CN104054234B - 电子设备和馈电系统 - Google Patents

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Abstract

提供了一种电子设备，具有：电接收单元，用于接收使用磁场或电场传送的电力；二次电池；充电单元，用于基于由电接收单元接收到的输入电力对二次电池进行充电；负载，用于基于供应的电力执行规定的操作；第一供电路径，通过充电单元从电接收单元或二次电池延伸到负载；以及第二供电路径，通过绕开充电单元从电接收单元延伸到负载。

Description

电子设备和馈电系统
技术领域
本公开内容涉及一种以非接触的方式对诸如电子设备的馈电目标设备执行供电(电传送或电力传送)的馈电系统，并且涉及一种可应用于这种馈电系统的电子设备。
背景技术
近来，关注以非接触的方式对诸如移动电话和便携式音乐播放器的CE设备(消费电子设备)执行供电(电传送或电力传送)的馈电系统(非接触式馈电系统或无线充电系统)。这种非接触式馈电系统使得可仅仅通过将电子设备(次级设备)放置在充电底座(初级设备)上而不是将电源设备的诸如AC适配器的连接器插入(连接)到设备来开始充电。换句话说，不需要电子设备和充电底座之间的端子连接。
作为以这种非接触的方式执行供电的方法，电磁感应方法是公知的。近来，还关注一种采用使用电磁共振现象的被称为磁共振方法的方法的非接触式馈电系统。例如，专利文献1至专利文献6各自公开了这样的非接触式馈电系统。
引用列表
专利文献
[专利文献1]JP2001-102974A
[专利文献2]WO00/27531A
[专利文献3]JP2008-206233A
[专利文献4]JP2002-34169A
[专利文献5]JP2005-110399A
[专利文献6]JP2010-63245A
发明内容
同时，在上述的非接触式馈电系统中，通常需要根据诸如电子设备的馈电目标设备中的负载的状态来执行适当的操作以提高用户便利性。
因此，希望提供一种能够在使用磁场和电场之一的电力传送(电传送)期间提高用户便利性的电子设备和馈电系统。
本公开内容的实施例的电子设备包括：电接收部，被配置为接收使用磁场和电场之一传送的电力；二次电池；充电部，被配置为基于由电接收部接收到的输入电力对二次电池进行充电；负载，被配置为基于供应的电力执行预定的操作；第一供电路径，经由充电部从电接收部侧和二次电池侧之一延伸到负载侧；以及第二供电路径，绕过充电部从电接收部侧延伸到负载侧。
本公开内容的实施例的馈电系统包括：一个或多个本公开内容的上述的实施例的电子设备(馈电目标设备)；以及馈电设备，被配置为使用磁场和电场之一对每个电子设备执行电力传送。
在本公开内容的实施例的电子设备和馈电系统中，基于使用磁场和电场之一传送的电力(输入电力)对二次电池进行充电。另外，除了经由充电部从电接收部侧和二次电池侧之一延伸到负载侧的第一供电路径以外，还设置绕过充电部从电接收部侧延伸到负载侧的第二供电路径。因此，例如，当在二次电池的小充电量的情况下启动负载时，避免没有经由充电部对负载供应输入电力。具体地，甚至在这种情况下，存储在二次电池中的充电的电力的一部分通过第一供电路径被供应到负载，并且输入电力通过第二供电路径被供应到负载。以此方式，甚至在启动负载等时，由于不仅充电的电力而且输入电力被供应到负载，所以防止充电的电力(充电量)显著地下降。
根据本公开内容的实施例的电子设备和馈电系统，提供了经由充电部从电接收部侧和二次电池侧之一延伸到负载侧的第一供电路径以及绕过充电部从电接收部侧延伸到负载侧的第二供电路径；因此，例如，当在二次电池的小充电量的情况下启动负载时，避免没有经由充电部对负载供应输入电力，并且防止充电量的显著下降。因此，可以在使用磁场和电场之一的电力传送期间提高用户便利性。
附图说明
[图1]图1是示出根据本公开内容的第一实施例的馈电系统的示例性外形配置的透视图。
[图2]图2是示出图1中示出的馈电系统的示例性详细配置的框图。
