CN104011960A - 电子设备和馈电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了电子设备，该电子设备包括：受电部，所述受电部被构造成接收通过利用磁场或电场进行的送电而从馈电装置输送过来的第一电力；电力输入部，所述电力输入部被构造成接收通过有线连接而从外部电源提供过来的第二电力；切换部，所述切换部被构造成输出从所述受电部提供过来的所述第一电力和从所述电力输入部提供过来的所述第二电力中的一者；以及二次电池，所述二次电池被构造成基于从所述切换部输出的电力而被充电。

Description

电子设备和馈电系统
技术领域
本发明涉及一种向诸如电子设备之类的待馈电设备执行非接触式电力供给(送电，电力输送)的馈电系统，还涉及能够应用于这样的馈电系统中的电子设备。
背景技术
近年来，对诸如移动电话和便携式音乐播放器等CE设备(ConsumerElectronics Device：消费者电子设备)执行非接触式电力供给(送电，电力输送)的馈电系统(非接触式馈电系统、或无线充电系统)已经引起了关注。因此，就使得不是通过将诸如AC(交流)适配器等电源用连接器插入(连接到)设备中来开始充电，而是通过将电子设备(次级侧设备)放置于充电托盘(初级侧设备)上来开始充电。换句话说，电子设备与充电托盘之间的端子连接是不必要的。
作为以这样的方式执行非接触式电力供给的方法，电磁感应方法是众所周知的。此外，使用一种被称作磁共振方法的方法的非接触式馈电系统也已经受到关注，该磁共振方法利用的是电磁共振现象。这样的非接触式馈电系统已经在例如专利文献PTL1至PTL6中被公开。
引用列表
专利文献
PTL1：日本未经审查的专利申请公开No.2001-102974
PTL2：国际公开No.WO00-27531
PTL3：日本未经审查的专利申请公开No.2008-206233
PTL4：日本未经审查的专利申请公开No.2002-34169
PTL5：日本未经审查的专利申请公开No.2005-110399
PTL6：日本未经审查的专利申请公开No.2010-63245
发明内容
顺便提及地，在如上所述的非接触式馈电系统中，期望的是通过例如改善充电的方法而提高用户的实用性。
因此，期望提供能够在执行馈电操作时提高用户的实用性的馈电系统和电子设备。
本发明的实施例的电子设备包括：受电部，所述受电部被构造成接收通过利用磁场或电场进行的送电而从馈电装置输送过来的第一电力；电力输入部，所述电力输入部被构造成接收通过有线连接而从外部电源提供过来的第二电力；切换部，所述切换部被构造成输出从所述受电部提供过来的所述第一电力和从所述电力输入部提供过来的所述第二电力中的一者；以及二次电池，所述二次电池被构造成基于从所述切换部输出的电力而被充电。
本发明的实施例的馈电系统包括一个或多个本发明上述实施例的电子设备(待馈电设备)且包括馈电装置，该馈电装置通过使用磁场或电场来执行向所述电子设备的送电。
在本发明的各实施例的电子设备和馈电系统中，通过利用磁场或电场进行的送电而来自所述馈电装置的所述第一电力和通过所述有线连接而来自所述外部电源的所述第二电力中的一者从所述切换部输出，并且基于所输出的该电力来执行对所述二次电池的充电。具体地，实现了能够选择地使用所述第一电力(通过利用磁场或电场进行的送电而输送过来的电力)和所述第二电力(通过有线连接而提供过来的电力)中的一者的高自由度的充电操作。
根据本发明的各实施例的电子设备和馈电系统，通过使用磁场或电场进行的所述送电而来自所述馈电装置的所述第一电力和通过所述有线连接而来自所述外部电源的所述第二电力中的一者从所述切换部输出，并且基于所输出的该电力来执行对所述二次电池的充电。因此，可以实现高自由度的充电操作。于是，可以在执行馈电操作时提高用户的实用性。
附图说明
图1是图示了本发明的实施例的馈电系统的外观构造示例的立体图。
图2是图示了图1所示的馈电系统的详细构造示例的框图。
图3是图示了图2所示的各模块的详细构造示例的电路图。
图4是图示了针对交流信号生成电路的控制信号的示例的时序波形图。
图5是图示了馈电周期和通信周期的示例的时序图。
图6是图示了图3所示的馈电系统中的输入切换操作的示例的电路图。
图7是图示了图3所示的馈电系统中的输入切换操作的另一个示例的电路图。
图8是图示了图3所示的馈电系统中的输入切换操作的又一个示例的电路图。
图9是图示了变形例1的馈电系统的构造和输入切换操作的示例的电路图。
图10是图示了变形例2的馈电系统的构造和输入切换操作的示例的电路图。
图11是图示了变形例2的馈电系统的构造和输入切换操作的另一个示例的电路图。
图12是图示了另一个变形例的馈电系统的示意性构造示例的框图。
图13是图示了图12所示的馈电系统中的电场的传播模式示例的示意图。
具体实施方式
下面，将参照附图来详细地说明本发明的实施例。需要注意的是，将按照下列顺序进行说明。
1.实施例(优先输入通过有线连接而提供过来的电力的输入切换电路的示例)
2.变形例
变形例1(优先输入通过使用磁场而输送过来的电力的输入切换电路的示例)
变形例2(通过控制部动态地控制输入切换电路的操作的示例)
3.其它变形例(使用电场来执行非接触式送电的馈电系统的示例等)
