特許 6134747 無線電力受信装置、負荷変調方法及び無線電力送信装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6134747

(24)【登録日】2017年4月28日

(45)【発行日】2017年5月24日

(54)【発明の名称】無線電力受信装置、負荷変調方法及び無線電力送信装置

(51)【国際特許分類】

   H02J 50/12 20160101AFI20170515BHJP

   H02J 50/80 20160101ALI20170515BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20170515BHJP

【ＦＩ】

   H02J50/12

   H02J50/80

   H02J7/00 301D

【請求項の数】23

【外国語出願】

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2015-3020(P2015-3020)

(22)【出願日】2015年1月9日

(65)【公開番号】特開2015-154712(P2015-154712A)

(43)【公開日】2015年8月24日

【審査請求日】2015年2月2日

(31)【優先権主張番号】61/937,881

(32)【優先日】2014年2月10日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】14/495,776

(32)【優先日】2014年9月24日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】593096712

【氏名又は名称】インテル コーポレイション

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100091214

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 進介

(74)【代理人】

【識別番号】100112759

【弁理士】

【氏名又は名称】藤村 直樹

(72)【発明者】

【氏名】シャハル ポラト

(72)【発明者】

【氏名】シュリーニヴァス カストゥリ

(72)【発明者】

【氏名】シヴァ ラマクリシュナン

【審査官】 早川 卓哉

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−２３６９１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０３０４０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／１５１８３１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１３−０７０６１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０６５５１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０４４３０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０８１１０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／００６３０８２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１３−１３８５２６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｊ５０／００−５０／９０

Ｈ０２Ｊ７／００−７／１２

Ｈ０２Ｊ７／３４−７／３６

Ｈ０２Ｊ５／００

Ｈ０４Ｂ５／００−５／０６

Ｈ０１Ｍ１０／４２−１０／４８

Ｇ０６Ｋ１７／００

Ｇ０６Ｋ１９／００−１９／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

無線電力受信装置であって、
第１の時間期間を有するショートビーコンと前記第１の時間期間より長い第２の時間期間を有するロングビーコンとを受信する受信コイルと、
ブルートゥース低エネルギ（ＢＬＥ）モジュールと、
前記受信コイルの前記ロングビーコンにおいて負荷変調を開始させる当該無線電力受信装置のコントローラと、
を有し、前記コントローラは、前記ロングビーコンにおいて無線データ送信を開始するために十分な電力が当該無線電力受信装置で受信されるまで、前記ロングビーコンにおいて前記負荷変調を実行し続け、
前記無線データ送信は前記ＢＬＥモジュールからのＢＬＥ通知を含む、無線電力受信装置。

【請求項2】

前記ロングビーコンの時間期間が最小時間及び最大時間を有し、前記ロングビーコンは、前記最大時間に至るまで、前記負荷変調が続く限り続く、請求項１に記載の無線電力受信装置。

【請求項3】

前記無線データ送信は、前記無線電力受信装置がワイヤレス給電プロトコルに従う有効なデバイスであることを示す負荷変調の負荷変調バイナリシーケンスを含む、請求項１又は２に記載の無線電力受信装置。

【請求項4】

前記受信コイルを収容するデバイスの給電特性を示すように、或いは、
前記受信コイルを収容するデバイスのデバイス識別子を示すように、或いは、
それらの組み合わせを示すように、前記無線データ送信が実行される、請求項１又は２に記載の無線電力受信装置。

【請求項5】

当該無線電力受信装置が負荷変調回路を更に含み、前記コントローラは、当該無線電力受信装置により受信される負荷を増やす又は減らすように前記負荷変調回路を指示する、請求項１又は２に記載の無線電力受信装置。

【請求項6】

当該無線電力受信装置が直流-直流（ＤＣ２ＤＣ）変換器を更に有し、前記コントローラは、直流変換の割合を変調することに基づいて負荷を変調するように前記ＤＣ２ＤＣ変換器を指示する、請求項１又は２に記載の無線電力受信装置。

【請求項7】

前記ショートビーコン及びロングビーコンが送信コイルを有する電力送信装置において生成され、当該無線電力受信装置における前記ショートビーコンの受信は、当該無線電力受信装置の存在を示す初期負荷変動を前記電力送信装置において生じさせる、請求項１又は２に記載の無線電力受信装置。

【請求項8】

当該無線電力受信装置は、前記電力送信装置に関連する無線送信プロトコルに従う有効な電力受信装置であることを、前記無線データ送信が示す、請求項７に記載の無線電力受信装置。

