CN103178622A - 信号检测装置及具备其的无线电力传输装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及信号检测装置及具备其的无线电力传输装置，所述信号检测装置，谐振槽路根据输电装置向无线电力传输装置传输的信号而发生的电力传输线圈的磁场变化谐振来发生谐振信号，信号提取部从发生的谐振信号中提取输电装置传输的信号，谐振槽路包括：RFID（Radio FrequencyIdentification）应答器，检测所述电力传输线圈的磁场变化；电容器，并联于RFID应答器，谐振于所述电力传输线圈的磁场变化信号，从而可以通过简单的电路结构准确地检测输电装置向无线电力传输装置传输的信号。

Description

信号检测装置及具备其的无线电力传输装置

技术领域

本发明涉及无线电力传输装系统中，用于检测输电装置传输的传输信号的信号检测装置，及具备用于检测所述传输信号的信号检测装置的无线电力传输装置。

背景技术

通常，如手机、智能手机及PDA（Personal Digital Assistant）等的各种携带用终端上会安装有用于供给工作电力的输电装置。

所述输电装置会将从外部的充电装置供给的电力进行充电，并将充电的电力作为工作电力供给向携带用终端来使其工作，其可以包括：电池单元模块，用于电力充电；充放电电路，输入从所述外部的充电装置供给的电力来向所述电池单元模块进行充电，并从所述电池单元模块放电出充电的电力作为工作电力供给向所述携带用终端。

作为所述充电装置与所述输电装置连接方式，已知有端子连接方式，通过电缆及连接器等直接连接从所述充电装置输出电力的端子与从所述输电装置输入电力的端子。

所述端子连接方式中，所述充电装置的端子与所述输电装置的端子具有相互不同的电位差。

因此在所述充电装置的端子与所述输电装置的端子相互间接触或分离时，会发生瞬间放电现象。

这种瞬间放电现象会磨损所述充电装置的端子及所述输电装置的端子。此外，在所述充电装置的端子及所述输电装置的端子上覆盖有异物时，会因为所述瞬间放电现象导致所述异物上发生热量而存在有引发火灾等安全事故的隐患。

此外，因潮湿等引起所述输电装置的电池单元模块中充电的电力通过输电装置的端子向外部自然放电，由此会引起输电装置的使用寿命缩短、性能降低的问题。

近年来，为了解决如上所述的端子连接方式的各种问题，而公开了通过无线传输电力的无线电力传输系统。

所述无线电力传输系统，例如，无线电力传输装置是利用电磁感应方式来通过无线传输电力。此外，输电装置会接收所述无线电力传输装置通过无线传输的电力，并将接收的电力向电池单元模块进行充电。

所述无线电力传输系统，为了通过无线进行稳定、高效的电力传输，并且为了所述输电装置最大限度地接收所述无线电力传输装置传输的电力并向电池单元模块进行充电，而付出了诸多努力。

这种无线电力传输系统是，输电装置发生包括固有ID信号及向电池单元模块进行电力充电的充电信息信号的传输信号，并通过电力接收线圈传输到无线电力传输装置，所述无线电力传输装置通过电力传输线圈接收所述传输信号。

所述无线电力传输装置的电力传输线圈的电压及电流会根据所述输电装置通过电力接收线圈传输的传输信号而变化，所述无线电力传输装置会使用电压传感器、电流传感器及电流互感传感器等来检测所述电力传输线圈的电压及电流，并通过检波电路等来对检测的电压及电流进行检波来检测输电装置传输的传输信号。

因此，用于检测输电装置传输的传输信号的电路的结构会非常复杂，由此不仅导致无线电力传输装置的制造成本上升，而且在精确检测传输信号的方面存在着局限。

发明内容

（要解决的技术问题）

本发明要解决的问题为，提供信号检测装置及具备其的无线电力传输装置，所述信号检测装置不使用电压传感器、电流传感器及电流互感传感器，而是可以简单地检测出输电装置传输的传输信号。

此外，本发明提供信号检测装置及具备其的无线电力传输装置，所述信号检测装置利用RFID（Radio Frequency Identification，无线射频识别技术）应答器可以简单地检测出传输信号。

此外，本发明提供信号检测装置及具备其的无线电力传输装置，所述信号检测装置利用根据输电装置传输的传输信号而发生的电力传输线圈的磁场变化信号，可以精确地检测出传输信号。

