特許 6337308 ワイヤレス電源システムにおいて通信を行うシステム及び方法

(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】6337308

(24)【登録日】2018年5月18日

(45)【発行日】2018年6月6日

(54)【発明の名称】ワイヤレス電源システムにおいて通信を行うシステム及び方法

(51)【国際特許分類】

   H02J 50/12 20160101AFI20180528BHJP

   H02J 50/80 20160101ALI20180528BHJP

【ＦＩ】

   H02J50/12

   H02J50/80

【請求項の数】22

【全頁数】26

(21)【出願番号】特願2015-514008(P2015-514008)

(86)(22)【出願日】2013年3月14日

(65)【公表番号】特表2015-517794(P2015-517794A)

(43)【公表日】2015年6月22日

(86)【国際出願番号】US2013031126

(87)【国際公開番号】WO2013176751

(87)【国際公開日】20131128

【審査請求日】2016年1月21日

(31)【優先権主張番号】61/649,341

(32)【優先日】2012年5月20日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】61/649,561

(32)【優先日】2012年5月21日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】518116433

【氏名又は名称】フィリップス アイピー ベンチャーズ ビー ヴィ

(74)【代理人】

【識別番号】100122769

【弁理士】

【氏名又は名称】笛田 秀仙

(72)【発明者】

【氏名】ジョシュア ビー．テイラー

(72)【発明者】

【氏名】マシュー ジェイ．ノーコンク

(72)【発明者】

【氏名】コリン ジェイ．ムーア

(72)【発明者】

【氏名】ベンジャミン シー．メース

(72)【発明者】

【氏名】マーダッド ベイセー

(72)【発明者】

【氏名】デール アール．リフ

(72)【発明者】

【氏名】マーク エー．ブラハ

(72)【発明者】

【氏名】ジェイソン エル．アミスタディ

【審査官】 早川 卓哉

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−２０９１２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１１−５２５０９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０３４４５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２０６３２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１２０３６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１４８１０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０３０４２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−０６２８１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１６８０６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１０４２０３（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

Ｈ０４Ｂ５／００−５／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも一つの遠隔装置に電力を伝送するワイヤレス電源であって、
前記少なくとも一つの遠隔装置に電力を伝送するワイヤレス電力送信器であって、前記ワイヤレス電源と前記少なくとも一つの遠隔装置との間に誘導性電力リンクを形成するように構成されたワイヤレス電力送信器と、
前記ワイヤレス電力送信器に結合された通信回路であって、前記通信回路は、前記誘導性電力リンクを介して前記少なくとも一つの遠隔装置に対する情報の送受信を行うように構成され、前記少なくとも一つの遠隔装置に送信された前記情報は、前記通信回路が前記少なくとも一つの遠隔装置から情報を受信するように構成される複数のタイムスロットについてのタイミング情報を前記少なくとも一つの遠隔装置に提供する通信回路と、
を備え、前記遠隔装置は、通信を行うための前記複数のタイムスロットのうちの一つを選択するように構成された通信回路を含み、前記遠隔装置は、前記選択したタイムスロットにおいてメッセージを送信するように構成され、前記通信回路は、前記選択したタイムスロットが通信に利用できることの送信された前記情報における表示に基づいて前記選択したタイムスロットを選択するように構成されるワイヤレス電源。

【請求項2】

前記ワイヤレス電源は、複数の遠隔装置に電力を伝送するように構成され、前記通信回路は、前記遠隔装置の各々に前記タイムスロットのうちの一つを割り当てるように構成される請求項１に記載のワイヤレス電源。

【請求項3】

前記情報は、各々が前記タイムスロットのうちの一つの状態を表す複数のビットフィールドを有し、前記状態は、前記タイムスロットの各々が割り当てられたものであるかオープンであるかを識別する請求項１に記載のワイヤレス電源。

【請求項4】

前記通信回路は、前記タイムスロットのうちの一つにおける前記少なくとも一つの遠隔装置からの情報の受信に応答して前記タイムスロットのうちの前記一つの状態を変更するように構成される請求項３に記載のワイヤレス電源。

【請求項5】

前記情報は、前記複数のビットフィールドを予測するために前記少なくとも一つの遠隔装置に警告を行う同期パルスを有する請求項３に記載のワイヤレス電源。

【請求項6】

前記通信回路は、前記少なくとも一つの遠隔装置に割り当てられたタイムスロットにおいて受信したメッセージに応答して電力の第１の特性を調整するように構成される請求項１に記載のワイヤレス電源。

【請求項7】

前記通信回路は、電力の第２の特性を変化させることによって前記誘導性電力リンクの上の情報を変調するように構成される請求項６に記載のワイヤレス電源。

【請求項8】

前記電力の第１の特性及び第２の特性は、動作周波数、共振周波数、レール電圧及び位相のうちの少なくとも一つを有し、前記電力の第２の特性は、前記電力の第１の特性とは異なる請求項７に記載のワイヤレス電源。

【請求項9】

少なくとも一つの遠隔装置に電力を伝送するワイヤレス電源を操作する方法であって、
前記ワイヤレス電源と前記遠隔装置との間に誘導性電力リンクを形成するために前記遠隔装置を前記ワイヤレス電源に近接して配置することと、
前記誘導性電力リンクを介して前記遠隔装置に電力を伝送するために前記ワイヤレス電源を操作することと、
前記誘導性電力リンクを介して通信パケットを前記ワイヤレス電源から前記遠隔装置に伝送することであって、前記通信パケットは、前記ワイヤレス電源が前記遠隔装置から情報を受信するように構成された複数のタイムスロットについてのタイミング情報を有することと、
前記遠隔装置において、選択したタイムスロットが通信に利用できることの前記伝送した通信パケットにおける表示に基づいて、通信を行うための前記複数のタイムスロットのうちの一つを選択することと、
前記選択したタイムスロットにおいて前記遠隔装置から前記ワイヤレス電源にメッセージを送信することと、
前記ワイヤレス電源において、前記メッセージを前記遠隔装置から受信することと、
を備える方法。

【請求項10】

前記受信することは、前記タイムスロットのうちの一つにおいて前記メッセージを前記遠隔装置から受信することを有し、前記遠隔装置を前記タイムスロットのうちの一つに関連させることを更に備える請求項９に記載の方法。

【請求項11】

少なくとも一つの遠隔装置に電力を伝送するワイヤレス電源を操作する方法であって、
前記ワイヤレス電源と前記遠隔装置との間に誘導性電力リンクを形成するために前記遠隔装置を前記ワイヤレス電源に近接して配置することと、
前記誘導性電力リンクを介して前記遠隔装置に電力を伝送するために前記ワイヤレス電源を操作することと、
前記誘導性電力リンクを介して通信パケットを前記ワイヤレス電源から前記遠隔装置に伝送することであって、前記通信パケットは、前記ワイヤレス電源が前記遠隔装置から情報を受信するように構成されたタイムスロットについてのタイミング情報を有することと、
前記ワイヤレス電源において、メッセージを前記遠隔装置から受信することであって、前記受信することは、前記タイムスロットのうちの一つにおいて前記メッセージを前記遠隔装置から受信することを有し、前記遠隔装置を前記タイムスロットのうちの一つに関連させることを更に備えることと、
状態を前記タイムスロットの各々に関連させることであって、前記状態は、タイムスロットの各々が割り当てられたものであるかオープンであるかを表すことと、
前記遠隔装置を前記タイムスロットの各々に関連させることに応答して、前記タイムスロットのうちの一つの状態をオープンから割り当てられたものに変更することと、
前記通信パケットを再送信することであって、前記通信パケットは、前記タイムスロットの各々の状態についての情報を有することと、
を備える方法。

【請求項12】

前記ワイヤレス電源において、前記タイムスロットのうちの他の一つにおいて第２のメッセージを他の遠隔装置から受信することと、前記他の遠隔装置を前記タイムスロットのうちの他の一つに関連させることと、を更に備える請求項１０に記載の方法。

【請求項13】

前記遠隔装置に伝送された電力の特性を、前記遠隔装置から受信したメッセージに基づいて調整することを更に備える請求項９に記載の方法。

【請求項14】

前記電力の特性は、動作周波数、共振周波数、レール電圧及び位相のうちの少なくとも一つを有する請求項１３に記載の方法。

【請求項15】

情報の特殊なパケットである前記遠隔装置からのメッセージに応答して単一電力制御モードを構成することを更に備える請求項９に記載の方法。

【請求項16】

電力を周期的に供給することと、前記少なくとも一つの遠隔装置が前記ワイヤレス電源の結合領域に存在しないことの決定に応答してシャットダウンを行うことと、を更に備える請求項９に記載の方法。

【請求項17】

ワイヤレス電源から電力を受信する遠隔装置であって、前記遠隔装置は、前記ワイヤレス電源から分離可能であり、
前記ワイヤレス電源によって生成した場に応答して電力を生成するワイヤレス電力受信器と、
前記ワイヤレス電源に対する通信を行う通信回路と、
前記ワイヤレス電力受信器に結合され、前記場に応答して前記ワイヤレス電力受信器で生成した電力を受信する負荷と、
を備え、
前記通信回路は、前記ワイヤレス電源が前記遠隔装置から情報を受信するように構成される複数のタイムスロットに関連する情報を受信するように構成され、前記通信回路は、通信を行うための前記複数のタイムスロットのうちの一つを選択するように構成され、前記通信回路は、前記選択したタイムスロットにおいてメッセージを送信するように構成され、前記通信回路は、前記選択したタイムスロットが通信に利用できることの前記受信した情報における表示に基づいて前記選択したタイムスロットを選択するように構成される遠隔装置。