实施例
馈电系统4的总体构造
图1图示了本发明实施例的馈电系统(馈电系统4)的外观构造示例，并且图2图示了这个馈电系统4的模块构造示例。馈电系统4是能够通过使用磁场(通过利用磁共振、电磁感应等；下文中同样如此)来执行非接触式送电(电力供给、馈电)的系统(非接触式馈电系统)。此外，馈电系统4也能够使用稍后说明的有线系统中的缆线(电源线90)、通过有线连接来执行电力供给。馈电系统4包括馈电装置1(初级侧设备)以及一个或多个作为待馈电设备的电子设备(本例中，2个电子设备2A和2B；即次级侧设备)。
如图1所示，例如，在馈电系统4中，电子设备2A和2B被放置于馈电装置1的馈电表面(送电表面)S1上(或者，电子设备2A和2B被布置成接近于该馈电表面S1)，以使得执行从馈电装置1至电子设备2A和2B的送电。换句话说，例如，如图2所示，允许通过使用磁场的上述送电而输送的电力(所输送的电力)P1(第一电力)从馈电装置1被提供给电子设备2A和2B。在本例中，考虑到同时或者以时分的方式(顺序地)向多个电子设备2A和2B执行送电的情形，馈电装置1具有如下的垫板形状(托盘形状)：其中，馈电表面S1的面积大于要被馈电的电子设备2A和2B等的尺寸。
例如，如图2所示，在馈电系统4中，允许通过使用上述电源线90的有线连接而输送的电力P2(第二电力)从外部电源9(主电源)被提供给电子设备2A和2B。需要注意的是，作为外部电源9，例如可以使用设置于PC(Personal Computer：个人计算机)中的USB(Universal SerialBus：通用串行总线)2.0的电源(电力供给能力：500mA，以及电源电压：约5V)等。
馈电装置1
如上所述，馈电装置1是通过使用磁场而向电子设备2A和2B输送电力(执行送电)的装置(充电托盘)。如图2所示，例如，馈电装置1可以包括送电单元11，送电单元11包括送电部110、交流(AC)信号生成电路(高频电力生成电路)111和控制部112。
送电部110被构造成包括稍后将会说明的送电线圈(初级侧线圈)L1以及电容器C1p和C1s(谐振电容器)等。送电部110利用送电线圈L1以及电容器C1p和C1s从而通过使用交流磁场向电子设备2A和2B(具体地，稍后说明的受电部210A)输送电力(执行送电)(参见通过图2中的箭头所示的电力P1)。更具体地，送电部110具有从馈电表面S1朝着电子设备2A和2B辐射磁场(磁通量)的功能。送电部110还具有稍后说明的用于执行与受电部210A之间的预定的相互通信操作的功能(参见图2中的箭头C1)。
交流信号生成电路111是如下的电路：其利用从上述外部电源9提供的电力来生成送电用的预定的交流信号Sac(高频电力)。这样的交流信号生成电路111可以是使用例如稍后说明的开关放大器而构成的。
控制部112执行整个馈电装置1(整个馈电系统4)中的各种控制操作。具体地，除了具有用于控制由送电部110执行的送电(送电操作)和通信(通信操作)的功能之外，控制部112例如还可以具有用于执行对所输送的电力的适当控制的功能、用于认证次级侧设备的功能、用于判定次级侧设备是否放置于初级侧设备上的功能、用于检测异种金属(dissimilar metal)等的混入的功能，等等。在本例中，在上述的送电控制中，控制部112使用稍后说明的预定的控制信号CTL(送电用的控制信号)来控制交流信号生成电路111的操作。此外，控制部112具有通过使用控制信号CTL、利用稍后说明的脉冲宽度调制(PWM：pulse widthmodulation)来执行调制处理的功能。
电子设备2A和2B
例如，电子设备2A和2B均是由以电视接收机为代表的静置式电子设备、或者以移动电话和数码照相机为代表的且包括可充电电池(电池)的便携式电子设备等构成的。例如，如图2所示，这些电子设备2A和2B均可以包括受电单元21和负载22，负载22基于从受电单元21提供过来的电力来执行预定操作(发挥作为电子设备的功能的操作)。此外，受电单元21包括受电部210A、电力输入部210B、整流电路211、稳压电路212(电源电路)、充电电路213(充电部)、电池214(二次电池)、输入切换电路215(切换部)和控制部216。
受电部210A被构造成包括稍后将会说明的受电线圈(次级侧线圈)L2以及电容器C2p和C2s(谐振电容器)等。受电部210A具有通过利用受电线圈L2以及电容器C2p和C2s等来接收从馈电装置1中的送电部110输送过来的电力P1的功能。受电部210A还具有用于执行与送电部110之间的上述预定的相互通信操作的功能(参见图2中的箭头C1)。
电力输入部210B是这样的部件(电力输入端子)：其利用电源线90来接收从上述外部电源9通过有线连接而提供过来的电力P2。例如，当外部电源9是上述USB的电源时，电力输入部210B由USB连接器等构成。
整流电路211是将从受电部210A提供过来的电力(交流电)整流以生成直流电(电力P10)的电路。
稳压电路212是如下这样的电路：其基于从整流电路211提供过来的直流电(电力P10)而执行预定的电压稳定化操作，以生成经过电压稳定化之后的直流电(电力P11)。在本例中，稳压电路212设置于受电部210A与输入切换电路215之间(具体地，整流电路211与输入切换电路215之间)的路径上。
