在无线功率传输系统中的异物检测的制作方法

1.本发明涉及在无线功率传输系统中的异物检测，特别地但非排他性地涉及用于向较高功率的设备(例如，厨房电器)提供感应式功率传输的功率发射器的异物检测。


背景技术：

2.大多数现有的电器产品要求专用的电接触，以便从外部电源得到供电。然而，这往往是不切实际的并且要求用户物理地插入连接器或以其他方式建立物理电接触。通常，电源要求也具有显著差异，并且目前大多数设备都具有它们自己的专用电源，从而导致典型的用户具有大量的不同电源，其中，每个电源都专用于特定设备。虽然使用内部电池可以避免在使用期间对连接到电源的有线连接的需求，但是这仅提供了部分解决方案，因为电池需要进行充电(或更换)。使用电池也会实质上增加设备的重量并且潜在地增大成本和尺寸。
3.为了提供显著改善的用户体验，已经提出使用无线电源，其中，功率从功率发射器设备中的发射器电感器感应式传输到个体设备中的接收器线圈。
4.经由磁感应进行的功率发射是众所周知的概念，其主要应用于在初级发射器电感器/线圈与次级接收器线圈之间具有紧密耦合的变压器。通过将初级发射器线圈与次级接收器线圈分开在两个设备之间，能够基于松散耦合的变压器的原理来实现在这两个设备之间的无线功率传输。
5.这样的布置允许向设备进行无线功率传输而不要求做出任何电线或物理电连接。实际上，它可以简单地允许设备被放置在发射器线圈的邻近区域或顶部，以便从外部进行充电或供电。例如，功率发射器设备可以被布置有水平表面，设备能够被简单地放置在该水平表面上以便被供电。
6.此外，这种无线功率传输装置可以被有利的设计为使得功率发射器设备能够与一定范围的功率接收器设备一起使用。特别地，已经定义了一种被称为qi规范的无线功率传输方法，并且当前正在进一步开发这种方法。这种方法允许符合qi规范的功率发射器设备与也符合qi规范的功率接收器设备一起使用，而不要求功率发射器设备和功率接收器设备必须来自同一制造商或必须彼此专用。qi标准还包括用于允许针对特定的功率接收器设备来调整操作(例如取决于特定的耗用功率)的某种功能。
7.qi规范由无线功率联盟开发，并且例如在他们的网站上能够找到更多信息：http://www.wirelesspowerconsortium.com/index.html，特别地，其中能够找到所定义的规范文件。
8.无线功率传输的潜在问题是功率可能被无意地传输到例如恰好在功率发射器附近的金属物体。例如，如果异物(例如，硬币、钥匙、环等)被放置到被布置为接收到功率接收器的功率发射器平台上，则由发射器线圈生成的磁通量将在金属物体中引入涡电流，这将导致物体发热。热量增加可能非常显著并且可能是高度不利的。
9.为了降低产生这种场景的风险，已经提出引入异物检测(fod)，其中，功率发射器
能够检测异物的存在并在检测到异物存在时降低发射功率和/或生成用户警报。例如，qi系统包括用于检测异物的功能以及用于在检测到异物时降低功率的功能。具体而言，qi规范版本1.2.1中第11节描述了各种检测异物的方法。
10.在wo 2015018868 a1中公开了一种检测这种异物的方法。在wo 2012127335中提供了另一示例，其公开了一种基于确定未知功率损耗的方法。在该方法中，功率接收器和功率发射器这两者都测量其功率，并且接收器将其测量的接收功率传送到功率发射器。当功率发射器检测到由发射器发送的功率与由接收器接收的功率之间具有显著差异时，就可能存在不想要的异物，并且出于安全原因，可以降低或中止功率传输。这种功率损耗方法要求由功率发射器和功率接收器执行的同步准确功率测量。
11.例如，在qi功率传输标准中，功率接收器估计其接收功率，例如通过测量整流电压和电流，将它们相乘并加上功率接收器中的内部功率损耗(例如，整流器、接收器线圈、作为接收器的部分的金属零件等的损耗)的估计值来估计功率接收器的接收功率。功率接收器以例如每四秒钟的最小速率将所确定的接收功率报告给功率发射器。这通常被称为“功率损耗核算”。
12.功率发射器估计其发射功率，例如通过测量逆变器的dc输入电压和电流，将它们相乘并通过减去发射器中的内部功率损耗(例如，逆变器、初级线圈和作为功率发射器的部分的金属零件的估计功率损耗)的估计值来校正相乘的结果来估计功率发射器的发射功率。
13.功率发射器能够通过从发射功率减去所报告的接收功率来估计功率损耗。如果差值超过阈值，则发射器将认定在异物中耗散了太多功率，然后能够转而终止功率传输。
14.替代地，已经提出测量由初级线圈和次级线圈形成的谐振电路的质量或品质因数以及对应的电容和电阻。所测量的品质因数的减小可以指示存在异物。
15.在实践中，往往难以使用qi规范中描述的方法来实现足够的检测准确度。关于当前的特定操作条件的许多不确定性加剧了这种困难。
16.例如，特定问题是可能存在友好金属(即，体现功率接收器或功率发射器的设备的金属零件)，因为这些金属零件的磁属性和电属性可能是未知的(并且在不同的设备之间变化)，因此可能难以补偿。
17.另外，甚至在金属异物中耗散的相对较小量的功率也会造成不期望的发热。因此，甚至有必要检测发射功率与接收功率之间的小功率差异，并且当功率传输的功率水平增加时，这可能是特别困难的。
18.在许多场景中，品质因数劣化方法可以具有更好的灵敏度来检测金属物体的存在。然而，它可能仍然无法提供足够的准确度并且例如也可能会遭受友好金属的影响。
19.异物检测的性能受到在实际执行测试时存在的特定操作条件的影响。例如，如在qi规范中所述，如果在功率传输初始化过程的选择阶段中执行对异物检测的测量，则功率发射器针对该测量提供的信号必须足够小以防止它唤醒功率接收器。然而，对于这种小信号，信号/噪声比通常很差，从而导致测量的准确度降低。
20.另一问题是异物检测通常是非常灵敏的测试，其中，期望在正在进行测试的操作条件和场景可能存在很大变化的环境中检测因异物存在而引起的相对较小的变化。
21.因此，当前算法往往是次优的，并且在某些场景中可能提供比最优性能更差的性
能。特别地，它们可能导致未检测到的异物，或者在没有异物存在时错误检测到异物。
22.鉴于例如厨房电器使用的功率水平可能很高，因此异物发热可能非常快，因此期望尽可能快速可靠地检测这种物体的存在。
23.因此，有利的是提供改进的物体检测，并且特别是允许提高的灵活性、降低的成本、降低的复杂度、改进的物体检测、较少的错误检测和错过检测、向后兼容性和/或提高的性能的方法。


技术实现要素：

24.因此，本发明寻求优选以单独方式或以任何组合方式减轻、缓解或消除上述缺点中的一个或多个缺点。
