、外部から再充電または電力を供給するために、単に、送信機コイルに隣接してまたはその上に装置を配置することができる。例えば、電力送信機は、電力を供給するために装置を単に配置することができる水平面を有するように構成されることができる。

さらに、そのような無線電力伝送構成は、電力送信機がある範囲の電力受信装置と共に使用され得るように有利に設計され得る。特に、Qi規格として知られる無線電力伝送アプローチが定義されており、現在さらに開発が進められている。このアプローチは、Qi規格を満たす電力送信機装置が同じ製造業者からのものである必要も、互いに専用である必要もなく、Qi規格を満たす電力受信機装置と共に使用されることを可能にする。Qi規格は、特定の電力受信装置に動作を適合させることを可能にするためのいくつかの機能をさらに含んでいる(例えば、特定の電力ドレインに依存する)。

Qi規格はWireless Power Consortiumによって開発されており、情報は例えば、そのウェブサイトhttp://www.wirelesspowerconsortium.com/index.htmlで見つけることができ、特に、定義された仕様書見つけることができる。

Wireless Power Consortiumは、Qi規格に基づいて、キッチン機器への安全で、信頼性があり、効率的な無線電力伝送を提供することを目的とするKi規格(コードレスキッチン規格としても知られている)の開発を進めてきた。Kiは、最大2.2KWのはるかに高い電力レベルをサポートする。

特にKiシステムのような多くの無線電力伝送システムでは、電力送信機が電力受信機に継続的に給電することができるように意図されており、電力受信機が電力送信機に対して適切に配置されたときに、電力伝送が開始され、行われるように構成されている。

そのような動作を達成するために、電力送信機は典型的には電力送信機が効果的に連続的にスイッチオンされ、電力伝送の準備ができるように、連続的な電力を供給されるように構成される。

しかしながら、このようなアプローチの問題は、常に連続的な電力供給を保証することができないことである。特に、主からの、例えばキッチンの電力送信機への電力供給は、時折の停電又は中断の影響を受け得る。実際、いくつかの地域では、そのような停電が比較的一般的であり得る。

したがって、電力伝送の実施および動作のための特定の課題は、電力供給の中断にどのように対処するかであり、具体的には、中断/停止後の電力供給の復旧に続いて、どのように安全かつ確実に動作するかである。しかしながら、現在のアプローチは最適ではない傾向があり、全ての状況において最適な性能を提供しない傾向がある。例えば、望ましくない電力伝送のリスクは、望まれるほど低減されないことが多い。

したがって、電力伝送システムのための改善された動作が有利であり、特に、柔軟性の増大、コストの低減、複雑性の低減、電力供給停止/中断処理の改善、信頼性および/または安全保護の増大、電力伝送の初期化の改善、および/または性能の改善を可能にするアプローチが有利である。

したがって、本発明は、好ましくは上記の欠点の1つ以上を単独でまたは任意の組み合わせで軽減、低減または排除しようとするものである。

本発明の一側面によれば、電力送信機および電力受信機を有する無線電力伝送システムが提供され、前記電力送信機は、誘導電力伝送信号を介して電力受信機に電力を伝送するように構成され、電力送信機は、外部電源から供給電力を受け取るように構成された電力入力部と、供給電力の停止後の供給電力の復旧を検出するように構成された電力検出器と、供給電力の復旧時における電力受信機の存在を検出するように構成された存在検出器と、短距離通信システムを用いて第２通信器との短距離通信チャネルを設定するように構成された第１通信器と、供給電力の復旧を検出したことに応じて短距離通信チャネルを介して第２通信器に電力復旧メッセージを送信するように構成されたメッセージ回路であって、前記短距離通信チャネルの通信距離は3メートルを超えない、メッセージ回路と、電力受信機のユーザの動作を検出するように構成されたユーザ動作検出器と、ユーザの動作の検出に応じて電力復旧後に電力受信機への電力伝送を開始し、ユーザの動作が検出されない場合は、電力復旧後の電力伝送の開始を禁止するように構成されたコントローラとを有し、電力受信機は、短距離通信チャネルを介して第１通信器と通信するように構成された第２通信器と、第２通信器が電力復旧メッセージを受信したことに応じて、ユーザアラートを生成するように構成されたユーザインタフェイスとを有する。

本発明は、多くのシナリオおよびアプリケーションにおいて、改善された性能および/または動作を提供することができる。このアプローチは多くの実施形態において、電力送信機が供給電力の停電/中断を経験するとき、改善された性能および/または動作を提供することができる。多くの実施形態では、これはより信頼性の高い動作を提供することができ、停電後の望ましくない電力伝送のリスクを低減することができる。このアプローチは特に、電力送信機が幹線電源に連続的に接続されるように構成されているような、電力送信機が連続的に給電されるように構成されている多くのシステムのための改善された動作を提供することができる。このアプローチは例えば、電力伝送が必要とされないかまたは所望されない時を含む長時間の間、電力伝送位置に受電デバイスが配置されることが多いキッチン機器のための有利な動作を提供することができる。

供給電力は特に、電力伝送信号のための電力を提供することができる。電力送信機は、電力送信機コイルのための駆動信号を生成して電力伝送信号を生成するように構成されたドライバを備えることができる。ドライバは供給電力によって電力供給されてもよく、電力伝送信号は供給電力から生成されることができる。多くの実施形態では、供給電力が電力送信機のすべての機能に電力を供給することができる。外部電源は、具体的には幹線電源であることができる。

供給電力の停止/中断は、停止/中断の持続時間の間、供給電力が完全に存在しない場合があり、または、いくつかの実施形態では例えば、低減された電力のみが提供される部分的な停止/中断である場合がある。供給電力の停電に続く供給電力の復旧の検出は、電力/電圧/電流レベルが第2の閾値を超えない或る期間の後に第1の閾値を超える供給電力の検出であることができ、第1の閾値は第1の閾値以上である。閾値は、予め定められた閾値であることができる。

供給電力の復旧時に電力受信機の存在を検出する存在検出器は、電力復旧が行われるとき、例えば、電力が復旧されているときに電力受信機が存在するという検出であり得る。

短距離通信チャネルは、20cm、40cm、50cm又は1メートルを超えない範囲を有する通信チャネルであることができる。第1通信器は短距離通信チャネルを介した通信を設定し、サポートするように構成される。

メッセージ回路は、供給電力の復旧を検出し、電力受信機の存在を検出したことに応じて、短距離通信チャネルを介して第2通信器に電力復旧メッセージを送信するように構成され得る。

電力受信機のユーザの動作は、電力受信機に適用されるユーザ動作であることができる。

コントローラは、存在検出器がユーザ動作を検出した場合にのみ、電力復旧後に電力受信機への電力伝送を実行し、存在検出器がユーザ動作を検出しなかった場合、電力復旧後の電力伝送を防止するように構成されることができる。

電力復旧メッセージは、電力復旧が検出されたことを示すメッセージであることができる。

本発明のオプションの特徴によれば、ユーザ動作検出器は、第2通信器の不在と、それに続く第2通信器の存在とのシーケンスを検出することによって、ユーザ動作を検出するように構成される。

これは、多くのシナリオ及びアプリケーションにおいて特に有利な動作を提供することができる。それは、電力伝送を開始するために実行される非常に便利なユーザ動作を提供することができる。このアプローチは、多くの実施形態において、複雑さを低減することができ、例えば、特定の検出手段、または、電力受信機において実装されるデータを電力送信機に送信するための手段を必要しない実装を可能にすることができる。

多くの実施形態では、ユーザ動作検出器は、供給電力の復旧時に電力受信機が存在し、その後に第2通信器が不在であることに続いて第2通信器が存在するシーケンスを検出することによって、ユーザ動作を検出するように構成され得る。

本発明のオプションの特徴によれば、ユーザインタフェイスは、ユーザ入力を受信するように構成され、第2通信器は、ユーザ入力が基準を満たすことに応じてユーザ動作メッセージを送信するように構成され、ユーザ動作検出器は、第1通信器がユーザ動作メッセージを受信することに応じてユーザ動作を検出するように構成される。

これは、多くの実施形態において、特に有利な動作およびユーザ体験を提供することができる。それは、例えば、停電後の電力伝送を制御するためのユーザフレンドリなアプローチを提供することができる。

ユーザ動作メッセージは、ユーザ入力が基準を満たすことを示すメッセージであることができる。ユーザ入力は例えば、ボタン押下であってもよく、基準は、適切なボタンが押下されることによって満たされることができる。

本発明のオプションの特徴によれば、第2通信器は、電力復旧メッセージを受信する前の電力伝送信号の電力中断の持続時間が閾値未満である場合、ユーザ入力を受信することなく、ユーザ動作メッセージを送信するように構成される。

