CN102386684A - 电子部件、馈电设备、电力接收设备和无线馈电系统 - Google Patents
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Abstract
本公开内容提供了一种电子部件、馈电设备、电力接收设备和无线馈电系统。所述电子部件包括线圈以及电路部,所述电路部具有接地端子和热端子并连接到所述线圈,其中,所述电路部的接地端子连接到所述线圈的一端侧,而所述电路部的热端子连接到所述线圈的另一端侧,从而所述电路部与所述线圈成为一体。
Description
技术领域
本公开内容涉及其中线圈(电感器)和连接到线圈的电路部彼此成为一体的电子部件、用于通过使用无线馈电系统以非接触(无线)的方式馈给电力的馈电设备、用于通过使用无线馈电系统以无线方式接收电力的电力接收设备以及无线馈电系统。
背景技术
电磁感应系统作为用于以非接触(无线)的方式进行电力供应的系统而为人所知。
此外,近年来,使用利用电磁交感谐振现象的被称为磁场交感谐振系统的系统或者使用被称为电波型的系统的无线馈电和充电系统引发了关注。
在目前通常使用的作为电磁感应系统的非接触馈电系统中,馈电源和馈电目的地(电力接收侧)需要维持共用的磁通量。因此,为了有效馈给电力,馈电源和馈电目的地需要布置在彼此附近。此外,用于馈电源与馈电目的地之间的耦合的轴线对准也很重要。
另一方面,利用电磁交感谐振现象的非接触馈电系统具有以下优点:与电磁感应系统的情况相比,其由于电磁交感谐振现象的原理而能够在一定距离上馈给电力,甚至当轴线调节有点差时,馈给效率也不会减小很多。
可注意到,除了利用电磁交感谐振现象的磁场交感谐振系统之外,还已知利用电磁交感谐振现象的电场交感谐振系统。
在磁场交感谐振类型的无线馈电系统中,不需要轴线对准,并且可以延长馈电距离。
现在,不仅在非接触馈电系统中,而且在包括线圈、电容器、复合电子部件等的电子设备中,也进行线圈与电路部的一体化组合。
日本专利第3,377,756号和第3,377,787号公开了一种技术,其中,当电路部和用于通信的线圈被布置得彼此接近时,为了减小模拟电路部与线圈之间的寄生电容,电路部和用于通信的线圈被布置得彼此不重叠。
此外,日本专利特许公开第Hei 6-124850号公开了一种使电路、多层电容器和线圈彼此成为一体的方法。利用该方法,通过使用粘合剂使彼此分开制造的层压体元件和电路板彼此结合,从而实现具有极好的温度特性的多层复合电子部件。
发明内容
然而,在日本专利第3,377,756号和第3,377,787号中公开的技术的情况下,由于电路部和用于通信的线圈彼此分开地存在,因此,为了减小浮地电容的影响,在物理上彼此远离地布置电路部和用于通信的线圈就变得重要。
也就是说,减小上述影响会导致整体尺寸变大的问题。
此外,还在日本特许专利公开第Hei 6-124850号中描述的技术的情况下,线圈、电容器部和电路部基本上均是彼此分开制造的,并通过使用粘合剂而被布置得彼此接近。
总之,日本特许专利公开第Hei 6-124850号中描述的技术也没有解决如在日本专利第3,377,756号和第3,377,787号中作为问题提出的电路与线圈之间的干扰的问题。
为了解决上述问题提出了本公开内容,因此,期望提供一种电子部件、馈电设备、电力接收设备和无线馈电系统,其中每一个中均能够减小整体尺寸,这是因为在电路部和线圈被布置得彼此接近且由此电路部和线圈能够彼此成为一体时,能够防止发生由浮地电容、涡流损耗等导致的特性退化。
为了实现上述的期望,根据本公开内容的一种实施方式,提供一种电子部件,所述电子部件包括线圈以及电路部,所述电路部具有接地端子和热端子并连接到所述线圈,其中,所述电路部的所述接地端子连接到所述线圈的一端侧,而所述电路部的所述热端子连接到所述线圈的另一端侧,从而所述电路部与所述线圈成为一体。