本发明要解决的技术问题，并不限定于所述提及到的技术问题，通过下面的记载，本发明所属技术领域具有通常知识者应当可以明确理解到未提及或其他的技术问题。

（解决问题的手段）

本发明的信号检测装置，可以包括：磁场变化信号检测部，检测根据输电装置传输的传输信号而发生的电力传输线圈的磁场变化信号；信号提取部，从所述磁场变化信号检测部检测的磁场变化信号中提取所述输电装置传输的传输信号。

所述磁场变化信号检测部可以为，谐振于所述电力传输线圈的磁场变化信号来发生谐振信号的谐振槽路。

所述谐振槽路，可以包括：RFID（Radio Frequency Identification）应答器，检测所述电力传输线圈的磁场变化信号；电容器，并联于所述RFID应答器，谐振于所述电力传输线圈的磁场变化信号。

所述信号提取部，可以包括：包络线检波部，检波所述磁场变化信号的包络线；低通滤波器，对所述包络线检波部检波的包络线进行低通滤波；比较器，将所述低通滤波的输出信号与已设定的基准电压进行比较来提出所述传输信号。

此外，本发明的信号检测装置，还可以包括：增幅器，在所述低通滤波器及所述比较器之间，将所述低通滤波的输出信号增幅来向所述比较器输出。

所述传输信号，可以包括：所述输电装置的固有ID信号及电池单元模块的电力充电信息信号。

此外，具备本发明的信号检测装置的无线电力传输装置，可以包括：无线电力传输装置，通过电力传输线圈向输电装置无线传输电力；信号检测装置，具备于所述无线电力传输装置内，利用根据所述输电装置传输的传输信号的电力传输线圈的磁场变化信号来检测所述传输信号。

所述无线电力传输装置，还可以包括：电力传输控制部，控制向所述输电装置无线传输电力，并通过所述信号检测装置检测的传输信号来判断所述输电装置的充电状态；驱动器，根据所述电力传输控制部的控制来发生驱动信号；串联谐振转换器，根据所述驱动信号，切换直流电力来向所述电力传输线圈输出。

所述电力传输线圈，可以为一个或两个以上的多个。

此外，具备本发明的信号检测装置的无线电力传输装置，还可以包括：交流/直流转换器，通过将交流电力转换为直流电力来向所述无线电力传输装置供给工作电力。

所述交流/直流转换器，可以与所述无线电力传输装置具备为一体。

所述信号检测装置，可以包括：磁场变化信号检测部，检测根据所述传输信号来发生的电力传输线圈的磁场变化信号；信号提取部，从所述磁场变化信号检测部检测的磁场变化信号中提取所述输电装置传输的传输信号。

所述磁场变化信号检测部可以为，谐振于所述电力传输线圈的磁场变化信号来发生谐振信号的谐振槽路。

所述谐振槽路，可以包括：RFID（Radio Frequency Identification）应答器，检测所述电力传输线圈的磁场变化信号；电容器，并联于所述RFID应答器，谐振于所述电力传输线圈的磁场变化信号。

所述信号提取部，可以包括：包络线检波部，检波所述磁场变化信号的包络线；低通滤波器，对所述包络线检波部检波的包络线进行低通滤波；比较器，将所述低通滤波的输出信号与已设定的基准电压进行比较来提出所述传输信号。

此外，具备本发明的信号检测装置的无线电力传输装置，还可以包括：增幅器，在所述低通滤波器及所述比较器之间，将所述低通滤波的输出信号增幅来向所述比较器输出。

所述传输信号，可以包括：所述输电装置的固有ID信号及电池单元模块的电力充电信息信号。

（发明的效果）

根据本发明的信号检测装置及具备其的无线电力传输装置，由检测电力传输线圈的磁场变化的RFID应答器与电容器来构成谐振槽路来发生谐振，并从发生的谐振信号中提取输电装置传输的传输信号。