【請求項9】

前記負荷変調は、負荷の増加、負荷の減少又はそれらの組み合わせを含む、請求項１又は２に記載の無線電力受信装置。

【請求項10】

無線コンポーネントにおける負荷変調のための方法であって、
受信コイルにおいて、第１の時間期間を有するショートビーコンを送信コイルから受信するステップと、
前記受信コイルの存在を前記送信コイル側に通知するために、前記受信コイルにおいて初期の負荷変更を実行するステップと、
負荷変調に応じて、前記第１の時間期間より長い第２の時間期間を有するロングビーコンを前記受信コイルにおいて受信するステップと、
前記ロングビーコンの間に無線データ送信を開始するのに十分な電力が無線電力受信装置において受信されるまで、前記ロングビーコンの間に負荷変調を実行するステップであって、前記無線データ送信はブルートゥース低エネルギ（ＢＬＥ）通知を有する、ステップと、
前記ＢＬＥ通知をＢＬＥモジュールから送信するステップと、
を有する方法。

【請求項11】

前記ロングビーコンの時間期間が最小時間及び最大時間を有し、当該方法は、前記最大時間に至るまで、前記負荷変調が続く限り、前記ロングビーコンを送信し続けるステップを更に有する請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

前記無線データ送信は、前記無線電力受信装置がワイヤレス給電プロトコルに従う有効なデバイスであることを示す負荷変調の負荷変調バイナリシーケンスを有する、請求項１０又は１１に記載の方法。

【請求項13】

前記受信コイルを収容するデバイスの給電特性を示す負荷変調のバイナリシーケンスを該バイナリシーケンスにより送信するステップ、或いは、
前記受信コイルを収容するデバイスのデバイス識別子を示す負荷変調のバイナリシーケンスを該バイナリシーケンスにより送信するステップ、或いは、
双方の送信の組み合わせを行うステップ
を更に有する請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

負荷変調回路により前記無線電力受信装置で受信される負荷を増やす又は減らすステップを更に有する請求項１０又は１１に記載の方法。

【請求項15】

直流-直流（ＤＣ２ＤＣ）変換器における直流変換の割合を変調するステップを更に有する請求項１０又は１１に記載の方法。

【請求項16】

前記ショートビーコン及びロングビーコンは、送信コイルを有する電力送信装置において生成される、請求項１０又は１１に記載の方法。

【請求項17】

前記無線電力受信装置は、前記電力送信装置に関連する無線送信プロトコルに従う有効な電力受信装置であることを、前記無線データ送信が示す、請求項１６に記載の方法。

【請求項18】

前記負荷変調は、負荷の増加、負荷の減少又はそれらの組み合わせを含む、請求項１０又は１１に記載の方法。

【請求項19】

第１の時間期間を有するショートビーコンと前記第１の時間期間より相対的に長い第２の時間期間を有するロングビーコンとを送信する送信コイルと、
受信コイルの存在を示すショートビーコンを生成する際に初期の負荷変動を検出し、前記初期の負荷変動に応じて前記受信コイルに対してロングビーコンを送出し、負荷変調が検出される限り前記ロングビーコンを送出する手段と、
を有し、前記ロングビーコンは、ブルートゥース低エネルギ（ＢＬＥ）送信が無線電力受信装置のＢＬＥモジュールから受信されるまで続く、無線電力送信装置。

【請求項20】

前記ロングビーコンの時間期間が最小時間及び最大時間を有し、前記ロングビーコンは、前記最大時間に至るまで、前記負荷変調が続く限り続く、請求項１９に記載の無線電力送信装置。

【請求項21】

前記ロングビーコンを受信する無線電力受信装置は、前記無線電力送信装置に関連する無線送信プロトコルに従う有効な電力受信装置であることを、前記ブルートゥース低エネルギ（ＢＬＥ）送信が示す、請求項１９又は２０に記載の無線電力送信装置。

【請求項22】

請求項１０に記載の方法を通信装置のコンピュータに実行させるコンピュータプログラム。

【請求項23】

請求項２２に記載のコンピュータプログラムを保存する記憶媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は一般にワイヤレス給電(wireless charging)のための技術に関連する。より具体的には、本願はワイヤレス給電の初期段階における負荷変調に関連する。「ワイヤレス給電」は「無線充電」等と言及されてもよい。

【背景技術】

【0002】

基本的なワイヤレス給電システムは無線電力送信ユニット(PTU)及び無線電力受信ユニット(PRU)を含む。例えば、PTUは送信(Tx)コイルを含み、PRUは受信(Rx)コイルを含む。磁気共鳴ワイヤレス給電は、TxコイルとRxコイルとの間の磁気結合を利用する。「結合」は「カップリング」と言及されてもよい。この種のワイヤレス給電システムに見受けられる一般的な問題は、初期段階又は初期化段階(initialization phase)に関連する。初期段階において、PTUは、有効なPRUがPTUのTxコイルの上又は近くに配置されているか否かを検出しようとする。例えば、PTUは、デバイスがオン状態であること又はデバイスがTxコイルの近傍に有ることを示す所定の第1ビーコン期間の間に負荷変動(load variation)を検出するように形成される。負荷変動は、PRUがPTUの上又は近くに存在することによって引き起こされるだけでなく、PTUのワイヤレス給電プロトコルの観点からは有効でない(又はプロトコルに適合していない)受信コイルを有するデバイスやコイン等のような対象物による導電性金属によっても引き起こされてしまうことが懸念される。