根据本公开内容的另一实施方式,提供一种馈电设备,包括:电力传输侧线圈部,具有适合于以无线方式传输电力的线圈;换流器,将交流(AC)电力转换成直流(DC)电力;以及电力传输电路,接收通过所述换流器中的所述转换获得的所述直流电力,并生成用于无线电力传输的高频电力,从而将得到的高频电力供应给所述电力传输侧线圈部,其中,形成电路部,所述电路部具有接地端子和热端子,连接到所述线圈,并具有所述换流器的至少一部分和所述电力传输电路;以及所述电路部的所述接地端子连接到所述线圈的一端侧,而所述电路部的所述热端子连接到所述线圈的另一端侧,从而所述电路部与所述线圈成为一体。
根据本公开内容的又一实施方式,提供一种电力接收设备,包括:电力接收侧线圈部,具有接收以无线方式传输的电力的线圈;整流电路,对由所述电力接收侧线圈部接收的所述电力进行整流;以及电源电路,对由所述整流电路整流得到的所述电力稳流,并把稳流后的所述电力供应给负载,其中,形成电路部,所述电路部具有接地端子和热端子,连接到所述线圈,并至少具有所述整流电路和所述电源电路;以及所述电路部的所述接地端子连接到所述线圈的一端侧,而所述电路部的所述热端子连接到所述线圈的另一端侧,从而所述电路部与所述线圈成为一体。
根据本公开内容的又一实施方式,提供一种无线馈电系统,包括:馈电设备;以及电力接收设备,利用磁场交感谐振关系接收从所述馈电设备传输的电力,其中所述馈电设备包括:电力传输侧线圈部,具有适合于以无线方式传输电力的线圈;换流器,将交流电力转换成直流电力;以及电力传输电路,接收由所述换流器转换得到的所述直流电力,并生成用于无线电力传输的高频电力,从而将得到的高频电力供应给所述电力传输侧线圈部;所述电力接收设备包括:电力接收侧线圈部,具有接收以无线方式传输的电力的线圈;整流电路,对由所述电力接收侧线圈部接收的所述电力进行整流;以及电源电路,对由所述整流电路整流得到的所述电力稳流,并把稳流后的所述电力供应给负载,其中,所述馈电设备和所述电力接收设备中的至少一方包括具有接地端子和热端子的电路部,所述接地端子连接到所述至少一方的线圈的一端侧,而所述热端子连接到所述至少一方的线圈的另一端侧,从而所述电路部与所述至少一方的线圈成为一体。
如上文中提到的,根据本公开内容,因为在电路部和线圈被布置得彼此接近且电路部和线圈能够彼此成为一体时,可以防止发生由浮地电容、涡流损耗等导致的特性退化,所以能够减小整体尺寸。
附图说明
图1是示出了根据本公开内容的一种实施方式的无线馈电系统的整体配置的框图;
图2是示意性示出了根据本公开内容的上述实施方式的无线馈电系统的电力传输侧线圈与电力接收侧线圈之间的基本关系的视图;
图3是示意性示出了本公开内容的上述实施方式中的电力传输侧线圈与电力传输系统电路部的一体化组合的配置的一个示例的视图;
图4是示意性示出了根据本公开内容上述实施方式的无线馈电系统的馈电设备的线圈图案与电力传输系统电路部之间的连接状态的视图;
图5是示出了当金属板位于线圈附近时使得镜像电流流动的情形的视图;
图6是示出了实际的无线充电(馈电)系统的配置的视图;
图7是说明设计指南中描述的电感值的计算的一个示例的视图;
图8是示出了由电感器和电容器组成的谐振电路的基本配置的电路图;
图9是示出了当驱动根据本公开内容的上述实施方式的无线馈电系统的馈电设备时的高频电流的分布的情形的视图;
图10是示出了绝缘DC/DC换流器被插入根据本公开内容的上述实施方式的无线馈电系统中的电路部的配置的框图;
图11是示出了绝缘DC/DC换流器的配置的框图(部分为电路);
图12是示出了绝缘AC/DC换流器被插入根据本公开内容的上述实施方式的无线馈电系统中的电路部的配置的框图;
图13是示出了当采用图10所示的配置时初级侧电路部的线圈与屏蔽罩之间的连接关系的框图;
图14是具体示出了图13中所示的初级侧电路部的线圈与屏蔽罩之间的连接关系的框图;
图15是示意性示出了根据本公开内容的上述实施方式的电力接收系统线圈部与电力接收侧线圈的一体化组合的配置的框图;
图16是示意性示出了根据本公开内容的上述实施方式的无线馈电系统的电力接收设备的线圈图案与电路部之间的连接状态的透视图;