これは、多くの実施形態において、改善された性能および/またはよりユーザフレンドリな動作を提供し得る。それは、例えば、電力伝送を可能にするために明示的なユーザ動作が必要とされる場合を電力受信機が制御することを可能にし得る。特に、例えば、十分に短い電力中断に対して、特定のユーザ入力が提供されることを必要とすることなく電力伝送が進行することを可能にすることができる。

本発明のオプションの特徴によれば、存在検出器は、第1通信器による第2通信器の存在の検出に応じて、電力受信機の存在を検出するように構成される。

これは、多くの実施形態において、改善された性能および/またはよりユーザフレンドリな動作を提供し得る。

本発明のオプションの特徴によれば、第1通信器は、第1通信器によって生成された電磁キャリア信号から抽出された電力が閾値を超えることを検出したことに応じて、第2通信器の存在を検出するように構成される。

これは、多くの実施形態において、改善された性能および/またはよりユーザフレンドリな動作を提供し得る。

本発明のオプションの特徴によれば、第1通信器は第1通信器コイルを備え、第2通信器は第2通信器コイルを備え、短距離通信器チャネルは第1通信器コイルと第2通信器コイルとの間の結合によって形成され、ユーザインタフェイスはユーザ入力を受信するように構成され、コントローラは、負荷から第2通信器コイルを切断し、その後、基準を満たすユーザ入力に応じて第2通信器コイルを負荷に接続するシーケンスを開始するように構成される。

これは、多くのアプリケーションにおいて改善された性能および/または動作を提供することができる。それは、例えば、電力受信機から電力送信機へのデータの専用送信を必要とすることなく、電力受信機のユーザ制御が電力送信機の性能に影響を及ぼすことを可能にし得る。いくつかの実装形態では、それは異なるタイプの電力送信機のための改善されたサポートを提供することができ、例えばそれは、電力受信機の存在検出に基づいてユーザ動作を検出する電力送信機を電力受信機が制御することを可能にし得る。

本発明のオプションの特徴によれば、ユーザインタフェイスは、電力復旧メッセージを受信する前の電力伝送信号の電力中断の持続時間が閾値未満である場合にのみ、ユーザアラートメッセージを生成するように構成される。

これは、多くの実施形態において、改善された性能および/または動作を提供することができる。

本発明のオプションの特徴によれば、短距離通信チャネルは、近距離無線通信（NFC）チャネルである。

これは、多くの実施形態において、改善された性能および/または動作を提供することができる。

本発明のオプションの特徴によれば、第2通信器は、電力の復旧時に、電力伝送信号を使用した電力伝送を確立する前に、第1通信器によって生成された電磁キャリア信号から第2通信器のための供給電力を抽出するように構成される。

これは、多くの実施形態において、改善された性能および/または動作を提供することができる。

本発明のオプションの特徴によれば、メッセージ回路は、存在検出器が電力受信機の存在を検出した場合にのみ、短距離通信チャネルを介して第2通信器に電力復旧メッセージを送信するように構成される。

これは、多くの実施形態において、改善された性能および/または動作を提供することができる。

本発明の一側面によれば、電力送信機と当該電力送信機から誘導電力伝送信号を介して電力を受け取るように構成された電力受信機とを有する無線電力伝送システムのための電力送信機が提供され、当該電力送信機は、外部電源から供給電力を受け取るように構成された電力入力部と、供給電力の停止後の供給電力の復旧を検出するように構成された電力検出器と、供給電力の復旧時に電力受信機の存在を検出するように構成された存在検出器と、短距離通信システムを使用して電力受信機との短距離通信チャネルを設定するように構成された第1通信器であって、この短距離通信チャンネルは3メートルを超えない範囲を有する、第1通信器と、供給電力の復旧を検出したことに応じて、短距離通信チャネルを介して電力受信機に電力復旧メッセージを送信するように構成されたメッセージ回路と、電力受信機のユーザの動作を検出するように構成されたユーザ動作検出器と、ユーザの動作の検出に応じて、電源復旧後に電力受信機への電力伝送を開始し、ユーザの動作が検出されない場合は、電源復旧後の電力伝送の開始を抑止するように構成されたコントローラとを有する。

本発明の一側面によれば、誘導電力伝送信号を介して前記電力受信機に電力を供給するように配置された電力送信機を備えるワイヤレス電力伝送システムのための電力受信機であって当該電力受信機は、短距離通信チャネルを介して電力送信機と通信するように構成された通信器であって、短距離通信チャネルは3メートルを超えない範囲を有する、通信器と、通信器が電力送信機から電力復旧メッセージを受信したことに応じてユーザアラートを生成するように構成されたユーザインタフェイスとを有し、ユーザインタフェイスは、ユーザ入力を受信するように構成され、通信器は、ユーザ入力が基準を満たすことに応じて、ユーザ動作メッセージを電力送信機に送信するように構成される。

本発明の一態様によれば、電力送信機および電力受信機を備える無線電力伝送システムのための動作方法が提供され、電力送信機は誘導電力伝送信号を介して電力受信機に電力を伝送するように構成され、当該方法は、電力送信機において、外部電源から電力供給を受け取るステップと、供給電力の停電後の供給電力の復旧を検出するステップと、供給電力の復旧時における電力受信機の存在を検出するステップと、短距離通信システムを使用して、電力受信機の通信器への短距離通信チャネルを設定するステップであって、短距離通信チャネルは3メートルを超えない範囲を有するステップと、供給電力の復旧の検出に応じて短距離通信チャネルを介して電力受信機に電力復旧メッセージを送信するステップと、電力受信機のユーザの動作を検出するステップと、電力復旧後にユーザ動作の検出に応じて電力受信機への電力伝送を開始し、電力復旧後にユーザ動作が検出されない場合に電力伝送の開始を抑止するステップとを実行し、電力受信機において、 通信器が短距離通信チャネルを介して電力送信機と通信するステップと、第2通信器が電力復旧メッセージを受信したことに応じてユーザアラートを生成するステップとを実行する。

本発明の実施形態は、単なる例として、図面を参照して説明される。
本発明のいくつかの実施形態による電力伝送システムの要素の例を示す図。 本発明のいくつかの実施形態による電力送信機の要素の一例を示す図。 電力送信機のためのハーフブリッジインバータの例を示す図。 電力送信機のためのフルブリッジインバータの例を示す図。 本発明のいくつかの実施形態による電力受信機の要素の例を示す図。 本発明のいくつかの実施形態による電力受信機の要素の例を示す図。

以下の説明は、Qi規格またはKi規格から知られるような電力伝送アプローチを利用する無線電力伝送システムに適用可能な本発明の実施形態に焦点を当てる。しかしながら、本発明は、この用途に限定されず、多くの他の無線電力伝送システムに適用されることができることが理解されるのであろう。

図1は、本発明のいくつかの実施形態による電力伝送システムの一例を示す。電力伝送システムは、送信機コイル/インダクタ103を含む(またはそれに結合される)電力送信機101を含む。システムは、受信機コイル/インダクタ107を含む(またはそれに結合される)電力受信機105をさらに備える。

システムは、電力送信機101から電力受信機105に電力を誘導的に伝送することができる誘導電磁電力伝送信号を提供する。具体的には、電力送信機101が電磁信号を生成し、これは送信機コイルまたはインダクタ103によって磁束として伝搬される。電力伝送信号は、典型的には、約20kHzから約500kHzの間の周波数を有することができ、Qi互換システムの場合、典型的には、95kHzから205kHzの範囲内の周波数を有することができ、Ki互換システムの場合、典型的には20kHzから80kHzの範囲内の周波数を有することができる。送信機コイル103及び受電コイル107は緩く結合されており、従って、受電コイル107は、電力送信機101からの電力伝送信号(の少なくとも一部)をピックアップする。したがって、電力は、送信機コイル103から受電コイル107への無線誘導結合を介して、電力送信機101から電力受信機105に伝送される。電力伝送信号という用語は主に、送信機コイル103と受電コイル107との間の誘導信号/磁界(磁束信号)を指すために使用されるが、同等なものとして、それは送信機コイル103に供給されるか、または受電コイル107によって取り出される電気信号を指すものとしても考えられ、使用され得ることが理解されるであろう。

実施例では、電力受信機105は、具体的には受信機コイル107を介して電力を受信する電力受信機である。しかしながら、他の実施形態では、電力受信機105は、金属加熱素子のような金属素子を含んでもよく、この場合、電力伝送信号は素子の直接加熱をもたらす渦電流を直接誘導する。

システムは、実質的な電力レベルを伝送するように構成され、具体的には多くの実施形態において、電力送信機は500mW、1W、5W、50W、100Wまたは500Wを超える電力レベルをサポートすることができる。例えば、Qi対応アプリケーションの場合、電力伝送は、典型的には低電力アプリケーション(基本電力プロファイル)のための1から5Wの電力範囲、Qi規格バージョン1.2のための15Wまで、電動工具、ラップトップ、ドローン、ロボット等のような高電力のアプリケーションのための100Wまでの範囲、および例えばキッチン用途のような非常に高電力のアプリケーションのための100Wを超え、あるいは2000Wを超えるまでの電力であり得る。