【0003】

例えば、PTUは所定の第1ビーコン期間の間に電力をオンにし(パワーオンにし)、Txコイルの誘導結合に関連する負荷が対象物により変動したか否かを検出する。例えば、先行する期間と比較することにより、負荷の変動が検出されると、PTUは、所定の第1ビーコン期間より相対的に長い所定の第2ビーコン期間の間にわたって電力をオンにする。例えば、所定の第1ビーコン期間は30ミリ秒であってもよい。所定の第1ビーコン期間はより長い第2ビーコン期間と比較して相対的に短く、第2ビーコン期間は、短いビーコンの後に100ミリ秒続くように設定されてもよい。負荷変動を引き起こす対象物が有効デバイスでない(非有効デバイスである)場合、長いビーコンの期間にわたって、非有効デバイスに誘導結合により送信される電力は、その非有効デバイスに被害を与えてしまうかもしれない。更に、給電されるべきデバイス(すなわち、有効デバイス)がほとんど又は全く給電されない場合、デバイスは給電処理に電力を分配することができず、例えばワイヤレス給電処理に関する無線データ送信等に電力を割り振ることができない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

一つの側面における実施の形態の課題は、ワイヤレス給電を適切に実行できるようにすることである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

一実施形態による無線電力受信装置は、
第１の時間期間を有するショートビーコンと前記第１の時間期間より長い第２の時間期間を有するロングビーコンとを受信する受信コイルと、
前記受信コイルの前記ロングビーコンにおいて負荷変調を開始させる当該無線電力受信装置のコントローラと、
を有し、前記コントローラは、前記ロングビーコンにおいて無線データ送信を開始するために十分な電力が当該無線電力受信装置で受信されるまで、前記ロングビーコンにおいて前記負荷変調を実行し続ける、無線電力受信装置である。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】PRUの負荷変動を検出する検出手段を有するPTUのブロック図。

【図2】一例による負荷変調手段を有するPRUのブロック図。

【図3】有効なPRUの存在を通知するために使用される負荷変調を説明するための図。

【図4】負荷変調を実行する際のPTUに関するフローチャート。

【図5】負荷変調を実行する際のPRUに関するフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0007】

明細書及び図面を通じて同様な要素及び特徴を指す際に同じ参照番号が使用される。100番台の番号は最初に図1に登場したものであることを示し、200番台の番号は最初に図2に登場したものであることを示し、以下同様である。

【0008】

本願による開示内容は、一般に、電力受信ユニット(PRU)において負荷変調(load modulation)を実行する技術に関連する。上述したように、磁気共鳴ワイヤレス給電システムは、送信(Tx)コイルを有する電力送信ユニット(PTU)と受信(Rx)コイルを有する電力受信ユニット(PRU)との間の電磁結合を利用する。しかしながら、電力を節約するため、PTUは、PTUがPRUに結合されていない場合には電力をオフにしてよい。PRUが給電のためにPTUの上又は近くに配置されている可能性があることを示す何らかの負荷変動を検出するために、所定の時間期間に限ってPTUは電力をオンにしてもよい。「所定の時間期間」は本願において「ビーコン」として言及される場合がある。初期段階の際に、PTUは有効なPRUが存在するか否かを判断し、存在する場合に限って、有効なPRUを有するデバイスを給電するようにエネルギを送信する必要がある。上述したように、PTUが非有効デバイスに給電しようとする場合、非有効デバイスにダメージを与えてしまうことが懸念される。

【0009】

「有効デバイス(valid device)」とは、PTUの電力供給プロトコル(又はプロファイル)に適合するPRUを有するデバイスである。電力供給プロトコルは、2014年5月7日付けのA4WP(Alliance For Wireless Power)バージョン1.2.1により提供される標準規格のような標準化団体に関連するプロトコルである。「非有効デバイス(non-valid device)」とは、PTUに関連する給電プロトコルの電力供給プロトコルに適合するPRUを有しないデバイスである。非有効デバイスは、コイン、鍵、リモコン等のような導電性の対象物を含み、これらはビーコン期間の間に意図的ではない仕方でPTUに結合してしまう導電性金属を有する。