图17是示出了当采用图15中所示的配置时次级侧电路部的线圈与屏蔽罩之间的连接关系的电路图(部分为框图);以及
图18是具体示出了图17中所示的次级侧电路部的线圈与屏蔽罩之间的连接关系的电路图(部分为框图)。
具体实施方式
下文中,将参照附图更详细地描述本公开内容的实施方式。
注意,下面将根据以下顺序进行描述:
1.无线馈电系统的基本配置;
2.电力传输侧线圈与电力传输系统电路部的一体化配置;以及
3.电力接收侧线圈与电力接收系统电路部的一体化配置。
1.无线馈电系统的基本配置
图1是示出了根据本公开内容的一种实施方式的无线馈电系统的整体配置的框图。
如图1中所示,根据本发明一种实施方式的无线馈电系统10包括馈电设备20以及利用磁场交感谐振关系接收从馈电设备20传输的电力的电力接收设备30。馈电设备20包括:电力传输侧线圈部21,具有适合于以无线方式传输电力的线圈;换流器23,将交流电力转换成直流电力;以及电力传输电路22,接收由换流器23转换得到的直流电力,并生成用于无线电力传输的高频电力,从而将得到的高频电力供应给电力传输侧线圈部21。电力接收设备30包括:电力接收侧线圈部31,具有接收以无线方式传输的电力的线圈;整流电路32,对由电力接收侧线圈部31接收的电力进行整流;以及电源电路33,对由整流电路32整流得到的电力稳流,并把稳流后的电力供应给负载34。馈电设备20和电力接收设备30中的至少一方包括具有接地端子和热端子的电路部,接地端子连接到相应侧线圈的一端侧,而热端子连接到相应侧线圈的另一端侧,从而电路部与相应侧线圈成为一体。馈电设备20的电路部具有换流器23的至少一部分和电力传输电路22,而电力接收设备30的电路部至少具有整流电路32和电源电路33。
图2是示意性示出了根据本公开内容的上述实施方式的无线馈电系统的电力传输侧线圈与电力接收侧线圈之间的基本关系的视图。
无线馈电系统10包括作为初级侧设备的馈电设备20和作为次级侧设备的电力接收设备30。
馈电设备20包括能够以无线方式传输(馈给)电力的电力传输侧线圈部21、电力传输电路22、换流器23以及AC电缆部24。
注意,在本公开内容的该实施方式中,如稍后将描述的,电力传输系统电路部25包括电力传输电路22和换流器23,并具有与电力传输侧线圈部21的线圈成为一体的配置。
电力传输侧线圈部21包括作为交感谐振元件的交感谐振线圈211。尽管交感谐振线圈也被称作谐振线圈,但是在本实施方式中采用术语“交感谐振线圈”。
此外,在一些情况下,电力传输侧线圈部21设置有作为馈电元件的馈电线圈。
用于无线电力传输的高频电力被从电力传输电路22供应给交感谐振线圈211。
当交感谐振线圈211在自谐振频率方面与电力接收设备30的交感谐振线圈311一致时,交感谐振线圈211和交感谐振线圈311呈现磁场交感谐振关系。结果,有效传输了电力。
电力传输电路22生成用于无线电力传输的高频电力。
由于电力传输电路22优选地以高效率生成高频电力,所以开关放大器等被用作电力传输电路22。
电力传输电路22中生成的高频电力被通过阻抗检测器、匹配电路等(未示出)馈给(施加给)电力传输侧线圈部21的交感谐振线圈211。
换流器23将交流电力转换成直流电力,并将所得的直流电力提供给电力传输电路22。
如稍后将描述的,换流器23被配置为包括AC/DC换流器和DC/DC换流器。
电力接收设备30被配置为包括电力接收侧线圈部31、整流电路32、电源电路(稳压电路)33以及作为负载的电池(二次电池)34。
电力接收设备30配备有作为负载的二次电池34,比如是移动电话。
注意,在该实施方式中,如稍后将描述的,电力接收系统电路部35包括整流电路32、电源电路33,并具有与电力接收侧线圈部31的线圈成为一体的配置。
电力接收侧线圈部31包括作为交感谐振元件的谐振(交感谐振)线圈311。
此外,电力接收侧线圈部31设置有馈电线圈,在一些情况下通过电磁感应从交感谐振线圈311向该馈电线圈馈送交流电。
