Dispositivo de transmisión de energía sin contacto.

Método para controlar la transmisión de energía en un aparato de transmisión de energía sin contacto (100),

donde el método comprende:

transmitir (S108) una señal de petición de ID de encabezamiento a un aparato de recepción de energía sincontacto (200);

transmitir (S110) una señal de petición de ID completa al aparato de recepción de energía sin contacto(200) si un código de ID de encabezamiento se recibe desde el aparato de recepción de energía sincontacto (200);

y

transmitir (S113) una señal de energía inalámbrica al aparato de recepción de energía sin contacto (200) siun código de ID completa se recibe en respuesta a la señal de petición de ID completa, en donde el códigode ID de encabezamiento es parte del código de ID completa.

Dispositivo de transmisión de energía sin contacto Área técnica La presente invención hace referencia a un aparato de transmisión de energía sin contacto, y más particularmente, a un aparato de transmisión de energía sin contacto, para la transmisión de energía eléctrica en una forma de transmisión inalámbrica de energía, el cual detecta un objeto situado en una estación de carga del mismo y permite la transmisión de energía y la comunicación de datos sólo cuando se encuentre presente un aparato de recepción de energía sin contacto, percibiendo de manera precisa, de ese modo, el estado del receptor y controlando la energía de manera eficaz.

Arte previo En general, un pack de batería es un tipo de fuente de energía que se carga con energía (energía eléctrica) recibida desde un cargador externo, y suministra energía eléctrica de manera que dispositivos electrónicos portátiles, tales como teléfonos móviles, asistentes digitales personales (PDA, por sus siglas en inglés) , y similares puedan funcionar, y consta de una batería que se carga con energía eléctrica y de circuitos para la carga y descarga de la batería (suministrando energía eléctrica a los terminales portátiles) .

La conexión eléctrica entre el pack de batería, que se utiliza en los terminales portátiles, y el cargador para cargar de energía eléctrica al pack de batería, puede lograrse utilizando un sistema de suministro con un conector que recibe la energía desde la fuente de energía eléctrica habitual, y convierte la tensión y la corriente de la misma para que sean compatibles con las de la batería, y suministra la energía eléctrica al pack de batería a través de un conector del correspondiente pack de batería.

Sin embargo, un sistema de suministro con conector de ese tipo presenta desventajas, las cuales incluyen la descarga instantánea debido a la diferencia de potencial entre el conector del cargador y el conector de la batería, el riesgo de fuego y daños asociados ocasionados por el mismo que es causado por la presencia de elementos extraños, reducción de la vida útil y del rendimiento del pack de batería, y similares.

Para resolver los problemas mencionados, han sido propuestos, recientemente, un sistema de carga sin contacto y un método de control del mismo utilizando un sistema de transmisión de energía inalámbrico.

Este sistema de carga sin contacto incluye un aparato de transmisión de energía sin contacto para suministrar energía eléctrica de manera inalámbrica, un aparato de recepción de energía sin contacto que recibe la energía eléctrica desde el aparato de transmisión de energía sin contacto y que carga la batería con la mencionada energía, y elementos similares.

Mientras tanto, debido a su naturaleza inalámbrica, el sistema de carga sin contacto realiza una operación de carga mientras el aparato de recepción de energía sin contacto se coloca sobre el aparato de transmisión de energía sin contacto.

Por tanto, si elementos extraños, tales como metal, se encuentran situados sobre el aparato de recepción de energía sin contacto, dichos elementos extraños causarán problemas tales como una transmisión de energía anómala, daños en el producto debido a fuego causado por sobrecarga, o similares.

La información revelada en este apartado de antecedentes de la invención, es facilitada únicamente para mejorar la comprensión de los antecedentes de la invención, y no debe tomarse como un reconocimiento o cualquier tipo de sugerencia de que dicha información abarque el arte previo que ya conocería una persona experta en el arte.