[图3]图3是示出图2中示出的每个块的示例性详细配置的电路图。
[图4]图4包括示出用于AC信号产生电路的示例性控制信号的定时波形图。
[图5]图5是示出馈电期和传送期中的每个的示例的时序图。
[图6]图6是示出负载的大小和对充电电路的供应电压之间的关系的示例的示意图。
[图7]图7是示出在图3中示出的馈电系统的正常状态和过载状态中的每个中的充电期间的示例性操作的电路图。
[图8]图8是示出在图3中示出的馈电系统的正常状态和过载状态中的每个中的充电完成之后的示例性操作的电路图。
[图9]图9是示出根据比较例1的在电接收期间的启动状态中的操作的电路图。
[图10]图10是示出根据比较例1的负载的大小和对充电电路的供应电压之间的关系的示意图。
[图11]图11是示出根据比较例2的负载的大小和对充电电路的供应电压之间的关系的示意图。
[图12]图12是示出根据第一实施例的示例1的在电接收期间的启动状态中的示例性操作的电路图。
[图13]图13是示出根据第二实施例的馈电系统的示例性配置的电路图。
[图14]图14是示出在图13中示出的馈电系统的正常状态和过载状态中的每个中的充电期间的示例性操作的电路图。
[图15]图15是示出根据第二实施例的示例2的在电接收期间的启动状态中的示例性操作的电路图。
[图16]图16是示出根据第二实施例的正常使用状态的示例性操作的电路图。
[图17]图17是示出根据变型例的馈电系统的示例性示意配置的框图。
[图18]图18是示出图17中示出的馈电系统中的电场的示例性传送模式的示意图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细地描述本公开内容的一些实施例。请注意，按照下面的顺序进行描述。
1.第一实施例(第一供电路径具有整流元件的示例)。
2.第二实施例(第一供电路径具有整流元件和晶体管的示例)。
3.变型例(使用电场等以非接触的方式执行电力传送的示例)。
<第一实施例>
[馈电系统4的整体配置]
图1示出根据本公开内容的第一实施例的馈电系统(馈电系统4)的示例性外形配置。图2示出馈电系统4的示例性块配置。馈电系统4是使用磁场(使用磁共振、电磁感应等；这同样适用于下文)以非接触的方式执行电力传送(供电、馈电或电传送)的系统(非接触的馈电系统)。馈电系统4包括馈电设备1(初级设备)和作为馈电目标设备的一个或多个电子设备(在本示例性情况下，两个电子设备2A和2B，或次级设备)。
在馈电系统4中，例如，如图1所示，电子设备2A和2B被放置在(或被设置为靠近)馈电设备1的馈电表面(电传送表面)S1上，从而执行从馈电设备1到电子设备2A或2B的电传送。在本示例性情况下，考虑以同时或时分(顺序)的方式对多个电子设备2A和2B执行电传送的情况，馈电设备1具有衬垫状(盘形)，其中，馈电表面S1的面积大于作为馈电目标的电子设备2A和2B的总面积。
(馈电设备1)
如上所述，馈电设备1是被配置为使用磁场对电子设备2A或2B执行电力传送(电传送)的设备(充电底座)。例如，如图2所示，馈电设备1包括电传送单元11，该电传送单元11包括电传送部110、AC信号产生电路(高频电力产生电路)111和控制部112(电传送控制部)。
如稍后所述，电传送部110包括电传送线圈(初级线圈)L1、电容器C1p和C1s(谐振电容器)等。电传送部110使用电传送线圈L1以及电容器C1p和C1s，以使用AC磁场(参见由图2中的箭头所示的电力P1)对电子设备2A或2B(详细地，稍后描述的电接收部210)执行电力传送(电传送)。具体地，电传送部110具有从馈电表面S1向电子设备2A或2B辐射磁场(磁通量)的功能。电传送部110还具有利用稍后描述的电接收部210来执行预定的互相通信操作的功能(参见图2中的箭头C1)。
例如，AC信号产生电路111是被配置为使用从馈电设备1的外部电源9(父母电源)供应的电力来产生用于执行电传送的预定的AC信号Sac(高频电力)。例如，这种AC信号产生电路111由稍后描述的开关放大器构成。外部电源9的示例包括设置在PC(个人计算机)中的USB(通用串行总线)2.0的电源(电源容量：500mA，源电压：约5V)。