当交感谐振线圈311在自谐振频率方面与馈电设备20的交感谐振线圈211一致时,交感谐振线圈311和交感谐振线圈211呈现磁场交感谐振关系。结果,高效地接收电力。
整流电路32将接收的交流电力整流成为直流电力,并将所得的直流电力供应给电源电路33。
电源电路33将从整流电路32提供给它的直流电力转换成符合作为电流供应目的地的电子设备的规范的稳流后的直流电压,并将所得的稳流后的直流电压供应给作为所述电子设备的作为负载的二次电池34。
2.电力传输侧线圈与电力传输系统电路部的一体化配置
图3是示意性示出了根据本公开内容的上述实施方式的无线馈电系统中的电力传输侧线圈与电力传输系统电路部的一体化组合的配置的一个示例的视图。
如图3所示,根据本发明一种实施方式的电子部件包括线圈211以及具有接地端子和热端子并连接到线圈211的电路部25。电路部25的接地端子连接到线圈211的一端侧,而电路部25的热端子连接到线圈211的另一端侧,从而电路部25与线圈211成为一体。
图4是示意性示出了根据本公开内容的上述实施方式的无线馈电系统的馈电设备的线圈图案与电力传输系统电路部之间的连接状态的视图。
如以下将描述的,在本实施方式中,馈电设备20的线圈211与包括电力传输电路22和换流器23的电力传输系统电路部25彼此成为一体地形成。
基本上,电力传输系统电路部25的接地(GND)电势部分被电连接到线圈211的图案。因此,电力传输系统电路部25用作用于确定线圈211的电感值的一个要素。
屏蔽电力传输系统电路部25,并且因此屏蔽结构用作用于确定线圈211的电感值的一个要素。
线圈211具有使得以期望谐振频率fo谐振的结构,并且因此电路部或屏蔽结构用作用于确定谐振频率fo的一个要素。
线圈的浮地电容分量、电容器元件的电容等在此时被用作构成该谐振的电容。
此外,屏蔽罩还起到散热器的作用。
如已描述过的,在本实施方式中,馈电设备20的线圈211与包括电力传输电路22和换流器23的电力传输系统电路部25彼此成为一体地形成。在此,下文将描述采用这种一体化组合的配置的原因。
在电磁感应或磁场交感谐振类型的无线馈电系统中,磁场主要进行电力的交换。通常使用线圈以通过磁场进行电力的传输/接收。通过表达式(1)来表示线圈之间的电力传输效率η:
η=k×Q ...(1)
其中,k是耦合系数,而Q是线圈的空载Q值(no-load Q)。
减小线圈的耦合系数k和空载Q值的原因之一是由于附近的金属引起的特性退化。
图5是示出了当金属板位于线圈附近时使得镜像电流流动的情形的视图。
如图5所示,当金属板MP被布置为接近线圈CL时,周围的电磁场分布起到类似于等效地使得镜像电流IMI流动的作用。由镜像电流IMI形成的磁场与由实际上使得流过线圈CL的电流形成的磁场抵消,这减小了线圈CL的Q值。此外,此时,由于使大电流(涡流)在金属板MP上流动,所以导致导体损耗成为损耗。
例如,当考虑无线馈电(充电)系统时,其配置实现为如图1中所示,那么对于电力传输线圈侧而言,需要电力传输电路22和比如AC/DC换流器电路的换流器23。
对于电力接收线圈侧而言,则需要整流电路32、电源电路33、二次电池(电池)34等。
由于这些电路部分由许多金属材料制成,所以,当这些电路部分均被布置在线圈附近时,在一些情况下馈电特性会大幅度退化。
图6是示出了实际无线充电(馈电)系统的配置的视图。
当将对用户的可用性纳入考虑时,优选地,作为初级侧设备的馈电设备20具有适当区域,并且成为次级侧的便携式电子设备被随意地放置在馈电设备20的平坦表面上。此外,由于次级线圈311优选地被布置在初级侧线圈的投影区域内,所以期望初级侧线圈211缠绕在初级侧设备的整个表面上。
为了使作为初级侧设备的整个馈电设备20的尺寸小型化,期望将电力传输系统电路部25布置在初级侧线圈下方。然而,此时存在以下可能性:由于电力传输系统电路部25的金属接近线圈211,所以降低线圈特性,结果,降低馈电特性。
为了应付这样的情形,在本实施方式中,在馈电设备20中,如图3和图4中所示,电力传输系统电路部25被配置为与线圈211成为一体。