输入切换电路215是用于输出从受电部210A提供过来的电力P1(通过使用磁场进行的送电而被输送过来的电力P1)和从电力输入部210B提供过来的电力P2(通过有线连接而被提供过来的电力P2)中的一者的电路。具体地，输入切换电路215是这样的电路：其选择基于电力P1而获得的电力P11(电力P10)和基于电力P2而从电力输入部210B提供过来的电力P21中的一者，然后将所选择的一者作为电力P3输出至充电电路213。更具体地，当仅电力P1被提供给电子设备2A和2B时，输入切换电路215将基于电力P1的电力P11作为电力P3而输出；并且当仅电力P2被提供给电子设备2A和2B时，输入切换电路215将基于电力P2的电力P21作为电力P3而输出。此外，当电力P1和P2两者都被提供给电子设备2A和2B时，输入切换电路215选择且输出电力P1和P2中的一者。
具体地，虽然稍后才会说明细节，但是当电力P1和P2两者都被提供给电子设备2A和2B时，本实施例的输入切换电路215优先选择且输出通过有线连接而输送过来的电力P2。此外，如稍后将要说明的，输入切换电路215具有这样的功能：当至少电力P2被提供过来时(当仅电力P2被提供过来时，以及当电力P1和P2两者都被提供过来时)，输入切换电路215致使稳压电路212的操作无效。需要注意的是，稍后将说明输入切换电路215的详细构造(图3)。
充电电路213是基于从输入切换电路215输出的上述电力P3而执行对电池214的充电的电路。在本例中，充电电路213设置于输入切换电路215与负载22之间。
电池214响应于由充电电路213执行的充电而将电力存储在其自身中，且可以使用诸如锂离子电池等可充电电池(二次电池)而被构成。
控制部216执行电子设备2A和2B全体(整个馈电系统4)中的各种控制操作。具体地，例如，控制部216可以具有：用于执行对由受电部210A进行的受电和通信的控制的功能，和用于控制稳压电路212、充电电路213等的操作的功能。
馈电装置1以及电子设备2A和2B的详细构造
图3是图示了图2所示的馈电装置1以及电子设备2A和2B中的各模块的详细构造示例的电路图。
送电部110
送电部110包括送电线圈L1以及电容器C1p和C1s，送电线圈L1用来通过使用磁场而执行送电(用来生成磁通量)，且电容器C1p和C1s与送电线圈L1一起形成LC谐振电路。电容器C1s被串联地电连接至送电线圈L1。换句话说，电容器C1s的一端和送电线圈L1的一端彼此连接。此外，电容器C1s的另一端和送电线圈L1的另一端被并联地连接至电容器C1p，且送电线圈L1与电容器C1p之间的连接端是接地的。
由送电线圈L1以及电容器C1p和C1s构成的LC谐振电路与稍后将要说明的由受电线圈L2以及电容器C2s和C2p构成的LC谐振电路彼此磁耦合。结果，通过与由交流信号生成电路111生成的稍后说明的高频电力(交流信号Sac)的频率大致相同的谐振频率，执行了LC谐振操作。
交流信号生成电路111
交流信号生成电路111是使用开关放大器(所谓的E级放大器)而构成的，该开关放大器具有作为开关元件的一个晶体管(未图示)。送电用的控制信号CTL从控制部112被提供给交流信号生成电路111。如图3所示，控制信号CTL是由具有预定占空比的脉冲信号形成的。此外，例如，如图4的(A)和(B)中所示，对该控制信号CTL中的占空比进行控制以执行稍后说明的脉冲宽度调制。
利用这样的构造，在交流信号生成电路111中，上述晶体管根据送电用的控制信号CTL而执行接通/断开操作(通过预定频率和占空比的切换操作)。具体地，作为开关元件的晶体管的接通/断开操作是利用从控制部112提供过来的控制信号CTL而被控制的。于是，交流信号Sac(交流电)是基于从例如外部电源9侧输入的直流信号Sdc而生成的，并且该交流信号Sac被提供给送电部110。
受电部210A
受电部210A包括受电线圈L2以及电容器C2p和C2s，受电线圈L2用来接收从送电部110输送过来的(来自磁通量的)电力P1，且电容器C2p和C2s与受电线圈L2一起形成LC谐振电路。电容器C2p被并联地电连接至受电线圈L2，并且电容器C2s被串联地电连接至受电线圈L2。换句话说，电容器C2s的一端被连接至电容器C2p的一端和受电线圈L2的一端。此外，电容器C2s的另一端被连接至整流电路211的一个输入端子，并且受电线圈L2的另一端和电容器C2p的另一端被连接至整流电路211的另一个输入端子。
由受电线圈L2以及电容器C2p和C2s构成的LC谐振电路与由送电线圈L1以及电容器C1p和C1s构成的上述LC谐振电路彼此磁耦合。结果，通过与由交流信号生成电路111生成的高频电力(交流信号Sac)的频率大致相同的谐振频率，执行了LC谐振操作。
整流电路211
在本例中，整流电路211是使用4个整流元件(二极管)D1至D4而构成的。具体地，整流元件D1的阳极和整流元件D3的阴极被连接至整流电路211的所述一个输入端子，并且整流元件D1的阴极和整流元件D2的阴极被连接至整流电路211的输出端子。此外，整流元件D2的阳极和整流元件D4的阴极被连接至整流电路211的所述另一个输入端子，并且整流元件D3的阳极和整流元件D4的阳极是接地的。利用这样的构造，整流电路211将从受电部210A提供过来的交流电整流，然后将由直流电形成的受电电力提供给稳压电路212。