【請求項18】

前記通信回路は、前記メッセージを送信する前に前記選択したタイムスロットが開始されたことの表示を待機する請求項１７に記載の遠隔装置。

【請求項19】

前記メッセージは、前記場を介して前記ワイヤレス電源によって送信される電力量を調整する要求に関する情報を有する請求項１７に記載の遠隔装置。

【請求項20】

ワイヤレス電源から電力を受信する遠隔装置であって、前記遠隔装置は、前記ワイヤレス電源から分離可能であり、
前記ワイヤレス電源によって生成した場に応答して電力を生成するワイヤレス電力受信器と、
前記ワイヤレス電源に対する通信を行う通信回路と、
前記ワイヤレス電力受信器に結合され、前記場に応答して前記ワイヤレス電力受信器で生成した電力を受信する負荷と、
を備え、
前記通信回路は、前記ワイヤレス電源が前記遠隔装置から情報を受信するように構成される複数のタイムスロットに関連する情報を受信するように構成され、前記通信回路は、通信を行うための前記複数のタイムスロットのうちの一つを選択するように構成され、前記通信回路は、前記選択したタイムスロットにおいてメッセージを送信するように構成され、
前記通信回路は、前記選択したタイムスロットの状態がオープン状態から変化しないままであることを示す前記ワイヤレス電源から受信した情報に応答して異なるタイムスロットを選択するように構成される遠隔装置。

【請求項21】

受信した電力の低減、前記ワイヤレス電力受信器のインピーダンスの再構成、整流回路の再構成及び前記遠隔装置のＱを変化させることのうちの少なくとも一つによって受信した電力を調整するように構成される調整回路を更に備える請求項２０に記載の遠隔装置。

【請求項22】

前記通信回路は、前記遠隔装置が複数装置電力制御モードと単一装置電力制御モードの何れかとなるよう制御するように構成される請求項１７に記載の遠隔装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ワイヤレス電源システムに関し、更に詳しくは、ワイヤレス電源システムにおいて通信を行うシステム及び方法に関する。

【背景技術】

【0002】

多数の従来のワイヤレス電源システムは、無線で電力を伝送する誘導電力伝送に依存する。典型的な誘導電力伝送システムは、変化する電磁界の形態でエネルギーを無線で伝送する一次コイル（すなわち、送信器）を用いる誘導電源と、電磁界のエネルギーを電力に変換する二次コイル（すなわち、受信器）を用いる遠隔装置と、を有する。一部の開発者は、潜在的利益を認識しているので、適応制御システムを有するワイヤレス電源システムを製造することに集中していた。適応制御システムは、効率を最大にする及び／又は遠隔装置に伝送される電力量を制御するように時間とともに動作パラメータを適応させる能力をワイヤレス電源に付与することができる。

【0003】

従来の適応制御システムは、適切な電力量を供給するとともに種々の動作状態を調整するために共振周波数、動作周波数、レール電圧又はデューティサイクルのような動作パラメータを変化させることができる。例えば、（一つ以上の）電子機器の個数、（一つ以上の）電子機器の一般的な電力要求及び（一つ以上の）電子機器の瞬時の電力要求に基づいてワイヤレス電源の動作パラメータを変化させるのが望ましいことがある。他の例として、一次コイルに対する（一つ以上の）電子機器の距離、位置及び向きは、電力伝送の効率に影響を及ぼすことがあり、動作パラメータの変化を、動作を最適化するために用いることができる。他の例において、ワイヤレス電源の範囲の無給電金属(parasitic metal)の存在は、性能に影響を及ぼし又は他の不所望な論点を示すことがある。適応制御システムは、動作パラメータを調整又は電源をシャットダウンすることによって無給電金属の存在に対応することができる。これらの例に加えて、当業者は、適応制御システムの使用から追加の利点を認識するであろう。

【0004】

向上した効率及び他の利点を提供するために、遠隔装置が電源と通信を行うことができるようにする通信システムを組み込むことは、従来のワイヤレス電源システムには珍しくない。あるケースにおいて、通信システムは、遠隔装置から電源への一方向通信を許可する。他のケースにおいて、システムは、両方向に流れる通信を許可する双方向通信を提供する。例えば、遠隔装置は、ワイヤレス電力伝送及び／又はワイヤレス電力伝送中のリアルタイム情報の開始の前に一般的な電力要求を送信することができる。一般的な電力要求の最初の送信によって、ワイヤレス電源は、初期動作パラメータを設定することができる。ワイヤレス電力伝送中の情報の伝送によって、ワイヤレス電源は、動作中に動作パラメータを調整することができる。例えば、遠隔装置は、遠隔装置がワイヤレス電源から受信する電力量を表す情報を含む動作中に情報を送信することができる。この情報によって、ワイヤレス電源は、適切な電力量を最適な効率で供給するように動作パラメータを調整することができる。これら及び他の利益は、遠隔装置からワイヤレス電源への通信チャネルの存在によって生じることができる。

【0005】

誘導的な場(inductive field)を用いて電力を伝送するワイヤレス電源における通信を提供する効率的かつ効果的な方法は、情報を誘導的な場で重ね合わせることである。これによって、個別の無線通信リンクを追加することなく通信を可能にする。誘導的な場に通信を組み込む一つの一般的な方法は、「後方散乱変調(backscatter modulation)」と称される。後方散乱変調は、遠隔装置のインピーダンスが反射インピーダンスによって電源に戻されるという原理に基づく。後方散乱変調によって、遠隔装置のインピーダンスを、反射インピーダンスによって電源に伝送されるデータストリーム（例えば、ビットストリーム）を作成するために選択的に変化させることができる。例えば、インピーダンスを、負荷抵抗を２次回路に適用することによって選択的に変調することができる。電源は、反射インピーダンスによって影響を受けるタンク回路の電力の特性を監視する。例えば、電源は、データストリームを表すタンク回路の変動電流を監視することができる。

【0006】

電力を無線で複数の遠隔装置に供給するワイヤレス電源システムを使用するために産業が成長するに従って、電源と複数の遠隔装置との間の通信は更に重要になる。装置は、ワイヤレス電源の性能に影響を及ぼす特定の電力要求を有することがあり、これらの要求を送信するのが望ましいことがある。しかしながら、送信を試みる複数の遠隔装置によって、データ衝突及びデータ損失の可能性がある。情報の損失によって装置が電力要求を送信するのを妨げることがあり、その結果、非常に大きい又は非常に小さい電力が伝送され、機器を破壊する可能性がある。遠隔装置の一つ以上が情報をワイヤレス電源に送信できない場合に非常に大きい又は非常に小さい電力が伝送されることもある。

【0007】

従来のワイヤレス電力伝送システムは、複数の装置との通信を管理するためにBluetooth（登録商標）又は他のＲＦ通信システムのような個別の通信チャネルを用いていた。しかしながら、これらのシステムは、遠隔装置及びワイヤレス電源にコスト及び複雑さを追加する。また、ＲＦ通信システムの長距離能力の結果、遠隔装置との通信はワイヤレス電源の付近に存在しない。例えば、各々が充電すべき遠隔装置に関連した二つのワイヤレス電源が同室にあり、ＲＦ通信システムを用いる場合、電力伝送中の遠隔装置との通信エラーがあり得る。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明は、電力を供給するとともに一つ以上の遠隔装置と通信を行うのに適合したワイヤレス電源に関する。本発明のシステム及び方法は、一般的には、ある装置から伝送された情報が他の装置の情報に重なり合わず、データ衝突及び情報が検出されずにいることを防止するのを保証することができる通信タイミングシステムに関する。

【課題を解決するための手段】

【0009】

一実施の形態において、少なくとも一つの遠隔装置に電力を伝送するワイヤレス電源は、ワイヤレス電力送信器及び通信回路を有する。ワイヤレス電力送信器は、少なくとも一つの送信機に電力を伝送することができ、ワイヤレス電力送信器を、ワイヤレス電源と少なくとも一つの遠隔装置との間の誘導性電力リンクを形成するように構成することができる。通信回路を、ワイヤレス電力送信器に結合することができ、誘導性電力リンクを介して少なくとも一つの遠隔装置に対する情報の送受信を行うように構成することができる。少なくとも一つの遠隔装置に送信される情報は、通信回路が少なくとも一つの遠隔装置から情報を受信するように構成されるタイムスロットについてのタイミング情報を少なくとも一つの遠隔装置に提供することができる。一例として、情報は、各タイムスロットが割り当てられたものであるかオープンであるかを表すタイムスロットの各々についての状態情報を有することができる。通信回路は、当該タイムスロットにおける遠隔装置からの情報の受信に応答してタイムスロットのうちの一つの状態を変更することができる。

【0010】

一実施の形態において、ワイヤレス電源を、電力を複数の遠隔装置に伝送するように構成することができ、通信回路を、遠隔装置の各々をタイムスロットのうちの一つに割り当てるように構成することができる。

【0011】

一実施の形態において、ワイヤレス電源は、タイムスロット中に遠隔装置から受信した情報に応答して電力の特性を調整することができる。例えば、ワイヤレス電源は、遠隔装置からの電力増大又は低減要求に基づいて電力出力を増大又は低減することができる。

【0012】

一実施の形態において、少なくとも一つの遠隔装置に電力を伝送するためにワイヤレス電源を操作する方法は、ワイヤレス電源と遠隔装置との間に誘導性電力リンクを形成するために遠隔装置をワイヤレス電源に十分に近接して配置することと、誘導性電力リンクを介して遠隔装置に電力を伝送するためにワイヤレス電源を操作することと、を有する。方法は、誘導性電力リンクを介して通信パケットをワイヤレス電源から遠隔装置に伝送することであって、通信パケットは、ワイヤレス電源が遠隔装置から情報を受信するように構成されたタイムスロットについてのタイミング情報を有することと、ワイヤレス電源において、メッセージを遠隔装置から受信することと、を更に有する。

【0013】

方法は、遠隔装置が送信した複数のタイムスロットのうちの一つに遠隔装置を関連させることと、関連したタイムスロットの状態をオープンから割り当てられたものに変更することと、を更に有することができる。

【0014】

一実施の形態において、方法は、タイムスロットのうちの他の一つにおいて他の遠隔装置から第２のメッセージを受信することと、他の遠隔装置を他のタイムスロットに関連させることと、を更に有することができる。