控制部112被配置为对作为整体的馈电设备1(作为整体的馈电系统4)执行各种类型的控制操作。具体地，控制部112具有控制由电传送部110执行的电传送(电传送操作)和通信(通信操作)的功能，并且还具有例如对要馈送的电力执行优化控制的功能、对次级设备进行认证的功能、确定次级设备位于初级设备上的功能、以及检测异种金属的污染的功能等。在电传送的上述控制中，控制部112使用稍后描述的预定的控制信号CTL(用于电传送的控制信号)来控制AC信号产生电路111的操作。控制部112还具有使用控制信号CTL利用稍后描述的脉冲宽度调制(PWM)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各自是以电视接收器为代表的独立的电子设备、以移动电话和数字照相机为代表的具有可充电电池(电池)的便携式电子设备。例如，如图2所示，电子设备2A和2B各自包括电接收单元21和基于从电接收单元21供应的电力执行预定的操作的负载22，该操作允许电子设备表现出其功能。电接收单元21包括电接收部210、整流电路211、稳压电路212、充电电路213(充电部)、电池214(二次电池)、电力路径设置电路215和控制部216。
如稍后所述，电接收部210包括电接收线圈(次级线圈)L2、电容器C2p和C2s(谐振电容器)等。电接收部210具有使用电接收线圈L2、电容器C2p和C2s等接收从馈电设备1中的电传送部110传送(发送)的电力的功能。此外，电接收部210具有上述的执行与电传送部110的预定的互相通信操作的功能(参见图2中的箭头C1)。
整流电路211是被配置为对从电接收部210供应的电力(AC电力)进行整流以产生DC电力的电路。
稳压电路212是被配置为基于从整流电路211供应的DC电力执行预定的稳压操作的电路。
充电电路213是被配置为基于从稳压电路212供应的经过稳压的DC电力对电池214进行充电的电路。
电池214存储与充电电路213的电荷相对应的电力，并且例如由诸如锂离子电池的可充电电池(二次电池)构成。
如图2所示，电力路径设置电路215是用于设置(控制)从电接收部210侧(稳压电路212)和电池214侧中的每个到负载22侧的供电的路径(供电路径)的电路。电力路径设置电路215具有稍后描述的两个供电路径(供电路径Lp1和Lp2)。请注意，稍后描述电力路径设置电路215的详细配置(图3)。
控制部216被配置为对作为整体的电子设备2A和2B(作为整体的馈电系统4)执行各种类型的控制操作。具体地，控制部216具有控制电接收部110的电接收操作和通信操作的功能、以及控制稳压电路212、充电电路213等中的每个的操作的功能。
[馈电设备1以及电子设备2A和2B中的每个的详细的配置]
图3是示出图2中示出的馈电设备1和电子设备2A和2B中的每个块的示例性详细配置的电路图。
(电传送部110)
电传送部110包括用于使用磁场(用于产生磁通量)执行电力传送的电传送线圈L1、以及用于与电传送线圈L1一起形成LC谐振电路的电容器C1p和C1s。电容器C1s与电传送线圈L1串联电连接。具体地，电容器C1s的第一端与电传送线圈L1的第一端连接。而且，电容器C1s的第二端和电传送线圈L1的第二端与电容器C1p并联连接，并且电传送线圈L1和电容器C1p之间的连接端接地。
由电传送线圈L1以及电容器C1p和C1s构成的LC谐振电路与稍后描述的由电接收线圈L2以及电容器C2p和C2s构成的LC谐振电路磁耦合。因此，以与由稍后描述的AC信号产生电路111产生的高频电力(AC信号Sac)的频率基本上相等的谐振频率来执行LC谐振操作。
(AC信号产生电路111)
AC信号产生电路111由具有一个晶体管(未示出)作为开关元件的开关放大器(所谓的E类放大器)构成。AC信号产生电路111被配置为从控制部112接收用于电传送的控制信号CTL。如图3所示，控制信号CTL是具有预定的占空比的脉冲信号。另外，例如，如图4(A)和图4(B)所示，通过对控制信号CTL的占空比的控制来执行稍后描述的脉冲宽度调制。