以下では、電力送信機101および電力受信機105の動作を、(本明細書で説明される(または必然的である)修正や拡張を除いて)一般にQiまたはKi規格に従うか、または無線電力コンソーシアムによって開発されている、より高出力のキッチン仕様に適した実施形態を特に参照して説明する。特に、電力送信機101および電力受信機105は、Qi規格バージョン1.0、1.1または1.2の要素(本明細書で説明される(または結果として生じる)修正および拡張を除く)に従うか、または実質的に互換性があり得る。

多くの無線電力伝送システム、特にKiなどの高電力システムでは、送信機コイル103が共振回路の一部であり、典型的には受信機コイル107も共振回路の一部である共振電力伝送を利用する。多くの実施形態では、共振回路は直列共振回路であり得、したがって、送信機コイル103および受信機コイル107は対応する共振キャパシタと直列に結合され得る。共振回路の使用は、より効率的な電力伝送を提供する傾向がある。

通常、無線電力伝送システムは、システムを適切な動作点に向けて導くために、電力制御ループを使用する。この電力制御ループは、電力送信機から電力受信機に伝送される電力の量を変化させる。受信された電力(または電圧または電流)を測定することができ、設定電力値により、誤差信号を生成することができる。装置は、この誤差信号を電力送信機の電力制御機能に送り、この静的誤差を、理想的にはゼロに低減する。

図2は、図1の電力送信機101の要素をより詳細に示す。

電力送信機101は電力送信機コイル103に供給される駆動信号を生成することができるドライバ201を含み、電力送信機コイル103は引き換えに電磁電力伝送信号を生成し、それによって電力受信機105への電力伝送を提供する。送信機コイル103は、送信機コイル103とキャパシタ203とを含む出力共振回路の一部である。この例では、出力共振回路は直列共振回路であるが、他の実施形態では出力共振回路は並列共振回路であることができることが理解されよう。複数のインダクタおよび/またはキャパシタを含むものを含む任意の適切な共振回路が使用され得ることが理解されるであろう。

ドライバ201は出力共振回路に、したがって送信機コイル103に供給される電流および電圧を生成する。ドライバ201は、典型的には直流電圧から交流信号を生成するインバータの形の駆動回路である。ドライバ201の出力は、通常、スイッチブリッジのスイッチの適切なスイッチングによって駆動信号を生成するスイッチブリッジである。図3は、ハーフブリッジスイッチブリッジ/インバータを示す。スイッチS1およびS2は、同時に閉じることがないように制御される。交互に、S2が開いている間にS1が閉じられ、S1が開いている間にS2が閉じられる。スイッチは、所望の周波数で開閉され、それによって、出力において交流信号を生成される。典型的には、インバータの出力は、共振キャパシタを介して送信機インダクタに接続される。図4は、フルブリッジスイッチブリッジ/インバータを示す。スイッチS1およびS2は、同時に閉じることがないように制御される。スイッチS3およびS4は、同時に閉じることがないように制御される。交互に、S2とS3が開いている間はスイッチS1とS4が閉じ、S1とS4が開いている間はスイッチS2とS3が閉じ、それによって出力に方形波信号が生成される。スイッチは、所望の周波数で開閉される。

電力送信機101は、所望の動作原理に従って電力送信機101の動作を制御するように構成される電力送信機コントローラ205をさらに有する。具体的には、電力送信機101は、Qi規格またはKi規格に従って電力制御を実行するために必要な多くの機能を含むことができる。

電力送信機コントローラ205は特に、ドライバ201による駆動信号の生成を制御するように構成され、特に、駆動信号の電力レベル、従って、生成される電力伝送信号のレベルを制御することができる。電力送信機コントローラ205は、電力伝送フェイズ中に電力受信機105から受信された電力制御メッセージに応じて電力伝送信号の電力レベルを制御する電力ループコントローラを備える。

電力送信機101は、電力受信機の相補的通信器と通信するように構成された第1通信器207をさらに備える。第1通信器207は、相補通信器との間に短距離通信チャネルを設定する。短距離通信チャネルは、例えば、個々の実施形態の選好および要件に応じて、30cm、50cm、1m、2mまたは3mを超えない範囲を有する通信チャネルであることができる。短距離通信チャネルは、電力伝送信号を通信キャリアとして使用しない通信チャネルであることができ、第1通信器207は電力伝送信号を通信に利用しない別個の短距離通信器であることができる。具体的には、第1通信器207は、特に近距離無線通信（NFC）チャネルなど、別個の短距離通信規格に従って通信するように構成され得る。したがって、第1通信器207は、NFC通信器であることができる。他の実施形態では、短距離通信の他の手段が使用されることができることが理解されよう。

電力送信機は、外部電源から給電されるように構成され、外部電源から供給電力を受け取るように構成された電力入力部209を備える。電力入力部209は、いくつかの実施形態では、ドライバ201、電力送信機コントローラ205などに電力を供給する、入力コネクタ、ワイヤ、PCBトラックなどの、電力が受け取られて電力送信機の回路に分配されることを可能にする、単純な機械的または電気的回路であり得る。いくつかの実施形態では、電力入力部209は、提供された電力信号を修正または処理するための回路を備え得る。例えば、電力入力部209は、幹線電源に結合され、より低い電圧、整流され平滑化された電圧（例えば、処理のための5V）、例えば、インバータ出力のための整流されたが平滑化されていない20Vピークツーピーク電圧のようなAC又は変動するDC電圧のような、1つ以上の修正された電圧を幹線電源から生成するように構成されることができる。

図5は、電力受信機105のいくつかの例示的な要素を示す。

この例では、受信機コイル107は、受信機コイル107と共に入力共振回路を形成するキャパシタ503を介して電力受信機コントローラ501に結合される。したがって、電力伝送は、共振回路間の共振電力伝送であり得る。他の実施形態では、電力受信機および電力送信機のうちの1つのみが電力伝送のために共振回路を利用することができるか、あるいはいずれも利用しない。

電力受信機コントローラ501は、スイッチ507を介して受信機コイル107を負荷505に結合する。電力受信機コントローラ501は、受信機コイル107によって抽出された電力を負荷505に適した供給に変換する電力制御経路を含む。いくつかの実施形態では、電力受信機コントローラ501は、入力共振回路をスイッチ507または負荷505に単に接続する直接電力経路を提供することができ、すなわち、電力受信機コントローラ501の電力経路は単に2つのワイヤによって実装され得る。他の実施形態では、電力経路は、直流電圧を供給するために、例えば整流器、および、場合によっては平滑キャパシタを含むことができる。さらに他の実施形態では、電力経路は、例えば、電圧制御回路、インピーダンス整合回路、電流制御回路などのより複雑な機能を含むことができる。同様に、スイッチ507はいくつかの実施形態でのみ存在してもよく、いくつかの実施形態では負荷505が入力共振回路に恒久的に結合されることができることが理解されよう。

さらに、電力受信機コントローラ501は、電力伝送を実行するために必要とされる様々な電力受信機コントローラ機能、特にQiまたはKi規格に従って電力伝送を実行するために必要とされる機能を含むことができる。

電力受信機コントローラ501は、電力送信機とデータを通信するように構成された第2通信器509をさらに備える。第2通信器509は第1通信器207と相補的な通信器であり、第1通信器207との間で短距離通信チャネルを確立する。第2通信器509は、具体的にはNFC通信器チャネルを介した通信器をサポートするNFC通信器ユニット/デバイスであることができる。

第2通信器509は、具体的には第1通信器207によって短距離通信器チャネルを介して送信されたデータを受信するように構成される。ほとんどの実施形態では、第2通信器509はさらに第1通信器207にデータを送信するように構成される。いくつかの実施形態では、電力送信機と電力受信機との間の通信は、第2の、典型的には並列の通信チャネルを介して可能であり、この通信チャネルは具体的には電力伝送信号によってサポートされ得る。例えば、電力受信機は電力伝送信号を負荷変調することができ、または電力送信機は電力伝送信号を直接変調することができる。

動作中、システムは、電力伝送信号が適切な動作パラメータ/特性を達成し、電力伝送が適切な動作点で動作するように、駆動信号を制御するように構成される。そうするために、電力送信機は、電力受信機から受信される電力制御誤差メッセージに応じて電力伝送信号/駆動信号の電力特性が制御される電力制御ループを使用して駆動信号のパラメータを制御するように構成される。