25.因此，提供了一种用于经由感应式功率传输信号向功率接收器无线地提供功率的功率发射器。所述功率发射器包括：功率传输线圈，其用于生成所述功率传输信号；驱动器，其用于生成针对所述功率传输线圈的驱动信号，所述驱动器被布置为在功率传输阶段期间生成所述驱动信号以采用重复时间框架，所述重复时间框架至少包括功率传输时间间隔和传输异物检测时间间隔；接收器，其用于从所述功率接收器接收消息；异物检测器，其被布置为执行异物检测(fod)测试；通信线圈，其用于生成通信信号；以及通信单元，其被布置为生成针对所述通信线圈的通信控制信号以在通信时段期间提供所述通信信号，所述通信单元被布置为在所述通信时段期间将所述通信控制信号设定到第一值并在通信异物检测时间间隔期间将所述通信控制信号设定到第二值，所述通信异物检测时间间隔发生在所述通信时段期间。
26.在通信时段期间能够执行异物测试允许在功率传输开始之前检测异物。这降低了任何可能存在的异物造成的不期望的发热的风险。在高功率应用领域中特别关注这种物体的发热，因为即使小物体也会迅速变烫而产生危险。第二值可以低于第一值，并且甚至可以被设定到零。通过将第二值设定到零，可以显著降低通信信号对任何异物测试的干扰。
27.在实施例中，所述通信时段包含多个通信异物检测时间间隔，所述多个通信异物检测时间间隔包括较长的通信异物检测时间间隔和较短的通信异物检测时间间隔。所述较长的通信异物检测时间间隔比所述较短的异物检测时间间隔更长。
28.在实施例中，较长的fod时间间隔允许更准确的fod测试和校准，其数据可以用于稍后的fod测试。他们还提供了执行其他测试(例如，耦合系数测试)的机会。可以更频繁地执行较短的fod时间间隔，而不会中断通信信号太长时间。频繁的fod测试降低了在fod之间在功率发射器上放置异物的风险。
29.在实施例中，所述较长的通信异物检测时间间隔具有小于或等于100ms的长度，并且所述较短的通信异物检测时间间隔具有小于或等于10ms的长度，并且其中，所述通信异物检测时间间隔发生在200ms的时段内。这些值允许足够的时间来执行fod测试并同时维持通信信号。
30.在实施例中，存在第一长通信异物检测时间间隔，所述第一长通信异物检测时间间隔在与功率接收器建立通信的200ms内完成，从而允许所期望的较早的fod。
31.在实施例中，所述功率发射器由具有过零点的市电电源来供电，并且所述功率传输异物检测时间间隔与过零点同步。市电的过零点是方便的时间，因为来自市电的干扰将
会较低。
32.在实施例中，设定所述通信信号的所述第一值，以便向所述功率接收器中的通信信号功率收获器传输足够的功率。为了通电启动功率接收器的一些基本功能(例如，用于通信的逻辑单元，以及在适用时的用户接口)，可以从通信信号中收获功率。
33.在实施例中，设定所述通信信号的所述第二值，以便减小对异物检测测试的干扰，因为通信信号也可以干扰并降低fod测试的可靠性。
34.在实施例中，使用所述通信单元来执行所述异物检测测试，因为这样减少了硬件量。
35.在实施例中，所述功率发射器被布置为在与所述功率接收器的通信阶段期间协商fod时间间隔的频率。这允许系统在fod测试上花费的时间与在默认值上的通信信号之间找到可能更好的权衡方案。
36.提供一种用于经由感应式功率传输信号无线地接收功率的功率接收器；所述功率接收器包括：通信线圈，其用于对接收到的通信信号进行接收；通信控制器，其被布置为对所述接收到的通信信号进行解码并生成针对所述通信线圈的通信响应信号；通信信号功率收获器，其被布置为：在所述通信信号处于第一值的时间间隔期间从所述接收到的通信信号中提取功率，以便对所述通信控制器供电；并且存储所述提取的功率的部分，所述提取的功率的所述部分足以在通信异物检测时间间隔期间将所述通信控制器(和用户接口)维持在操作状态中；功率接收线圈，其用于从所述功率传输信号中提取功率；以及消息发射器，其用于向所述功率发射器发射消息。功率接收器能够在通信fod时间间隔期间维持其硬件中的一些硬件，以便能够与功率发射器继续协作。
37.在实施例中，所述功率接收器的所述通信控制器被布置为在所述通信异物检测时间间隔期间维持连接状态。这具有以下优点：在每个新的通信时间间隔时不需要重新协商通信。
38.在实施例中，所述功率接收器包括用户接口，并且被布置为使得所提取的功率足以对所述通信控制器和所述用户接口供电，其中，所述通信信号具有66％或更小的占空比。用于fod测试的时间和任何其他非通信操作可能占据通信时段的高达三分之一的时间。因此，期望功率接收器能够对此进行管理。
39.在实施例中，所述功率接收器被布置为与所述功率发射器协商关于所述功率发射器在通信阶段期间能够支持的异物检测时间间隔的频率。
40.还提供了一种无线功率传输系统，所述无线功率传输系统包括功率发射器和功率接收器，所述功率发射器用于经由感应式功率传输信号向功率接收器无线地提供功率。所述功率发射器包括：异物检测器，其被布置为执行异物检测测试；通信线圈，其用于生成通信信号；通信单元，其被布置为生成针对所述通信线圈的通信控制信号以在通信时段期间提供所述通信信号，所述通信单元被布置为在所述通信时段期间将所述通信控制信号设定到第一值并在第一异物检测时间间隔期间将所述通信控制信号设定到第二值，所述第一异物检测时间间隔发生在所述通信时段期间；发射器线圈，其用于生成所述功率传输信号；驱动器，其用于生成针对所述发射器线圈的驱动信号，所述驱动器被布置为在功率传输阶段期间生成所述驱动信号以采用重复时间框架，所述重复时间框架至少包括功率传输时间间隔和异物检测时间间隔；以及接收器，其用于从所述功率接收器接收消息。所述功率接收器
包括：通信线圈，其用于对接收到的通信信号进行接收；通信控制器，其被布置为对所述接收到的通信信号进行解码并生成针对所述通信线圈的通信响应信号；通信信号功率收获器，其被布置为：从所述接收到的通信信号中提取功率，以便对所述通信控制器供电；并且存储所述提取的功率的部分，所述提取的功率的所述部分足以将所述通信控制器和用户接口维持在操作状态中；以及消息发射器，其用于向所述功率发射器发射消息。
41.还提供了一种操作功率发射器的方法，所述功率发射器经由感应式功率传输信号向功率接收器无线地提供功率，所述方法包括：生成通信信号，其中，所述通信信号在通信时段期间被设定到第一值并在第一异物检测时间间隔期间被设定到第二值，所述第一异物检测时间间隔发生在所述通信时段期间；将所述通信信号应用于通信场；生成功率传输信号；生成针对发射器线圈的驱动信号，其中，在功率传输阶段期间，所述驱动信号采用重复时间框架，所述重复时间框架至少包括功率传输时间间隔和第二异物检测时间间隔；并且在所述第一异物检测时间间隔和所述第二异物检测时间间隔期间执行异物检测；从所述功率接收器接收消息。