例如,线圈211被形成为板26上的螺旋图案PTN1,并且类似于线圈211的情况,电力传输系统电路部25也被形成为同一板26上的图案PTN2。
电力传输系统电路部25被容纳在屏蔽罩251中。
此外,电力传输系统电路部25的接地(GND)电势部分被提供为以图案PTN2的形式延伸到屏蔽罩251的外部。此外,图案PTN2被电连接到线圈211的螺旋图案PTN1的一端侧(内圆周侧端部)。此外,电力传输系统电路部25的馈电端子(热端子)252被连接到线圈211的螺旋图案PTN1的另一端(外圆周侧端部)。
由于使大的高频电流在线圈211上流动,所以需要尽可能地减小损耗。为此,优选地利用屏蔽罩251覆盖电力传输系统电路部25。屏蔽罩251由比如铝的金属构件制成,其用作电场屏蔽部分。
在这种情况下,馈电设备20的馈电部分实现为如图4中所示。
此外,由于电力传输系统电路部25与线圈211成为一体,所以使得高频电流流过电力传输系统电路部25的接地端GND。
使高频电流流过覆盖电力传输系统电路部25、作为屏蔽部的屏蔽罩251。然而,当屏蔽金属的厚度小时,高频电流泄漏到屏蔽罩251的内部,从而导致特性降低。
主要使高频电流流过金属表面。因此,高频电流进入金属内部越深,则高频电流越小。电流减小到表面电流的37/100的深度被称作集肤深度(skin depth)。通过表达式(2)来表示集肤深度δ:
表达式(2):
其中σ是电导率,μ是磁导率,而ω是角频率。
因此,优选地,金属屏蔽和电路图案中的每一个的金属的厚度是集肤深度的几倍大。
此外,在本实施方式中,如上所述,基本上,电力传输系统电路部25的接地(GND)电势部分被电连接到线圈211的图案。因此,电力传输系统电路部25用作用于确定线圈211的电感值的一个要素。
现在将关于以下事实进行描述:电力传输系统电路部25以如上所述的方式用作用于确定线圈211的电感值的一个要素。
图7是说明设计指南中描述的电感值的计算的一个示例的视图。
图8是示出了包括电感器和电容器的谐振电路的基本配置的电路图。
图7示出了由Microchip Technology公司提出的设计指南中描述的电感值的计算的一个示例。
如表达式(3)中所表示的,电感值L取决于长边1b、短边1a和线宽a:
表达式(3)
现在,用表达式(4)来表示表达式(3)中的lc和A:
表达式(4)
A=la×lb...(4)
在表达式(3)和(4)中,单位均是cm。
当通过使用本公开内容的实施方式中利用的方法将电力传输系统电路部25布置在线圈211上时,应理解,短边1a、长边1b和线宽a受电力传输系统电路部25影响,也就是说,电力传输系统电路部25的物理结构成为用于确定电感值的一个要素。
在这种情况下,给出矩形环状线圈的一个绕组作为示例。然而,即使在矩形环或圆形环的多个绕组的情况下,类似地,电力传输系统电路部25(电路块)25被布置在线圈上,由此电力传输系统电路部25的物理结构成为用于确定电感值L的一个要素。
也就是说,可以认为布置在线圈211上的电力传输系统电路部25的物理结构是用于确定电感值L的一个要素,并且还是用于确定谐振频率fo的一个要素。
顺便提及,线圈本身具有的浮地电容分量、外部电容器的电容等被用作电容C。
这里,再考虑当驱动本实施方式中的馈电设备时的高频电流的分布。
图9是示出了当驱动根据本公开内容的上述实施方式的无线馈电系统的馈电设备时高频电流的分布情形的视图。
理想地,如图9中的箭头X所示,使高频电流仅流过线圈部(包括与线圈部成为一体的电路部)。
然而,电源线27需要引线至电力传输系统电路部25的外部。因此,由于电源线27被电连接到电力传输系统电路25,如图9中的箭头Y所示,还是在电源线27中感生出不期望的电流。
不期望的高频电流生成非预期的辐射电磁场。结果,恐怕会出现对馈电特性或周围设备等造成不良影响的问题。
图10是示出了其中绝缘DC/DC换流器被插入根据本公开内容的上述实施方式的无线馈电系统中的电力传输系统电路图案中的配置的框图。