因此，提取输电装置传输的信号的电路结构会非常简单，由此可以可以缩减无线电力传输装置的制造成本，并且可以精确地检测出传输信号。

附图说明

图1是表示根据本发明的无线电力传输系统的一实施例的结构框图。

图2是表示本发明的信号检测装置的结构框图。

图3是表示根据本发明的无线电力传输系统的另一实施例的结构框图。

以下参照附图以及非对本发明进行限定的实施例，对本发明进行详细说明。一部分图面上的同样的部件，采用同样的附图标记。

（附图标记说明）

100：交流/直流转换器   200：无线信号传输装置

210：电力传输控制部    220：驱动器

230：串联谐振转换器    240、240a、240b：电力传输线圈

250：信号检测装置      300：输电装置

310：电力充电控制部    320：电力接收线圈

330：充电部            350：电池单元模块

360：信号传输部        400：谐振槽路

402：RFID应答器        404：电容器

410：信号提取部        412：包络线检波部

414：低通滤波器        416：增幅器

418：比较器

具体实施方式

下面的详细说明仅限于例示性，仅仅为图示本发明的实施例。此外，提供的目的在于，使本发明的原理与概念是以最有用且简单地方式进行说明。

因此，并不提供理解本发明的基本必需以上的详细的结构，此外，会通过图面示意具有通常知识者可以在本发明的实体中实施的各种形态。

图1是表示根据本发明的无线电力传输系统的一实施例的结构框图。此处，符号100为交流/直流转换器。所述交流/直流转换器100会将从外部输入的交流电力转换为直流电力。

符号200为无线电力传输装置。所述无线电力传输装置200会切换所述交流/直流转换器100转换的直流电力，并将切换的电力通过，例如，利用电磁感应方式无线传输。

此处，虽然举例说明了所述交流/直流转换器100独立具备于所述无线电力传输装置200，但是在实施本发明时，所述交流/直流转换器100可以在所述无线电力传输装置200内具备为一体。

符号300为输电装置。所述输电装置300会接收所述无线电力传输装置200无线传输的电力来进行充电，并生成包括固有ID信号及电力的充电信息信号的传输信号传输到所述无线电力传输装置200。

所述无线电力传输装置200，可以包括：电力传输控制部210；驱动器220；串联谐振转换器230；电力传输线圈240；及根据本发明的信号检测装置250。

所述电力传输控制部210，控制向所述输电装置300无线传输电力。

所述驱动器220，根据所述电力传输控制部210的控制，发生用于无线传输电力的驱动信号等。

所述串联谐振转换器230，根据所述驱动器220发生的驱动信号，切换从所述交流/直流转换器100供给的直流电力来生成交流电力。

所述电力传输线圈240，谐振于所述串联谐振转换器230生成的交流电力来无线传输电力。

所述信号检测装置250，在所述电力传输线圈240的磁场变化中检测所述输电装置300传输的传输信号，并将检测的传输信号提供给所述电力传输控制部210。

所述输电装置300，可以包括：电力充电控制部310；电力接收线圈320；整流部330；充电部340；电池单元模块350；及信号传输部360等。

所述电力充电控制部310，控制接收所述无线电力传输装置200无线传输的电力进行充电，并控制生成包括固有ID信号及电力的充电信息信号的传输信号传输到所述无线电力传输装置200。

所述电力接收线圈320，通过电磁感应方式与所述无线电力传输装置200的电力传输线圈240结合，来接收所述电力传输线圈240无线传输的电力。

所述整流部330，将所述电力接收线圈320接收的电力整流来转换为直流电力。

所述充电部340，根据所述电力充电控制部310的控制，将所述整流部330整流的直流电力向所述电池单元模块350进行充电，并将电力的充电信息提供给所述电力充电控制部310。

所述信号传输部360，根据所述电力充电控制部310的控制，生成包括固有ID信号及电力的充电信息的传输信号，并通过所述电力接收线圈320将生成的传输信号传输到所述无线电力传输装置200。

具有这种结构的无线电力传输系统，交流/直流转换器100会将从外部输入的交流电力转换为直流电力，并将转换的直流电力作为工作电力供给给无线电力传输装置200，来使无线电力传输装置200正常工作。

如上所述状态下，所述无线电力传输装置200向输电装置300传输电力时，电力传输控制部210会控制驱动器220来发生用于传输电力的驱动信号，串联谐振转换器230根据用于发生传输电力的驱动信号，切换所述交流/直流转换器100输出的直流电力来转换为交流电力，转换的交流电力施加到电力传输线圈240上来发生了谐振。

例如，所述电力传输线圈240设计为在100KHz形成谐振，所述串联谐振转换器230根据所述用于发生传输电力的驱动信号，切换直流电力来发生具有100KHz频率的交流电力，100KHz的交流电力施加到所述电力传输线圈240来发生了谐振。

所述电力传输线圈240上发生谐振时，会有很多电流流向所述电力传输线圈240来无线传输电力。

输电装置300的电力接收线圈320会接收所述电力传输线圈240传输的电力，整流部330将接收的电力转换为直流电力，充电部340根据电力充电控制部310的控制，将转换的电力向电池单元模块350进行充电。