【0010】

本願で説明される技術的内容は、PRUのRxコイルに関して負荷変調を実行する方法を含む。負荷変調は、非有効デバイス又は対象物に対するPTUによる不要な給電又は電力送信を防ぐ。上述したように、ショートビーコンの間に、PTUは、PRUのRxコイルである可能性があるものとTxコイルとの結合に起因する初期の負荷変動を検出する。ショートビーコンに続いて、PTUはロングビーコンの間にわたって給電を行う。有効PRUがPTUに結合されていることを示す負荷変調をPTUが検出するように、ロングビーコンの間、PRUはRxコイルで受信される負荷を変調する。

【0011】

図1はPRUの負荷変動を検出する検出手段を有するPTUのブロック図を示す。PTU102は、矢印110により示されるような共振器106、108の間の磁気誘導結合によりPRU104に結合される。共振器106は本願ではPTU102のTxコイル106として言及されてよい。共振器108は本願ではPRU104のRxコイル108として言及されてよい。

【0012】

上述したように、PRU104はPTU102に存在を通知するために負荷変調を実行する。初期段階の際に、PTU102はショートビーコンを送出する。例えば、ショートビーコンは30ミリ秒の継続時間を有する。ショートビーコンを送出すると、Txコイル106はRxコイル108と誘導的に結合する。この誘導結合は、PTU102の電流センサ112により検出される最初の負荷変動を引き起こす。電流センサ112は、電流計や電圧計であってもよく、或いは、PTU102とPRU104のような他の対象物との間の誘導結合に起因して生じる負荷変動を検出するように形成される他の任意の計測器であってもよい。電流センサ112は、負荷変動の通知をPTU102のコントローラ114に提供する。「通知」は「インジケータ」等と言及されてもよい。ショートビーコンの間に負荷変動を検出すると、コントローラ114は電力増幅器116のパワーをオンにし、電力増幅器116は、直流変換器(DC2DC)118から直流電流(DC)を受信し、その電流を増幅して発振するように形成される。発振器120は所与の周波数で提供される電力を発振し、マッチング回路網122は、無線電力プロトコル規格に基づいて、PRU104に関連する共鳴周波数において、PTU102の共振器106に提供される増幅された発振信号を適合させる。例えば電流センサ112により、PRU104から初期の負荷変動の通知を受信した後、PTU102はロングビーコンを送出する。一例として、ロングビーコンは95ミリ秒ないし3秒間の持続時間を有してもよい。

【0013】

PRU104はコントローラ124を含み、コントローラ124は、Txコイル106とRxコイル108との間の誘導結合に起因してRxコイル108で受信される電流を検出するように形成される。誘導結合をショートビーコンの間に検出すると、コントローラ124は、PTU102により送出されるロングビーコンの間に、Rxコイル108で受信された電流に関連する負荷を変調する。一例では、負荷変調は、以下において詳細に説明される負荷変調回路126により実行されてもよい。別の例では、負荷変調は、PRU104の直流-直流(DC2DC)変換器128において実行されてもよい。DC2DC変換器128は、マッチング回路網整流器130からの電圧を受信すると、ある電圧レベルから別の電圧レベルへ直流電流(DC)を変換するように形成される電子回路である。図1に示されているように、DC2DC変換器128は、DC出力をバッテリ132又は他の電流/電力消費要素に提供する。DC2DC変換器128は、Txコイル106及びRxコイル108の誘導結合の結果として受信されたDCを変換してもよい。変調を実行するために、コントローラ124は、負荷がPTU102により変調されて検出可能になるように、DC2DC変換器128に、変換の仕方を変えるように指示してもよい。他の例において、コントローラ124は、DC2DC変換器128のオンオフを切り替え、PTU102において負荷変調を検出できるようにしてもよい。この例の場合、DC2DC変換器128をオフに切り替えることにより、変調される負荷は、DC2DC変換器が通常的に動作している場合に観測される通常の負荷よりも低い負荷によって実現される。

【0014】

一例では、以下において詳細に説明されるように、負荷変調はシャント抵抗(shunt resistor)を活性化することにより実現される。その例の場合、変調される負荷は、通常の負荷よりも大きい。更なる変形例では、DC2DC変換器128は、電力的に非効率的な方法で動作してもよく、例えば、内部の構成要素を必要以上にスイッチングし、スイッチングに起因してロスを生じさせるような方法でもよいし、或いは、短期間にわたる「シュートスルー電流(shoot-through current)」を意図的に生じさせ、Rxコイルにおいて及び誘導結合によりRxコイルにおいても大きな負荷を生じさせる方法であってもよい。PRU104において実現手段を柔軟に構築できるように、PTU102は何れの種類の負荷変調でも(すなわち、増加した負荷及び減少した負荷を)検出できるように形成されていてもよい。PTU102は、PRUの様々な実施形態を一定の形式で取り扱えるように、負荷変調の大きさの相違だけでなく、極性をも考慮してよい。一般にPTUはPRUよりも多く存在し、通常PRUは寸法、重量及び価格等に関して厳しい制約を受けるので、PRUの設計に多くの自由度を与えることは有益である。