输入切换电路215
输入切换电路215是使用2个晶体管Tr1和Tr2(它们作为开关元件)以及1个反相电路(逻辑非电路)INV构成的。例如，晶体管Tr1和Tr2各者可以由P型MOSFET(metal oxide semiconductor field effecttransistor：金属氧化物半导体场效应晶体管)构成。
晶体管Tr1设置于稳压电路212与充电电路213之间的连接线(连接路径)L11上，且晶体管Tr2设置于电力输入部210B与充电电路213之间的连接线L21上。具体地，晶体管Tr1的栅极被连接至晶体管Tr2的源极，晶体管Tr1的源极被连接至稳压电路212的输出端子，且晶体管Tr1的漏极被连接至充电电路213的输入端子。此外，晶体管Tr2的栅极被连接至晶体管Tr1的源极，晶体管Tr2的源极被连接至电力输入部210B的输出端子，且晶体管Tr2的漏极被连接至充电电路213的输入端子。
反相电路INV的输入端子被连接于电力输入部210B的输出端子与晶体管Tr2的源极之间的连接线L21上，且反相电路INV的输出端子被连接至稳压电路212的使能端子EN。使能端子EN是用于对稳压电路212中的操作(电压稳定化操作)的有效和无效进行控制(切换)的端子。具体地，当“H(高)”的逻辑信号被输入使能端子EN时，稳压电路212的操作变为有效，并且基于所输入的电力P10而生成了电力P11以供输出。另一方面，当“L(低)”的逻辑信号被输入使能端子EN时，稳压电路212的操作变为无效(停止)，并且即使当电力P10被输入时，也不生成电力P11。由于基于这样的逻辑来控制稳压电路212的操作，所以在本例中逻辑信号是通过上述反相电路INV而被反相的。
馈电系统4的功能和效果
随后，对本发明的馈电系统4的功能和效果进行说明。
1.总体操作的概要
在馈电系统4中，基于从外部电源9提供过来的电力，馈电装置1中的交流信号生成电路111把送电用的预定高频电力(交流信号Sac)提供给送电部110中的送电线圈L1以及电容器C1p和C1s(LC谐振电路)。因此，在送电部110中的送电线圈L1中生成了磁场(磁通量)。此时，当作为待馈电(待充电)设备的电子设备2A和2B被放置于馈电装置1的顶面(馈电表面S1)上(或者，被布置成接近于该顶面)时，就使得馈电装置1中的送电线圈L1以及电子设备2A和2B每一者中的受电线圈L2在馈电表面S1附近彼此接近。
以这种方式，当受电线圈L2被布置成接近于生成了磁场(磁通量)的送电线圈L1时，通过从送电线圈L1生成的磁通量的感应而在受电线圈L2中生成电动势。换句话说，通过电磁感应或磁共振，在送电线圈L1和受电线圈L2每一者中生成了交链磁场。结果，电力从送电线圈L1侧(初级侧、馈电装置1侧、送电部110侧)被输送至受电线圈L2侧(次级侧、电子设备2A和2B侧、受电部210A侧)(参见通过图2和图3中的箭头所示的电力P1)。此时，馈电装置1侧的送电线圈L1与电子设备2A和2B侧的受电线圈L2通过电磁感应等而相互磁耦合，且因此在上述LC谐振电路中执行了LC谐振操作。
那么，在电子设备2A和2B中，由受电线圈L2接收到的交流电(电力P1)被提供给整流电路211和稳压电路212。而且，当基于电力P1的电力P3通过稍后说明的输入切换电路215而被提供给充电电路213时，执行了下面的充电操作。具体地，在电力P1通过整流电路211而被转变成预定直流电，且通过稳压电路212而经受了电压稳定化之后，通过充电电路213来执行基于上述电力P3的对电池214的充电。以这种方式，在电子设备2A和2B中，执行了基于由受电部210A接收到的电力P1的充电操作。
换句话说，在本实施例的馈电系统4中，在电子设备2A和2B的充电过程中，仅通过将电子设备2A和2B放置于馈电装置1的馈电表面S1上(或者布置成接近于该馈电表面S1)就能容易地开始充电(执行非接触式馈电)。这导致了用户的负担减轻。
通过有线连接而进行的馈电操作
在馈电系统4中，除了允许使用磁场的上述非接触式馈电操作之外，还允许通过使用有线系统中的缆线(电源线90)从外部电源9通过有线连接而执行的馈电操作。具体地，有两种馈电模式，即，一种是其中电力P1通过使用磁场而从馈电装置1被提供给电子设备2A和2B的模式(非接触式馈电模式)，另一种是其中电力P2通过有线连接而从外部电源9被提供给电子设备2A和2B的模式(有线馈电模式)。
在这样的通过有线连接而进行的馈电操作中(在有线馈电模式中)，如图3所示，电力P2从外部电源9通过电源线90而被提供给电力输入部210B，且基于电力P2的电力P21从电力输入部210B被提供给输入切换电路215。然后，在这种情况下，电力P21作为电力P3从输入切换电路215输出，并且基于电力P3通过充电电路213来执行对电池214的充电操作。
需要注意的是，具有多个电源接口(I/F)(设置有多个电力输入路径)的馈电系统是在从仅借助于有线连接的馈电系统到借助于利用磁场的非接触式连接的馈电系统的过渡期间(引进期间、早期)中充分设想出来的构造。
使用磁场的非接触式通信操作