42.还提供了一种操作功率接收器的方法，所述功率接收器用于经由感应式功率传输信号无线地接收功率，所述方法包括：经由通信线圈对接收到的通信信号进行接收；对所述接收到的通信信号进行解码并生成针对所述通信线圈的通信响应信号；从所述接收到的通信信号中提取功率并对通信控制器和用户接口供电，并且存储所述提取的功率的部分，所述提取的功率的所述部分足以在第一异物检测时间间隔期间将所述通信控制器和所述用户接口维持在操作状态中；使用功率传输线圈从所述功率传输信号中提取功率，并且经由所述通信线圈向所述功率发射器发射消息。
43.还提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品在位于无线功率发射器或无线功率接收器中的处理器上运行时使所述无线功率发射器操作相应的方法。
附图说明
44.参考附图并仅通过举例的方式描述本发明的实施例，在附图中：
45.图1图示了根据实施例的功率传输系统的元件的示例。
46.图2图示了根据实施例的功率发射器的元件的示例。
47.图3a和图3b图示了用于功率发射器的半桥逆变器和全桥逆变器的示例。
48.图4图示了根据实施例的功率接收器。
49.图5图示了根据实施例的功率接收器的元件的示例。
50.图6图示了根据实施例的系统的操作的时间框架。
51.图7图示了图1的无线功率传输系统的操作的阶段。
52.图8图示了以框架图呈现的图1的无线功率传输系统的操作的时段。
53.图9图示了根据本发明的一些实施例的图1的无线功率传输系统的操作的阶段。
54.图10图示了根据本发明的一些实施例的以框架图呈现的图1的无线功率传输系统的操作的阶段。
具体实施方式
55.以下描述专注于可应用于利用例如从qi规范中已知的功率传输方法的无线功率
传输系统的本发明的实施例。然而，将意识到，本发明不限于该应用，而是可以应用于许多其他无线功率传输系统。
56.图1图示了根据本发明的一些实施例的功率传输系统100的示例。功率传输系统包括功率发射器101，功率发射器101包括(或被耦合到)发射器线圈/电感器103。该系统还包括功率接收器105，功率接收器105包括(或被耦合到)接收器线圈/电感器107。
57.系统100提供电磁功率传输信号，所述电磁功率传输信号可以从功率发射器101被感应式功率到功率接收器105。特别地，功率发射器101生成电磁信号，所述电磁信号被发射器线圈或电感器103传播为磁通量。功率传输信号通常具有约20khz至约500khz之间的频率，并且对于qi兼容系统，所述功率传输信号的频率范围通常为95khz至205khz(或者例如对于高功率厨房应用，所述功率传输信号的频率范围通常在20khz至80khz之间)。发射器线圈103和功率接收线圈107被松散地耦合，因此功率接收线圈107从功率发射器101拾取功率传输信号(的至少部分)。因此，功率经由从发射器线圈103到功率接收线圈107的无线感应耦合从功率发射器101被传输到功率接收器105。术语功率传输信号主要用于指代发射器线圈103与功率接收线圈107之间的感应信号/磁场(磁通量信号)，但是将意识到，术语功率传输信号也可以被等价地视为和用作对被提供给发射器线圈103的或由功率接收线圈107拾取的电信号的引用。
58.在该示例中，功率接收器105特别是功率接收器，所述功率接收器经由接收器线圈107来接收功率。然而，在其他实施例中，功率接收器105可以包括金属元件，例如，金属发热元件，在这种情况下，功率传输信号直接感应出涡电流，从而导致元件的直接发热。
59.系统100可以被布置为传输大功率水平，并且特别地，在许多实施例中，功率发射器101可以支持超过500mw、1w、5w、50w、100w或500w的功率水平。例如，对于qi对应的应用，功率传输对于低功率应用通常可以在1-5w的功率范围内(基本功率概况)，对于qi规范版本1.2最高达到15w，对于较高功率应用(例如，电动工具、膝上型电脑、无人机、机器人等)在高达100w的范围内，并且对于超高功率应用(例如，厨房电器)最高超过1000w。
60.在下文中，将具体参考通常根据qi规范的(除了本文描述的(或随之而来的)修改和增强)或适合用于由无线功率联盟开发的较高功率厨房规格的实施例来描述功率发射器101和功率接收器105的操作。特别地，功率发射器101和功率接收器105可以遵循qi规范版本1.0、1.1或1.2的元件或者与其基本兼容(除了本文描述的(或随之而来的)修改和增强)。
61.在无线功率传输系统中，在功率传输期间存在物体(通常是从功率传输信号中提取功率但不是功率发射器101或功率接收器105的部分的导电元件，即，是非预期的、不期望的和/或干扰功率传输的导电元件)会是高度不利的。这种不期望的物体在本领域中被称为异物。
62.异物不仅会通过对操作增加功率损耗来降低效率，而且还会(例如通过干扰功率传输效率或提取例如功率传输回路未直接控制的功率)劣化功率传输操作本身。另外，在异物中感应出电流(特别是异物的金属零件中的涡电流)会导致通常非常不期望的异物发热。当正在使用例如可应用于厨房电器的高功率水平以及甚至小物体能够不期望地发烫时，这种担忧情况特别严重。
63.为了解决这种场景中的问题，诸如qi之类的无线功率传输系统包括用于异物检测的功能。特别地，功率发射器101包括寻求检测异物是否存在的功能。如果是这样的话，则功
率发射器101可以例如终止功率传输或降低能够传输的最大功率量。
64.qi规范提出的当前方法基于检测(通过对发射功率与报告的接收功率进行比较而得到的)功率损耗或检测输出谐振电路的质量q的劣化。然而，在当前使用中，已经发现这些方法在许多场景中提供了次优性能，并且它们可能会特别导致不准确的检测，从而导致错过检测和/或假阳性(其中，尽管不存在这样的异物，但还是检测到异物)。
65.可以在功率接收器进入功率传输阶段之前(例如在功率传输的初始化期间)或在功率传输阶段期间执行异物检测。在功率传输阶段期间的检测通常基于测得的发射功率与接收功率的比较，而在功率传输阶段之前发生的检测通常基于(例如通过使用小测量信号测量发射器线圈的品质因数而得到的)反射阻抗的测量值。
66.常规的异物检测往往是次优的，部分原因是在执行异物检测的特定操作条件和场景中的变化和不确定性，包括功率发射器属性、功率接收器属性、施加的测试条件等中的变化和不确定性。
67.异物检测测试的挑战的示例是要求执行足够准确的测量以实现足够可靠的异物检测。这会引起期望尽可能强大的信号，以便提高检测准确度。然而，这会增加功率接收器和存在的任何异物中的功率损耗。检测性能对施加的特定信号水平会很灵敏，并且通常会产生相冲突的要求。