一定の、典型的には頻繁な間隔で、電力受信機は、電力送信機に電力制御誤差メッセージを送信する。いくつかの実施形態では、（相対誤差メッセージではなく）所望の絶対電力レベルを示す直接電力設定値変更メッセージが送信され得る。電力受信機105はそのような電力制御ループをサポートするための機能を備え、例えば、電力受信機コントローラ501は負荷に供給される負荷信号の電力または電圧を連続的に監視し、これが所望の値を上回るかまたは下回るかどうかを検出し得る。それは一定の間隔で、電力伝送信号の電力レベルが増加または減少されることを要求する電力制御誤差メッセージを生成することができ、それはこの電力制御誤差メッセージを電力送信機に送信することができる。

典型的には、無線電力伝送システムでは、電力送信機は、電力受信機が存在することが検出されると電力の伝送を開始し、供給するように構成される。電力送信機は、通常、連続的に給電され、電力受信機の存在を連続的にモニタする。電力受信機が存在することが検出された場合、電力送信機は電力伝送を開始し、電力伝送信号を生成する。しかしながら、そのような動作は多くのアプリケーションおよび使用、例えば装置の連続充電に有利であり、適切であり得るが、本発明者はそれがすべての状況において最適な性能をもたらさないことを認識した。以下では、図1、図2および図5の電力送信機および電力受信機を参照して、改善された性能を提供することができ、特に電力送信機への供給電力の電力中断が発生し得るシナリオを含む、多くの電力伝送システムのための改善されたおよび/またはより信頼性の高い動作を提供することができるアプローチについて説明する。

図4の電力送信機は、具体的には、電力送信機に供給される供給電力の停電後に供給電力が復旧したときを検出するように構成された電力検出器211をさらに備える。例えば、電力送信機は、典型的には幹線電源に（半）恒久的に結合されるように構成されることができる。例えば、調理台上に適切に配置された任意の電力受信機に電力を提供するためにキッチン調理台に電力送信機が組み込まれるキッチンアプリケーションの場合、電力送信機は、典型的には、必要なときにはいつでも電力受信機に電力供給することができるように、幹線電源ネットワークに恒久的に接続される。したがって、そのようなシステムでは、電力が電力受信機に提供されることができ、新しい電力受信機が適切に位置付けられるときはいつでも電力伝送が開始され得る。しかしながら、適切な電源に恒久的に結合された電力送信機であっても、電力中断/停電が発生する可能性がある。例えば、幹線電源ネットワークの場合、システム内で発生する障害により停電が発生する可能性がある。電力供給者はそのような停電の期間を最小限に抑えるように試みる傾向があるが、それらは変動する未知の期間を有する傾向があり、停電は実際には例えばわずか数秒もしくはそれ以下など非常に短い場合があり、または数時間もしくはそれ以上など非常に長い場合がある。

電力検出器211は、停電後に電力が復旧したことを検出することができる。いくつかの実施形態では、電力検出器211が単に電源投入処理が進行中であることを検出することができ、例えば、電力検出器211は、電力送信機の機能を実装するプロセッサのスタートアップ/ブート処理の一部として実装されることができる。他の実施形態では、電力検出器211は、例えば整流された入力電圧を平滑化する平滑キャパシタ上の電圧を測定する専用の電力検出器回路を含んでもよい。いくつかの実施形態において、 電源復旧動作が実行されたことを検出するために、入力供給電力の特性の時間的側面の考慮、 例えば停電の継続時間、時間の関数としての入力電圧変動、停電中の最小入力電力／電圧などの考慮を含む、より複雑な基準を使用することができる。

電力送信機は、供給電力の復旧時における電力受信機の存在を検出するように構成された存在/近接検出器213をさらに備える。したがって、電力が復旧されている（または復旧された）とき、存在検出器213は、電力受信機が存在する/近くにあるかどうかを決定するように構成される。存在検出器213は、具体的には、電力受信機が、電力送信機から実行される電力受信機への電力伝送に適した構成で存在するかどうかを検出することができる。

電力送信機により電力受信機の存在を検出するための異なる技法が知られており、任意の適切なアプローチが使用され得ることが理解されよう。例えば、いくつかの実施形態では、存在検出器213は、送信機コイル103から短いping信号を生成し得、ping信号から抽出された電力が所与のしきい値を超えるかどうかを検出し得る。このような電力抽出は、（電力受信機である可能性が高い）オブジェクトが存在することを示す環境内に金属が存在することによって引き起こされる可能性があり、または電磁場から誘導電力を抽出する電力受信機によって直接引き起こされる可能性がある。他の実施形態では、例えば、オブジェクトが調理台上に配置されているかどうかを検出するための機械的センサを備える存在検出器213を含む、他のアプローチが使用されることができる。

電力送信機は、電力検出器211が供給電力の復旧を検出したことに応じて、短距離通信チャネルを介して第2通信器に電力復旧メッセージを送信するように構成されたメッセージ生成器215をさらに備える。電力送信機において、電力検出器211による復旧されている入力電力の検出がメッセージ発生器215に提供され、メッセージ発生器215はそれに応じて電力受信機にメッセージを送信するように進む。メッセージは、入力電力復旧が検出されたことを示す電力復旧メッセージである。

いくつかの実施形態では、メッセージ生成器215は、電力の復旧が検出されたときに、電力受信機が検出されたかどうかにかかわらず、電力復旧メッセージを送信するように構成され得る。しかしながら、いくつかの実施形態では、メッセージ回路は、存在検出器213が電力受信機の存在を検出した場合にのみ、短距離通信チャネルを介して第2通信器に電力復旧メッセージを送信するように構成される。したがって、いくつかの実施形態では、メッセージ生成器215は、いくつかの実施形態では、電力復旧状況が検出され、電力受信機の存在が検出された場合にのみ、電力復旧メッセージを送信するように構成され得る。

電力送信機は、電力受信機のユーザの動作を検出するように構成されたユーザ動作検出器217をさらに備える。ユーザ動作検出器217は、ユーザ動作が電力受信機に適用されたことを検出するように構成される。いくつかの実施形態では、ユーザ動作検出器217は、例えば、それ自体が電力受信機の動きまたは変化を検知または検出することによって、電力受信機に加えられている動作を直接検出するように構成され得る。他の実施形態では、ユーザ動作検出器217は、例えば、ユーザ動作が検出されたことを示すメッセージを電力受信機から直接受信することなどによって、ユーザ動作が電力受信機に適用されたという通知またはメッセージを受信することに応じて、ユーザ動作を検出することができる。ユーザ動作が検出されたことを決定するためにユーザ動作検出器217によって使用される実際の基準は、個々の実施形態の選好および要件に依存し得ることが理解されよう。例えば、いくつかの実施形態では、この基準は、単に、ユーザ動作が検出されたことを示すメッセージが電力受信から受信されることであることができる。例えば、ユーザ動作検出器217は、ユーザ動作検出器217が検出しようとしているユーザ動作のリストと、それぞれの基準とを備え得る。これは、例えば、電力受信機から受信されたときに対応するユーザ動作の検出であると決定される特定のメッセージのリストを含むことができる。

電力送信機において、電力送信機コントローラ205は、ユーザ動作の検出に応じて電力復旧後に電力受信機への電力伝送を開始し、ユーザ動作が検出されない場合には電力復旧後の電力伝送の開始を抑止するように構成される。電力送信機への供給電力の復旧は、電力が復旧されたときに電力送信機による無線電力伝送の（再）開始を直接もたらすものではなく、むしろ、電力伝送は、ユーザ動作の検出を条件とする。無線電力伝送は、電力伝送のために電力受信機が適切に配置されていても入力電力復旧時に自動的ではなく、むしろ、ユーザ動作検出器217によって採用される基準を満たす適切なユーザ動作が検出されない限り電力は抑制される。

この機能は、電力送信機と電力受信機との間のアクティブインタラクションとさらに組み合わされ、それによって電力送信機は電力受信機にアクティブに電力復旧メッセージを送信し、電力復旧動作が実行されていることを示す。電力受信機は、第2通信器509によってサポートされる短距離通信チャネルを介してこの電力復旧メッセージを受信し、メッセージの受信に応じてユーザアラートを生成するように構成される。ユーザアラートは、電力伝送が中断されており、ユーザが適切な動作を実行した場合にのみ再開されるという指標をユーザに提供することができる。

電力受信機は、具体的には、第2通信器が電力復旧メッセージを受信したことに応じてユーザアラートを生成することができるユーザインタフェイス511を備える。ユーザインタフェイス511は、例えば、ユーザアラートを生成するために使用することができるビジュアルおよび/またはオーディオユーザインタフェイスを含むことができる。例えば、いくつかの実施形態では、ユーザインタフェイス511は、電力復旧メッセージが受信されたときにオンにされるライトを含んでもよい。別の例として、ユーザインタフェイス511は、電力が中断され、復旧されていることをユーザに示すことができるオーディオアラームを生成するように構成されたブザーまたはラウドスピーカを備えることができる。他の実施形態では、ユーザインタフェイス511は、より複雑なユーザ出力、例えば、特定のメッセージが表示され得るディスプレイ、例えば、電力中断が発生したこと、および所与のユーザ動作が電力伝送を再開するために実行されなければならない可能性があることを示すディスプレイなどを含むことができる。別の例として、ユーザインタフェイス511は、例えば、所与のユーザ動作が電力伝送を再開するために実行されなければならないことを述べる、合成されたまたは記録された音声をユーザにレンダリングするように構成され得る。