此外，例如，如图5所示，在馈电系统4中，在使用磁场的上述非接触式馈电操作中，馈电周期Tp(电池214的充电周期)和通信周期Tc(非充电周期)是以时分的方式被周期性地(或非周期性地)执行的。换句话说，控制部112和控制部216执行控制，以使得馈电周期Tp和通信周期Tc以时分的方式被周期性地(或者非周期性地)设定。在本例中，通信周期Tc是如下的周期：在该周期的期间内，通过使用送电线圈L1和受电线圈L2而在初级侧设备(馈电装置1)与次级侧设备(电子设备2A和2B)之间执行相互通信操作(用于设备之间的相互认证、用于对馈电效率的控制等的通信操作)(参见图2和图3中的箭头C1)。顺便提及地，此时馈电周期Tp和通信周期Tc的时间比可以是：例如，馈电周期Tp:通信周期Tc＝大约9:1。
此时，在通信周期Tc的期间内，例如，可以通过交流信号生成电路111来执行利用脉冲宽度调制的通信操作。具体地，基于预定的调制数据来设定通信周期Tc内的控制信号CTL的占空比，且因此执行了通过脉冲宽度调制的通信。需要注意的是，因为在通过上述的送电部110和受电部210A执行的谐振操作的时候理论上是难以执行频率调制的，所以使用这样的脉冲宽度调制以容易地实现通信操作。
2.电力输入切换操作
此外，在本实施例的馈电系统4中，以下面的方式通过电子设备2A和2B各者中的输入切换电路215来执行电力输入切换操作(电力的选择性输出操作)。需要注意的是，为了方便说明，晶体管Tr1和Tr2在下面的说明中均是以切换开关的形状而被图示的。
当仅有使用磁场的电力P1被提供过来时
首先，例如，如图6所示，当仅有电力P1通过使用磁场而从馈电装置1被提供给电子设备2A和2B但是通过有线连接的电力P2没有被提供过来时，以下面的方式执行由输入切换电路215进行的输入切换操作。
具体地，在这种情况下，由于电力P21未从电力输入部210B输出，所以去往反相电路INV的输入信号是“L”信号，且来自反相电路INV的输出信号是“H”信号。因此，在这种情况下，“H”信号被输入至稳压电路212的使能端子EN，且稳压电路212的操作变为有效。因此，基于所输入的电力P10而生成了电力P11，且电力P11被输出至输入切换电路215。
此外，如上所述，在这种情况下因为连接线L21上的来自电力输入部210B的信号是“L”信号，所以使得栅极被提供了该“L”信号的P型晶体管Tr1进入接通状态。另一方面，因为连接线L11(电力P11从稳压电路212输出至该连接线L11)上的信号是“H”信号，所以使得栅极被提供了该“H”信号的P型晶体管Tr2进入断开状态。
当以这种方式仅有使用磁场的电力P1被提供过来时，在输入切换电路215中，使晶体管Tr1进入接通状态且使晶体管Tr2进入断开状态。因此，基于电力P1的电力P11被选择性地输出以作为电力P3。于是，在这种情况下，基于使用磁场的电力P1而执行了对电池214的充电操作。
当仅有通过有线连接的电力P2被提供过来时
另一方面，例如，如图7所示，当仅有电力P2通过有线连接从馈电装置1被提供给电子设备2A和2B但是使用磁场的电力P1没有被提供过来时，以下面的方式执行由输入切换电路215进行的输入切换操作。
更具体地，在这种情况下，由于电力P21从电力输入部210B输出，所以去往反相电路INV的输入信号是“H”信号，且来自反相电路INV的输出信号是“L”信号。因此，在这种情况下，该“L”信号被输入至稳压电路212的使能端子EN，且稳压电路212的操作变为无效(被停止)。因此，电力P11没有被生成且没有被输出至输入切换电路215。
此外，如上所述，在这种情况下因为连接线L21上的来自电力输入部210B的信号是“H”信号，所以使得栅极被提供了该“H”信号的P型晶体管Tr1进入断开状态。另一方面，因为连接线L11(电力P11没有从稳压电路212输出至该连接线L11)上的信号是“L”信号，所以使得栅极被提供了该“L”信号的P型晶体管Tr2进入接通状态。
以这种方式，当仅有通过有线连接的电力P2被提供过来时，在输入切换电路215中，使晶体管Tr1进入断开状态且使晶体管Tr2进入接通状态。因此，基于电力P2的电力P21被选择性地输出以作为电力P3。于是，在这种情况下，基于通过有线连接的电力P2而执行了对电池214的充电操作。
当电力P1和P2两者都被提供过来时
另一方面，例如，如图8所示，当使用磁场的电力P1和通过有线连接的电力P2两者都从馈电装置1被提供给电子设备2A和2B时，以下面的方式执行由输入切换电路215进行的输入切换操作。
具体地，在这种情况下，与仅有电力P2被提供过来的上述情形一样，电力P21同样从电力输入部210B输出。因此，去往反相电路INV的输入信号是“H”信号，且来自反相电路INV的输出信号是“L”信号。于是，在这种情况下，“L”信号同样被输入至稳压电路212的使能端子EN，且稳压电路212的操作变为无效。结果，在这种情况下，虽然基于电力P1的电力P10被提供给稳压电路212，但是电力P11没有被生成且没有被输出至输入切换电路215。
此外，在这种情况下，同样因为连接线L21上的来自电力输入部210B的信号是“H”信号，所以使得栅极被提供了该“H”信号的P型晶体管Tr1进入断开状态。类似地，因为连接线L11(电力P11没有从稳压电路212输出至该连接线L11)上的信号是“L”信号，所以使得栅极被提供了该“L”信号的P型晶体管Tr2进入接通状态。