Las patentes US 2007/139 000, WO 2008/050917 y WO 2008/137966, describen sistemas de transmisión de energía sin contacto que requieren un código identificador o código ID completa antes de transmitir una señal de energía inalámbrica al aparato de recepción de energía sin contacto.

Revelación Problemas Técnicos Para resolver los problemas mencionados con anterioridad, la presente invención se dirige a un aparato de transmisión de energía sin contacto conformado para enviar una señal de petición a través de una bobina de transmisión de energía, para identificar un objeto situado en el mismo, medir el tiempo en espera transcurrido hasta el instante en que se recibe una señal de respuesta, y comparar el tiempo en espera medido con un conjunto de tiempos de espera de referencia, para determinar rápidamente si el objeto es un elemento extraño o un aparato de recepción de energía sin contacto de un pack de batería o similar.

Mientras, debido a que resulta difícil implementar la comunicación utilizando un método de modulación por desplazamiento de amplitud (ASK, por sus siglas en inglés) , que determina si el objeto situado sobre la zona en cuestión es un elemento extraño, tal como el metal, o un aparato de recepción de energía sin contacto, si se estrecha la amplitud de una señal bajo condiciones de modulación de carga de corriente continua o CC, no puede percibirse el estado del receptor y dejar de transmitir energía o controlar la transmisión de energía, causando de este modo un problema de reducción de eficacia en la transmisión de energía.

Para resolver este problema, la presente invención hace referencia a un aparato de transmisión de energía sin contacto para suministrar energía eléctrica de forma inalámbrica, que, ante una comunicación de datos por el método de ASK con un aparato de recepción de energía sin contacto, el cual recibe la energía suministrada y carga una batería con la misma, utiliza modulación por ancho de pulso (PWM, por sus siglas en inglés) para una comunicación fluida de datos.

Adicionalmente, la presente invención hace referencia a un aparato de transmisión de energía sin contacto que utiliza un módulo de control de carga ASK, que, incluso bajo condiciones de carga de corriente continua, percibe de forma precisa el estado del receptor y controla de manera eficaz la energía incluso cuando un aparato de recepción de energía sin contacto se desplaza en la estación de carga del mismo.

Solución técnica De acuerdo con un aspecto de la presente invención, el aparato de transmisión de energía sin contacto puede incluir un núcleo primario, que envía de forma inalámbrica una señal de energía inalámbrica a un aparato de recepción de energía sin contacto que tiene un núcleo secundario, el cual opera de tal forma que, cuando se detecta un cambio en la carga del núcleo primario, mide la latencia de tiempo desde el instante de salida de una señal de petición, realizando una petición de identidad del objeto sobre el aparato de transmisión de energía, hasta el instante de recepción de una señal de respuesta correspondiente a la señal de petición, siendo transmitidas las señales a través del núcleo primario; compara el tiempo medido con un tiempo en espera de referencia, y, si el tiempo medido es menor que el tiempo en espera de referencia, determina que el objeto es un elemento extraño, y si el tiempo medido es mayor que el tiempo en espera de referencia, determina que el objeto es el aparato usual para la recepción de energía sin contacto, y envía la señal de energía inalámbrica.

En particular, el aparato de recepción de energía sin contacto puede recibir la señal de energía inalámbrica desde el aparato de transmisión de energía sin contacto, compara la señal recibida en referencia al voltaje, y crea un pulso de señal en base a una factor de utilización que se establece dependiendo del resultado de la comparación, y transmite la señal generada al aparato de transmisión de energía sin contacto, que a su vez controla la intensidad de la señal de energía inalámbrica en correspondencia con el pulso de señal transmitido.

Adicionalmente, el aparato de recepción de energía sin contacto puede incluir un transmisor de ID (de identificación) para transmitir y recibir el dato del código correspondiente a una señal de corriente alterna o de AC, modulada en una forma de modulación de corriente alterna, a través del núcleo secundario, y el aparato de transmisión de energía sin contacto puede incluir una unidad de circuito de retroalimentación, para extraer el dato del código correspondiente a una señal de corriente alterna de una señal de corriente continua aplicada al núcleo primario cuando los datos del código son recibidos por dicho núcleo primario.