【0015】

PRU104の無線データ送信要素134は、PTU102の無線データ送信要素136へ無線データを送信する。一例では、無線データ送信(通信)はブルートゥース(登録商標)低エネルギ(Bluetooth（登録商標） low energy：BLE)によるデータ送信である。BLE送信は、PRU104が有効PRUであることをPTU102に対して示す広告を含んでもよい。「広告(advertisement)」は「宣伝」、「通知」、「報知」等と言及されてもよい。一例では、バッテリ132は、BLE広告による無線データ送信処理を実行するために十分なエネルギを有していないかもしれない。しかしながら、PRU104が負荷を変調する限り、PTU102は、ロングビーコンの間、電力増幅器116をパワーオンにし続ける。更に、PTU102は電力増幅器116を最長時間(例えば、3秒間)にわたって動作させるように形成され、無線データ送信処理を実行できる程度に十分にバッテリ132が充電を受けることを可能にする、或いは、バッテリ132による電力を当てにせずに無線データ送信処理を直接的に駆動できるようにする。一例として、PTU102は、無線データ広告が受信されるまで、ロングビーコンのパワーオン状態を継続するように形成される。負荷変調は、PRUがPRU104のような有効PRUであるか否かを或る程度区別できるので、PTU102は、非有効PRUに送信してしまう危険を減らしながら、ロングビーコンを送出し続けることが可能である。

【0016】

一形態では、負荷変調はバイナリ通信を反映してもよい。「バイナリ通信」は「二進通信」等と言及されてもよい。例えば、シーケンスがバイナリ情報1010を示す場合に、例えば、負荷変調を実行する、実行しない、実行する、実行しない、等々のシーケンスにより、1010の信号を提供する形式で、PRU104により実行される負荷変調が順に行われてもよい。他の情報も同様に提供されてよい。この場合において、無線データ送信は、負荷変調のシーケンスにより通信される。コントローラ114は、シーケンスを受信すると、PRU104のデバイスタイプを判別又は確認し、PRU104が有効デバイスであることを判別又は確認する。一形態において、負荷変調のバイナリシーケンスは、無線データ通信要素134により送信される二進データ信号に合致するように形成されてもよいし、或いはその関係は逆でもよい。合致した二進通知をPTU102に提供することにより、PTU102は、PTU102に設けられていないデバイスにカップリングしている無線データを回避してもよい。例えば、PTU102が、他のPTUに設けられる有効PRUを含むデバイスを有する別のPTUの隣にある場合、PTU102は、たとえデバイスがPTU102に設けられていない場合であっても、そのデバイスに誤って通信可能に結合してしまうかもしれない。しかしながら、PTU102は、負荷変調により、事前に又はその後にバイナリシーケンスを提供していないデバイスをPTU102にカップリングする無線データを排除する。負荷変調により提供されるシーケンスはPTU102において速やかに利用可能になるとは限らないので、負荷変調の最初の時点で速やかに送付されるシーケンスとは異なり、シーケンスは後の時間に(例えば、ロングビーコンの期間に)送信されてもよい。無線インタフェースにより搬送されるシーケンスとの比較は、PTU102、PRU104又はそれら双方において実行されてもよい。

【0017】

図2は一例による負荷変調手段を有するPRUのブロック図を示す。図2に示される負荷変調手段202は、負荷変調回路126の一例であってよい。しかしながら、上述したように、負荷変調は負荷変調回路によらずに実行されてもよい。例えば、負荷変調は、負荷を変調するようにDC2DC変換器128を指図するコントローラ124による処理として実現されてもよい。

【0018】

図2に示される負荷変調回路202の具体例は、抵抗器204及びスイッチ206を含む。スイッチ206はコントローラ124に電気的に結合される。コントローラ124がショートビーコンの後に続くロングビーコンを検出すると、コントローラ124は、より多い又はより少ない電流が抵抗を介してグランド208に流れるように、スイッチ206を開閉する。この例では、コントローラ124は、抵抗器204を介して流れる電流が変調されるように、トランジスタのバイアス電圧を増加又は減少させる。

【0019】

図2には示されていないが、DC2DC変換器128の出力において負荷変動が実現される。この例では、DC2DC変換器128とバッテリ132との間にシャント抵抗器が結合される。抵抗器204及びスイッチ206のような抵抗器及びスイッチは、代替的に、DC2DC変換器128の出力に結合されてもよい。本願により議論される負荷変調に関し、様々な要素が使用される他の実施形態も可能である。