68.图1的系统使用了用于异物检测的方法，该方法寻求调整操作以提供改进的针对异物检测的权衡方案并促进较早检测到异物。在许多实施例中，该方法可以提供改进的异物检测，并且特别地，在许多实施例中，该方法可以提供更加准确和/或可靠的异物检测。该方法还可以允许低复杂度和低资源要求。该方法的优点是它可以适合用于被包括在许多现有系统中，例如特别是被包括在qi无线功率传输系统中，正因如此，通常可以在修改很少的情况下实现该方法。
69.如在下面将更详细描述的，该方法在功率传输阶段期间利用了时分方法，其中，可以例如在单独的时间间隔中执行异物检测和功率传输，从而允许大大减少异物检测与功率传输之间的干扰(特别是功率传输对异物检测的影响)。此外，可以针对特定的测试场景调整所生成的电磁信号的参数。这能够通过调整过程来实现，该调整过程例如可以是在系统进入功率传输阶段之前执行的。
70.在下文中，将更详细地描述图1的系统。在该示例中，通过(由不同驱动器驱动的)两个不同的线圈生成电磁功率传输信号和用于异物检测的电磁测试信号。另外，将通过不同的术语来指代信号，即，在功率传输时间间隔期间生成的电磁信号将被称为功率传输信号，并且在异物检测时间间隔期间生成的电磁信号将被称为电磁测试信号，或仅被称为测试信号。然而，将意识到，在许多实施例中，可以从既在功率传输时间间隔中又在异物检测时间间隔中的同一线圈生成电磁信号，并且实际上同一驱动器可以既用于功率传输时间间隔又用于异物检测时间间隔。实际上，在许多实施例中，对测试信号的引用可以被等价地视为在异物检测时间间隔期间的功率传输信号。
71.图2更详细地图示了图1的功率发射器101的元件。
72.功率发射器101包括驱动器201，该驱动器201能够生成(功率传输)驱动信号，该驱动信号被馈送到发射器线圈103，发射器线圈103继而生成电磁功率传输信号，从而向功率接收器105提供功率传输。在功率传输阶段的功率传输时间间隔期间提供功率传输信号。
73.驱动器201生成被馈送到发射器电感器103的电流和电压。驱动器201通常是逆变器形式的驱动电路，该驱动电路根据dc电压生成交流信号。驱动器201的输出通常是通过开关电桥的开关的适当切换来生成驱动信号的开关电桥。应当理解，可以存在其他部件(例如，匹配电路)。这些部件在技术人员的能力范围内并且在这里没有被详细讨论。功率发射器101还包括功率发射器控制器203，功率发射器控制器203被布置为根据所期望的操作原理来控制功率发射器101的操作。特别地，功率发射器101可以包括根据qi规范执行功率控制所要求的许多功能。
74.功率发射器控制器203特别被布置为控制由驱动器201生成驱动信号的生成过程，并且能够特别地控制驱动信号的功率水平，并且相应地控制所生成的功率传输信号的水平。功率发射器控制器203包括功率回路控制器，所述功率回路控制器在功率控制阶段期间响应于从功率接收器105接收的功率控制消息而控制功率传输信号的功率水平。
75.为了从功率接收器105接收数据和消息，功率发射器101可以包括消息接收器205，消息接收器205被布置为经由功率信号从功率接收器105接收数据和消息。如本领域技术人员将认识到的，数据消息可以提供一个或多个比特的信息。在一些情况下，功率接收器105被布置为负载调制由发射器线圈103生成的功率传输信号，并且消息接收器205被布置为感测发射器线圈103的电压和/或电流的变化并基于该变化对这些负载调制进行解调。技术人员将意识到(例如在qi无线功率传输系统中使用的)负载调制的原理，因此将不会更详细地描述这些原理。
76.在一些实施例中，可以使用单独的通信信道来执行通信，这可以使用单独的通信单元207来实现。在其他实施例中，可以使用发射器线圈103来执行通信。在使用单独的通信单元207的情况下，这可以具有通信线圈或天线209。通信线圈209被描绘为环形天线，但是其他形式可以是合适的，并且技术人员在其能力范围内可以进行选择。例如，在一些实施例中，通过使用单独的通信单元207，可以实施近场通信，或者可以将高频载波(例如具有13.56mhz的载波频率)叠加在功率传输信号上。可以使用符合iso/iec18092或iso/iec14443规范中的一些或全部内容的通信协议。
77.功率发射器101还可以包括异物检测器211，异物检测器211被布置为执行异物检测测试，即，特别地检测任何不期望的导电元件是否可能存在于所生成的电磁场内。功率发射器101可以包括被耦合到测试生成器215的测试线圈213，测试生成器215被布置为生成针对测试线圈213的测试驱动信号，以在异物检测时间间隔期间提供电磁测试信号。测试驱动信号是被馈送到测试线圈213的电信号，该测试驱动信号引起生成电磁测试信号，即，测试线圈213根据测试驱动信号来生成具有一定场强的对应电磁场。
78.测试生成器215可以包括与驱动器201基本相同的功能，例如，测试生成器215可以包括半桥或全桥逆变器。实际上，如前所述，在许多实施例中，测试生成器215可以由驱动器201来实施，并且测试线圈213可以由发射器线圈103来实施。因此，在下文中，针对其中同一线圈既用于生成功率传输信号又用于生成电磁测试信号的实施例，对测试生成器215和测试线圈213的所有引用在适当情况下可以被视为对驱动器201和测试线圈213的引用。
79.功率发射器还可以包括适配器/校准器217，适配器/校准器217被布置为确定针对测试驱动信号的一个或多个参数的合适值。然后在功率传输阶段的(至少一个)异物检测时间间隔期间应用该测试驱动信号参数值。
80.在一些实施例中，通信单元207也可以用于异物检测(fod)。在这种情况下，测试线圈213和测试生成器215被有效地结合到通信单元207中，并且可能不作为单独的单元存在。同一线圈或天线也可以在这种配置中既用于通信又用于fod。在这样的实施例中，异物检测器211与通信单元207通信。
81.图3a示出了在功率发射器101的实施例中使用的半桥开关电桥/逆变器的示意图。跨输入端v 和v-施加dc电压。控制开关s1和s2而使得它们永远不会同时闭合。交替地进行以下操作：s1闭合而s2断开，以及s2闭合而s1断开。以所期望的频率断开和闭合开关，从而在输出处生成交流信号。通常，逆变器的输出经由谐振电容器cres被连接到发射器电感器103。
82.图3b示出了在功率发射器101的实施例中使用的全桥开关电桥/逆变器的示意图。跨输入端v 和v-施加dc电压。在一些操作模式中，控制开关s1和s2而使得它们永远不会同时闭合。控制开关s3和s4而使得它们永远不会同时闭合。交替地进行以下操作：开关s1和s4闭合而s2和s3断开，然后s2和s3闭合而s1和s4断开，从而在输出处创建方波信号。以所期望的频率打开和关闭开关。在另一操作模式中，在部分时间内s1和s3断开并且s2和s4闭合，反之亦然。这通常被称为相位控制。