説明されるアプローチは、多くのシナリオにおいて、改善された動作および有利なユーザ体験/制御を提供し得る。それは、多くのシナリオにおいて、より信頼性の高い動作及び機能を提供することができる。

電力受信機の存在が電力送信機に電力伝送を開始させるアプローチとは対照的に、本発明者は、電力中断後に電力復旧が生じるときに、修正された動作に特定の注意が払われる記載されたアプローチによって改善された性能が達成され得ることを認識した。例えば、本発明者は、多くのキッチンアプリケーションのような多くの使用シナリオにおいて、電力伝送可能な位置に電力受信機が長時間配置される場合があり、電力受信機は電力が供給されることを望むことなくそのような位置に配置される場合があることを認識した。そのような場合、停電は、電力復旧時の再初期化をもたらす可能性があり、これは電力を望まない電力受信機への電力伝送が開始される結果となり得る。実際、多くのシナリオでは、停電は数秒しか続かないか、または数時間持続する可能性があり、電力復旧時に、電力伝送が望ましいかどうかは停電がどのくらい長く持続したかに依存し得る。特定の例として、ブレンダーが、調理台に埋め込まれた電力送信機によって給電されるように、キッチンの調理台上に配置される場合がある。これが停電が発生したときに動作している場合がある。停電が非常に短い場合、ユーザによる最小限の努力で電力伝送が行われることが望ましい場合があり、すなわち、混合を継続することが望ましい場合がある。しかしながら、停電がより長く、場合によっては数時間続く場合、電力受信機に電力が供給され、ブレンダーが自動的に混合を開始することは非常に望ましくない。

説明されるアプローチは、停電および中断の観点からより堅牢な動作を提供することができ、改善されたユーザ制御を提供することができる。このアプローチは、ユーザによる容易な電力伝送再始動を可能にする一方で、停電後に望ましくない電力伝送が自動的に行われないことを保証することができる。このアプローチの特定の利点は、電力送信機または実際には電力受信機が必ずしも何らかの情報を維持することを必要とすることなく、または電力停止前の動作もしくは何らかのパラメータに依存することなく、または電力停止の何らかの情報（例えば、持続時間）を有することなく、実施され得ることである。したがって、このアプローチは、電力送信機または電力受信機（あるいは実際には両方）のいずれかにおける、ストレージまたはバックアップ電力のための任意の要件を回避することができる。

さらに、このアプローチは、短距離通信チャネルを介した通信を使用して、電力送信機と電力受信機との間の相互作用に基づく。これは、改善された性能および信頼性を提供することができ、特に、例えば、離れて配置され得る異なる電力受信機と電力送信機が相互作用するリスクを低減することができる。特に、適切な短距離通信チャネルを使用することによって、通信は効果的に（実質的に）、その電力受信機への電力伝送が実行可能であるように配置された電力受信機からのみであり得る（そしてその通信は、例えば異なる電力送信機または電力送信機コイルによって給電される電力受信機から受信することができない）ことが達成され得る。

いくつかの実施形態では、電力受信機は、実行されているユーザ動作を検出するように構成されることができ、それに応じて、ユーザ動作メッセージを電力送信機に送信し得る。ユーザ動作メッセージは、電力受信機によって検出されている（基準を満たす）ユーザ動作を示すことができる。第2通信器509は、ユーザ動作が基準を満たすことを電力受信機が検出したことに応じて、ユーザ動作メッセージを電力送信機に送信するように構成され得る。ユーザ動作メッセージは、いくつかの実施形態では、所与のユーザ動作を直接示すメッセージであることができ、すなわち、所与のユーザ動作のための専用のユーザ動作メッセージが送信され得る。他の実施形態では、ユーザ動作メッセージは、例えば、様々なユーザ動作の検出に応じて送信され得るメッセージであることができ、ユーザ動作メッセージはどのユーザ動作が検出されたかを示し得る。いくつかの実施形態では、ユーザ動作メッセージは、測定されたまたは所望のパラメータ値を示す機能データなど、他の目的のためのデータを含むことができる。例えば、ユーザ動作メッセージは、電力伝送のための所望の電力プロファイルの指示を備え得る。ユーザ動作メッセージは、電力受信機が基準を満たすユーザ動作を検出したことを電力送信機に知らせるメッセージである（実際の基準は個々の実施形態の特定の要件に依存し得る）。

具体的には、いくつかの実施形態では、ユーザインタフェイスがユーザによって操作され得るボタンまたは他の特徴などのユーザ入力を備え得る。電力復旧時に、電力送信機は、電力伝送動作が自動的に開始しないように、電力伝送の開始を抑止するように進行する。さらに、電力復旧メッセージを電力受信機に送信する。電力受信機は、電力送信機から電力復旧メッセージを受信し、それに応じて、ユーザアラートを生成するように進む。これは、ユーザが適切な動作を実行することによって、電力伝送が（再）開始され得るという事実をユーザにアラートすることができる。多くの場合、ユーザは停電が発生したことに気付かないことがあり、したがって、ユーザアラートは、電力伝送が進行中であると信じられている場合に、この電力伝送動作が実際には中断されたという事実をユーザにアラートすることができる。ユーザアラートに応じて、ユーザは、例えば専用の電力伝送開始ボタンを押すことなどによって、適切なユーザ入力を提供することができる。電力受信機は、ユーザ入力、すなわち特定の例ではボタンが押されたことを検出することができ、それに応じて、ユーザ動作メッセージを生成し、電力送信機に送信することに進むことができる。このユーザ動作メッセージを受信すると（場合によってはこのメッセージが適切な基準を満たすことを検証した後に）、電力送信機は電力伝送を開始することに進むことができる。

したがって、電力送信機と電力受信機は、適切なときにのみ電力伝送が行われることを保証するように相互動作することができる。

いくつかの実施形態では、電力送信機は、電力受信機に適用されるユーザ動作をそれ自体が検出するように構成されることができる。したがって、いくつかの実施形態では、電力送信機自体が電力受信機内の検出機能に頼ることなく、電力受信機が電力送信機にユーザ動作メッセージを送信することを必要とすることなく、ユーザ動作を検出することができる。

具体的には、ユーザ動作検出器は、電力受信機の動き（並進/回転）を検出し、基準を満たす動きに応じてユーザ動作が検出されたことを決定するように構成され得る。

動きは、例えば、光学的に検出されることができる。例えば、電力送信機は、電力伝送のために電力受信機が配置される領域を撮影するカメラから画像/ビデオ信号を受信するカメラ入力部を含むことができる。ユーザ動作検出器217は、オブジェクト検出を含んでもよく、オブジェクト検出に基づいて動きを決定することが可能である。電力受信機は、例えば、画像内で検出することが容易であり得る特定のパターンなどの光学特性を備え得る。動きは、対応するオブジェクト/パターンの動きによって表されることができ、画像内の動きが所与の基準を満たす場合、ユーザ動作が発生したことが検出されたと見なされ得る。例えば、ユーザは、電力伝送を開始するために、電力受信機を相当量回転させ、その後元の位置に戻すように回転することができる。そのような回転は画像内で検出されることができ、回転に対応する画像内の動きがユーザ動作検出器217によって検出された場合、適切なユーザ動作が検出されたと見なすことができ、電力伝送が開始され得る。

一例として、カメラからの画像は、電力受信機の回転、または例えば電力受信の持ち上げなどを検出するために分析され得る。いくつかのそのような場合、電力受信機は、例えば、背景テクスチャから抽出することが容易であり、回転が容易に検出される表面パターンを有することなどによって、信頼性のある検出を容易にするように設計され得る。

別の例として、いくつかの実施形態では、ユーザが電力受信機上のボタンを押すことを要求され、これにより、電力受信機上のライト（例えば、LED）がスイッチオンされて点灯する。電力送信機には、ライトの予想される位置に向けられる光センサが実装されることができる。光センサが十分な光を検出する場合、ユーザ動作が検出されたと考えられる。

いくつかの実施形態では、ユーザ動作検出器217は、第2通信器の不在とそれに続く第2通信器の存在とのシーケンスを検出することによって、ユーザ動作を検出するように構成される。ユーザ動作検出器217は、例えば、環境内において電力受信機が検出されるか否かを示す存在検出器215からのデータを継続的に受信することができ、 そして、電力受信機が取り外されてその後電力送信機上に再配置されたかどうかを、そのような動作が、電源復旧中に最初に電力受信機が存在し、次に電力受信機が存在せず、次に電力受信機が存在するというシーケンスの検出に対応することを考慮することによって、検出することができる。そのようなシーケンスは、適切なユーザ動作の検出であると考えられることができる。