【0020】

図3は有効なPRUの存在を通知するために使用される負荷変調を説明するための図である。グラフ300は、PTU102のTxコイル106における電流又は測定される負荷を示す上側部分302と、PRU104における負荷変調を示す下側部分303とを含む。ショートビーコンの期間は304、306、308により示され、310で示される時点「t0」においてPTU102の上又は近くに導電性の対象物が存在することに起因して、電流が増える。その結果の電流の増加分は、312で示されるような負荷変動をもたらす。

【0021】

ロングビーコン314の間に、316で示されるように、PRUは、PTUが負荷変調を検出できるように負荷を変調する。ロングビーコン314が完了する前に、PRUは、318で示されるように無線データ信号を送信する。320で示されるような給電の段階に入る前の無線データ信号は図1及び図2を参照しながら上述したBLE広告であってもよい。PTUは、BLE広告を受信したことに応答して、給電段階320に入ってもよい。

【0022】

図3には示されていないが、負荷変調316は、ショートビーコンの最中に実行されてもよく、例えば、ショートビーコン304、306、308のうちの1つ以上の期間内に実行されてもよい。この例では、ロングビーコン314の間に送信される電力は、給電段階320の間に送信される電力と比較して相対的に小さくてもよいが、ショートビーコン304、306及び/又は308の期間内等のような更に短いインターバルの中でさえ行われてもよい。これは、ショートビーコンの間に負荷変調を実行することにより、給電段階を開始するまでにかかる時間が減ってしまうことを防止する。PTUが、無線データ信号318のようなBLE広告をブロードキャストするのに十分なバッテリを有する場合、ロングビーコン314を待機するのではなく、1つ以上のショートビーコンの最中に、負荷変調を受信した後にブロードキャストしてもよい。

【0023】

図4は負荷変調を実行する際のPTUに関するフローチャートを示す。PTUは図1のPTU102であってもよい。PTU102は、ステップ402においてショートビーコンを送信し、ステップ404において図示されているように「t_cycle」の期間を待機する。t_cycleの期間は2つのショートビーコンの間の時間期間又はインターバルである。ショートビーコン402の間に、PTU102は負荷変動を検出するかもしれない。ショートビーコン402の間に負荷変動が検出されると、ステップ406に関して図示されるようにロングビーコンが送信される。ロングビーコン406の間に負荷変調信号が検出されると、ロングビーコンは延長される。無線データ送信信号が受信されると、ステップ408において、PTU102は給電又は充電を開始する。ステップ410に関して図示されているように、無線データ送信信号が受信されない場合、PTU102は「サイクル」期間の間、サイクルを待機するステップ404に戻る。しかしながら、ステップ412において、PTU102が負荷変調信号を検出し続ける場合、送信を行うように又は再送を行うようにロングビーコンが続き、充電されていないデバイスが、無線データ送信信号を送信するために十分な電力を受けることができるように、充電を開始する(ステップ408)。

【0024】

図5は負荷変調を実行する際のPRUに関するフローチャートを示す。PRUは図1のPTU102に誘導結合するように形成されるPRU104であってもよい。ステップ502において、ショートビーコンの通知をPTU102から受信した後に、負荷変調が実行される。PRU104における負荷変調は、ショートビーコンの最中にPTU102により提供される給電を利用して、或いは、ロングビーコンの最中にPTU102により提供される給電を利用して実行されてもよい。ステップ504において、無線データ送信処理が起動され、BLE広告のような無線データ送信信号が送信される。ステップ506においてPRU104は負荷変調通知又は負荷変調シグナリングを停止し、ステップ508においてPRU102はPTU102から給電を受ける給電プロセスに入る。

【0025】

第1具体例は無線電力受信装置を含む。無線電力受信装置は、第１の時間期間を有するショートビーコンと前記第１の時間期間より長い第２の時間期間を有するロングビーコンとを受信する受信コイルを含む。無線電力受信装置は、前記受信コイルの前記ロングビーコンにおいて負荷変調を開始させる当該無線電力受信装置のコントローラを更に含む。前記コントローラは、前記ロングビーコンにおいて無線データ送信を開始するために十分な電力が当該無線電力受信装置で受信されるまで、前記ロングビーコンにおいて前記負荷変調を実行し続ける。

【0026】

前記ロングビーコンの時間期間は最小時間及び最大時間を有する。前記ロングビーコンは、前記最大時間に至るまで、前記負荷変調が続く限り続く。一例では、前記無線データ送信が、バイナリシーケンスを示す負荷変調のシーケンスを含む。バイナリシーケンスで実行される負荷変調は、前記受信コイルを収容するデバイスの給電特性を前記バイナリシーケンスにより示すように、或いは、前記受信コイルを収容するデバイスの識別子を前記バイナリシーケンスにより示すように、或いは、それらの組み合わせを示すように実行される。