De manera preferente, el aparato de recepción de energía sin contacto puede incluir un condensador, conectado en paralelo con el lado del núcleo de recepción de energía del núcleo secundario para eliminar un componente de señal de corriente continua.

De manera más preferente, el aparato de recepción de... [Seguir leyendo]

1. Método para controlar la transmisión de energía en un aparato de transmisión de energía sin contacto (100) , donde el método comprende:

transmitir (S108) una señal de petición de ID de encabezamiento a un aparato de recepción de energía sin contacto (200) ;

transmitir (S110) una señal de petición de ID completa al aparato de recepción de energía sin contacto (200) si un código de ID de encabezamiento se recibe desde el aparato de recepción de energía sin contacto (200) ;

y

transmitir (S113) una señal de energía inalámbrica al aparato de recepción de energía sin contacto (200) si un código de ID completa se recibe en respuesta a la señal de petición de ID completa, en donde el código de ID de encabezamiento es parte del código de ID completa.

2. Método según la reivindicación 1, que comprende:

detectar (S202) un cambio en la carga en un núcleo primario (110) del aparato de transmisión de energía sin contacto (110) cuando un objeto se coloca adyacente al aparato de transmisión de energía sin contacto; transmitir una señal de solicitud al objeto cuando el cambio en la carga se detecte; recibir una señal de respuesta del objeto en respuesta a la señal de solicitud; medir (S103) un tiempo de latencia entre el tiempo de salida de la señal de solicitud y el tiempo de

recepción de la señal de respuesta;

confirmar si el objeto es un aparato de recepción de energía sin contacto comparando (S104) el tiempo de latencia con un tiempo de referencia; y transmitir (S108) dicha señal de petición de ID de encabezamiento si el objeto se confirma como un aparato

de recepción de energía sin contacto (200) .

3. Método según la reivindicación 1 que además comprende:

recibir un pulso de señal del aparato de recepción de energía sin contacto generado en base a una comparación de la señal de energía inalámbrica a la tensión de referencia; y controlar una intensidad de la señal de energía inalámbrica según el pulso de señal.

4. Método según la reivindicación 3, en donde el pulso de señal comprende cualquier código de apagado de energía, un código de calibración, un código de incremento de energía, y un código de reducción de energía.

5. Método de la reivindicación 4, que además comprende extraer datos de un código del pulso de señal a través de un circuito de retroalimentación (S170) .

6. Método según la reivindicación 5, en donde el circuito de retroalimentación comprende:

un circuito de filtro RC conectado eléctricamente con un extremo del núcleo primario para eliminar un componente de señal de corriente continua; y un circuito de amplificación que presenta un OP-AMP conectado eléctricamente con el circuito de filtro RC.

7. Método según la reivindicación 2, en donde el núcleo primario (110) comprende un primer núcleo de transmisión de energía (111) y un segundo núcleo de transmisión de energía (112) parcialmente solapado con el primer núcleo de transmisión de energía.

8. Método según la reivindicación 7, en donde la zona de solapamiento entre el primer y el segundo núcleo de transmisión de energía es mayor que un ancho del núcleo secundario del aparato de recepción de energía sin contacto y menor que los anchos del primer y segundo núcleo de transmisión de energía.

9. Método según la reivindicación 7, en donde transmitir la señal de petición de ID completa al aparato de recepción

de energía sin contacto comprende transmitir la señal de petición de ID completa a través del primer y segundo núcleo de transmisión de energía, para re-confirmar si el objeto es un aparato de recepción de energía sin contacto a través del código de ID completa recibido en respuesta a la señal de petición de ID completa.

10. Método según la reivindicación 9, en donde transmitir la señal de energía inalámbrica al aparato de recepción de energía sin contacto comprende transmitir la señal de energía sin contacto a través de al menos uno de los núcleos de transmisión de energía primero y segundo, si el código de ID completa es recibido por ambos núcleos de transmisión de energía primero y segundo.