图11是示出了绝缘DC/DC换流器的配置的框图(部分为电路)。
图11中示出的绝缘DC/DC换流器28包括输入滤波器281、逆变器282、输出变压器283、整流电路284以及平滑电路285。此外,绝缘DC/DC换流器28包括控制部286、光电耦合器287以及作为反馈控制系统的驱动电路288。
在这种情况下,绝缘DC/DC换流器28被包括在电力传输系统电路部25A中,并通过电源线27连接到电力传输系统电路部25A外部的AC/DC换流器29。
关于改进由于不期望的高频电流产生的辐射电磁场的影响的问题的方法,例如,如图10中所示,可采用在初级侧设备与从初级侧设备延伸到外部的电源线27之间加入绝缘DC/DC换流器28的方法。
如图11中所示,绝缘DC/DC换流器通过将输出变压器283夹在绝缘DC/DC换流器的电路中间而具有绝缘配置。一言概之,采用绝缘配置防止高频电流泄漏到外部电源线27。
图12是示出了其中在根据本公开内容的上述实施方式的无线馈电系统中的电力传输系统电路部中加入绝缘AC/DC换流器的配置的框图。
如图12中所示,可以采用绝缘AC/DC换流器29B来替代采用绝缘DC/DC换流器28。
以这样的方式,使得AC/DC换流器29为绝缘型,且AC/DC换流器29B被安装在设置在初级侧设备内的电力传输系统电路部25B中。
同样,在绝缘AC/DC换流器29B的情况下,由于借助变压器的绝缘是在绝缘AC/DC换流器29B内部进行的,所以能够防止高频电流泄漏到外部。
图13是示出了当采用图10所示的配置时初级侧电路部的线圈与屏蔽罩之间的连接关系的框图。
图14是具体示出了图13所示的初级侧电路部的线圈与屏蔽罩之间的连接关系的框图。
在图14的情况下,电力传输电路22包括电力生成电路221和阻抗匹配电路222。在这种情况下,电力生成电路221从绝缘DC/DC换流器28接收直流电力,并生成要传输的电力。此外,阻抗匹配电路222进行用于馈电设备的阻抗匹配。
电力传输电路22的输出端子作为热端子252连接到线圈图案PTN1的外圆周侧端部,并且其接地GND端子连接到屏蔽罩251。
电路部25的接地(GND)电势部分作为图案PTN2延伸到屏蔽罩251的外部。此外,图案PTN2被电连接到线圈211的螺旋图案PTN1的一端侧(内圆周侧端部)。
绝缘DC/DC换流器28的端子(+)和端子(-)通过电源线27连接到设置在电力传输系统电路部25A外部的AC/DC换流器29。
3.电力接收侧线圈与电力接收系统电路部的一体化配置
图15是示意性示出本公开内容的上述实施方式中的电力接收侧线圈与电力接收系统电路部的一体化组合的配置的框图。
图16是示意性示出了根据本公开内容的上述实施方式的无线馈电系统的电力接收设备的线圈图案与电路部之间的连接状态的透视图。
如上所述,示出了无线馈电(充电)系统的初级侧线圈211与初级侧电力传输系统电路部25成为一体的配置。类似地,示出了次级侧线圈311与次级侧电路部35成为一体的配置。
在该实施方式中,在电力接收设备30C中,如图15和16中所示,采用电路部35与线圈311成为一体的配置。
例如,线圈311被形成为板上的螺旋图案PTN11,并且类似于线圈311的情况,电路部35也被形成为同一板上的图案PTN12。
电路部35被容纳在屏蔽罩351中。
此外,电路部35的接地(GND)电势部分被设置为以图案PTN12的形式延伸到屏蔽罩351的外部。此外,图案PTN12电连接到线圈311的螺旋图案PTN11的一端侧(内圆周侧端部)。此外,电路部35的馈电端子(热端子)连接到线圈311的螺旋图案PTN11的另一端(外圆周侧端部)。
图17是示出当采用图15中示出的配置时次级侧电路部的线圈与屏蔽罩之间的连接关系的电路图(部分为框图)。
图18是具体示出图17中示出的次级侧电路部的线圈与屏蔽罩之间的连接关系的电路图(部分为框图)。
在图17和18的情况下,匹配电路36连接在线圈311与整流电流32之间。