根据这种配置，在AC信号产生电路111中，上述的晶体管根据用于电传送的控制信号CTL来执行接通/断开操作(以预定的频率且以预定的占空比的开关操作)。具体地，使用从控制部112供应的控制信号CTL来控制作为开关元件的晶体管的接通/断开操作。因此，例如，AC信号Sac(AC电力)是基于从外部电源9接收到的DC信号Sdc而产生的，并且被供应到电传送部110。
(电接收部210)
电接收部210包括用于接收从电传送部110传送的电力(来自磁通量)的电接收线圈L2、以及用于与电接收线圈L2一起形成LC谐振电路的电容器C2p和C2s。在电容器C2s与电接收线圈L2串联电连接的同时，电容器C2p与电接收线圈L2并联电连接。具体地，电容器C2s的第一端与电容器C2p的第一端和电接收线圈L2的第一端连接。而且，在电接收线圈L2的第二端和电容器C2p的第二端各自与整流电路211的第二输入端子连接的同时，电容器C2s的第二端与整流电路211的第一输入端子连接。
由电接收线圈L2以及电容器C2p和C2s构成的LC谐振电路与上述的由电接收线圈L1以及电容器C1p和C1s构成的LC谐振电路磁耦合。因此，以与由AC信号产生电路111产生的高频电力(AC信号Sac)的频率基本上相等的谐振频率来执行LC谐振操作。
(整流电路211)
在本示例性情况下，整流电路211由四个整流元件(二极管)D1至D4构成。具体地，整流元件D1的阳极和整流元件D3的阴极各自与整流电路211的第一输入端子连接。整流元件D1的阴极和整流元件D2的阴极各自与整流电路211的输出端子连接。整流元件D2的阳极和整流元件D4的阴极各自与整流电路211的第二输入端子连接。整流元件D3的阳极和整流元件D4的阳极各自接地。根据这种配置，整流电路211对从电接收部210供应的AC电力进行整流，并且将作为DC电力的输入电力供应到稳压电路212。
(充电电路213)
充电电路213是被配置为基于经过稳压的DC电力(输入电力)对上述的电池214进行充电的电路。在本示例性情况下，充电电路213被设置在稳压电路212和负载22之间。在下文中，从稳压电路212供应到充电电路213的电压(输入电压)被称为电压V1。与电池214的充电量(充电的电力)相对应的电压被称为电池电压Vb。
(电力路径设置电路215)
如上所述，电力路径设置电路215具有两个供电路径(供电路径Lp1和Lp2)。供电路径Lp1(第一供电路径)是从电接收部210侧(稳压电路212侧)或电池214侧延伸到负载22侧的路径(主要路径)。另一方面，供电路径Lp2(第二供电路径)是绕过(绕开)充电电路213从电接收部210侧(在稳压电路212和充电电路213之间的连接线上的点)延伸到负载22侧的路径(旁路路径)
整流元件(二极管)被设置在电力被供应到负载22侧所沿的方向上的供电路径Lp1和Lp2中的每个上。具体地，供电路径Lp1上的整流元件D51具有设置在充电电路213的输出端子侧的阳极和设置在负载22侧的阴极。供电路径Lp2上的整流元件D52具有设置在稳压电路212和充电电路213之间的连接线上的阳极和设置在负载22侧的阴极。换句话说，整流元件D51和D52的相应的阴极共同地连接在负载22侧。
如稍后详细地描述的，仅在负载22被启动时，并且在充电电路213处于稍后描述的UVLO模式时，两个供电路径Lp1和Lp2中的供电路径Lp2(旁路路径)有效(处于操作状态)。请注意，稍后详细地描述电力路径设置电路215的功能(操作)。
[馈电系统4的功能和效果]
(1.整体操作的概要)
在馈电系统4中，馈电设备1中的AC信号产生电路111基于从外部电源9供应的电力将用于电力传送的预定的高频电力(AC信号Sac)供应到电传送部110中的电传送线圈L1以及电容器C1p和C1s(LC谐振电路)。因此，电传送部110中的电传送线圈L1产生磁场(磁通量)。此时，当作为馈电目标设备(充电目标设备)的电子设备2A和2B被放置在(或者被设置为靠近)馈电设备1的顶部(馈电表面S1)时，馈电设备1中的电传送线圈L1变成接近在馈电表面S1附近的电子设备2A或2B中的电接收线圈L2。