電力が復旧されているときに電力受信機が存在しない場合、電力送信機は、電力を供給するべき電力受信機が存在しないので、いかなる電力伝送も開始しない。しかしながら、電力復旧が発生したときに電力受信機が存在することを存在検出器215が示す場合、電力送信機コントローラ205は、電力受信機への新しい電力伝送の開始を依然として抑止することができる。したがって、電力受信機が存在する場合であっても、電力伝送は行われない。しかしながら、電力受信機が存在せず、その後に電力受信機が存在するシーケンスが検出された場合、これは、電力受信機に適用されたユーザ動作、具体的にはユーザが電力送信機から電力受信機を移動させ、電力伝送を開始するために電力送信機にそれを戻したことによって、引き起こされたと考えられる。したがって、そのような例では、電力伝送は自動的に開始されないが、電力伝送を開始または再開するために、ユーザが電力受信機を取り外し、再配置する動作を実行することを必要とする。

いくつかの実施形態では、ユーザ動作検出器217は、例えば、このシーケンスが所与の時間インターバル内または所与の期間内に実行されなければならないというような時間的要件をさらに含み得る。例えば、このシーケンスが、ユーザが電力受信機を取り外して配置するという比較的迅速なアクションを実行したことを示す場合にのみ、ユーザ動作が検出されたと見なされ得る。これは、例えば、ユーザが、給電されることが望まれない電力受信機を取り外し、別の電力受信機と置き換える場合などの他の状況と区別することができる。しかしながら、多くの実施形態では、電力受信機が存在しないことが検出された後に電力送信機に配置されている任意の電力受信機に対して電力伝送が開始されることが望ましく、したがって、電力送信機は新しい電力受信機が存在することが検出されたときはいつでも電力伝送を開始するように進行することができる。

前述のように、電力受信機の存在の検出のために存在検出器215によって使用される実際のアルゴリズムおよびアプローチは、個々の実施形態の選好および要件に依存し得る。

多くの実施形態では、存在検出器215は、有利には、通信機能と組み合わせることができ、存在検出器215と第1通信器207とを組み合わせることができる。特に、存在検出器215による電力受信機の存在の検出は、第2通信器の存在の第1通信器による検出に対応することができる。

一例として、いくつかの実施形態では、第1通信器207は、短距離通信チャネルを介して送信されたクエリメッセージに第2通信器509が応答することに応じて、第2通信器509が存在することを検出することができる。短距離通信チャネルを介した通信が可能である場合、短距離通信チャネルの範囲内に電力受信機が存在するはずである。したがって、第1通信器207は、頻繁なインターバルでクエリメッセージを送信し、応答メッセージが電力受信機から受信される場合、検出されるべき電力受信機が存在すると考えることができる。第2通信器509は、電力送信機から受信されたクエリメッセージに応答するように構成され得る。したがって、存在検出は、ポーリング手順を実施する電力送信機によって実装され得る。

いくつかの実施形態では、第1通信器207は、第1通信器によって生成された電磁キャリア信号から抽出された電力が閾値を超えることを検出したことに応じて、第2通信器の存在を検出するように構成され得る。

第1通信器207は、具体的には、典型的にはコイルの形であるアンテナを備え得る。短距離通信システムを介した通信は、典型的には、適切な高周波数駆動信号によってアンテナ/コイルを駆動することによって、第1通信器207が電磁キャリア信号を生成することによって行われ得る。キャリア信号は変調されることができ、典型的には第1通信器207から第2通信器509へのデータの送信がキャリア信号の位相、周波数および/または振幅を変調することによるものであり、一方、第2通信器509から第1通信器207へのデータの送信は、第2通信器509によるキャリア信号の負荷変調によるものであり得る。

第1通信器207は、キャリア信号から抽出されている電力レベルを検出するように構成され得、多くの場合、例えば、アンテナ/コイルを駆動する駆動信号の電流または電力を検出し得る。電力受信機が存在する場合、多くの実施形態では電力受信機が電力を抽出することができるので、キャリア信号から抽出され、したがって駆動信号によってコイルに提供される電力は、電力受信機が存在しない場合よりも高い。いくつかの実施形態では、電力受信機の存在の検出は、電力レベルが閾値以上であることを存在が検出されるための要件として含む基準に基づくことができる。

特に、多くの実施形態では、第1通信器207と第2通信器509との間の通信は、緩く結合された（第1通信器207の）送信機コイルと（第2通信器509の）受信機コイルとを介することができる。そのような実施形態では、抽出された電力が送信機コイルに供給されなければならないので、受信機コイルから電力を抽出する負荷による受信機コイルの負荷が電力送信機側で検出され得る。したがって、多くの実施形態では、電力受信機の存在検出は、キャリア信号から抽出された電力の検出に対応する。第1通信器207は、通信の有無にかかわらず、存在検出を行いたい場合にはいつでもキャリア信号を生成するように構成されることができる。実際、いくつかの実施形態では、キャリア信号が連続的な存在検出を可能にするために、連続的に生成され得る。他の実施形態では、キャリア信号は、例えば、周期的な存在検出のために周期的に生成されることができる。

いくつかの実施形態では、第2通信器509が第1通信器207によって生成された電磁キャリア信号から電力を抽出し、抽出された電力（の少なくとも一部）を、第2通信器509の回路の少なくとも一部のための電力として使用するように構成され得る。具体的には、電力復旧が行われ、任意の電力伝送が初期化される前に、第2通信器509は信号キャリアから電力を抽出し、通信機能に電力を供給するためにこの電力を使用するように構成され得る。したがって、電力送信機は、電力受信機への完全な電力伝送を提供していなくても、電力受信機の通信機能を起動することができる。抽出された電力は、電力送信機から受信された電力復旧メッセージに基づいて動作するために必要とされる任意の電力など、電力受信機の他の機能に電力を供給するためにさらに使用され得る。抽出された電力は、具体的には、ユーザアラートを生成するために、電力受信機コントローラ501およびユーザインタフェイス511の必要な部分に電力供給するために使用され得る。このようにして、電力受信機は、他の電源を必要とすることなく、具体的には内部電源（バッテリなど）を有することなく、条件付き電力伝送初期化手順をサポートすることができる。

いくつかの実施形態では、電力受信機コントローラ501は、基準を満たすユーザ入力に応じて、電力受信機通信コイルを負荷から切断し、その後、電力受信機通信コイルを負荷に接続するシーケンスを開始/実行するように構成され得る。図6は、第2通信器509のいくつかの要素を示し得る。第2通信器509は、短距離通信チャネルを確立するために、第1通信器207の相補的な電力送信機通信コイルに結合し得る電力受信機通信コイル601を備える。この例では、電力受信機通信コイル601は、スイッチ605を介して並列キャパシタ603に結合される。電力受信機通信コイル601は、受信機機能、電力抽出機能、負荷変調機能などを含み得る、残りの電力受信機回路607にさらに結合される。

通常動作中、スイッチ605は閉じられ、電力受信機通信コイル601およびキャパシタ603は、第1通信器207内の対応する共振回路に結合する共振回路を形成する。通信チャネルは、通信コイル間のこの緩い結合によって形成される。スイッチが閉じられると、電力受信機通信コイル601は、電力受信機回路607によってさらに負荷され、したがって、電力受信機通信コイル601は、典型的には通信中に、（共振回路を形成する）キャパシタ603および（共振回路を減衰させる）電力受信機回路607によって負荷される。しかしながら、スイッチ605は、電力受信機通信コイル601がこの負荷から切断され、切り離されることを可能にする。実際、スイッチが開かれると、電力受信機通信器コイル601に電流が流れず、第1通信器部207によって生成される通信器キャリアから第2通信器509によって電力が抽出されない。

いくつかの実施形態では、電力受信機コントローラ501は、電力伝送が実行されることがユーザによって望まれていることを示す適切なユーザ入力が受信されたことを検出するように構成される。例えば、適切なボタンが押されたことを単に検出することができる。ユーザ入力の検出に応じて、電力受信機コントローラ501は、第2通信器509を制御して、電力受信機通信器コイル601を負荷から切断し、その後、第2通信器コイルを負荷に接続するシーケンスを実行することに進むことができる。具体的には、電力受信機コントローラ501は、スイッチ605を制御して、キャパシタ603および電力受信回路607を切断し、続いてスイッチ605を閉位置に戻して、キャパシタ603および電力受信回路607をコイルに再び接続することができる。

そのようなプロセスは、第1通信器207/電力送信機によって、電力復旧中に第2通信器509が存在し、その後（スイッチ605が開いて電力が抽出されずに）第2通信器509が存在しなくなり、その後（スイッチが閉じられて電力がキャリア信号から抽出されて）第2通信器509が再び存在するシーケンスと見なされることができる。