以这种方式，当使用磁场的电力P1和通过有线连接的电力P2两者都被提供过来时，在输入切换电路215中，使晶体管Tr1进入断开状态且使晶体管Tr2进入接通状态。因此，基于电力P2的电力P21被选择性地输出以作为电力P3。结果，在这种情况下，同样地基于通过有线连接的电力P2而执行了对电池214的充电操作。
更具体地，特别是在本实施例中，当电力P1和P2两者都被提供给电子设备2A和2B时，通过有线连接的电力P2优先被选择且从输入切换电路215输出。为何在使用磁场的电力P1和通过有线连接的电力P2之中将通过有线连接的电力P2优先输入且在充电操作中使用该电力P的原因在于：在使用该电力P2的情况下充电过程中的电力效率、电力量等往往优于在使用电力P1的情况下充电过程中的电力效率、电力量等。
此外，在本实施例中，与上述的图7和图8的情形一样，较佳的是可以以下面的方式设定馈电装置1与电子设备2A和2B之间的上述通信操作(通信周期Tc)。具体地，较佳的是，不仅可以在至少使用磁场的电力P1被提供过来的情况下执行这样的通信操作，而且可以在仅有通过有线连接的电力P2被提供过来的情况下也执行这样的通信操作。这是因为，即使在没有执行基于使用磁场的电力P1的充电操作的情况下，例如，如果当电源线90在此之后被拔出且基于通过有线连接的电力P2的充电操作被停止等的时候通信操作未继续进行，那么不能够检测到充电操作的停止。如果如上所述不能够检测到充电操作的停止，那么就不能够恢复(重新开始)充电操作，这导致了用户实用性的损害。
如上所述，在本实施例中，通过使用磁场的送电而从馈电装置1输送的电力P1和通过有线连接从外部电源9输送的电力P2中的一者从输入切换电路215输出，并且基于所输出的电力P3来执行对电池214的充电。因此，可以有选择地使用电力P1和P2中的一者从而实现高自由度的充电操作。因此，可以在执行充电操作时提高用户的实用性。
变形例
随后，将会说明上述实施例的各变形例(变形例1和2)。需要注意的是，相同的附图标记用来指定与上述实施例的部件大体上相同的部件，并且适当省略了它们的说明。
变形例1
图9图示了变形例1的馈电系统(馈电系统4A)的构造和输入切换操作的示例。馈电系统4A设置有电子设备2C和2D以代替上述实施例的馈电系统4中的电子设备2A和2B，并且其它构造与馈电系统4中的构造相同。
电子设备2C和2D均设置有下面说明的输入切换电路215A以代替电子设备2A和2B中的输入切换电路215，并且其它构造与电子设备2A和2B各者中的构造相同。
例如，如图9所示，输入切换电路215A被构造成包括作为开关元件的2个晶体管Tr1和Tr2。而且，类似于输入切换电路215，输入切换电路215A输出通过使用磁场的送电而被输送的电力P1和通过有线连接而被提供的电力P2中的一者。此外，当电力P1和P2两者都被提供给电子设备2C和2D时，输入切换电路215A选择且输出电力P1和P2中的一者。
然而，与输入切换电路215不同的是，例如，如图9所示，当电力P1和P2两者都被提供给电子设备2C和2D时，输入切换电路215A优先选择通过使用磁场的送电而被输送的电力P1，并且输出该电力P1以作为电力P3。更具体地，在本变形例中，在这种情况下，使晶体管Tr1进入接通状态，且使晶体管Tr2进入断开状态。
如上所述，根据该情况而定，不是通过有线连接的电力P2而是通过使用磁场的送电而被输送的电力P1可以被优先选择且输出。
变形例2
图10和图11均图示了变形例2的馈电系统(馈电系统4B)的构造和输入切换操作的示例。馈电系统4B设置有电子设备2E和2F以代替上述实施例的馈电系统4中的电子设备2A和2B，并且其它构造与馈电系统4中的构造相同。
电子设备2E和2F均设置有下面说明的输入切换电路215B以代替电子设备2A和2B中的输入切换电路215，并且通过控制部216动态地控制输入切换电路215B的操作(输入切换操作)。
如图10和图11所示，输入切换电路215B被构造成包括作为开关元件的2个晶体管Tr1和Tr2。然而，与上述输入切换电路215和215A不同的是，在输入切换电路215B中，输入切换操作不是利用自身电路来实现的，且晶体管Tr1和Tr2的接通/断开操作(输入切换操作)是通过控制部216来予以控制的。
具体地，如上所述，本变形例的控制部216(切换控制部)具有动态地控制由输入切换电路215B执行的输入切换操作的功能。更具体地，当电力P1和P2两者都被提供给输入切换电路215B时，控制部216基于预定参数而控制输入切换操作，以使得电力P1和P2中的一者被选择且被输出。
顺便提及地，分别表明电力P1和P2是否被提供给受电部210A和电力输入部210B每一者的信息可以在任何时候从受电部210A和电力输入部210B被提供给控制部216。此外，上述预定参数的示例例如可以包括上述充电过程中的诸如电力效率和电力量等参数。然而，对输入切换操作的控制可以通过控制部216基于例如通过用户的手动操作(诸如对开关的按压)而获得的信息来予以执行。