此外，所述电力充电控制部310，通过所述充电部340来判断充电于所述电池单元模块350的电力量，并根据判断的电力量来控制信号传输部360来发生包括固有ID信号及电力的充电信息信号的传输信号，信号传输部360发生的传输信号会输出到电力接收线圈320。

此时，所述电力接收线圈320上会根据所述信号传输部360发生的传输信号而发生磁场的变化，电力传输线圈240的磁场会根据发生的磁场变化而变化。

信号检测电路250会检测所述电力传输线圈240的磁场变化，并在检测的磁场变化中检测所述信号传输部360发生的传输信号并输出到所述电力传输控制部210。

所述电力传输控制部分210利用所述信号检测电力250检测的传输信号来判断所述输电装置300的电力充电是否完毕。

所述判断结果为所述输电装置300的电力充电未完毕时，所述电力传输控制部210，会继续执行如上所述的动作，来向输电装置无线传输电力。

此外，所述输电装置300的电力充电完毕时，所述输电装置300会控制所述驱动器220不发生驱动信号，来停止无线传输电力。

图2是表示本发明的信号检测装置250的结构图。此处，符号400为谐振槽路。所述谐振槽路400，可以包括：RFID应答器402及电容器404。所述RFID应答器402，靠近于电力传输线圈240来进行设置，从而检测由电力传输线圈240中发生的磁场变化的磁场变化信号。此外，在所述RFID应答器420上并联有电容器404，其谐振于根据所述RFID应答器402检测的磁场的变化信号来发生谐振信号。

符号410为信号提取部，从所述谐振槽路400的谐振信号中提取输电装置300传输的传输信号，并输出到电力传输控制部210。所述信号提取部410，可以包括：包络线检波部412；低通滤波器414；增幅器416；比较器418。

所述包络线检波部412，在所述谐振槽路400的谐振信号中检波包络线信号。

所述低通滤波器414，在将所述包络线检波部412包络线进行检波的包络线信号中过滤低频信号来进行检测。

所述增幅器416，对所述低通滤波器414低通滤波的信号进行增幅。

所述比较器418，将所述增幅器416增幅的信号与已设定的基准电压进行比较，来提取所述输电装置300传输的信号，并将提取的信号输出到所述电力传输控制部210。

具有这种结构的本发明的信号检测装置250，电力传输线圈240的磁场会根据输电装置300传输的传输信号而变化，谐振槽路400的RFID应答器402会检测所述磁场的变化。

所述RFID应答器402上并联有电容器404，根据RFID应答器402检测的磁场变化信号，所述RFID应答器402及所述电容器404会并联谐振来发生谐振信号。

即，所述输电装置300传输的传输信号是以规定频率来发送，电力传输线圈240会根据所述传输信号的规定频率发生磁场的变化，根据所述磁场的变化的频率，所述RFID应答器402及所述电容器404会并联谐振来发生谐振信号。

所述谐振信号，会在信号提取部410的包络线检波部412检波包络线信号，检波的包络线信号会在低通滤波器414进行低通滤波，在增幅器416进行增幅后输入到比较器418。

此时，所述比较器418，会将所述增幅器416的输出信号与已设定的基准电压进行比较，提取所述输电装置300传输的信号，并将提取的传输信号输出到所述电力传输控制部210，所述电力传输控制部210，通过所述比较器418提取的传输信号来判断输电装置300的电力充电是否完毕。

图3是表示根据本发明的无线电力传输系统的另一实施例的结构框图。参照图3，根据本发明的另一实施例的无线电力传输装置200上可以具备有两个电力传输线圈240a、240b。

这种本发明的另一实施例，串联谐振转换器230发生两个交流电力输出到所述两个电力传输线圈240a、240b，所述两个电力传输线圈240a、240b会谐振并传输无线电力。

具备有所述两个电力传输线圈240a、240b的无线电力传输装置200的动作与上述的一实施例相同，因此省略具体的动作说明。

另一方面，虽然上述本发明的无线电力传输装置200举例说明了具备有一个电力传输线圈240或两个电力传输线圈240a、240b，但是本发明的实施并不限定于此，即无线电力传输装置200可以具备3个以上多个电力传输线圈。

以上，通过代表性的实施例对本发明进行了详细地说明，但是，本发明所属技术领域具有通常知识者应当理解，对于上述实施例，在不脱离本发明的范畴的限度内可以进行多种变形。

因此，本发明的技术范围不应当局限于所说明的实施例，应当由所附的技术方案及所述技术方案的均等的范围来确定。

Claims (16)