【0027】

当該無線電力受信装置はブルートゥース低エネルギ（ＢＬＥ）モジュールを含んでいてもよい。前記無線データ送信は前記ＢＬＥモジュールからのＢＬＥ通知を含む。当該無線電力受信装置は負荷変調回路を更に含み、前記コントローラは、当該無線電力受信装置により受信される負荷を増やす又は減らすように前記負荷変調回路を指示する。

【0028】

当該無線電力受信装置は直流-直流（ＤＣ２ＤＣ）変換器を含んでもよい。この場合、前記コントローラは、直流変換の割合(rate)を変調することに基づいて負荷を変調するように前記ＤＣ２ＤＣ変換器を指示する。

【0029】

一例では、前記ショートビーコン及びロングビーコンが送信コイルを有する電力送信装置において生成される。当該無線電力受信装置における前記ショートビーコンの受信は、当該無線電力受信装置の存在を示す初期負荷変動を前記電力送信装置において生じさせる。更に、一例では、当該無線電力受信装置は、前記電力送信装置に関連する無線送信プロトコルに従う有効な電力受信装置であることを、前記無線データ送信が示す。

【0030】

前記負荷変調は、負荷を増加させることを含んでもよい。負荷変調は、負荷を減少させることを含んでもよい。一例では、負荷変調は、負荷を増加させること及び負荷を減少させることの組み合わせを含む。

【0031】

第2具体例は、無線コンポーネントにおける負荷変調のための方法を含む。本方法は、受信コイルにおいて、第１の時間期間を有するショートビーコンを送信コイルから受信するステップと、前記受信コイルの存在を前記送信コイル側に通知するために、前記受信コイルにおいて初期の負荷変更を実行するステップと、負荷変調に応じて、前記第１の時間期間より長い第２の時間期間を有するロングビーコンを前記受信コイルにおいて受信するステップとを有する。本方法は、前記ロングビーコンの間に無線データ送信を開始するのに十分な電力が無線電力受信装置において受信されるまで、前記ロングビーコンの間に負荷変調を実行するステップを更に有する。

【0032】

前記ロングビーコンの時間期間は最小時間及び最大時間を有する。前記最大時間に至るまで、前記負荷変調が続く限り、前記ロングビーコンは続く。一例では、前記無線データ送信は、バイナリシーケンスを示す負荷変調のシーケンスを有する。バイナリシーケンスにより実行される負荷変調は、前記受信コイルを収容するデバイスの電力変動特性を示す負荷変調のバイナリシーケンスを該バイナリシーケンスにより示す、或いは、前記受信コイルを収容するデバイスのデバイス識別子を該バイナリシーケンスにより示す、或いは、双方の組み合わせを示してもよい。

【0033】

本方法は、前記受信コイルを収容するデバイスの電力変動特性を示す負荷変調のバイナリシーケンスを該バイナリシーケンスにより送信するステップ、或いは、前記受信コイルを収容するデバイスのデバイス識別子を示す負荷変調のバイナリシーケンスを該バイナリシーケンスにより送信するステップ、或いは、双方の送信の組み合わせを行うステップを更に有してもよい。

【0034】

当該無線電力受信装置はブルートゥース低エネルギ（ＢＬＥ）モジュールを含んでいてもよい。前記無線データ送信は前記ＢＬＥモジュールからのＢＬＥ通知を含む。本方法は、負荷変調回路により前記無線電力受信装置で受信される負荷を増やす又は減らすステップを更に有してもよい。

【0035】

一例では、本方法は、直流-直流（ＤＣ２ＤＣ）変換器における直流変換の割合を変調するステップを含んでもよい。一例では、前記ショートビーコン及びロングビーコンは、送信コイルを有する電力送信装置において生成される。前記無線電力受信装置は、前記電力送信装置に関連する無線送信プロトコルに従う有効な電力受信装置であることを、前記無線データ送信が示してもよい。

【0036】

前記負荷変調は、負荷を増加させることを含んでもよい。負荷変調は、負荷を減少させることを含んでもよい。一例では、負荷変調は、負荷を増加させること及び負荷を減少させることの組み合わせを含む。

【0037】

第3具体例は無線電力送信装置を含む。無線電力送信装置は、第１の時間期間を有するショートビーコンと前記第１の時間期間より相対的に長い第２の時間期間を有するロングビーコンとを送信する送信コイルを含む。無線電力送信装置は、受信コイルの存在を示すショートビーコンを生成する際に初期の負荷変動を検出し、前記初期の負荷変動に応じて前記受信コイルに対してロングビーコンを送出(又は送信)し、負荷変調が検出される限り前記ロングビーコンを送出する手段を有してもよい。