如上所述,同样地,在电力接收设备30中采用电力接收侧电路部30也与线圈311成为一体的配置。
由于在在此示出的次级侧设备的情况下假定为便携式电子设备,所以基本上电源线等没有引线到次级侧设备的外部。因此,例如,无需考虑由于高频电流泄漏到次级侧设备的外部的影响。
电力接收电路的匹配电路32的一个端子作为热端子352连接到线圈图案PTN11的外圆周侧端部,而其接地GND端子连接到屏蔽罩351。
电路部35的接地(GND)电势部分被设置为以图案PTN12的形式延伸到屏蔽罩351的外部。此外,图案PTN12电连接到线圈311的螺旋图案PTN11的一个端侧(内圆周侧端部)。
电源电路33的端子(+)和端子(-)连接到主板37,接收设备(电力接收设备)30的电源控制电路等被安装至该主板37。
如已经描述的,同样地,在电力接收设备30中,线圈311和屏蔽罩351彼此连接。由于来自次级侧电路部35的每个引线38与来自屏蔽罩351的在电势上不同,所以这些引线38与屏蔽罩351绝缘。
如已经描述的,根据该实施方式,馈电设备20和电力接收设备30的线圈被形成为与电路部成为一体。
基本上,电路部的接地(GND)电势部分电连接到线圈的图案,并且因此电路部用作用于确定线圈的电感值的一个要素。
屏蔽电路部,并且因此屏蔽结构用作用于确定线圈的电感值的一个要素。
线圈被构造成以期望的谐振频率fo与电容产生谐振,并且因此电路部或屏蔽结构用作用于确定谐振频率的一个要素。
此时,线圈的浮地电容分量、电容器元件的电容等被用作构成谐振的电容。
此外,根据本公开内容的上述实施方式,能够得到以下效果。
在本实施方式中,电路部被配置在线圈形状的内部,电路部除了一部分与外部一起构成接合部分之外还具有包括金属箱的屏蔽结构,因此电路部被配置为线圈的一部分。结果,当电路部和线圈被布置得彼此接近(被布置得彼此邻近)时,可防止发生由于浮地电容、涡流损耗等引起的特性退化。
此外,由于电路部和线圈能够彼此成为一体,所以可减小整体尺寸。
本公开内容包含与在2010年8月30日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP 2010-192088中公开的主题相关的主题,因此其整体内容通过引用合并于此。
本领域的技术人员应理解,在所附权利要求或其等同方案的范围之内,可以根据设计要求和其它因素进行各种修改、组合、子组合和变型。
Claims (19)
1.一种电子部件,包括:
线圈;以及
电路部,具有接地端子和热端子并连接到所述线圈,
其中,所述电路部的所述接地端子连接到所述线圈的一端侧,而所述电路部的所述热端子连接到所述线圈的另一端侧,从而所述电路部与所述线圈成为一体。
2.根据权利要求1所述的电子部件,其中,所述电路部的接地电势电连接到所述线圈的图案,并且所述电路部用作确定所述线圈的电感值的一个要素。
3.根据权利要求1所述的电子部件,其中,所述电路部被屏蔽,并且屏蔽结构用作确定所述线圈的电感值的一个要素。
4.根据权利要求3所述的电子部件,其中,所述线圈被形成为以期望的频率谐振,并且所述电路部或所述屏蔽结构用作确定谐振频率的一个要素。
5.根据权利要求4所述的电子部件,其中,形成所述谐振的电容包含所述线圈的浮地电容分量。
6.一种馈电设备,包括:
电力传输侧线圈部,具有适合于以无线方式传输电力的线圈;
换流器,将交流电力转换成直流电力;以及
电力传输电路,接收通过所述换流器中的所述转换获得的所述直流电力,并生成用于无线电力传输的高频电力,从而将得到的高频电力供应给所述电力传输侧线圈部,其中
形成电路部,所述电路部具有接地端子和热端子,连接到所述线圈,并具有所述换流器的至少一部分和所述电力传输电路;以及
所述电路部的所述接地端子连接到所述线圈的一端侧,而所述电路部的所述热端子连接到所述线圈的另一端侧,从而所述电路部与所述线圈成为一体。
7.根据权利要求6所述的馈电设备,其中,所述电路部的接地电势电连接到所述线圈的图案,并且所述电路部用作确定所述线圈的电感值的一个要素。