したがって、このアプローチは、電力受信機を取り外し、それを電力送信機に再配置ことによって引き起こされる効果を電力受信機がエミュレートすることを可能にし得る。したがって、電力送信機は、このアプローチが適切なユーザ動作を示すと考えることができ、電力伝送を初期化することに進むことができる。

説明されたアプローチの一例として、電力送信機は、停電後に電力供給が復旧したことを検出するように構成されることができる。適切な電力受信機が動作ボリューム内に存在する場合、電力送信機は、これに電力復旧/中断に気付かせることができ、ユーザアラートが生成されて、無線電力伝送が再開されるためにユーザに動作を実行するように要求することができる。電力送信機は、このユーザ動作が実行されたという指標をモニタすることができ、実行される場合、電力伝送を初期化することに進むことができる。しかしながら、ユーザ動作が検出されるまで、電力伝送は開始/実行されない。

一例として、システムは、電力復旧時に以下のステップを実行することができる:
1. 電力送信機が、幹線電源が存在する/復旧されていることを検出する。
2. 電力送信機が、動作ボリューム内における電力受信機のサーチを行う。
3. 電力受信機が検出されると、電力送信機がそれとの通信を確立する。
4. 電力送信機および電力受信機が通信キャリア信号を介して伝送されるべき補助電力を交渉し調整することができる。
5. 電力送信機は、電力が復旧されていること、および電力復旧が発生したことを示す電力復旧メッセージを提供する。
6. 電力受信機は、電力が復旧されていること、および電力中断が発生したことを示すユーザアラートを生成する。ユーザアラートは、電力伝送を継続/開始するためにユーザ動作が必要であることをユーザに示す。
7. ユーザ動作が電力送信機によって検出され、そして電力送信機は電力伝送を開始するように進む。

いくつかの実施形態では、システムは、時間的考慮事項に基づいて動作を適応させるように構成され得る。

特に、いくつかの実施形態では、電力受信機の動作が電力伝送の電力中断の持続時間に依存することができ、したがって、電力復旧メッセージを受信するときの電力受信機の動作は、電力伝送信号の中断が発生してから経過した持続時間/時間に依存し得る。

いくつかの実施形態では、電力受信機が電力伝送信号の中断が発生した後の持続時間を測定することができる。例えば、電力受信機は、電圧が電力受信機コイル107に誘導されることを連続的に測定することができる。例えば、電力伝送中に、受信機コイル107にかかる電圧または受信機コイル107を通る電流が閾値を下回ることを検出することによって、信号が受信機コイル107内に誘導されない（または例えばこれが所与の閾値を下回る）ことが検出される場合、電力受信機は、タイマを開始するか、または現在の時間を記憶することができる（例えば、電力受信機はクロックを備えるか、または時間情報へのアクセスを有することができる）。これは、例えば、電力受信機が平滑キャパシタなどの内部エネルギー貯蔵器によって部分的に給電され得る時間中に実行され得る。中断が十分に長い場合、エネルギー貯蔵器は完全に消耗され、電力受信機は完全にスイッチオフされ得る。しかしながら、例えば、中断の時間が不揮発性メモリに記憶された場合、電力が電力受信機に利用可能でなくても、情報は保持される。

供給電力が電力送信機に復旧され、電力復旧メッセージが電力受信機に送信されると、電力受信機は、電力伝送信号の中断からの持続時間を決定することができる。例えば、電力受信機は、記憶された時間を読み出し、それを現在の時間と比較することができる。電力受信機が（例えば、電力受信機の他の回路に電力を供給することができない小さなバックアップバッテリによって電力を供給されることによって）中断の期間にわたって電力を供給されたままであるタイマを動作させる場合、時間出力は、中断以降の期間を直接提供することができる。

そのような場合、期間は、その期間が所与の時間を超えるかどうかを決定するために、決定されて閾値と比較され得る。他の実施形態では、閾値との比較はより暗黙的であり得る。例えば、この期間がエネルギー貯蔵器が部分的にのみ枯渇するのに十分に短い場合、期間は閾値未満であると見なされ得、そうでない場合、期間は閾値を超えると見なされ得る。例えば、電力復旧メッセージが受信されると、電力復旧処理に関与する電力受信機の機能は、例えば通信キャリア信号によって電力供給され得る。この機能は、例えば、電力受信機の電力経路の平滑キャパシタの電流電圧を測定することができ、電圧が所与の閾値を上回る場合、この期間が対応する時間閾値未満であると決定することができる。所与の閾値を下回る場合、この期間は、対応する時間閾値未満であると決定され得る。

いくつかの実施形態では、第2通信器509は、期間が十分に短いと考えられる場合、ユーザ動作メッセージを第1通信器207に自動的に送信するように構成され得る。いくつかの実施形態では、第2通信器509は、電力復旧メッセージを受信する前の電力伝送信号の電力中断の持続時間が閾値未満である場合、ユーザ入力を受信/検出することなく、ユーザ動作メッセージを送信することができる。例えば、第2通信器509は、電力復旧メッセージを受信すると、電力伝送信号の中断が検出されてからの時間が検出されたかどうかを評価することに進むことができる。例えば、タイマを使用するとき、第2通信器509は、時間が閾値を上回る持続時間を示すかどうかを決定し得る。平滑キャパシタが含まれる場合、電圧が所与のレベルを上回るか否かを判定することができる。

持続時間が十分に短い場合、電力受信機は、ユーザ入力が受信されない場合であっても、ユーザ動作メッセージを送信するように進むことができ、したがって、電力送信機は、ユーザ動作を条件とすることなく、電力伝送を初期化するように進むことができる。

いくつかの実施形態では、持続時間が所与の閾値よりも短い場合、電力受信機はユーザアラートを全く生成しなくてもよい。具体的には、いくつかの実施形態では、ユーザインタフェイス511は、電力復旧メッセージを受信する前に、電力伝送信号の電力中断の持続時間を知らされ得るか、またはそれ自体が決定し得る。ユーザインタフェイス511は、持続時間が閾値を超える場合にのみ、ユーザアラートを生成するように構成されることができる。持続時間が閾値よりもより短い場合、ユーザアラートは生成されず、したがって、ユーザは、電力復旧（または中断）を知らされない。

このアプローチは、持続時間が十分に短い場合、電力受信機がユーザアラートを生成せず、代わりに、電力送信機に電力伝送を再開させるユーザ動作メッセージを自動的に送信するように、有利に組み合わせることができる。しかしながら、より長い電力中断については、前述のアプローチが使用され得、それによって、電力伝送が開始され得る前にユーザ動作が検出されなければならない。

このアプローチは多くのシナリオにおいて改善された性能/動作を提供することができ、例えば、特定のユーザ動作を必要とすることなく、（おそらく非常に）短い電力中断が自動的に復旧されることを可能にすることができる。しかしながら、同時に、より長い中断のためには、電力伝送のためにユーザ動作が必要であり、それによって、実行されるべき望ましくない電力伝送のリスクを低減する。

明確にするための上記の説明は、異なる機能回路、ユニットおよびプロセッサを参照して本発明の実施形態を説明したことが理解されるであろう。しかしながら、本発明から逸脱することなく、異なる機能回路、ユニットまたはプロセッサ間での機能の任意の適切な分散を使用できることは明らかであろう。例えば、別個のプロセッサまたはコントローラによって実行されることが示されている機能が同じプロセッサまたはコントローラによって実行されることができる。したがって、特定の機能ユニットまたは回路への言及は、厳密な論理的または物理的構造または編成を示すのではなく、説明された機能を提供するための適切な手段への言及としてのみ見なされるべきである。

本発明は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアまたはこれらの任意の組合せを含む任意の適切な形態で実施することができる。本発明は、オプションで、1つまたは複数のデータプロセッサおよび/またはデジタル信号プロセッサ上で実行されるコンピュータソフトウェアとして少なくとも部分的に実装され得る。本発明の実施形態の要素およびコンポーネントは、任意の適切な方法で物理的、機能的および論理的に実装され得る。実際、機能は、単一のユニットで、複数のユニットで、または他の機能ユニットの一部として実装されることができる。したがって、本発明は、単一のユニットで実施されてもよく、または異なるユニット、回路およびプロセッサの間で物理的および機能的に分散されることができる。

本発明はいくつかの実施形態に関連して説明されてきたが、本明細書に記載された特定の形態に限定されることは意図されていない。むしろ、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。さらに、或る特徴が特定の実施形態に関連して説明されるように見えるかもしれないが、当業者は説明された実施形態の様々な特徴が本発明に従って組み合わされ得ることを認識するであろう。請求項において、「有する(comprising)」という用語は、他の要素又はステップの存在を排除するものではない。