83.图4图示了图1的功率接收器105的一些示例性元件。接收器线圈107被耦合到功率接收器控制器401，功率接收器控制器401经由负载输出电路405将接收器线圈107耦合到负载403。功率接收器控制器401和负载输出电路405包括功率控制路径，该功率控制路径将由接收器线圈107提取的功率转换成用于负载403的合适功率。另外，功率接收器控制器401可以包括执行功率传输所要求的各种功率接收器控制器功能，并且特别是根据qi规范执行功率传输所要求的特定功能。
84.为了支持从功率接收器105到功率发射器101的通信，功率接收器105可以包括负载调制器407。负载调制器407能够被布置为响应于要被发射到功率发射器101的数据而改变接收器线圈107的负载。然后，功率发射器101对负载变化进行检测和解调，如本领域技术人员将会知晓的那样。
85.功率接收器105可以包括功率控制器409，功率控制器409被布置为与功率发射器101建立功率控制回路。特别地，功率控制器409能够向功率发射器101发射功率控制消息，并且作为响应，功率发射器101可以在功率传输时间间隔期间改变功率传输信号的功率水平。通常，功率控制器409可以生成功率控制错误消息，所述功率控制错误消息指示功率发射器101增大或减小功率水平的请求。功率控制器409可以通过将测量值与参考值进行比较来确定适当的错误消息。在功率传输期间，功率控制器409可以将所提供的功率水平与所要求的功率水平进行比较，并且基于这种比较来请求增大或减小的功率水平。功率控制器409可以包括消息控制器，所述消息控制器能够被布置为生成合适的消息并控制负载调制器，使得根据消息来调制功率传输信号，从而允许功率发射器101检测所发射的消息。
86.功率接收器105可以包括负载控制器411。在功率接收器105被布置为在功率传输阶段期间的每个框架的(一个或多个)减小的功率时间间隔期间进入降低的功率模式的情况下，负载控制器可以是有用的。在该示例中，功率接收器105包括控制负载输出电路405的负载控制器411(等效地，负载输出电路405能够被视为负载控制器的部分)。在减小的功率时间间隔期间，负载控制器411能够断开负载403与功率接收器的连接，即，负载控制器411
断开功率接收器控制器401的负载，从而断开接收器线圈107的负载。因此，以这种方式，负载控制器411在减小的功率时间间隔期间可以减小接收器线圈107的负载情况。此外，不仅可以减小功率接收器105的负载而使得更容易地检测其他功率损耗或检测调制，而且通常更重要的是，功率接收器105进入其中负载变化对电磁测试信号的影响减小的更加明确定义的状态或特定状态。而且，负载控制器可以用作执行负载调制的方式的部分。
87.将意识到，在异物检测间隔期间，接收器线圈107的负载情况可能并未完全关闭。例如，功率接收器105仍然可以提取功率以例如用于操作某种内部电路。因此，负载控制器411可以被布置为断开负载与带有该负载的接收器线圈107的连接，同时仍然允许接收器线圈107带有由一个或多个其他负载提供的负载情况。实际上，接收器线圈107的负载情况能够被视为包括负载控制器411在异物检测间隔期间断开的负载以及负载控制器411没有断开的负载。因此，负载403能够被视为表示在异物检测间隔期间可以与接收器线圈107断开的负载。该负载可以既包括建立功率传输的外部负载或内部负载，又可以包括例如在异物检测间隔期间临时关闭的内部控制功能。
88.功率接收器105可以包括通信单元413和相关联的通信线圈或天线415。这可以用于与功率发射器101中的等效通信单元207通信。通信线圈415被描绘为环形天线，但是其他形式也可以是合适的，并且技术人员在其能力范围内可以进行选择。例如，在一些实施例中，可以实施近场通信，或者可以将高频载波(例如具有13.56mhz的载波频率)叠加在功率传输信号上。可以使用符合iso/iec18092或iso/iec14443规范中的一些或全部内容的通信协议。
89.异物检测测试可以基于在异物检测时间间隔期间执行的测量。在这些异物检测时间间隔期间，功率发射器101在异物检测模式中进行操作，在异物检测模式中，针对评价是否存在任何异物的目的来设置操作条件。
90.例如，对于功率发射器101使用不同的线圈来生成功率传输信号和电磁测试信号的实施例，功率发射器101可以完全关闭功率传输信号并且将电磁测试信号设定到合适的值。在使用相同的线圈来生成功率传输信号和电磁测试信号的实施例中，可以将针对线圈的驱动信号从适合用于功率传输的操作点改变到适合用于异物检测的操作点。因此，在许多实施例中，驱动信号的电流、电压、频率、占空比、功率或水平以及因此功率传输信号和/或电磁测试信号在功率传输时间间隔与异物检测时间间隔之间改变。在许多实施例中，功率传输信号的功率或水平可以从通过功率传输控制回路功能确定的功率水平改变到不是通过功率传输控制回路功能确定的(独立于功率传输控制回路功能)的功率水平(例如，先前确定的值)。在许多实施例中，电磁信号的功率或水平可以从第一功率水平改变为第二功率水平。第一功率水平可以是预定水平或标称水平(并且特别地可以为零)或者可以例如通过功率传输功率控制回路来确定。第二功率水平可以是先前确定的水平，并且可以独立于功率传输功率控制回路。
91.在执行异物检测的间隔期间(即，在异物检测时间间隔期间)，异物检测器211因此评价条件以确定是否认为存在异物。在异物检测时间间隔期间，功率发射器101可以生成电磁测试信号，并且异物检测基于该信号的评价特性和属性。
92.例如，测试驱动信号的功率水平可以反映从所生成的电磁测试信号中提取的功率，并且这可以用作对潜在异物提取功率的指示(通常通过将其与从功率接收器105提取的
预期功率进行比较来实现)。电磁测试信号的功率水平反映了由电磁场中的导电元件(包括接收器线圈107)从电磁测试信号中提取的功率。因此，电磁测试信号的功率水平指示由功率接收器105与可能存在的任何异物的组合提取的功率。电磁信号的功率水平与由功率接收器105提取的功率之间的差异相应地反映了由存在的任何异物提取的功率。异物检测可以例如是低复杂度检测。例如，如果电磁信号的功率水平(此后被称为发射功率水平)的所述差异超过了所报告的由功率接收器105提取的功率(此后被称为接收功率水平)，则可以认为已经检测到异物。
93.在该方法中，相应地基于发射功率水平与报告的接收功率水平之间的功率水平比较来进行异物检测。在不同的实施例中，对异物检测的反应可以是不同的。然而，在许多实施例中，功率发射器101可以被布置为响应于检测到异物而(至少临时地)终止功率传输。