以此方式，当电接收线圈L2被设置为靠近产生磁场(磁通量)的电传送线圈L1时，由从电传送线圈L1产生的磁通量在电接收线圈L2中感应出电动势。换句话说，磁场在与电传送线圈L1和电接收线圈L2中的每个互连的同时通过电磁感应或磁共振来产生。因此，执行从电传送线圈L1侧(初级侧，馈电设备1侧或电传送部110侧)到电接收线圈L2侧(次级侧，电子设备2A和2B侧，或者电接收部210侧)的电力传送(参见由图2和图3中的箭头所示的电力P1)。此时，馈电设备1中的电传送线圈L1与电子设备2A或2B中的电接收线圈L2磁耦合，从而LC谐振电路执行LC谐振操作。
在电子设备2A或2B中，由电接收线圈L2接收到的AC电力因此被供应到整流电路211、稳压电路212和充电电路213，并且执行下述充电操作。具体地，AC电力由整流电路211转换为预定的DC电力，并且DC电力由稳压电路212进行稳压，然后充电电路213基于DC电力对电池214进行充电。以此方式，电子设备2A或2B基于由电接收部210接收到的电力执行充电操作。
换句话说，在第一实施例中，例如，对于电子设备2A或2B的充电，不需要与AC适配器等的端子连接，因此允许仅仅通过将电子设备2A和2B放置在(或者将电子设备2A和2B设置为靠近)馈电设备1的馈电表面S1上来容易地开始充电(执行非接触的馈电)。这样导致减轻用户的负担。
例如，如图5所示，在这种馈电操作中，以时分的方式周期性地(或非周期性地)设置馈电期Tp(电池214的充电期)和通信期Tc(非充电期)。换句话说，控制部112和216控制馈电期Tp和通信期Tc以时分的方式周期性地(非周期性地)被设置。通信期Tc是在初级设备(馈电设备1)和次级设备(电子设备2A或2B)之间执行使用电传送线圈L1和电接收线圈L2的互相通信操作(用于各个设备的认证、馈电效率的控制等的互相通信操作)的期间(参见图2和图3中的箭头C1)。在该示例性情况下，例如，馈电期Tp与通信期Tc的时间比是馈电期Tp/通信期Tc＝约9/1。
在通信期Tc中，例如，利用由AC信号产生电路111定义的脉冲宽度调制来执行通信操作。具体地，通过基于预定的调制数据来设置通信期Tc中的控制信号CTL的占空比，以脉冲宽度调制来执行通信。原则上，难以在电传送部110和电接收部210的上述谐振操作期间执行频率调制。因此，使用这种脉冲宽度调制，容易地实现通信操作。
(2.负载22的大小与操作状态之间的关系)
现在描述电子设备2A或2B中的负载22的大小与电子设备2A或2B中的操作状态之间的关系。
图6示意性地示出负载22的大小与对充电电路213的供应电压(来自稳压电路212的上述的供应电压(电压V1)和电池电压Vb)之间的关系的示例。如图6所示，由于负载22的大小按照正常状态(额定状态)、过载状态、在电接收期间的启动状态(在负载22的启动期间)的顺序增加，电压V1和电池电压Vb中的每个的大小改变。现在详细地描述这些状态中的每个中的电子设备2A或2B中的示例性操作。
(2-1.正常状态和过载状态)
首先，当负载22的大小在正常状态和过载状态中的每个中时，如图6所示，V1≥Vb成立。然而，当电压V1在正常状态中基本上恒定时，电压V1在过载状态中随着负载22的大小的增加而逐渐地减小，如图6中的箭头P51所示。过载状态中的电压V1的这种减少是因为随着负载22的增加会吸取比需要的电力更多的输入电力。
以此方式，由于V1≥Vb成立，例如，如图7所示，在正常状态和过载状态中的每个的情况下，在电池214的充电期间执行下述操作(在充电完成之前)。具体地，首先，充电电路213基于从稳压电路212供应的电力P2(对应于电压V1)将电力P31供应到负载22。同时，充电电路213使用通过从电力P2减去由负载22消耗的电力(对应于供应到负载22侧的电力P31)而给出的剩余电力(电力P32)对电池214进行充电。