【0015】

一実施の形態において、ワイヤレス電源から電力を受信する遠隔装置は、ワイヤレス電力受信器、通信回路及び負荷を有する。ワイヤレス電力受信器は、ワイヤレス電源によって生成された場に応答して電力を生成することができ、通信回路は、ワイヤレス電源に対する通信を行うことができる。負荷をワイヤレス電力受信器に結合することができ、負荷は、上記場に応答してワイヤレス電力受信器に生成した電力を受信することができる。通信回路を、
ワイヤレス電源が遠隔装置から情報を受信するように構成される複数のタイムスロットに関連する情報を受信するように構成することができ、通信回路を、通信を行うための複数のタイムスロットのうちの一つを選択するように構成することができる。通信回路は、選択したタイムスロットにおいてメッセージを送信することもできる。例えば、遠隔装置は、メッセージを送信する前に選択したタイムスロットの開始を示すためにワイヤレス電源を待機することもできる。

【0016】

一実施の形態において、遠隔装置は、場を介してワイヤレス電源によって送信される電力量を調整するための要求に関する情報を有するメッセージを送信することができる。

【0017】

一実施の形態において、遠隔装置を、遠隔装置が選択したタイムスロットにおいてメッセージを送信したにもかかわらず選択したタイムスロットの状態がオープン状態から変化しないままであることを示すワイヤレス電源から受信した情報に応答して異なるタイムスロットを選択するように構成することができる。

【0018】

一実施の形態において、遠隔装置を、受信した電力の低減、上記ワイヤレス電力受信器のインピーダンスの再構成、整流回路の再構成及び上記遠隔装置のＱを変化させることの少なくとも一つによって受信した電力を調整するように構成することができる。

【0019】

本発明は、無線電力リンク上での一つ以上の遠隔装置の通信のタイミングの制御を許可する簡単かつ効果的な通信システムを提供する。このようにして、データ衝突及びデータ損失を防止又は低減することができる。その理由は、システムは、ある機器からの情報が他の機器の情報に重なり合うのを回避するよう試みるからである。ワイヤレス電源と一つ以上の遠隔装置との間の安定した通信によって、ワイヤレス電源は、例えば、各遠隔装置の動作パラメータに従って一つ以上の遠隔装置への電力の供給を制御することができる。

【0020】

発明のこれら及び他の目的、利点及び特徴は、本実施の形態及び図面の説明を参照することによって十分に理解及び評価されるであろう。

【0021】

発明の実施の形態を詳細に説明する前に、本発明は以下の記載で説明又は図示した動作の詳細又は素子の構成及び配置の詳細に限定されないことを理解すべきである。発明を、種々の他の実施の形態で実現することができ、ここに明示的に開示しない他の方法で実行又は実施することができる。また、ここで用いられる表現及び専門用語は、説明のためのものであり、限定とみなすべきではない。「有する(including)」及び「備える(comprising)」並びのその変形の使用は、後に記載した事項及びその等価物並びに追加の事項及びその等価物を包含することを意味する。さらに、列挙を、種々の実施の形態の説明で用いることができる。明示的に述べる場合を除き、列挙の使用を、発明をあらゆる特定の順序又は個数の素子に限定するものと解釈すべきでない。また、列挙の使用を、列挙したステップ又は素子に組み合わせることができるあらゆる追加のステップ又は素子を発明の範囲から除外するものと解釈すべきでない。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】図１は、本発明の一実施の形態によるワイヤレス電源及び遠隔装置の配置である。

【図2】図２は、本発明の一実施の形態によるワイヤレス電源及び遠隔装置の配置である。

【図3】図３は、本発明の一実施の形態によるワイヤレス電源及び結合に関係なく電力を受信するように構成された複数の遠隔装置の配置である。

【図4】図４は、本発明の一実施の形態による方法の一般的なステップを示すフローチャートである。

【図5】図５は、本発明の一実施の形態による方法の一般的なステップを示すフローチャートである。

【図6】図６は、本発明の一実施の形態による方法の一般的なステップを示すフローチャートである。

【図7】図７は、本発明の一実施の形態による方法の一般的なステップを示すフローチャートである。

【図8】図８は、本発明の一実施の形態による方法の一般的なシーケンスを示すタイミング図である。

【図9】図９は、異なる状況で複数の変調素子を用いるように構成された本発明の他の実施の形態によるワイヤレス電源及び遠隔装置の配置である。

【図10】図１０は、本発明の一実施の形態による情報を遠隔装置に提供するために用いられる送信された電力信号の位相反転の表現グラフである。

【発明を実施するための形態】

【0023】

Ａ．概説

【0024】

本発明は、電力を供給するとともに一つ以上の遠隔装置と通信を行うのに適合したワイヤレス電源に関する。本発明のシステム及び方法は、一般的には、ある装置から伝送された情報が他の装置の情報に重なり合わず、データ衝突及び情報が検出されずにいることを防止するのを保証することができる通信タイミングシステムに関する。複数装置システムの潜在的な通信問題を対処又は回避するように送信される情報によって、ワイヤレス電源は、効率的に無線電力を供給するよう動作を制御することができる。例えば、本発明は、遠隔装置を識別し、ワイヤレス電源制御パラメータを提供し、又はワイヤレス電源に関連するリアルタイムの情報（例えば、電流、電圧、温度、バッテリ状態、充電状態及び遠隔装置状態）を提供する信号のようなワイヤレス電力伝送システムの動作に関連する制御信号を受信するためのワイヤレス電源の能力を維持することができる。他の例として、本発明は、カレンダー及びやることリストの同期又はファイル（例えば、２〜３例を挙げると、オーディオファイル、動画ファイル、画像ファイル、スプレッドシートファイル、データベースファイル、ワード処理ファイル及びアプリケーションファイル）の転送を含む遠隔装置の特徴に関連した転送情報のようなワイヤレス電力伝送システムに関連しないデータの転送に関連する情報を受信するためのワイヤレス電源の能力を維持することができる。

【0025】

本発明の一実施の形態によるワイヤレス電源１０及び一つ以上の遠隔装置１２を、図１〜３に示す。ワイヤレス電源１０は、一般的に、適応制御システム１４と、通信システム２２と、ワイヤレス電力送信器３０と、を有する。通信システム２２は、ワイヤレス電力送信器３０に印加される電力を変調することによって一つ以上の遠隔装置１２に対する通信を行うように構成される。通信システム２２は、遠隔装置１２が同時に通信を試みるのを回避するためにワイヤレス電源１０に戻る応答に利用できる一連のタイムスロットを示すことができる。制御システム１４を、特に、伝送効率を向上させるとともに遠隔装置１２に供給される電力量を制御するために動作特性を調整するように構成することができる。例えば、制御システム１４は、通信システム２２から情報を受信し、受信した情報に基づいて動作特性を調整することができる。

【0026】

Ｂ．システム

【0027】

本発明の一実施の形態を、図１〜３を参照しながら説明する。図１〜３の実施の形態のワイヤレス電源１０は、一般的には、電源１８と、信号生成回路２０と、ワイヤレス電力送信器１６と、通信システム２２と、適応制御システム１４と、を有する。本実施の形態において、通信システム２２を適応制御回路１４に統合しているが、他の実施の形態において、両方を個別の回路又は素子として実現することができる。本実施の形態の電源１８を、交流入力（例えば、壁面コンセント）をワイヤレス電力送信器１６の駆動に適した適切な直流出力に変換する通常の電源とすることができる。代案として、電源１８を、電力をワイヤレス電力送信器１６に供給するのに適した直流電源とすることができる。本実施の形態において、電源１８は、一般的には、整流器２４と、ＤＣ−ＤＣコンバータ２６と、を有する。整流器２４及びＤＣ−ＤＣコンバータ２６は、電源信号用の適切な直流電力を供給する。電源１８は、入力電力を信号生成回路２０によって用いられる形態に変換することができる本質的にあらゆる回路を代わりに有することができる。本実施の形態において、適応制御システム１４は、レール電圧以外の動作パラメータを調整するように構成される。したがって、ＤＣ−ＤＣコンバータ２６は、固定出力を有することができる。適応制御システム１４は、さらに又は代わりに、レール電圧又は（後に詳細に説明する）スイッチング回路の位相を調整する能力を有することができる。レール電圧を変化させることによって動作パラメータを調整するのが望ましい他の実施の形態において、ＤＣ−ＤＣコンバータ２６は、可変出力を有することができる。図１に示すように、適応制御システム１４を、適応制御システム１４がＤＣ−ＤＣコンバータ２６の出力を制御できるようにするために（破線で示すように）ＤＣ−ＤＣコンバータ２６に結合することができる。

【0028】

本実施の形態において、信号生成回路２０は、入力信号を生成してワイヤレス電力送信器１６に供給するように構成されたスイッチング回路を有する。スイッチング回路は、ワイヤレス電力送信器３０を駆動するために電源１８からの直流出力を交流出力に変換するインバータを形成することができる。スイッチング回路２８は、アプリケーションによって異なることができる。例えば、スイッチング回路は、ハーフブリッジ接続形態又はフルブリッジ接続形態で配置されたＭＯＳＦＥＴのような複数のスイッチを有することができる。

【0029】

本実施の形態において、電力送信器１６は、直列共振タンク回路を形成するために配置された一次コイル３２及びバラストコンデンサ３４を有するタンク回路３０と、再共振コイル(re-resonator coil)４２及び再共振コンデンサ(re-resonator capacitor)４１を有する再共振回路(re-resonator circuit)４０と、を有する。本発明は、再共振回路４０の使用に限定されるものではなく、再共振回路４０を用いることなく代わりにタンク回路３０を用いて電力を無線で伝送することができる。また、本発明は、直列共振タンク回路の使用に限定されるものではなく、他のタイプの共振タンク回路を用いることができ、整合キャパシタンス(matching capacitance)を用いることなく簡単なインダクタのような非共振タンク回路を用いることもできる。また、図示した実施の形態はコイルを有するが、ワイヤレス電源１０は、適切な電磁界を生成することができる他のインダクタ又は送信器を有することができる。さらに、本発明は、再共振回路４０の使用に限定されるものではなく、再共振回路４０を有しなくてもよい。また、タンク回路３０は、再共振回路４０を用いることなく電力を送信することができる。