94.图5图示了功率接收器105的功率路径的示例的元件的电路图。在该示例中，功率接收器105包括被称为lrx的接收器线圈107。在该示例中，接收器线圈107是谐振电路的部分，并且功率接收器105相应地还包括谐振电容器501(crx)。接收器线圈107经受电磁信号，并且相应地在线圈中感应出ac电压/电流。谐振电路被耦合到整流电桥503，整流电桥503具有被耦合到该电桥的输出的平滑电容器505(c1)。因此，在电容器505上生成dc电压。dc电压上的纹波的幅值将取决于平滑电容器的大小以及负载。
95.电桥503和平滑电容器505经由开关607被耦合到负载403。还将意识到，负载403被示为简单的无源电阻器，但是它当然也可以是任何合适的负载。例如，负载403可以是要充电的电池、移动电话或另一通信或计算设备，负载403可以是简单的无源负载等。实际上，负载403不需要是外部负载或专用内部负载，而是可以例如包括功率接收器105本身的元件。因此，图4和图5中所示的负载403可以被视为表示接收器线圈107/电磁信号的任何负载。
96.图5还示出了能够基于开关511的切换而与谐振电路并行连接或断开的负载调制电容器509(c2)。负载调制器407或消息控制器409可以被布置为控制开关511，使得调制电容器c2的负载能够响应于要被发射到功率发射器101的数据而被连接和断开，从而提供负载调制。
97.图6形象地图示了功率传输过程的时间段。功率传输可以具有两个阶段：通信阶段601(被注释为“comm/neg/cal”)和功率传输阶段603。
98.在通信阶段601期间，功率发射器101和功率接收器105建立通信并且关于它们各自的要求和能力进行协商。在qi规范中描述了这样的阶段。它们还可以执行可以在后续操作期间使用的校准例程。
99.在功率传输阶段603期间，系统101应用重复时间框架605，其中，时间框架605包括至少一个功率传输时间间隔607和一个异物检测时间间隔609。用pt指示功率传输时间间隔，并且用fod/comm指示异物检测时间间隔。在该示例中，每个时间框架605仅包括一个fod时间间隔609和一个功率传输时间间隔607，并且这些时间间隔(以及时间框架本身)在每个框架中具有相同的持续时间。fod时间间隔609也可以用于通信。将意识到，在其他实施例中，在时间框架中也可以包括其他时间间隔(例如，单独的通信间隔)，或者在每个时间框架中可以包括多个异物检测时间间隔和/或功率传输时间间隔。特别地，一些时间框架可以包括调整时间间隔或校准时间间隔，以允许校准fod系统(211、215、207)。此外，在一些实施例中，不同时间间隔(并且实际上时间框架本身)的持续时间可以动态地变化。还将意识到，如
图所示的时段的长度并不意味着各个间隔之间的比例。
100.在该方法中，异物检测和功率传输因此在时域中是分离的，从而使得从功率传输到异物检测的交叉干扰减少。因此，能够从异物检测中隔离出由功率传输的操作条件的变化引起的变化性和不确定性，从而使得异物检测更加准确可靠。
101.在功率传输时间间隔607中，功率发射器因此被布置为在功率传输阶段的时间框架的功率传输时间间隔期间执行功率传输。特别地，在这些时间间隔期间，功率发射器101和功率接收器105可以操作功率控制回路(功率控制回路可以基于在功率传输信号时间间隔内的通信，或者可以例如基于在功率传输信号时间间隔外部的通信，例如，专用通信时间间隔。例如，每个fod时间间隔609可以被多个交替的功率传输信号时间间隔607和通信时间间隔分开)。因此，可以动态地改变被传输的功率水平。在功率传输阶段的时间框架的异物检测时间间隔609中，可以将驱动信号的至少一个参数以及因此电磁测试信号的至少一个参数设定到在异物检测时间间隔之前执行的调整操作期间确定的值。因此，在异物检测时间间隔中，可以将参数设定到预定值(即，在异物检测时间间隔之前确定的值，并且通常为在功率传输阶段之前确定的值)。相比之下，在功率传输时间间隔期间，参数可能不会被约束到该预定值。
102.例如，在功率传输时间间隔607期间，系统可以操作功率控制回路，该功率控制回路允许响应于来自功率接收器的功率控制消息而改变功率传输信号的功率水平。功率控制回路可以控制/改变驱动信号/功率传输信号的电流、电压和频率中的至少一项。相比之下，在fod时间间隔609期间，可以将在功率传输时间间隔期间通过功率控制回路改变的参数设定到在功率传输阶段之前确定的预定值。
103.功率接收器105在fod时间间隔609期间可以方便地减小在功率传输阶段603期间发生的负载。
104.在同一线圈既用于功率传输信号又用于电磁测试信号的实施例中，功率发射器可以被布置为相对于功率传输时间间隔在异物检测时间间隔期间减小功率传输信号的水平。在许多情况下，可以允许功率传输信号的功率水平增加到高水平，例如增加到10-100w的水平，或者在许多(例如用于厨房电器的功率传输的)应用中甚至增加到相当高的水平。然而，在异物检测时间间隔期间，所生成的电磁信号的功率水平可以减小到大大低于在功率传输时间间隔期间的电流或最大允许功率的预定水平。例如，功率水平可以被设定到不超过1w的预定水平。
105.在甚至使用专用fod系统的(例如用于厨房电器的功率传输的)高功率应用中，降低功率传输信号可以是有利的。期望fod系统很灵敏，以便甚至能检测到小物体。在fod系统使用要求电磁场的技术(例如，品质因数变化)的情况下，大功率信号(即，强磁场)的存在将会要求fod系统具有高动态范围，以便仍然能够检测微弱的异物信号。强功率信号还可能降低fod测试的信噪比(snr)。在使用功率损耗核算方法的情况下，当存在大功率信号时(即，当传输大量功率时)，可能难以准确检测吸收功率的差异，因为与测量误差相比，这些差异可能不会太大。因此，功率水平可以被设定到零或非常接近零。
106.图7图示了在(例如具有厨房电器的)高功率应用中的时间间隔和信号。在该特定示例中，功率发射器101被提供有ac市电电源。在功率传输间隔709期间，功率信号具有遵循市电电源的整流版本的包络线的包络线。如图所示，以比市电频率更高的频率操作图3a和
图3b的开关电路。fod间隔707被定位在过零点处(或与过零点同步)。fod间隔707可以以过零点为中心，在过零点的任一侧具有间隔。市电的过零点是方便的时间，因为来自市电的干扰将较低。fod间隔的可能时间宽度为1.6ms，其应足以允许fod测试和任何通信的时间。然而，取决于系统的细节，其他宽度也可以是优选的，并且技术人员将能够做出这种确定。在fod间隔期间，可以将功率信号维持为零或低于磁场不会干扰fod测试的水平，直到任何不可接受的水平。由于大多数功率是在高功率水平下传输的，因此在fod间隔期间将功率信号设定到零会更方便。