在这个示例中，作为对输入切换操作的控制，例如如图10所示，可以举例说明的是其中控制部216将输入切换电路215B中的晶体管Tr1设定成断开状态且将晶体管Tr2设定成接通状态的情形。于是，当使用磁场的电力P1和通过有线连接的电力P2两者都被提供过来时，基于电力P2的电力P21被优先选择且输出以作为电力P3。因此，在这种情况下，基于通过有线连接的电力P2而执行了对电池214的充电操作。
或者，例如，如图11所示，可以举例说明的是其中控制部216将输入切换电路215B中的晶体管Tr1设定成接通状态且将晶体管Tr2设定成断开状态的情形。于是，当使用磁场的电力P1和通过有线连接的电力P2两者都被提供过来时，基于电力P1的电力P11被优先选择且输出以作为电力P3。因此，在这种情况下，基于通过使用磁场的送电而被输送的电力P1而执行了对电池214的充电操作。
其它变形例
以上，虽然参照实施例和各变形例已经说明了本发明的技术，但是本技术不限于上述实施例等，并且可以进行各种修改。
例如，在上述实施例等中，已经说明了各种线圈(送电线圈和受电线圈)。然而，允许各种各样的构造被用作各线圈的构造(形状)。具体地，例如，各线圈可以被构造成诸如下列之类的形状：螺旋形、环路形、使用磁体的条形、通过将螺旋线圈折叠成两层而构成的α卷绕形、多层螺旋形、通过将线沿其厚度方向卷绕而构成的螺旋状。此外，各线圈不限于由导电性的线材而构成的卷绕线圈，并且可以是由印制板、或柔性印制板等构成的导电性的图案化线圈。
此外，在上述实施例等中，虽然已经说明了充当待馈电设备的示例的电子设备，但是待馈电设备并不限于此，也可以与电子设备不同(例如，诸如电动汽车等车辆)。
而且，在上述实施例等中，已经具体说明了馈电装置和电子设备各者中的部件。然而，并非所有的上述部件都必须设置，且可以进一步设置有其他部件。例如，在馈电装置或电子设备中，可以设置有通信功能、控制功能、显示功能、用于认证次级侧设备的功能、用于检测诸如异种金属等的混入的功能，等等。此外，输入切换电路(切换部)的构造(电路构造)不限于上述实施例等中所说明的那些构造，而且可以是其它构造。例如，虽然在上述实施例等各者中所说明的输入切换电路中没有设置用来防止电流回流的电路(防回流电路)，但是事实上较佳的是可以设置有这样的防回流电路。
此外，在上述实施例等中，主要地，作为示例已经说明了馈电系统包括多个(2个)电子设备的情况。然而，电子设备的数量不限于此，且馈电系统可以包括仅仅一个电子设备。
而且，在上述实施例等中，作为馈电装置的示例已经说明了用于诸如移动电话等小型电子设备(CE设备)的充电托盘。然而，馈电装置并不限于这样的家用充电托盘，还可以被应用于各种各样电子设备等中的充电器。此外，馈电装置并非必须是托盘，并且例如可以是诸如所谓的充电支架(cradle)等电子设备用充电座。
使用电场来执行非接触式送电的馈电系统的示例
此外，在上述实施例等中，作为示例已经说明了使用磁场来执行从充当初级侧设备的馈电装置到充当次级侧设备的电子设备的非接触式送电(馈电)的馈电系统的情况，然而这不是限制性的。换句话说，本发明的内容可应用于使用电场(电场耦合)来执行从充当初级侧设备的馈电装置至充当次级侧设备的电子设备的非接触式送电的馈电系统，且可以获得与上述实施例等的效果相同的效果。
具体地，例如，图12所示的馈电系统可以包括一个馈电装置81(初级侧设备)和一个电子设备82(次级侧设备)。馈电装置81主要具有送电部810、交流信号源811(振荡器)和接地电极Eg1。送电部810包括送电电极E1(初级侧电极)。电子设备82主要具有受电部820、整流电路821、负载822和接地电极Eg2，受电部820包括受电电极E2(次级侧电极)。更具体地，这个馈电系统包括两对电极，即送电电极E1和受电电极E2以及接地电极Eg1和接地电极Eg2。换句话说，馈电装置81(初级侧设备)和电子设备82(次级侧设备)每一者内具有由一对不对称的电极结构构成的天线，诸如单极天线(monopole antenna)。
在具有这样的构造的馈电系统中，当送电电极E1和受电电极E2彼此面对时，上述非接触式天线就彼此耦合(通过沿这两个电极的垂直方向的电场而彼此耦合)。于是，在它们二者之间生成了感应场，并且相应地执行了使用该电场的送电(参见图12中所示的电力P8)。更具体地，例如，如图13中示意性地所示，所生成的电场(感应场Ei)从送电电极E1侧向受电电极E2侧传播，并且所生成的感应场Ei从接地电极Eg2侧向接地电极Eg1侧传播。换句话说，在初级侧设备与次级侧设备之间，形成了所生成的感应场Ei的环路路径。而且，在这样的使用电场的非接触式电力供给系统中，通过应用与上述实施例等中的方法相同的方法，能够获得相同的效果。
需要注意的是，本发明可以被构造成如下。
(1)一种电子设备，它包括：
受电部，所述受电部被构造成接收通过利用磁场或电场进行的送电而从馈电装置输送过来的第一电力；
电力输入部，所述电力输入部被构造成接收通过有线连接而从外部电源提供过来的第二电力；
切换部，所述切换部被构造成输出从所述受电部提供过来的所述第一电力和从所述电力输入部提供过来的所述第二电力中的一者；以及
二次电池，所述二次电池被构造成基于从所述切换部输出的电力而被充电。