さらに、個別に列挙されているが、複数の手段、素子、回路または方法ステップが、例えば単一の回路、ユニットまたはプロセッサによって実装され得る。さらに、個々の特徴が異なる請求項に含まれている場合があるが、これらは場合によっては有利に組み合わされてもよく、異なる請求項に含まれることは特徴の組み合わせが実現可能ではない及び/又は有利ではないことを意味しない。また、或る特徴を請求項の1つのカテゴリに含めることは、このカテゴリへの限定を意味するものではなく、むしろ、その特徴が必要に応じて他の請求項カテゴリに等しく適用可能であることを示す。1つの独立請求項の従属請求項に或る特徴を含めることは、この独立請求項に対する限定を意味するものではなく、むしろ、その特徴が適切な場合には他の独立請求項に等しく適用可能であることを示す。さらに、請求項における特徴の順序は、当該特徴が動作しなければならない特定の順序を意味するものではなく、特に、方法の請求項における個々のステップの順序は、当該ステップがこの順序で実行されなければならないことを意味するものではない。むしろ、ステップは任意の適切な順序で実行されることができる。さらに、単数への言及は複数を除外しない。従って、「a」、「an」、「第1」、「第2」等の参照も、複数を排除するものではない。請求項中の参照符号は、単に明確な例として提供されているにすぎず、請求項の範囲を何らかの態様で限定するものと解釈してはならない。

Claims (14)

1. 電力送信機と電力受信機とを有する無線電力伝送システムであって、前記電力受信機は誘導電力伝送信号を介して前記電力受信機に電力を伝送するよう構成され、
   前記電力送信機が、
   外部電源から供給電力を受け取るように構成された電力入力部と、
   前記供給電力の供給停止後の前記供給電力の復旧を検出するように構成された電力検出器と、
   前記供給電力の復旧時の前記電力受信機の存在を検出するように構成された存在検出器と、
   短距離通信システムを用いて第2通信器への短距離通信チャネルを設定するように構成された第1通信器と、
   前記供給電力の復旧の検出に応じて前記短距離通信チャネルを介して前記第2通信器に電力復旧メッセージを送信するように構成されたメッセージ回路であって、前記短距離通信チャネルは3メートルを超えない範囲を有する、メッセージ回路と、
   電力受信機のユーザ動作を検出するように構成されたユーザ動作検出器と、
   前記ユーザ動作の検出に応じて電力復旧後に前記電力受信機への電力伝送を開始し、前記ユーザ動作が検出されない場合には電力復旧後の電力伝送の開始を抑止するように構成されたコントローラと、
   を有し、
   前記電力受信機が、
   前記短距離通信チャネルを介して前記第1通信器と通信するように構成された前記第2通信器と、
   前記第2通信器が前記電力復旧メッセージを受信したことに応じてユーザアラートを生成するように構成されたユーザインタフェイスと、
   を有する、無線電力伝送システム。
2. 前記ユーザ動作検出器が、前記第2通信器の不在とその後の前記第2通信器の存在のシーケンスを検出することにより前記ユーザ動作を検出するように構成される、請求項１に記載の無線電力伝送システム。
3. 前記ユーザインタフェイスがユーザ入力を受信するように構成され、前記第2通信器が基準を満たす前記ユーザ入力に応じてユーザ動作メッセージを送信するように構成され、前記ユーザ動作検出器が、前記第１通信機が前記ユーザ動作メッセージを受信したことに応じて前記ユーザ動作を検出するように構成される、請求項１に記載の無線電力伝送システム。
4. 前記第2通信器が、前記電力復旧メッセージを受信する前の前記電力伝送信号の電力中断の持続期間が閾値未満の場合に、ユーザ動作を受信することなく前記ユーザ動作メッセージを送信するように構成される、請求項１に記載の無線電力伝送システム。
5. 前記存在検出器が、前記第1通信器による前記第2通信器の存在の検出に応じて前記電力受信機の存在を検出するように構成される、請求項１から４の何れか一項に記載の無線電力伝送システム。
6. 前記第1通信器が、前記第1通信器により生成された電磁キャリア信号から抽出された電力が閾値を超えることを検出することに応じて前記第2通信器の存在を検出するように構成される、請求項５に記載の無線電力伝送システム。
7. 前記第1通信器が第1通信コイルを有し、前記第2通信器が第2通信コイルを有し、前記短距離通信チャネルが前記第1通信コイルと前記第2通信コイルとの間の結合により形成され、前記ユーザインタフェイスがユーザ入力を受信するように構成され、前記コントローラが、基準を満たす前記ユーザ入力に応じて、前記第2通信コイルを負荷から切り離した後に前記第2通信コイルを前記負荷に接続するシーケンスを開始するように構成される、請求項１から６の何れか一項に記載の無線電力伝送システム。
8. 前記ユーザインタフェイスが、前記電力復旧メッセージを受信する前の前記電力伝送信号の電力中断の持続時間が閾値未満の場合にのみ、前記ユーザアラートメッセージを生成するように構成される、請求項１から７の何れか一項に記載の無線電力伝送システム。
9. 前記短距離通信チャネルがNear Field Communication（NFC）チャネルである、請求項１から８の何れか一項に記載の無線電力伝送システム。
10. 電力の復旧時、前記電力伝送信号を用いた電力伝送の確立前に、前記第2通信器が、前記第1通信器により生成された電磁キャリア信号から前記第2通信器のための供給電力を抽出するように構成される、請求項１から９の何れか一項に記載の無線電力伝送システム。
11. 前記メッセージ回路が、前記存在検出器が前記電力受信機の存在を検出した場合にのみ、前記短距離通信チャネルを介して前記第2通信器に前記電力復旧メッセージを送信するように構成される、請求項１から１０の何れか一項に記載の無線電力伝送システム。
12. 電力送信機と誘導電力伝送信号を介して前記電力送信機から電力を受信するように構成された電力受信機とを有する無線電力伝送システムのための前記電力送信機であって、
    外部電源から供給電力を受け取るように構成された電力入力部と、
    前記供給電力の供給停止後の前記供給電力の復旧を検出するように構成された電力検出器と、
    前記供給電力の復旧時の前記電力受信機の存在を検出するように構成された存在検出器と、
    短距離通信システムを用いて前記電力受信機への短距離通信チャネルを設定するように構成された第1通信器と、
    前記供給電力の復旧の検出に応じて前記短距離通信チャネルを介して前記電力受信機に電力復旧メッセージを送信するように構成されたメッセージ回路であって、前記短距離通信チャネルは3メートルを超えない範囲を有する、メッセージ回路と、
    電力受信機のユーザ動作を検出するように構成されたユーザ動作検出器と、
    前記ユーザ動作の検出に応じて電力復旧後に前記電力受信機への電力伝送を開始し、前記ユーザ動作が検出されない場合には電力復旧後の電力伝送の開始を抑止するように構成されたコントローラと、
    を有する電力送信機。
13. 誘導電力伝送信号を介して電力受信機に電力を供給するように構成された電力送信機を有する無線電力伝送システムの前記電力受信機であって、
    3メートルを超えない範囲を有する短距離通信チャネルを介して前記電力送信機と通信するように構成された前記通信器と、
    前記電力送信機からの電力復旧メッセージを前記通信器が受信したことに応じてユーザアラートを生成するように構成されたユーザインタフェイスと、
    を有し、
    前記ユーザインタフェイスがユーザ入力を受信するように構成され、前記通信器が基準を満たす前記ユーザ入力に応じて前記電力送信機にユーザ動作メッセージを送信するように構成される、電力受信機。
14. 電力送信機と電力受信機とを有する無線電力伝送システムのための動作方法であって、前記電力受信機は誘導電力伝送信号を介して前記電力受信機に電力を伝送するよう構成され、当該方法は、
    前記電力送信機が、
    外部電源から供給電力を受信するステップと、
    前記供給電力の供給停止後の前記供給電力の復旧を検出するステップと、
    前記供給電力の復旧時の前記電力受信機の存在を検出するステップと、
    短距離通信システムを用いて前記電力受信機の通信器への短距離通信チャネルを設定するステップであって、前記短距離通信チャネルが3メートル未満の範囲を有する、ステップと、
    前記供給電力の復旧の検出に応じて前記短距離通信チャネルを介して前記電力受信機に電力復旧メッセージを送信するステップと、
    電力受信機のユーザ動作を検出するステップと、
    前記ユーザ動作の検出に応じて電力復旧後に前記電力受信機への電力伝送を開始し、前記ユーザ動作が検出されない場合には電力復旧後の電力伝送の開始を抑止するステップと、
    を実行し、
    前記電力受信機が、
    前記通信器で前記短距離通信チャネルを介して前記電力送信機と通信するステップと、
    前記通信器が前記電力復旧メッセージを受信したことに応じてユーザアラートを生成するステップと、
    を実行する、方法。

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