【0038】

一例では、前記手段は、ハードウェア論理装置を少なくとも部分的に有する論理装置を有するコントローラを含んでもよい。別の例では、前記手段は、コンピュータプロセッサにより実現されるモジュールを含んでもよい。更に別の例では、前記手段は論理装置とプロセッサにより実行可能なモジュールとの組み合わせを含んでもよい。

【0039】

第4具体例は第2具体例による方法を実行するように形成される手段を含む。一例では、前記手段は、ハードウェア論理装置を少なくとも部分的に有する論理装置を有するコントローラを含んでもよい。別の例では、前記手段は、コンピュータプロセッサにより実現されるモジュールを含んでもよい。更に別の例では、前記手段は論理装置とプロセッサにより実行可能なモジュールとの組み合わせを含んでもよい。

【0040】

第5具体例は無線電力システムを含む。本システムは、第１の時間期間を有するショートビーコンと前記第１の時間期間より長い第２の時間期間を有するロングビーコンとを送出する送信コイルを含む。本システムは、ショートビーコン及びロングビーコンを受信する受信コイルと、受信コイルにおいてロングビーコンの間に負荷変調を開始させる無線電力受信装置のコントローラとを含む。コントローラは、前記ロングビーコンにおいて無線データ送信を開始するために十分な電力が当該無線電力受信装置で受信されるまで、前記ロングビーコンにおいて前記負荷変調を実行し続けるように形成される。

【0041】

第6具体例は無線電力のための装置を含む。本装置は、第１の時間期間を有するショートビーコンと前記第１の時間期間より長い第２の時間期間を有するロングビーコンとを受信する受信コイルを含む。本装置は、前記受信コイルの前記ロングビーコンにおいて負荷変調を開始する手段を含んでもよい。負荷変調を開始する手段は、前記ロングビーコンにおいて無線データ送信を開始するために十分な電力が当該無線電力受信装置で受信されるまで、前記ロングビーコンにおいて前記負荷変調を実行し続ける。

【0042】

一例では、前記手段は、ハードウェア論理装置を少なくとも部分的に有する論理装置を有するコントローラを含んでもよい。別の例では、前記手段は、コンピュータプロセッサにより実現されるモジュールを含んでもよい。更に別の例では、前記手段は論理装置とプロセッサにより実行可能なモジュールとの組み合わせを含んでもよい。

【0043】

本願において記述及び図示される要素、特徴、構造、特性等の全てが特定の形態又は実施例に必ずしも包含される必要はない。本明細書において要素、特徴、構造、特性等が「してもよい」、「かもしれない」、「できる」、「可能である」等に関連して言及される場合、例えば、それらの要素、特徴、構造、特性等が包含されることは必須ではない。明細書又は特許請求の範囲において「ある」要素又は「或る」要素という言い方をしている場合、そのような要素が1つしか存在しないことを意味するわけではない。明細書又は特許請求の範囲において、「追加的な」要素という言い方をしている場合、追加的な要素が1つより多く存在することを排除してはいない。

【0044】

特定の実現手段を参照しながら実施形態が説明されてきたが、そのような実施形態において他の実現手段も可能であることに、留意すべきである。更に、本願で説明される及び/又は図面に図示される回路要素又は他の特徴の配置及び/又は順序は、必ずしも、説明又は図示されている特定の形態で並べられなくてもよい。実施形態に応じて他の多くの配置等が可能である。

【0045】

図示のシステムにおいて、個々の例における要素の各々は、要素が類似する及び/又は異なることを示唆するように、同一の参照番号又は異なる参照番号を有している。しかしながら、要素は、本願で説明又は図示されるシステムの全部又は一部とともに機能しかつ異なる実現手段を有することができる程度に柔軟性に富んでいてもよい。図示される様々な要素は同一であってもよいし異なっていてもよい。何れが第1の要素として言及されるか及び何れが第2の要素として言及されるかは任意である。

【0046】

上記の具体例に関する詳細は、1つ以上の形態に任意の場所で使用されてもよいことが、理解されるべきである。例えば、上記のコンピュータ装置の選択的な特徴の全ては、本願で説明されるコンピュータ可読媒体(コンピュータにより読み取られることが可能な記憶媒体)又は方法の何れかに関して実現されてもよい。更に、流れ図及び/又は状態図が実施形態を説明するために本願で使用される場合、技術的内容は図示されたものや本願における関連する記述に限定されない。例えば、フローは、図示されるボックス又は状態から必ずしも出発する必要はなく、本願で説明及び図示されているのと厳密に同じ順序で進む必要もない。

【0047】

本願による技術的内容は本願で説明された特定の詳細事項には制限されない。実際、本願による恩恵を享受する当業者は、上記の記述及び図面に由来する多くの他の変形例が本願の技術的範囲の中でなされてよいことを、認めるであろう。本願の範囲を決定するものは、以後の任意の補正を含む添付の特許請求の範囲である。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】