1.一种信号检测装置，包括：

磁场变化信号检测部，检测根据输电装置传输的传输信号而发生的电力传输线圈的磁场变化信号；及

信号提取部，从所述磁场变化信号检测部检测的磁场变化信号中提取所述输电装置传输的传输信号。

2.根据权利要求1所述的信号检测装置，其特征在于，

所述磁场变化信号检测部为，谐振于所述电力传输线圈的磁场变化信号来发生谐振信号的谐振槽路。

3.根据权利要求2所述的信号检测装置，其特征在于，所述谐振槽路包括：

RFID（Radio Frequency Identification）应答器，检测所述电力传输线圈的磁场变化信号；及

电容器，并联于所述RFID应答器，谐振于所述电力传输线圈的磁场变化信号。

4.根据权利要求1所述的信号检测装置，其特征在于，所述信号提取部包括：

包络线检波部，检波所述磁场变化信号的包络线；

低通滤波器，对所述包络线检波部检波的包络线进行低通滤波；及

比较器，将所述低通滤波的输出信号与已设定的基准电压进行比较来提出所述传输信号。

5.根据权利要求4所述的信号检测装置，其特征在于，还包括：

增幅器，在所述低通滤波器及所述比较器之间，将所述低通滤波的输出信号增幅来向所述比较器输出。

6.根据权利要求1所述的信号检测装置，其特征在于，

所述传输信号包括：所述输电装置的固有ID信号及电池单元模块的电力充电信息信号。

7.一种具备信号检测装置的无线电力传输装置，包括：

无线电力传输装置，通过电力传输线圈向输电装置无线传输电力；

信号检测装置，具备于所述无线电力传输装置内，利用根据所述输电装置传输的传输信号的电力传输线圈的磁场变化信号来检测所述传输信号。

电力传输控制部，控制通过所述电力传输线圈向所述输电装置无线传输电力，并通过所述信号检测装置检测的传输信号来判断所述输电装置的充电状态；

驱动器，根据所述电力传输控制部的控制来发生驱动信号；及

串联谐振转换器，根据所述驱动信号，切换直流电力来向所述电力传输线圈输出。

8.根据权利要求7所述的具备信号检测装置的无线电力传输装置，其特征在于，

所述电力传输线圈为一个或两个以上的多个。

9.根据权利要求7所述的具备信号检测装置的无线电力传输装置，其特征在于，还包括：

交流/直流转换器，通过将交流电力转换为直流电力来向所述无线电力传输装置供给工作电力。

10.根据权利要求9所述的具备信号检测装置的无线电力传输装置，其特征在于，

所述交流/直流转换器，与所述无线电力传输装置具备为一体。

11.根据权利要求7所述的具备信号检测装置的无线电力传输装置，其特征在于，所述信号检测装置包括：

磁场变化信号检测部，检测根据所述传输信号来发生的电力传输线圈的磁场变化信号；及

信号提取部，从所述磁场变化信号检测部检测的磁场变化信号中提取所述输电装置传输的传输信号。

12.根据权利要求11所述的具备信号检测装置的无线电力传输装置，其特征在于，

所述磁场变化信号检测部为，谐振于所述电力传输线圈的磁场变化信号来发生谐振信号的谐振槽路。

13.根据权利要求12所述的具备信号检测装置的无线电力传输装置，其特征在于，所述谐振槽路包括：

RFID（Radio Frequency Identification）应答器，检测所述电力传输线圈的磁场变化信号；及

电容器，并联于所述RFID应答器，谐振于所述电力传输线圈的磁场变化信号。

14.根据权利要求11所述的具备信号检测装置的无线电力传输装置，其特征在于，所述信号提取部包括：

包络线检波部，检波所述磁场变化信号的包络线；

低通滤波器，对所述包络线检波部检波的包络线进行低通滤波；及

比较器，将所述低通滤波的输出信号与已设定的基准电压进行比较来提出所述传输信号。

15.根据权利要求14所述的具备信号检测装置的无线电力传输装置，其特征在于，还包括：

增幅器，在所述低通滤波器及所述比较器之间，将所述低通滤波的输出信号增幅来向所述比较器输出。

16.根据权利要求7所述的具备信号检测装置的无线电力传输装置，其特征在于，

所述传输信号包括：所述输电装置的固有ID信号及电池单元模块的电力充电信息信号。

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