107.除了应用包括特定的异物检测时间间隔的时间框架之外，系统还可以应用一种方法，其中，基于调整过程来调整测试信号的一个或多个参数(或属性)的值，在许多实施例中，可以在功率传输阶段之前执行该调整过程。因此，该调整过程在功率传输阶段之前确定针对电磁测试信号的参数/属性中的一个或多个参数/属性的优选值，然后在随后的功率传输阶段的异物检测时间间隔期间应用该优选值。在一些实施例中，可以在功率传输阶段期间(例如以规则间隔)重复该调整过程。
108.在功率发射器101包括专用fod单元的情况下，功率发射器101可以包括适配器/校准器217，适配器/校准器217被布置为在调整时间间隔期间确定测试驱动信号参数值，这个操作可以在功率传输阶段期间和/或在功率传输阶段之前执行。
109.在高功率应用的情况下，即使仅在功率传输阶段603的前几个功率传输间隔607中，潜在的异物发热也会很显著。因此，期望尽可能快地(实际上在功率传输阶段603开始之前)检测任何异物。虽然可以利用fod时间间隔609来开始功率传输阶段603，但是期望的是可以提高系统的安全性，因为这存在fod测试错过异物(特别是当异物很小时)并允许功率传输继续进行的风险。应当理解，所有测量方法都具有误差和噪声限制，并且这些误差和噪声限制会有助于引起假阴性。
110.图8图示了根据实施例的功率传输系统101中的时间间隔和信号。如前所述，通信阶段先于功率传输阶段603。在功率传输阶段603中，具有包括功率传输间隔607和fod时间间隔609的重复时间框架。另外，在通信阶段601期间可以存在fod时间间隔(或时隙)811。
111.图9图示了根据实施例的在通信阶段601期间的时间间隔。通信阶段601包括一系列通信时间间隔901和fod时间间隔903。在通信阶段期间执行fod测试允许较早检测到异物。而且，在功率传输开始之前具有更多的fod测试机会降低了错过异物的风险。在通信阶段601期间具有多个fod时间间隔903会是有利的。
112.能够理解，由于用户的行为(而不是系统的要求)，通信阶段实际上可以是相当长的。在许多情况下，对于高功率应用(例如，厨房电器)，用户可以将该电器(功率接收器105)放置在功率发射器101上而不用立即试图开启高功率。这对重复的fod测试给出了另外的机会，并且可以有利于保持重复fod测试，直到用户做出一些操作以开始功率传输阶段603。实际上，可以建议这种操作，因为它迎合了以下情况：异物是在第一fod测试之后且在功率传输阶段603之前引入的。实际上，可以期望在通信阶段601期间每秒执行多达5个fod测试。每秒超过10个fod测试的增益较少。
113.用于通信(例如，nfc)的场也会在某种程度上干扰fod测试，例如降低测量结果的snr。因此，可以期望在fod时间间隔期间移除通信信号(场)。然而，移除通信信号本身可能会引起问题。功率接收器依赖于用于为其通信电路供电的该信号(因为尚未建立功率信
号)。移除信号太长时间可能导致接收器的活跃零件的不稳定性或断电，并且后果可能是必须重新初始化通信。也将意识到，当不存在通信信号时也不可能进行通信。“移除信号”可以包括降低信号功率，并且在通信期间使用的水平的百分之一可能足以使对fod测试的干扰降低到可接受的水平。
114.在通信阶段601期间，需要对一定量的电路和硬件通电，并且没有经由市电功率传输系统(即，线圈103、107和相关联的硬件)传输任何功率。这种电路可以是通信单元413以及功率接收器控制器401的逻辑单元的用于协商、间隔计时和决策的任务所需的部分。可以存在用户接口(其可以仅仅是着色的led)，并且在至少一些方面，用户接口可以方便地通电。在nfc用于通信的情况下，可以收获(或提取)nfc场的能量中的一些能量并用它来为前述硬件供电。由于在fod时间间隔期间可以移除(或至少显著减小)nfc场，因此功率接收器105的能量收获硬件(在存在时其可以方便地结合到通信单元413中)应当能够收获足够的能量并存储这些能量，以便能够在fod时间间隔903期间使所要求的硬件保持通电。通信信号(场)可能仅存在66％的时间。因此，功率接收器105的能量收获器能够使用小于66％的占空比的通信场使所要求的硬件保持通电将是有利的。功率接收器105能够方便地发信号给功率发射器101，以便使其增大或减小通信信号中的功率。这假定功率发射器的通信单元207正在提供通信信号。在符合前述iso/iec标准之一的协议的情况下，当功率发射器的通信单元207通过提供通信场并执行读取命令来发起通信时可以进行功率调节。
115.可以通过在接收器中提供电容器来帮助功率接收器在一定程度上以稳定方式保持通电。然而，期望将此值保持到最小值，因为在存在功率的时段期间，电容器本身将存在负载，因此“从功率接收器的其余部分获取功率”，即，与仅有接收器要被供电的情况相比需要传输更多的功率。非常大的电容器也会带来尺寸和成本惩罚。因此，需要进行权衡。
116.因此，存在用于经由感应式功率传输信号向功率接收器105无线地提供功率的功率发射器101，功率发射器101包括：异物检测器207、215，其被布置为执行异物检测测试；通信线圈209，其用于生成通信信号；通信生成器207，其被布置为生成针对通信线圈209的通信控制信号以在通信时段期间提供通信信号，所述通信生成器207被布置为在通信时段期间将通信控制信号设定到第一值并在通信异物检测时间间隔期间将通信控制信号设定到第二值，通信异物检测时间间隔发生在通信时段期间；功率传输线圈103，其用于生成功率传输信号；驱动器201，其用于生成针对功率传输线圈103的驱动信号；驱动器201，其被布置为在功率传输阶段期间生成驱动信号以采用重复时间框架，所述重复时间框架至少包括功率传输时间间隔和传输异物检测时间间隔；以及接收器205、207，其用于从功率接收器105接收消息。功率接收器105被布置用于经由感应式功率传输信号无线地接收功率。功率接收器105包括：通信线圈107，其用于对接收到的通信信号进行接收；通信控制器413、407、409，其被布置为对接收到的通信信号进行解码并生成针对通信线圈415、407的通信响应信号；通信信号功率收获器413、107，其被布置为：在通信信号处于第一值的时间间隔期间从接收到的通信信号中提取功率，以便对通信控制器和用户接口供电；并且存储所述提取的功率的部分，所述提取的功率的所述部分足以在通信异物检测时间间隔期间将通信控制器和用户接口维持在操作状态中；消息发射器413、407，其用于向所述功率发射器发射消息。功率接收器还可以包括用户接口，所述用户接口可以更加复杂或者不太复杂(例如从简单的led到显示器)。
117.通常，第一值将高于第二值，并且第二值将为零或基本为零。