8.根据权利要求6所述的馈电设备,其中,所述电路部被屏蔽,并且屏蔽结构用作确定所述线圈的电感值的一个要素。
9.根据权利要求8所述的馈电设备,其中,所述线圈被形成为以期望的频率谐振,并且所述电路部或所述屏蔽结构用作确定谐振频率的一个要素。
10.根据权利要求6所述的馈电设备,其中
所述换流器包括将交流电压转换成直流电压的AC/DC换流器,以及将从所述AC/DC换流器获得的所述直流电压转换成不同的直流电压的绝缘DC/DC换流器;以及
所述电路部包括所述绝缘DC/DC换流器和所述电力传输电路,并且所述绝缘DC/DC换流器通过电源线连接到布置在电路部侧的所述AC/DC换流器。
11.根据权利要求6所述的馈电设备,其中
所述换流器包括将交流电压转换成直流电压的AC/DC换流器;以及
所述电路部包括绝缘AC/DC换流器和所述电力传输电路。
12.根据权利要求10所述的馈电设备,其中,用屏蔽罩屏蔽所述电路部,并且包含在所述电路部中的每个电路元件的所述接地端子均连接到所述屏蔽罩。
13.一种电力接收设备,包括:
电力接收侧线圈部,具有接收以无线方式传输的电力的线圈;
整流电路,对由所述电力接收侧线圈部接收的所述电力进行整流;以及
电源电路,对由所述整流电路整流得到的所述电力稳流,并把稳流后的所述电力供应给负载,其中
形成电路部,所述电路部具有接地端子和热端子,连接到所述线圈,并至少具有所述整流电路和所述电源电路;以及
所述电路部的所述接地端子连接到所述线圈的一端侧,而所述电路部的所述热端子连接到所述线圈的另一端侧,从而所述电路部与所述线圈成为一体。
14.根据权利要求13所述的电力接收设备,其中,所述电路部的接地电势电连接到所述线圈的图案,并且所述电路部用作确定所述线圈的电感值的一个要素。
15.根据权利要求13所述的电力接收设备,其中,所述电路部被屏蔽,并且屏蔽结构用作确定所述线圈的电感值的一个要素。
16.根据权利要求15所述的电力接收设备,其中,所述线圈被形成为以期望的频率谐振,并且所述电路部或所述屏蔽结构用作确定谐振频率的一个要素。
17.根据权利要求13所述的电力接收设备,其中,用屏蔽罩屏蔽所述电路部,并且包含在所述电路部中的除了所述电源电路之外的每个电路元件的所述接地端子均连接到所述屏蔽罩。
18.一种无线馈电系统,包括:
馈电设备;以及
电力接收设备,利用磁场交感谐振关系接收从所述馈电设备传输的电力,其中
所述馈电设备包括:
电力传输侧线圈部,具有适合于以无线方式传输电力的线圈;
换流器,将交流电力转换成直流电力;以及
电力传输电路,接收由所述换流器转换得到的所述直流电力,并生成用于无线电力传输的高频电力,从而将得到的高频电力供应给所述电力传输侧线圈部;
所述电力接收设备包括:
电力接收侧线圈部,具有接收以无线方式传输的电力的线圈;
整流电路,对由所述电力接收侧线圈部接收的所述电力进行整流;以及
电源电路,对由所述整流电路整流得到的所述电力稳流,并把稳流后的所述电力供应给负载,
其中,所述馈电设备和所述电力接收设备中的至少一方包括具有接地端子和热端子的电路部,所述接地端子连接到所述至少一方的线圈的一端侧,而所述热端子连接到所述至少一方的线圈的另一端侧,从而所述电路部与所述至少一方的线圈成为一体。
19.根据权利要求18所述的无线馈电系统,其中
所述馈电设备的电路部包括接地端子和热端子,连接到所述电力传输侧线圈,并包括所述换流器的至少一部分和所述电力传输电路;以及
所述电力接收设备的电路部包括接地端子和热端子,连接到所述电力接收方线圈,并至少包括所述整流电路和所述电源电路。
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CN107924757A (zh) * | 2015-08-26 | 2018-04-17 | Lg伊诺特有限公司 | 无线电力发送装置 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20120321 |