例如，如图8所示，在完成对电池214的这种充电之后，执行下述操作。具体地，在完成充电之后，首先，暂停使用磁场从馈电设备1侧到电子设备2A或2B的电传送(电力传送)，因此与上述的充电期不一样，电力P2(电压V1)没有被供应到充电电路213。因此，电力P31没有经由充电电路213被供应到负载22。另外，充电电路213没有利用电力32(剩余电力)对电池214进行充电。在完成这种充电之后，存储在电池214中的充电的电力的一部分(电力P4)经由充电电路213被供应到负载22。
(2-2.在电接收期间的启动状态)
另一方面，当负载22处于电接收期间的启动状态时，电压V1随着负载22的大小的增加而进一步减少；因此，如图6所示，给出V1<Vb。这导致稍后描述的比较例1中的损害用户便利性的问题。现在对此进行详细描述。
具体地，首先，与有线馈电系统(使用AC适配器等的馈电系统)相比，非接触的馈电系统通常在电力传送效率方面较差(较低)。例如，当使用USB2.0的同一父母电源(最大功率2.5W)供电时，与有线系统相比，在非接触的系统中功率损耗必定大。这是因为非接触的馈电系统被设计为使得DC电力临时被转换为AC电力，并且以非接触的方式使用AC磁场来执行馈电，然后将AC电力再次转换为DC电力。与这种电力转换中的“转换效率”相对应的功率对应于损耗。
例如，通过非接触的系统进行的馈电中的电力传送效率被假设为50％。在这种情况下，如果通过有线系统接收电力，则电力传送效率基本上接近100％；因此，可以从USB2.0的上述的父母电源接收2.5W的电力。另一方面，由于非接触的系统具有如上所述的50％的电力传送效率，所以接收到的电力减少到1.25W。
在这种情况下，当电子设备(馈电目标设备)的最大功耗被假设为2.0W时，有线系统具有0.5W(＝2.5W-2.0W)的余量(剩余电力)。另一方面，非接触的系统具有0.75W(＝1.25W-2.0W)的负余量。在非接触的馈电系统中，为了补偿这种负余量(电力短缺)，与图8中示出的上述情况(在完成充电之后)中一样，充电的二次电池中的充电的电力的一部分被供应到电子设备中的负载(参见图6中的箭头P52)。
以此方式，当在充电期间(在电接收期间的负载的启动状态中)启动电子设备中的负载时，电子设备中的最大功耗(对应于上述的电力P31)超出通过使用磁场的非接触的馈电提供的输入电力(对应于上述的电力P2)。换句话说，如上所述，给出V1<Vb。因此，在下述的比较例1中可能会出现下述问题。
(比较例1)
图9是示出根据比较例1的馈电系统104的示例性配置的电路图的框图。馈电系统104对应于其中电子设备102A和102B中的每个没有合并第一实施例中的电力路径设置电路215的馈电系统。
首先，在比较例1中，当负载22被启动(在充电期间的启动状态中)时，电池214中的充电的电力(电力P4)的一部分经由充电电路213被供应到负载22。
当在负载22的这种启动期间电池214的充电量小(例如，在Vb＝约3V的情况下)时，对充电电路213的输入电压(电压V1)急剧减小，并且充电电路213转入所谓的UVLO(欠压锁定)模式。如果充电电路213转入UVLO模式，如图9所示，则充电电路213没有从稳压电路212侧接收到使用磁场的输入电力(电力P2)。换句话说，使用磁场的输入电力没有经由充电电路213被供应到负载22。
因此，例如，如图10中示出的箭头P105所示，在比较例1中的电接收期间的启动状态中，在负载22侧消耗的所有的电力被电池214中的充电的电力(电力P4或电池电压Vb)填充。结果，在电池214中的剩余电力(充电的电力)连续地减少，并且损害了用户便利性。
(比较例2)
例如，如在图11中示出的比较例2中，考虑了这样的技术，其中，在充电电路213中对电池电压Vb进行升压(参见图11中的箭头P50)，然后，这种升压的电池电压Vb被供应到负载22侧。这样使得可以解决如比较例1中一样由于UVLO模式引起的问题。但是，在执行这种升压操作时，与提供的升压电路相对应的成本和/或安装面积增大。
(第一实施例)