11. Aparato de transmisión de energía sin contacto (100) que comprende:

un código primario (110) configurado para transmitir una señal de energía inalámbrica, una señal de petición de ID de encabezamiento y una señal de petición de ID completa a un aparato de recepción de energía sin contacto (200) ;

un identificador de ID (120) configurado para analizar y procesar un código de ID de encabezamiento del aparato de recepción de energía sin contacto (200) ; y

un controlador de transmisión de energía (130) configurado para transmitir la señal de petición de ID completa al aparato de recepción de energía sin contacto si se recibe el código de ID de encabezamiento del aparato de recepción de energía sin contacto, y transmite la señal de energía inalámbrica al aparato de recepción de energía sin contacto si se recibe el código de ID completa en respuesta a la señal de petición de ID completa , en donde el código de ID de encabezamiento es parte del código de ID completa .

12. Aparato según la reivindicación 11, en donde el controlador de transmisión de energía (130) se encuentra configurado para detectar un cambio en la carga de un núcleo primario del aparato de transmisión de energía sin 25 contacto cuando un objeto se coloca adyacente al aparato de transmisión de energía sin contacto, transmitir una señal de solicitud al objeto si el cambio en la carga es detectado, recibir una señal de respuesta del objeto en respuesta a la señal de solicitud, medir el tiempo de latencia entre el instante de la salida de la señal de solicitud y el instante de recepción de la señal de respuesta, confirmar si el objeto es un aparato de recepción de energía sin contacto comparando el tiempo de latencia con un tiempo de referencia, y transmitir la señal de petición de ID de encabezamiento si el objeto se confirma como un aparato de recepción de energía sin contacto.

13. Aparato según la reivindicación 11, que además comprende:

un convertidor resonante en serie (160) configurado para transmitir la señal de energía inalámbrica al núcleo primario; y

un controlador de operación (150) configurado para ajustar la intensidad de la señal de energía inalámbrica controlando el convertidor resonante en serie, en donde el controlador de transmisión de energía se encuentra configurado para transmitir la señal de petición de ID completa al aparato de recepción de energía sin contacto para re-confirmar si el objeto es un aparato de recepción de energía sin contacto a través del código de ID recibido en respuesta a la señal de petición del Id completa , y transmitir una señal de control de energía para controlar el controlador de operación si el objeto se confirma como un aparato de recepción de energía sin contacto.

14. Aparato según la reivindicación 13, en donde el controlador de transmisión de energía (130) se encuentra configurado para recibir un pulso de señal procedente del aparato de recepción de energía sin contacto, donde el pulso de señal comprende cualquiera de un código de apagado, un código de calibración, un código de incremento de energía, un código de reducción de energía.

15. Aparato según la reivindicación 14, que además comprende un circuito de retroalimentación (170) configurado para extraer datos de código del pulso de señal.

16. Aparato según la reivindicación 15, en donde el circuito de retroalimentación comprende un circuito de filtro RC conectado eléctricamente con un extremo del núcleo primario para eliminar un componente de señal de corriente continua, y un circuito de amplificación que presenta un OP-AMP conectado eléctricamente con el circuito de filtro

RC.

17. Aparato según la reivindicación 11, en donde el núcleo primario comprende un primer núcleo de transmisión de energía y un segundo núcleo de transmisión de energía parcialmente solapado con el primer núcleo de transmisión de energía.

18. Aparato según la reivindicación 17, en donde una zona de solapamiento es mayor que un ancho de un núcleo

secundario del aparato de recepción de energía sin contacto y menor que los anchos de los núcleos de transmisión de energía primero y segundo.

19. Aparato de la reivindicación 17, en donde el controlador de transmisión de energía se encuentra configurado para transmitir la señal de petición de ID completa al aparato de recepción de energía sin contacto a través de los núcleos de transmisión de energía primero y segundo, y transmite la señal de energía inalámbrica al aparato de recepción de energía sin contacto a través de al menos uno de los núcleos de transmisión de energía primero y segundo si se recibe el código de ID completa.