118.因此，操作功率发射器101(功率发射器101经由感应式功率传输信号向功率接收器105无线地提供功率)的方法包括：生成通信控制信号，其中，通信控制信号在通信时段期间被设定到第一值并且在第一异物检测时间间隔期间被设定到第二值，第一异物检测时间间隔发生在通信时段期间；通过将通信信号应用于通信场来生成通信信号；生成功率传输信号；生成针对发射器线圈(103)的驱动信号，其中，在功率传输阶段期间，驱动信号采用重复时间框架，所述重复时间框架至少包括功率传输时间间隔和第二异物检测时间间隔；并且在第一异物检测时间间隔和第二异物检测时间间隔期间执行异物检测；并且从功率接收器105接收消息。在功率接收器105侧，操作功率接收器105(功率接收器105用于经由感应式功率传输信号来无线地接收功率)的方法包括：经由通信线圈107对接收到的通信信号进行接收；对接收到的通信信号进行解码并生成针对通信线圈107的通信响应信号；从接收到的通信信号中提取功率并对通信控制器413、407、409和用户接口供电，并且存储所述提取的功率的部分，所述提取的功率的所述部分足以在第一异物检测时间间隔期间将通信控制器和用户接口维持在操作状态中；使用功率传输线圈107从功率传输信号中提取功率；在第二异物检测时间间隔期间减小功率接收器的负载；并且经由通信线圈向功率发射器发射消息。
119.执行fod的方便方式是施加信号，以便观察谐振电路中的振荡的阻尼情况。根据阻尼情况，能够估计系统的电抗的实数部分。由于电抗的实数部分表示由系统吸收的功率量，因此能够根据电抗的实数部分来确定异物的存在。为了成功地执行该操作，需要多个循环，并且循环越多(即，测试越长)，异物确定结果就越准确。
120.图10图示了根据另外的实施例的在通信601期间的时间间隔。通信阶段601可以与第一(初始)通信间隔1001开始。该第一通信间隔1001之后是较长的fod时间间隔1003。然后跟随有通信间隔1005和较短的fod时间间隔1007。较长的通信异物检测时间间隔比较短的异物检测时间间隔更长。较长的fod时间间隔1003可以用于准确的fod测试和/或用于对由fod测试(例如，在通信阶段601中稍后执行的fod测试或功率传输阶段603的fod测试)使用的fod系统的调整/校准。也可以进行其他测量(例如，耦合系数测量)并且稍后使用该结果。较短的fod时间间隔1007可以用于较快地检查异物的存在。例如，这可以是使用在较长的fod时间间隔期间采集的校准数据(在适用时)，并且/或者这可以是使用较快(但可能不太准确)的方法。较长的fod时间间隔可以是100ms或更短时间，并且较短的fod时间间隔可以是10ms或更短时间，并且通常长约2ms。这些值将允许系统间存在变化，例如，测量电路中的实际谐振频率或噪声水平的差异。因此，如果用户希望在将电器放置在功率发射器101上时就立即开始使用该电器，用户确实不会体验到明显的延迟，就可以方便地在开始连接的(大致)200ms的时间内完成较长的fod测试。与使用要求较长的间隔的fod测试方法相比，使用较长的fod时间间隔和较短的fod时间间隔能够具有以下优点：能够使用更多的fod时间间隔，同时不会使通信场的占空比降低太多。
121.将该结果与较短的fod时间间隔进行比较可以是有用的。在该结果彼此偏离超过阈值的情况下，可以使用另一较长的fod时间间隔。这种比较和阈值的示例可以是要求来自一系列短fod测试的测量结果位于其平均结果的
±
5％的带内。
122.可以理解，功率发射器101和功率接收器105还可以在通信阶段601的开始期间关
于要在通信阶段601期间发生的fod时间间隔903、1001、1005的定时、频率和/或持续时间进行协商。这允许系统101尽可能高地设定fod测试频率(或持续时间)，同时允许在能量收集的操作中保留一些裕量。
123.可以理解，通信单元207、413及其各自的线圈209、415也可以用于除了异物检测之外的其他测量。可以使用它们来测量耦合因子。可以在通信阶段601期间发生的fod时间间隔903、1003、1005期间执行这种测量。这可以具有允许更精确地调节功率信号的益处。在使用通信单元207或专用fod测试器213中的任意一者或两者来执行功率传输阶段603的fod测试的情况下，该硬件也可以用于耦合因子测量。这将具有辅助功率控制(例如，检测电器略微发生移动)的优点。这可以通过以下操作来实现：使功率接收器105指示它能够支持的最大数量的fod时间间隔，然后使功率发射器101符合这一点。
124.将意识到，为了清楚起见，上面的描述参考了不同的功能电路、单元和处理器来描述本发明的实施例。然而，显而易见的是，可以使用不同的功能电路、单元或处理器之间的任何合适的功能分布而不背离本发明。例如，被图示为由单独的处理器或控制器执行的功能可以由相同的处理器或控制器来执行。因此，对特定的功能单元或电路的引用仅被视为对用于提供所描述的功能的合适模块的引用，而不是指示严格的逻辑或物理结构或组织。
125.本发明能够以包括硬件、软件、固件或这些项目的任意组合的任意适合形式来实施。本发明可以任选地被至少部分地实施为在一个或多个数据处理器和/或数字信号处理器上运行的计算机软件。本发明的实施例的元件和部件可以以任何合适方式在物理上，在功能上和在逻辑上实施。实际上，功能可以被实施在单个单元中，在多个单元中或被实施为其他功能单元的部分。正因如此，本发明可以被实施在单个单元中，或者可以在物理上和在功能上被分布在不同的单元、电路和处理器之间。
126.虽然已经结合一些实施例描述了本发明，但是本发明并不旨在限于本文阐述的特定形式。而是，本发明的范围仅受到权利要求的限制。另外，虽然看起来是结合特定实施例描述了特征，但是本领域技术人员将认识到：可以根据本发明来组合所描述的实施例的各个特征。在权利要求中，术语“包括”并不排除其他元件或步骤的存在。
127.将意识到，对优选值的引用并不意味着超出其在异物检测初始化模式中确定的值的任何限制，即，优选地是通过在调整过程中确定该值。对优选值的引用可以代替对例如第一值的引用。
128.此外，虽然被单独列出，但是也可以通过例如单个电路、单元或处理器来实施多个模块、元件、电路或方法步骤。另外，虽然各个特征可以被包括在不同的权利要求中，但是这些特征可以被有利地组合，并且这些特征被包括在不同的权利要求中并不意味着这些特征的组合不是可行的和/或有利的。而且，特征被包括在一种类型的权利要求中并不意味着该特征限于这种类型的权利要求，而是指示该特征在适当时能够等价地适用于其它类型的权利要求。此外，权利要求中的特征的顺序并不意味着这些特征必须按其工作的任何特定顺序，并且特别地，方法权利要求中的各个步骤的顺序并不意味着必须按该顺序来执行这些步骤。而是，可以以任何合适的顺序来执行这些步骤。另外，单数引用并不排除多个。因此，对“一”、“一个”、“第一”、“第二”等的引用并不排除多个。仅为了澄清示例而提供的权利要求中的附图标记不应被解释为以任何方式限制权利要求的范围。