【0030】

本実施の形態において、通信回路２２は、（ａ）情報を送信するためにワイヤレス電力送信器１６からの電力供給の変調を行い、（ｂ）情報を受信するために一つ以上の遠隔装置１２から電磁界を介して戻されるワイヤレス電力送信器１６での変調を検知することができる。ここで説明する通信システム２２は例示である。本発明を、誘導性電力リンク上で情報を受信することができる本質的にあらゆるシステム及び方法を用いて実現することができる。（種々の別の回路を有する）適切な通信システム及びトランシーバ並びに種々の別の通信方法は、Ｍａｔｔｈｅｗ Ｊ．Ｎｏｒｃｏｎｋ等による２０１１年１月２４日に出願された表題が無線電力リンク上でのデータ通信を検出するシステム及び方法（ＳＹＳＴＥＭ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＤＥＴＥＣＴＩＮＧ ＤＡＴＡ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＯＶＥＲ Ａ ＷＩＲＥＬＥＳＳ ＰＯＷＥＲ ＬＩＮＫ）である米国特許出願公開第１３／０１２，０００号明細書、Ｍａｔｔｈｅｗ Ｊ．Ｎｏｒｃｏｎｋ等による２０１２年２月６日に出願された表題がワイヤレス電力伝送システムで情報を提供するシステム及び方法（ＳＹＳＴＥＭ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＰＲＯＶＩＤＩＮＧ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳ ＩＮ Ａ ＷＩＲＥＬＥＳＳ ＰＯＷＥＲ ＴＲＡＮＳＦＥＲ ＳＹＳＴＥＭ）である米国特許出願公開第１３／４２５，８４１号明細書及びＪｏｓｈｕａ Ｂ．Ｔａｙｌｏｒ等による２０１２年３月２１日に出願された表題がワイヤレス電源システムで向上した制御を行うシステム及び方法（ＳＹＳＴＥＭ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＩＭＰＲＯＶＥＤ ＣＯＮＴＲＯＬ ＩＮ ＷＩＲＥＬＥＳＳ ＰＯＷＥＲ ＳＵＰＰＬＹ ＳＹＳＴＥＭＳ）である米国特許出願公開第１３／４２５，８４１号明細書に記載されており、これらの全ては、参照により全体がここに組み込まれる。

【0031】

通信システム２２を、遠隔装置１２からの反射インピーダンスによって影響が及ぼされる電流、電圧及び／又は他の任意の特性のようなタンク回路３０の電力の一つ以上の特性を表す信号の検出を行うことができるようにするためにタンク回路３０に結合することができる。一実施の形態において、通信システム２２は、タンク回路の電流の大きさに対応する信号を供給するためにタンク回路３０に結合した（図示しない）電流センストランス(current sense transformer)を有する。図示しないが、通信システム２２は、センサによって生成された信号をフィルタリングし、処理し、かつ、誘導性電力リンク上に搬送されるデータを表す一連のハイ信号及びロー信号に変換する回路を有することができる。

【0032】

通信システム２２は、一つ以上の遠隔装置１２との通信を行うためにワイヤレス電力送信器１６に供給される電力供給の変調を行うこともできる。この変調を、動作周波数、共振周波数、レール電圧、デューティサイクル、（例えば、フルブリッジ接続形態の場合における）位相、（例えば、図１０の例に対して示す）逆相接続形態、又は、電力信号が追加の通信信号の搬送波である位相偏移変調通信接続形態の変調を含む種々の方法によって達成することができる。

【0033】

一般的に上述した通信システム２２を、種々の異なる実施の形態で実現することができる。例えば、通信システム２２は、実施の形態で実現される変調／復調のタイプに応じて及び／又は電源回路の詳細に応じて実施の形態によって異なることができる。さらに、各変調／復調形態を、種々の異なる回路を用いて実現することができる。一般的に言えば、通信システム２２は、反射インピーダンスによって送信されるデータによって影響が及ぼされる電源の電力の特性に応じてデータを復調するとともにワイヤレス電力送信器１６から供給された電力の特性に影響を及ぼすことによってデータを変調するように構成される。

【0034】

適応制御システム１４は、特に、ワイヤレス電力送信器１６に対する所望の電源信号を生成するためにスイッチング回路を操作するように構成される部分を有する。適応制御システム１４は、通信システム２２を介して遠隔装置１２から受信した情報に基づいてスイッチング回路２８を制御することができる。本実施の形態の適応制御システム１４は、スイッチング回路２８のタイミングの制御並びに通信信号の抽出及び解析を行うための通信システム２２への協力のような種々の機能を実行する制御回路を有する。これらの機能を、代わりに、個別のコントローラ又は他の専用回路によって処理することができる。

【0035】

本発明の一実施の形態による遠隔装置１２を、図１〜３，９に関連して更に詳しく説明する。遠隔装置１２は、一般的には、携帯電話、メディアプレーヤ、携帯ラジオ、カメラ、懐中電灯又は本質的に他のあらゆる携帯電子機器のような通常の電子機器を有することができる。遠隔装置１２は、バッテリ、コンデンサ又は超コンデンサのような電気エネルギー蓄積装置を有することができ、又は、遠隔装置１２は、電気エネルギー蓄積装置なしで動作することができる。遠隔装置１２の主要動作に関連する（とともに無線電力伝送に関連しない）素子は、一般的には従来のものであり、したがって、詳細に説明しない。代わりに、遠隔装置１２の主要動作に関連した素子を、一般的には主要負荷(principle load)５０と称する。例えば、携帯電話との関連では、携帯電話それ自体に関連した電子素子を説明する努力を全くしない。

【0036】

本実施の形態の遠隔装置１２は、一般的には、ワイヤレス受信器７０と、整流回路５４と、二次通信用トランシーバ５６(secondary communications transceiver)５６と、主要負荷５０と、を有する。ワイヤレス受信器７０は、二次コイル６２及び二次タンクコンデンサ６１を有する二次タンク回路６０と、二次再共振コイル６８及び二次再共振コンデンサ６７を有する二次再共振回路６６と、を有することができる。図１の図示した実施の形態において、二次再共振回路６６を、整流回路５４から電気的に絶縁するが、図２及び図３の図示した実施の形態のような他の実施の形態において、二次再共振回路６６を、遠隔装置の整流回路又は他の回路に結合することができる。この結合によって、遠隔装置１２は、後に詳細に説明するように無線で受信した電力量を制御するのに用いることができる再共振回路６６のＱに影響を及ぼすことができる。本発明は、二次再共振回路６６の使用に限定されるものではなく、二次再共振回路６６を有しなくてもよい。さらに、二次再共振回路６６を用いて電力を無線で受信する代わりに、本発明は、二次再共振回路６６なしで二次タンク回路６０を介して電力を受信することができる。

【0037】

本発明は、直列共振タンク回路の使用に限定されるものではなく、他のタイプの共振タンク回路を用いることができ、整合キャパシタンスを用いることなく簡単なインダクタのような非共振タンク回路を用いることもできることに留意されたい。また、図示した実施の形態はコイルを有するが、遠隔装置１２は、場を介して電力を受信するとともにワイヤレス電源１０によって生成した電磁界の変化に応答して電力を生成することができる別のインダクタ又は受信器を有することができる。

【0038】

整流回路５４及び調整回路５２は、ワイヤレス電力受信器７０で生成した交流電力を、負荷５０の動作用の電力に変換する。調整回路５２は、例えば、直流電力の変換及び直流電力の調整が望ましいこれらの実施の形態においてＤＣ−ＤＣコンバータを有することができる。交流電力が遠隔装置１２で所望される用途において、整流器５４は必須でなくてもよい。

【0039】

本実施の形態の二次通信用トランシーバ５６は、ワイヤレス電源１０を有する無線電力リンクを介して情報を変調及び復調するように適合された回路を有する。通信を検出するために、二次通信用トランシーバ５６は、ピーク検出器、二乗平均平方根（ＲＭＳ）検出器、周波数検出器及び位相偏移変調（ＰＳＫ）復調器の一つ以上を用いることができる。

【0040】

ワイヤレス電源１０への情報の送信に関しては、二次通信用トランシーバ５６は、後方散乱変調形態を用いて電力信号でのデータ通信を形成するために電力の負荷特性を選択的に変調することができる。例えば、二次通信用トランシーバ５６は、振幅変調を用いて電力信号でのデータ通信を形成するために通信負荷を適用することができ、又は、遠隔装置１２の全体の負荷又は品質係数（Ｑ係数）を制御することができる。操作中、二次通信用トランシーバ５６を、所望のデータ送信を形成するために適切なタイミングで通信負荷をワイヤレス電力受信器７０に選択的に結合するように構成することができる。

【0041】

図９の図示した実施の形態において、遠隔装置１１２は、幾つかを例外として本実施の形態の遠隔装置１２と同様である。ワイヤレス電力受信器１７０は、誘導性電力リンクを介して情報を送信するように選択的に変調することができる二次タンク回路１６０及び二次再共振回路１６６において通信負荷１６３，１６５を有する。遠隔装置１１２は、情報を送信するために選択的に変調されることができる通信負荷１７０も有することができる。

【0042】

通信負荷１６３，１６５，１７０を、スイッチ１６４，１６７，１７１を介して遠隔装置１２の全体のインピーダンスを選択的に変化させることができる抵抗又は他の回路素子とすることができる。例えば、抵抗の代わりとして、通信負荷１６３，１６５，１７０を、（図示しない）コンデンサ又はインダクタとすることができる。図示した実施の形態は三つの通信負荷１６３，１６５，１７０を示すが、単一の通信負荷又は三つより多い若しくは三つより少ない通信負荷を用いることができる。例えば、システムは、参照により全体をここに組み込む２０１０年１月５日に出願された表題が動的負荷を有する誘導性リンクに亘る通信（ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＡＣＲＯＳＳ ＡＮ ＩＮＤＵＣＴＩＶＥ ＬＩＮＫ ＷＩＴＨ Ａ ＤＹＮＡＭＩＣ ＬＯＡＤ）である米国特許出願公開第１２／６５２，０６１号明細書の実施の形態による動的負荷通信システムを組み込むことができる。通信負荷１６３，１６５，１７０を専用の回路素子（例えば、専用の抵抗、インダクタ又はコンデンサ）とすることができるが、通信負荷１６３，１６５，１７０を専用の素子にする必要はない。例えば、一部の用途において、通信を、主要負荷５０又は主要負荷５０の一部を切り替える(toggling)ことによって形成することができる。通信負荷１６３，１６５，１７０を、遠隔装置１２のインピーダンスの所望の変化を生成することができる本質的にあらゆる位置に配置することができる。