(2)根据(1)所述的电子设备，其中当仅所述第一电力被提供过来时，所述切换部输出所述第一电力；当仅所述第二电力被提供过来时，所述切换部输出所述第二电力；而且当所述第一电力和所述第二电力两者都被提供过来时，所述切换部选择且输出所述第一电力和所述第二电力中的一者。
(3)根据(2)所述的电子设备，其中当所述第一电力和所述第二电力两者都被提供过来时，所述切换部优先选择且输出所述第二电力。
(4)根据(3)所述的电子设备，其还包括：
充电部，所述充电部被构造成基于从所述切换部输出的电力而执行对所述二次电池的充电；以及
电源电路，所述电源电路被设置于所述受电部与所述切换部之间。
(5)根据(4)所述的电子设备，其中当至少所述第二电力被提供过来时，所述切换部致使所述电源电路的操作无效。
(6)根据(2)所述的电子设备，其中当所述第一电力和所述第二电力两者都被提供过来时，所述切换部优先选择且输出所述第一电力。
(7)根据(1)至(6)中的任一项所述的电子设备，其还包括：
切换控制部，所述切换控制部被构造成动态地控制所述切换部的操作。
(8)根据(7)所述的电子设备，其中当所述第一电力和所述第二电力两者都被提供给所述切换部时，所述切换控制部基于预定参数来控制所述切换部的操作以使得能够选择且输出所述第一电力和所述第二电力中的一者。
(9)根据(1)至(8)中的任一项所述的电子设备，其中除了当所述第一电力被提供过来时执行与所述馈电装置之间的通信操作之外，当仅所述第二电力被提供过来时也执行与所述馈电装置之间的通信操作。
(10)一种馈电系统，它设置有一个或多个电子设备且设置有馈电装置，所述馈电装置被构造成使用磁场或电场来执行向所述一个或多个电子设备的送电，所述一个或多个电子设备分别包括：
受电部，所述受电部被构造成接收通过所述送电而输送过来的第一电力；
电力输入部，所述电力输入部被构造成接收通过有线连接而从外部电源提供过来的第二电力；
切换部，所述切换部被构造成输出从所述受电部提供过来的所述第一电力和从所述电力输入部提供过来的所述第二电力中的一者；以及
二次电池，所述二次电池被构造成基于从所述切换部输出的电力而被充电。
本申请基于2011年12月22日和2012年4月17日分别向日本专利局提交的日本专利申请No.2011-281212和日本专利申请No.2012-93838，且要求这两个专利申请的优先权权益，因此将这些申请的全部内容以引用的方式并入本文中。
本领域技术人员应当理解，依据设计要求和其他因素，可以在本发明随附的权利要求或其等同物的范围内进行各种修改、组合、次组合以及改变。

Claims (10)

1.一种电子设备，其包括：
受电部，所述受电部被构造成接收通过利用磁场或电场进行的送电而从馈电装置输送过来的第一电力；
电力输入部，所述电力输入部被构造成接收通过有线连接而从外部电源提供过来的第二电力；
切换部，所述切换部被构造成输出从所述受电部提供过来的所述第一电力和从所述电力输入部提供过来的所述第二电力中的一者；以及
二次电池，所述二次电池被构造成基于从所述切换部输出的电力而被充电。
2.根据权利要求1所述的电子设备，其中当仅所述第一电力被提供过来时，所述切换部输出所述第一电力；当仅所述第二电力被提供过来时，所述切换部输出所述第二电力；而且当所述第一电力和所述第二电力两者都被提供过来时，所述切换部选择且输出所述第一电力和所述第二电力中的一者。
3.根据权利要求2所述的电子设备，其中当所述第一电力和所述第二电力两者都被提供过来时，所述切换部优先选择且输出所述第二电力。
4.根据权利要求3所述的电子设备，其还包括：
充电部，所述充电部被构造成基于从所述切换部输出的电力而执行对所述二次电池的充电；以及
电源电路，所述电源电路被设置于所述受电部与所述切换部之间。
5.根据权利要求4所述的电子设备，其中当至少所述第二电力被提供过来时，所述切换部致使所述电源电路的操作无效。
6.根据权利要求2所述的电子设备，其中当所述第一电力和所述第二电力两者都被提供过来时，所述切换部优先选择且输出所述第一电力。
7.根据权利要求1所述的电子设备，其还包括：
切换控制部，所述切换控制部被构造成动态地控制所述切换部的操作。
8.根据权利要求7所述的电子设备，其中当所述第一电力和所述第二电力两者都被提供给所述切换部时，所述切换控制部基于预定参数来控制所述切换部的操作以使得能够选择且输出所述第一电力和所述第二电力中的一者。
9.根据权利要求1所述的电子设备，其中除了当所述第一电力被提供过来时执行与所述馈电装置之间的通信操作之外，当仅所述第二电力被提供过来时也执行与所述馈电装置之间的通信操作。
10.一种馈电系统，它设置有一个或多个电子设备且设置有馈电装置，所述馈电装置被构造成使用磁场或电场来执行向所述一个或多个电子设备的送电，所述一个或多个电子设备分别包括：
受电部，所述受电部被构造成接收通过所述送电而输送过来的第一电力；
电力输入部，所述电力输入部被构造成接收通过有线连接而从外部电源提供过来的第二电力；
切换部，所述切换部被构造成输出从所述受电部提供过来的所述第一电力和从所述电力输入部提供过来的所述第二电力中的一者；以及
二次电池，所述二次电池被构造成基于从所述切换部输出的电力而被充电。
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