【0043】

上述したように、図示した実施の形態のワイヤレス電源１０及び遠隔装置１２は、誘導性電力リンク上で通信を行うように構成される。本実施の形態において、ワイヤレス電源１０及び遠隔装置１２は、電源信号の上にデジタル通信を形成するための変調によって通信を行う。図示した実施の形態において、遠隔装置１２は、抵抗を回路に変調することによって負荷を変化させる。図示した実施の形態は、通信を形成するために通信用抵抗を用いるが、通信負荷１２は、例えば、反射インピーダンスを介してワイヤレス電源１０に反射して戻される通信信号を形成するために負荷を十分な大きさで変化させることができる通信用コンデンサ又は他の内部回路素子を適用することによって、他の方法で負荷を形成することができる。ワイヤレス電源１０及び遠隔装置１２を、本質的にあらゆるデータ符号化形態を用いて通信を行うように構成することができる。

【0044】

Ｃ．操作の方法

【0045】

本発明の方法を、主に、通信システム２２が一つ以上の遠隔装置１２と通信を行う実施の形態に関連して説明する。

【0046】

一般的に言えば、ワイヤレス電源１０は、オープン通信タイムスロット、クローズタイムスロット及び他のアプリケーション情報を含むタイミング情報を提供するために同期信号を用いる。遠隔装置１２は、いつどのようにワイヤレス電源１０に情報を戻すかを決定するためにこの情報を用いることができる。このようにして、遠隔装置１２は、同時に通信を行うことを回避し、潜在的なデータ衝突及びデータ損失を防止する。例えば、一度同期信号を受信すると、遠隔装置は、どのタイムスロットで通信を行うかを任意に選択することができる。遠隔装置が、そのタイムスロットが適切に割り当てられたことを決定する場合、遠隔装置は、電力が取り除かれるまで又はワイヤレス電源１０がこのスロットを再割り当てするまで当該タイムスロット中に通信を行うことができる。

【0047】

ワイヤレス電源１０の通信及び電力伝送を制御する方法の一実施の形態を、図４のプロセス２００並び図７及び図８のタイミング図を参照しながら説明する。プロセスは、主に、電力を印加するステップと、同期パケットを送信するステップと、装置を待機するステップと、スロットを割り当てるステップと、無線電力を制御するステップと、装置が存在しない場合にシャットダウンするステップと、特殊な(non-standard)装置に対する電力制御方法に切り替えるステップと、を有する。これらのステップの順序及び範囲は、ワイヤレス電源システムのアプリケーション及び形態に応じて異なることができ、上記方法の一部の実施の形態は、省略されたステップ、追加したステップ及びその組合せを有することができる。

【0048】

通信及び電力伝送を制御するために、ワイヤレス電源１０は、通信を行うことなく比較的短い期間中に電力をワイヤレス電力送信器１６に印加し、その後、それ自体についての特性を識別するとともにオープンタイムパケット又は割り当てられたタイムパケットの数をリストする同期通信パケットを送信することができる。ステップ２０２及び２０４。本実施の形態の同期通信パケットは、エッジすなわち遷移の存在又は不存在がパケットの論理値を表す二相符号化パケットである。変調を用いて誘導性電力リンク上で情報を送信するために任意の符号化形態を用いることができること及び本発明は二相符号化に限定されないことを理解すべきである。むしろ、二相符号化通信パケットを、開示のためにここで説明する。

【0049】

同期通信パケットは、存在するあらゆる遠隔装置１２に通信の開始を信号で伝える同期パルス（本実施の形態では、論理１）を有することができ、そして、オープンタイムスロット及び割り当てられたタイムスロットのリスト化が続く。同期パルス及び通信のタイミングを、本実施の形態では、周波数に依存する持続的な５１２サイクルの搬送波とすることができる。一例として、搬送周波数が１００ｋＨｚである場合、同期パルスの持続時間は約５ｍｓであり、搬送周波数が２００ｋＨｚである場合、同期パルスの持続時間は約２．５ｍｓである。代わりに、同期パルス及び通信のタイミングを、周波数に依存しない予め決定された時間長とすることができる。本実施の形態では、通信が誘導性電力リンク上で変調されるので、搬送周波数は、ワイヤレス電源１０の動作周波数である。オープンタイムスロット及び割り当てられたタイムスロットのタイミングは、同期パルスと同様である。

【0050】

本実施の形態において、ワイヤレス電源１０は、通信のために遠隔装置１２に対する四つの利用可能なスロットを有する。他の実施の形態において、更に多い又は更に少ないスロットが存在してもよいが、開示のために、方法２００を、四つのタイムスロットに関連して説明する。本実施の形態のタイムスロットは、２ｋｂｂｓで３バイトパケットを送信（２２．５ｍｓの通信文字列(communication string)）するように遠隔装置１２に時間を許容するために各々が３０ｍｓの持続時間である。この形態は、ワイヤレスパワーコンソーシアムのＱｉ規格のようなワイヤレスプロトコル規格に適合するように（例えば、比例−積分−微分（ＰＩＤ）アルゴリズムを用いて）電力レベルを周期的に調整するためにワイヤレス電源１０に時間を許容することができる。タイムスロットの持続時間及び電力制御アルゴリズムを、アプリケーションによって変えることができる。

【0051】

四つのタイムスロットの各々に対して、ワイヤレス電源１０から送信される同期通信パケットのビットフィールドは、タイムスロットがオープンであるか割り当てられているかを表す。例えば、タイムスロットに対するビットフィールドが０である場合、当該タイムスロットは割り当てられており、ビットフィールドが１である場合、当該タイムスロットは利用可能である。四つのタイムスロット及び同期パルスを用いることによって、本実施の形態の同期通信パケットは、１００ｋＨｚの搬送波を用いる約２５．６ｍｓの持続時間である。

【0052】

一度、ワイヤレス電源１０が、同期パルス及びタイムスロットの状態を含む同期通信パケットの送信を完了すると、ワイヤレス電源１０は、各タイムスロットが生じるときに遠隔装置１２に対する識別を行うために一定レベルで電力信号を変調することができる。ステップ２０６。例えば、図７及び図８の図示した実施の形態に示すように、誘導性電力リンク上の変調は、スロット１の開始に対するハイからローへの遷移及びその後のスロット１の終了及びスロット２の開始を表すためのローからハイへの遷移を表すことができる。各タイムスロットが生じるときを識別するために用いられる変調技術を、通信パケットに用いられる変調技術と同一にすることができ、又は異なる変調技術とすることができる。例えば、同期通信パケットを、周波数変調を用いて誘導性電力リンク上で変調することができ、それに対し、各タイムスロットの識別を、振幅変動を用いて変調でき、その両方を、遠隔装置１２が復号することができる。

【0053】

本実施の形態において、一つ以上の遠隔装置１２は、選択したタイムスロット中に通信を送信器に戻すことができ、ワイヤレス電源１０は、各タイムスロット中に通信を待機することができる。

【0054】

有効な通信をタイムスロット中に受信しない場合、ワイヤレス電源１０は、次のタイムスロットに進むことができる。ステップ２０８，２１２及び２０６。各タイムスロットをパスした後、通信をタイムスロットのいずれの間にも受信しない場合、ワイヤレス電源１０は、遠隔装置１２の存在を探し、プロセスを再開する前に所定の期間中に電源をオフにする。ステップ２１２，２１４及び２１８。このようにして、装置が存在しないとき、ワイヤレス電源１０は、電力消費を低減するためにワイヤレス電力送信器１６に対する電力をオフに切り替えるとともに所定の間隔で少量の電力を印加する。

【0055】

代わりに、ワイヤレス電源１０は、例えば、遠隔装置１２が存在するがデータパケット衝突により遠隔装置１２がワイヤレス電源１０と通信するのを妨害される場合に電力伝送を開始することを複数回試みることができる。ワイヤレス電源１０を、有効でないデータパケットを検出するように構成することができ、ワイヤレス電源１０は、予め決定されたサイクル数の間に電力伝送の開始を再び試みることができ又は通信パケット−有効又は有効でない−がないことが検出されるまで電力伝送の試み及び開始を継続することができる。

【0056】

通信をタイムスロット中に受信し、通信が情報の特殊な(non-standard)パケットである場合、ワイヤレス電源１０は、単一の特殊な遠隔装置１２に対する制御電力方法に切り替えることができる。しかしながら、ワイヤレス電源１０が、特殊な遠隔装置１２に加えて標準的な又は特殊な複数の遠隔装置１２が存在することを検出した場合、ワイヤレス電源１０は、シャットダウンするとともにユーザに警告を行うことができる。ステップ２２２及び２２４。複数の遠隔装置が存在し、そのうちの一つが特殊なものである場合にシャットダウンを行うことによって、データ衝突及び無線電力の不正確な供給によるあり得る損傷を防止することができる。

【0057】

通信をタイムスロット中に受信し、通信が情報の標準的なパケットである場合、電源は、通信パケットが送信された遠隔装置１２に当該タイムスロットを割り当てる情報を用いることができる。ステップ２０８，２１０及び２１２。ワイヤレス電源１０は、あらゆる有効な通信を格納し、全てのタイムスロットが完了されるまで継続することができる。ステップ２１２。

【0058】

一度、ワイヤレス電源がタイムスロットの割当てを完了すると、ワイヤレス電源は、電力を調整し、同一の電力を維持し又は遠隔装置１２が存在しない場合に電源を切るために遠隔装置１２について収集した情報を用いることができる。ステップ２１４，２１６及び２１８。一つの遠隔装置１２又は遠隔装置１２のセットを識別した場合、どのようにして電力を調整する必要があるか又は電力を維持する必要があるか否かを決定することができる。一実施の形態において、そのような決定を、一つ以上の遠隔装置１２から受信した通信パケットに基づいて行うことができる。例えば、一つ以上の遠隔装置１２からの通信パケットは、電力を維持する又は電力を調整する要求に関する情報を提供する制御誤差パケット(control error packet)（ＣＥＰ）を有することができる。一つ以上の遠隔装置からの通信パケットがＣＥＰを有さなくてもよいことを理解すべきである。

【0059】

一つの遠隔装置１２を識別した場合、ワイヤレス電源は、当該装置の要求に従って電力を調整することができる。ステップ２１６。ワイヤレス電源１０は、動作周波数、共振周波数、レール電圧、デューティサイクル又は（ワイヤレス電源１０がフルブリッジ駆動接続形態を用いる場合の）位相切替を変化させることによって電力を調整することができるが、データの破損を減少し又は混乱を防止するために通信方法とは異なる電力調整手法を用いることができる。電力を調整した後、ワイヤレス電源１０は、どのタイムスロットが遠隔装置１２に戻されるかについての情報及びどのタイムスロットがまだ利用できるかについての情報を遠隔装置１２に送信することができる。ステップ２０４。更に具体的に言うと、ワイヤレス電源１０は、遠隔装置１２に送信されたタイムスロットが遠隔装置１２に割り当てられたことを遠隔装置１２に表示することができる。この表示を、次の同期通信パケットにおいて割り当てられたタイムスロットに関連したビットフィールドを切り替えることによって成し遂げることができる。

【0060】

一つを超える遠隔装置１２が存在する場合、ワイヤレス電源１０は、遠隔装置１２の要求に適合するように電力を調整すべきか否か決定することができる。ステップ２１６。例えば、二つの遠隔装置１２が存在し、両方の装置１２が更に少ない電力を要求する場合、ワイヤレス電源１０は、印加する電力を低減することができる。両方の装置１２が適切な電圧レベルである場合、ワイヤレス電源１０は、供給する電圧レベルを維持することができる。また、遠隔装置１２のいずれかが更に大きい電力を要求する場合、ワイヤレス電源１０は、両方の装置が十分な電力を有することを保証するために印加される電力を増大することができる。上述した遠隔装置１２の例と同様にして、電力が調整された後、適切である場合、ワイヤレス電源１０は、どのタイムスロットが遠隔装置１２に戻されるかについての情報及びどのタイムスロットがまだ利用できるかについての情報を遠隔装置１２に送信することができる。

【0061】

本実施の形態の遠隔装置１２は、電力要求をワイヤレス電源１０に伝送することができ、本実施の形態の遠隔装置１２を、ワイヤレス電源１０が更なる電力を他の遠隔装置１２に供給する場合に要求される電力より大きい電力を許容するように構成することができる。遠隔装置１２は、受信する電圧を減少するための調整回路５２の使用、ワイヤレス電力受信器７０のインピーダンスの再構成、又は、整流器５４の再構成又は電力を低減するためにワイヤレス電源１０を要求することなく所望の電圧に到達するためにＱを変化させることを含む、要求した電力より大きい電力を遠隔装置１２が受信した場合に電力を調整するように、調整を行うことができる。

【0062】

遠隔装置１２からワイヤレス電源１０への伝送を行う方法に注意を向けると、プロセス３００，４００及び５００を、図５及び図６を参照して説明する。プロセスは、主に、ワイヤレス電源１０のタイプを決定するステップと、通信するためのオープンスロットを探すステップと、ワイヤレス電源１０からの確認をチェックするステップと、他の遠隔装置１２が存在するか否かを決定するステップと、ワイヤレス電源１０が適切に応答しているか否かを決定するステップと、ワイヤレス電源１０がまだ存在を確認していることを保証するためにチェックを行うステップと、を有する。これらのステップの順序及び範囲は、ワイヤレス電源システムのアプリケーション及び形態に応じて異なることができ、上記方法の一部の実施の形態は、省略されたステップ、追加したステップ及びその組合せを有することができる。

【0063】

ワイヤレス電源１０との通信を行うために、遠隔装置１２は、先ず、ワイヤレス電力受信器７０を介した電力の受信を待機する。ステップ３０２。遠隔装置１２が無線電力リンク上の変調情報又は同期通信パケットを検出し損ねて、無線電力がまだ供給されている場合、遠隔装置１２は、ワイヤレス電源１０が一方向通信を受信するかのように動作することができる。ステップ２０４，３２２及び３２４。この形態において、例えば、遠隔装置１２は、データ衝突を考察することなく更に大きい又は更に小さい電力の要求のような情報を送信することができる。

【0064】

遠隔装置１２が無線電力リンク上の変調情報を検出する場合、遠隔装置１２は、同期通信パケットを待機し又は同期通信パケットを要求することができる。ステップ３０６，３０７及び３０９。遠隔装置１２を、一部の実施の形態において同期通信パケットを要求する（ステップ３０９）のではなく待機する（ステップ３０８）ように構成することができる。遠隔装置１２が同期通信パケットを要求するように構成された実施の形態において、遠隔装置１２が、ここで説明する方法を用いて通信を行うことができるワイヤレス電源１０を検出した場合、遠隔装置１２は、そのような要求を伝送することができる。ステップ３０９。一度、同期通信パケットが検出されると、遠隔装置１２は、遠隔装置１２が伝送することができる利用できるタイムスロットを探すことができる。ステップ３１０。スロットが利用できない場合、遠隔装置１２は、スロットが利用できるようになるまで通信チャネルを監視続けることができる。ステップ３１０，３０６。しかしながら、一つ以上のスロットが利用できる場合、遠隔装置１２は、伝送するスロットを任意に選択することができる。ステップ３１２。任意の選択を、各々が同様に構成された複数の遠隔装置１２が連続して同一スロットを同時に選択するのを防止するために実行することができる。

【0065】

図７に示すようなワイヤレス電源１０からの変調に基づいて、遠隔装置は、選択したスロットが通信のシーケンスで開始されたことの表示を待機し、その後、当該スロット中に無線電力リンク上の変調を用いてワイヤレス電源１０に情報を送信する。それに対し、ワイヤレス電源１０から受信した次の同期通信パケットが、選択したスロットが占有されていないことを表示する場合、遠隔装置１２は、通信のための他のスロットを選択し、次の同期通信パケットにおける選択したスロットの状態の変化を再び探す。ステップ３１２及び３１４。これらのステップを、確認を遠隔装置から受信するまで無制限に繰り返すことができ、又は、遠隔装置１２が試みを止めるとともに可能な場合にはエラー表示をユーザに提供する前に有限回数繰り返すことができる。それに対し、ワイヤレス電源１０から受信した次の同期通信パケットが、選択したスロットが占有されていることを表示する場合、遠隔装置１２は、ワイヤレス電源１０が選択したスロットを遠隔装置１２に関連させたというワイヤレス電源１０からの確認として選択したスロットの状態の変化を理解することができる。ステップ３１２及び３１４。

【0066】

次に、遠隔装置１２は、遠隔装置１２が無線電力を供給される唯一の装置であるか又は遠隔装置１２それ自体に加えて更に多くの遠隔装置１２がシステムに存在するかを決定するために同期通信パケットを再検討することができる。遠隔装置１２が唯一の装置である場合、遠隔装置１２は、単一装置電力制御ステップ５００に従って電力の受信を開始することができる。しかしながら、遠隔装置１２が、電力を受信する多数の遠隔装置１２の一つである場合、遠隔装置１２は、複数装置電力制御ステップ４００に従って電力の受信を開始することができる。ステップ３１６。

【0067】

他の遠隔装置が電力を受信するものと認定されない場合に遠隔装置１２で電力を受信するステップ５００を、図６の図示した実施の形態で更に詳細に示す。遠隔装置１２は、割り当てられたタイムスロット中に制御誤差パケット（ＣＥＰ）をワイヤレス電源１０に伝送することができる。ステップ３５０及び３５２。ＣＥＰは、どれだけの量の電力を遠隔装置１２が所望するかについての情報を有することができる。当該情報をＣＰＥに加えて送信することもでき、又は、当該情報をＣＰＥなしで送信することができる。遠隔装置１２が、電力の変化の要求に応答した電力調整を検出する場合、ワイヤレス電源１０がその要求を受信し、通信が確立されたままであると仮定すれば、遠隔装置１２は、次の同期通信パケットを待機することができる。ステップ３５４及び３６０。一度、次の同期通信パケットを受信すると、遠隔装置１２は、割り当てられたスロットの数に基づいて、単一装置電力制御（ステップ３５０）に従う電力受信ステップを繰り返すか複数装置電力制御ステップ４００に切り替えるかを決定することができる。次の同期通信パケットが、実際には割り当てられていないが割り当てられていると遠隔装置１２が確信するタイムスロットを表す場合、遠隔装置１２は、上述したステップ３０６で開始する通信のためのタイムスロットの割当てを開始することができる。ステップ３１６及び３０６。

【0068】

ステップ３５４において、遠隔装置１２が、逆の要求にもかかわらず電力が調整されなかったことを検出する場合、遠隔装置１２は、割り当てられたタイムスロットにおいて送信された情報がワイヤレス電源１０によって受信されていないと決定することができる。この決定に基づいて、遠隔装置１２は、上述したステップ３０６で開始する通信のためのタイムスロットの割当てを開始することができる。ステップ３５４及び３０６。

【0069】

他の遠隔装置１２とともに遠隔装置１２で電力を受信するステップ４００を、図６の図示した実施の形態で更に詳細に示す。遠隔装置１２は、割り当てられたタイムスロット中にＣＥＰをワイヤレス電源１０に送信することができる。ステップ３４０及び３４２。上述したように、通信パケットは、ＣＥＰ以外の追加の情報を有することもでき、又は、ＣＥＰのない情報を有することができる。図示した実施の形態において、遠隔装置１２が、電力を低減する要求を送信する場合、遠隔装置１２は、ここで説明するステップ５００の方法と同様に次の同期通信パケットを待機することができる。ステップ３４４及び３６０。本実施の形態の遠隔装置１２を必要以上の電力を許容するように構成することができるので、遠隔装置１２は、電力を低減する要求に応答して電力が低減されない場合には追加のステップを要しなくてもよい。他の実施の形態において、遠隔装置１２は、そのような要求に応答して電力が低減されない場合に通信のためのタイムスロットの割当てを開始するか否かを決定することができる。遠隔装置１２が、電力を変化させることを要求しなかった場合、又は、ワイヤレス電源１０に送信される通信パケットがＣＥＰを有しない場合、遠隔装置は、次の同期通信パケットを待機することができる。ステップ３６０。

【0070】

本実施の形態において、遠隔装置１２が、電力を増大する要求を送信するが要求のように電力が増大しなかったことを決定する場合、遠隔装置１２は、送信された情報が割り当てられたタイムスロットにおいてワイヤレスによって受信されていないと決定することができる。ステップ３４６及び３４８。この決定に基づいて、遠隔装置１２は、上述したステップ３０６で開始する通信のためのタイムスロットの割当てを開始することができる。ステップ３４８及び３０６。しかしながら、遠隔装置１２が、電力を増大する要求に応答した電力の増大を検出する場合、ワイヤレス電源１０がその要求を受信するとともに通信が確立されたままであると仮定すると、遠隔装置１２は次の同期通信パケットを待機する。ステップ３４８及び３６０。一度、次の同期通信パケットを受信すると、遠隔装置１２は、タイムスロットの状態に基づいて、複数装置電力制御（ステップ３４０）に従う電力受信ステップを繰り返すか単一装置電力制御ステップ５００に切り替えるかを決定することができる。次の同期通信パケットが、実際には割り当てられていないが割り当てられていると遠隔装置１２が確信するタイムスロットを表す場合、遠隔装置１２は、上述したステップ３０６で開始する通信のためのタイムスロットの割当てを開始することができる。ステップ３１６及び３０６。

【0071】

Ｄ．第２の実施の形態

【0072】

本発明の第２の実施の形態において、ワイヤレス電源及び遠隔装置のシステム及び方法は、幾つかを例外としてワイヤレス電源１０及び遠隔装置１２に関連してここで説明したものと同様である。第２の実施の形態は、本実施の形態のシステム及び方法と同様のシステム及び方法を使用することができ、どれくらいの数の遠隔装置が同一のワイヤレス電源１０に配置されているかを検出するとともに検出した装置の個数に基づいて電力制御方法を変更するように構成された遠隔装置１２を更に有することができる。

【0073】

本実施の形態において、遠隔装置１２がタイムスロットを選択すると、遠隔装置１２は、選択したタイムスロットが占有されたものとしてワイヤレス電源１０によって認識されたか否かを決定するためにワイヤレス電源１０からの次に来る同期通信パケットをチェックする。しかしながら、二つの遠隔装置１２が、同一のタイムスロットを選択し、一方の遠隔装置１２からの全通信パケットを受信することができるが他方の遠隔装置１２からの全通信パケットを受信することができない場合、全パケットを送信することができない遠隔装置１２は、ワイヤレス電源１０がその情報を受信できたと仮定することができる。これは、二つの遠隔装置１２が同時にワイヤレス電源１０に配置されたときに生じうるが、一方の遠隔装置１２は、更に近接することができ、又は、第２の遠隔装置１２の変調器がデータの破損が生じるのに十分に電力信号に影響を及ぼさないようにするために負荷を更に高いレベルで変調する変調器を有することができる。

【0074】

ワイヤレス電源１０が、遠隔装置１２が受信したと仮定した通信パケットを逃す場合、遠隔装置１２は、供給される電力が十分である間に動作することができるが、遠隔装置１２は、電力を増大する要求を１次コイルに送信できないことがある。遠隔装置１２が、ワイヤレス電源１０が通信パケットを受信することができなかったと決定することができる場合、遠隔装置１２は、どれだけの数の利用できるタイムスロットが残されているかを知るためにチェックを行い、利用できる場合には通信のための残りのタイムスロットのうちの一つを選択することができる。

【0075】

一つの割り当てられたタイムスロットのみを認識する同期通信パケットを送信するワイヤレス電源１０に応答して、遠隔装置１２は、遠隔装置１２が更に大きい電力又は更に小さい電力を要求する場合に電力を調整するためにワイヤレス電源１０を要求することができる。この第２の実施の形態において、ワイヤレス電源１０が、要求されたときに電力を調整しない場合、遠隔装置１２は、同一のタイムスロットを用いてワイヤレス電源１０と通信を行う他の遠隔装置１２が存在することがある事態に備えてタイムスロットを変更することができる。ワイヤレス電源１０が、（ａ）新たなタイムスロットを認識し、（ｂ）唯一の遠隔装置１２が存在したままであることを表示し、かつ、（ｃ）まだ電力を調整していない場合、遠隔装置１２は、電源を切り、エラーメッセージを送信し、ユーザに警告を行い又はその組合せを行うよう決定することができる。

【0076】

複数の割り当てられたタイムスロットを認識するワイヤレス電源１０に応答して、遠隔装置１２は、ワイヤレス電源１０からの要求に基づいて電力を低減しないときにそのタイムスロットを維持することができる。しかしながら、遠隔装置１２は、ワイヤレス電源１０が遠隔装置からの要求に基づいて電力を増大しない場合に新たなタイムスロットを探索することができる。新たなタイムスロットを見つけるとともに認識した後にワイヤレス電源が応答しない場合、遠隔装置１２は、電源を切り、電力を低減する要求を継続し、エラーメッセージを送信し、ユーザに警告を行い、負荷に供給するように構成された最大電力を低減し、又は、其の組合せを行うことができる。

【0077】

他の実施の形態において、遠隔装置１２は、複数の装置がワイヤレス電源１０によって給電されることの決定に応答した電力の低減を要求しないことを決定することができる。この場合、遠隔装置１２は、その存在を送信器に送信し続けることができるが、遠隔装置１２が更に大きい電力を要求するまで電力のあらゆる変更を要求しなくてもよい。

【0078】

Ｅ．第３の実施の形態

【0079】

本発明の第３の実施の形態において、ワイヤレス電源及び遠隔装置のシステム及び方法は、幾つかを例外としてワイヤレス電源１０及び遠隔装置１２に関連してここで説明したものと同様である。第３の実施の形態は、本実施の形態のシステム及び方法と同様のシステム及び方法を使用することができ、遠隔装置１２が電力消費を低減することを要求するように構成されたワイヤレス電源１０を更に有することができる。ワイヤレス電源１０は、所定の基準に適合した場合：（ａ）ワイヤレス電源１０に対して利用できる最大電力に到達した場合、（ｂ）ワイヤレス電源１０が有効磁界内に異物が存在することを決定する場合、（ｃ）他の遠隔装置１２が場の電力を低減する緊急の要求を行う場合、又は、（ｄ）ワイヤレス電源１０がそれ自体の中の極端な温度状態を検出した場合に遠隔装置１２がその消費を低減することを要求することができる。

【0080】

Ｆ．第４の実施の形態

【0081】

本発明の第４の実施の形態において、ワイヤレス電源及び遠隔装置のシステム及び方法は、幾つかを例外としてワイヤレス電源１０及び遠隔装置１２に関連してここで説明したものと同様である。第４の実施の形態は、本実施の形態のシステム及び方法と同様のシステム及び方法を使用することができ、形態に応じて（一つ以上の）変調素子のインピーダンスを変化させることができる遠隔装置１２を更に有することができる。

【0082】

本実施の形態において、例えば、遠隔装置１２が高い優先順位のメッセージを送信することを所望する場合、遠隔装置１２は、他の遠隔装置１２の変調器を圧倒する(overpower)のに十分大きい変調を生じる個別の又は追加の変調器を用いることができ、割り当てられたタイムスロットを待機するのではなくいずれかの時点で情報を送信するのを決定することができる。遠隔装置１２が、給電される複数の遠隔装置１２が存在し得るとともに遠隔装置１２によって送信された通信パケットをワイヤレス電源１０が受信することができなかったことを決定した場合、遠隔装置１２は、ワイヤレス電源１０が同期通信パケットを再送信することを要求することもできる。他の実施の形態において、遠隔装置１２は、遠隔装置１２がワイヤレス電源１０に配置された場合又はシステムタイミングが不正確であることを遠隔装置１２が決定した場合、新たな同期通信パケットを要求することができる。

【0083】

Ｇ．第５の実施の形態

【0084】

本発明の第５の実施の形態において、ワイヤレス電源及び遠隔装置のシステム及び方法は、幾つかを例外としてワイヤレス電源１０及び遠隔装置１２に関連してここで説明したものと同様である。本実施の形態において、特殊な装置（例えば、電力を受信及び制御することができる現在の通信形態を利用することができない遠隔装置１２）を、検出し、かつ、特殊な装置によってサポートされる通信プロトコルを用いて給電する。

【0085】

ワイヤレス電源１０を、無線電力を受信するとともに通信を行うことができるがワイヤレス電源１０から情報を受信することができなくてもよい遠隔装置１２を検出するように構成することができる。ワイヤレス電源１０は、通信中に送信された識別情報を用いて、又は、割り当てられたタイムスロット中に通信パケットがワイヤレス電源１０によって受信されないために、これらの遠隔装置１２を検出することができる。この状況において、ワイヤレス電源１０は、その同期通信パケット及びスロットタイミング情報の送信を停止し、かつ、存在する遠隔装置１２に対する電力を簡単に調整することができる。

【0086】

「特殊な」装置であると判断することができる遠隔装置１２を、異なるバージョン、又は、本発明の一つ以上の方法を用いてワイヤレス電源と通信を行うように構成されたここで説明する遠隔装置１２の旧バージョンとすることができる。例えば、特殊な装置を、強結合状態(close coupled situations)に対してのみ構成することができ、それに対して、ワイヤレス電源１０を、一つ以上の遠隔装置１２に対して拡張範囲で電力を供給する再共振器(re-resonator)４０によって構成することができる。

【0087】

一実施の形態において、共振コイルを有するアダプタを、特殊な遠隔装置１２に追加することができ、これによって、情報をワイヤレス電源１０に戻す間に拡張範囲で電力を受信することができる。しかしながら、この遠隔装置１２は、双方向の情報(bi-directional communication)を受信できなくてもよく、複数の遠隔装置１２が送信を試みるときにデータの損失が潜在的に生じる適切な時期での複数の通信パケットの送信を行うことができなくてもよい。

【0088】

この形態において、ワイヤレス電源１０は、一つの特殊な遠隔装置１２しかサポートすることができず、第２の遠隔装置１２が配置される場合、それは、エラーメッセージを送信し、ユーザに警告を行い、電力を除去し、又は、その組合せを行う。他の実施の形態において、ワイヤレス電源１０が一つ以上の標準的な遠隔装置１２に電力を供給し、特殊な装置１２がワイヤレス電力送信器１６に近接して配置される場合、ワイヤレス電源１０は、再度エラーメッセージを送信し、ユーザに警告を行い、電力を除去し、又は、その組合せを行うことができる。

【0089】

Ｈ．第６の実施の形態

【0090】

本発明の第６の実施の形態において、ワイヤレス電源及び遠隔装置のシステム及び方法は、幾つかを例外としてワイヤレス電源１０及び遠隔装置１２に関連してここで説明したものと同様である。第６の実施の形態は、第２の実施の形態のシステム及び方法と同様のシステム及び方法を使用することができ、どれくらいの数の遠隔装置が同一のワイヤレス電源１０に近接して配置されているかを検出するとともに検出した装置の個数に基づいて電力制御方法を変更するように構成された遠隔装置を更に有することができる。

【0091】

本実施の形態において、通信方法は、遠隔装置からのインピーダンスの変化のメッセージを許容する。これは、特に、消散することができる又は許容できるレベルに調整することができる程度を超える場の強度を遠隔装置１２が経験する環境を緩和するのに役立つことができる。この場合、遠隔装置１２は、遠隔装置１２が更に大きい電力を許容できないことを表す更に高い優先度のメッセージを送信することができる。この場合、ワイヤレス電源１０は、他の遠隔装置１２が更に大きい電力を要求する場合でも電力の増大を中止することができる。

【0092】

制御エラーメッセージに対する複数の優先度の段階が存在してもよい。最高の優先度を、「過電圧危険」又は装置を損傷させる潜在的に回復不能な状況を表す他のメッセージに関連させることができる。次に高い優先度を、「不足電圧危険」又は回復可能な状態を表す他のメッセージに関連させることができる。このような次に高い優先度の状況は、通信であるか給電であるに関係なく通常の能力より下の動作を遠隔装置が見るあらゆるときを含むことができる。３番目に高い優先度を、遠隔装置１２が更に大きい電力を所望することを表す電力制御メッセージに関連させることができる。例えば、遠隔装置１２は、バッテリがほとんど放電されて電力を即座に必要とする場合に電力要求に高い優先度を置くことができる。遠隔装置１２が許容できる動作範囲内にあるときに送信される通常のメッセージを、標準的な優先度とすることができる。これらのメッセージを、優先度に関係なく同一のタイムスロットで同一の変調器によって送信することができる。メッセージの優先度を、データパケットの最初に表示することができる。

【0093】

Ｉ．第７の実施の形態

【0094】

本発明の第７の実施の形態において、ワイヤレス電源及び遠隔装置のシステム及び方法は、幾つかを例外としてワイヤレス電源１０及び遠隔装置１２に関連してここで説明したものと同様である。図７に示す同期通信パケットを参照すると、この第７の実施の形態は、同期通信パケットを用いて遠隔装置１２から追加の情報を要求するように構成されたワイヤレス電源１０を有することができる。例えば、遠隔装置１２に対する利用できるタイムスロットを表す代わりに、同期通信パケットを、遠隔装置１２が認識することができる独自の識別子を含むようにフォーマットすることもできる。これらの識別子は、どれだけの量の電力を各遠隔装置１２が現在受信しているかについての情報の要求を制御パケットの代わりに有することができる。そのような形態によって、ワイヤレス電源１０は、電力を調整するとともに過度の電力が近接する金属体で消失したか否かを決定することができる。要求される最大電力、要求される最小電力、遠隔装置識別子又はその組合せのようなものに対する遠隔装置１２からの他の情報の要求を有することもできる。

【0095】

図７を参照すると、主送信器同期パケット（Ｔｘ Ｓｙｎｃ）は、送信器周期制御レジスタのＬＳＢの切替により「エッジ」が表示されるデジタル二相データ符号化を利用することができる。例えば、ビット時間を、（タイミングが周波数に依存する）搬送波の５１２サイクルに等しくすることができ、最初の同期ビットは常に「１」であり、最後の四つの同期ビットは、利用できるタイムスロットのビットフィールドを表す。タイムスロットｓｙｎｃ（タイムスロット１）は、送信器周期制御レジスタのＬＣＢの切替によって表される単一の周波数変化を利用する。図７にも示すように、タイムスロットを、ａ）２Ｋｂｐｓの３バイトパケットに対する２２．５ｍｓのＲＸ送信時間、ｂ）約３０ｍｓのＴＸ ＰＩＤ窓、及び、ｃ）２５．６ｍｓで送信する１００ｋＨｚの５ビットＴＸ Ｓｙｎｘに基づいて、本実施の形態において約３０ｍｓにすることができる。タイムスロットを、所望に応じて他の実施の形態で３０ｍｓより上又は下にすることができる。

【0096】

Ｊ．第８の実施の形態

【0097】

本発明の第８の実施の形態において、ワイヤレス電源及び遠隔装置のシステム及び方法は、幾つかを例外としてワイヤレス電源１０及び遠隔装置１２に関連してここで説明したものと同様である。第８の実施の形態は、本実施の形態のシステム及び方法と同様のシステム及び方法を使用することができ、送信器に送信される動作の範囲すなわち範囲状態情報を有する遠隔装置１２を更に有することができる。一実施の形態において、この範囲を、受信した電圧とすることができるが、他の実施の形態において、範囲を、電力、電流、磁界の強さ、又は、電圧との組合せを含むこれらの組合せとすることもできる。ワイヤレス電源１０の制御に関して、制御領域内での各遠隔装置１２の制限を理解することは、ワイヤレス電源１０による無線電力の配信の制御に役立つことができる。例えば、各遠隔装置１２がその制限をワイヤレス電源１０に送信する場合、ワイヤレス電源１０は、どれだけの電力を供給するかについての詳細な情報を得た上での決断を下すことができる。

【0098】

詳細な情報を得た上で決断を下すワイヤレス電源１０の他の例は、遠隔装置がＱを制限する状況を含む。Ｑの制限がワイヤレス電源１０に関係なく遠隔装置１２で管理されるとしても、Ｑが制限される遠隔装置１２は、ワイヤレス電源１０に伝送することができる動作の電圧範囲を有することができる。動作の範囲についての情報は、制限情報及び遠隔装置１２の電流動作パラメータに関連する情報を有することができる。例えば、情報は、各遠隔装置１２から制御メッセージで送信することができるｘ％の制限、上限＝ｙ、下限＝ｚのような情報を有することができる。この情報によって、ワイヤレス電源１０の制御領域内にある遠隔装置１２に対して機能するワイヤレス電源１０の一つから多数の電力制御を許容する。

【0099】

開示のために、遠隔装置１２から送信されるパラメータは範囲情報を有するが、本発明はこの情報に限定されない。伝送されるパラメータは、異物検出しきい値、変数及び定数、電圧制限、所定の範囲に亘る寄生特性(parasitic properties over a range)、効率のベストモード、使用又は時間に基づく電力要求（優先電力(priority power)）、スタンバイ電力のベストモード、交渉による電力（許容できるレベル及び制限）並びにその組合せの情報を有することができる。

【0100】

複数の遠隔装置１２がワイヤレス電源１０によって給電されるとき、ワイヤレス電源１０に伝送される範囲は、どのようにしてワイヤレス電源１０が更に大きい又は更に小さい電力に対しての所定の要求に対する調整を行うかを決定することができる。例えば、一方の遠隔装置１２が追加の電力を要求し、ワイヤレス電源１０が、結果的に得られる調整によって両方の遠隔装置１２が伝送範囲内で動作できることを決定することができる場合、ワイヤレス電源１０は、両方の遠隔装置１２の電力要求に適合するように電力を調整することができる。しかしながら、一方の遠隔装置１２が更に少ない電力を使用し、その範囲の最大限で既に動作している場合、異なる遠隔装置１２が許容できる範囲内で動作していると仮定し、ワイヤレス電源１０は、更に大きい電力を要求する異なる遠隔装置１２からの要求を無視することができる。

【0101】

一例として、遠隔装置１２の許容できる範囲を見積もるために、ワイヤレス電源１０は、伝送範囲、遠隔装置１２によって受信した電力、遠隔装置１２のコイルのサイズ、ワイヤレス電源１０からの各遠隔装置１２の距離、及び、結果的に得られる範囲を見積もるための各遠隔装置１２のタイプを考慮することができる。遠隔装置１２から伝送される範囲を遠隔装置１２が受信する許容できる電圧の範囲とすることができるので、この見積もりは有用である。許容できる範囲を計算すること及びワイヤレス電源１０のワイヤレス電力送信器１６の許容できる範囲を考慮することは、システムの正確な制御を援助することができる。

【0102】

上述した説明は、発明の本実施の形態の説明である。種々の変更及び変形を、発明の精神及びより広い側面から逸脱することなく行うことができる。この開示は、例証のために提示され、発明の全ての実施の形態の包括的な説明として又は特許請求の範囲をこれらの実施の形態に関連して図示若しくは説明した特定の素子に限定するものとして解釈すべきでない。例えば、記載した発明のあらゆる個別の（一つ以上の）素子を、実質的に同様な機能を提供又は十分な動作を提供する別の素子に制限なく置換することができる。これは、例えば、当業者に現在知られている素子のような現在知られている代替素子と、当業者が開発の下で代替物と認識することができる素子のような将来開発される代替素子と、を含む。さらに、開示した実施の形態は、同時に説明され、かつ、利益の収集を協力して提供する複数の特徴を含む。本発明は、発行された特許請求の範囲で明示的に説明する場合を除き、これらの特徴の全てを含む又は上述した利点の全てを提供するこれらの実施の形態に限定されない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】