因此，在第一实施例的馈电系统4中，在电子设备2A或2B中的电力路径设置电路215中，除了作为主要路径的供电路径Lp1以外，还提供作为旁路路径的供电路径Lp2。供电路径Lp1是经由充电电路213从电接收部210侧或电池214侧延伸到负载22侧的路径。另一方面，供电路径Lp2是绕过充电电路213从电接收部210侧延伸到负载22侧的路径。
在第一实施例中，提供这样的两个供电路径Lp1和Lp2，从而解决了比较例1的问题，而与比较例2不同无需添加升压电路(同时使附加元件最少化)。具体地，例如，当在电池214的小充电量的情况下启动负载22时，避免没有经由充电部213对负载22供应使用磁场的输入电力(上述的电力P2)。
具体地，例如，如图12中示出的第一实施例的示例1一样，在负载22处于电接收期间的启动状态时，电力路径设置电路215执行下述操作。首先，如比较例1中一样，存储在电池214中的充电的电力的一部分(电力P4)通过供电路径Lp1(整流元件D51)被供应到负载22。
在示例1中，如比较例1中一样，如果充电电路213转入UVLO模式，则充电电路213没有从稳压电路212侧接收使用磁场的输入电力(电力P2)。换句话说，使用磁场的输入电力没有经由充电电路213被供应到负载22(暂停将输入电力通过供电路径Lp1供应到负载22)。然而，在示例1中，与比较例1不同，使用磁场的输入电力(电力P2)通过供电路径Lp2(整流元件D52)被供应到负载22。
以此方式，即使在电池214的小充电量的情况下启动负载22，电池214中的充电的电力的一部分也通过供电路径Lp1供应到负载22，并且使用磁场的输入电力通过供电路径Lp2供应到负载22。换句话说，甚至在负载22的启动期间，除了充电的电力(电力P4)以外，输入电力(电力P2)也被供应到负载22。因此，与比较例1不同，防止电池214中的充电的电力(充电量)显著地减少。
在电力路径设置电路215中，这两个供电路径Lp1和Lp2中的供电路径Lp2(旁路路径)仅仅在电接收期间(仅仅当充电电路213处于UVLO模式中时)的负载22的启动状态中有效(在操作状态中)。具体地，在电接收期间的负载22的启动状态中，除了供电路径Lp1以外，供电路径Lp2也是有效的。换句话说，供电路径Lp2在除了电接收期间的负载22的启动状态以外的任何状态(例如，如图7所示的负载22的正常状态和过载状态)中无效(不操作)。因此，在电力路径设置电路215中，供电路径Lp1根据负载22的大小被自动地切换为有效或无效，并且不需要控制部216等来执行控制。
如上所述，在第一实施例中，提供经由充电电路213从电接收部210侧或电池214侧延伸到负载22的供电路径Lp1和绕过充电电路213从电接收部210侧延伸到负载22侧的供电路径Lp2。因此，例如，当在电池214的小充电量的情况下启动负载22时，避免没有经由充电电路213对负载22供应输入电力，并且防止充电量的显著下降。具体地，即使充电电路213由于过载而进入UVLO模式，也可以确保用于将输入电力供应到负载22侧的供电路径。因此，可以提高在使用磁场的电力传送期间的用户便利性。例如，在由于过载状态而导致不允许稳压电路212输出指定的输出电压值的情况下，充电电路213往往会进入UVLO模式。
<第二实施例>
现在描述本公开内容的第二实施例。请注意，与第一实施例中的组件相同的组件用相同的附图标记表示，并且适当地省略其描述。
[馈电系统4A的配置]
图13是作为示出根据第二实施例的馈电系统(馈电系统4A)的示例性配置的电路图的框图。除了替代电子设备2A和2B提供电子设备2C和2D作为馈电目标设备以外，馈电系统4A具有与第一实施例的馈电系统4的配置相似的配置。
除了替代电力路径设置电路215提供下述的电力路径设置电路215A以外，电子设备2C和2D分别具有与电子设备2A和2B的配置相似的配置。
(电力路径设置电路215A)
电力路径设置电路215A与电力路径设置电路215一样具有两个供电路径Lp1和Lp2。整流元件D51和D52分别在电力被供应到负载22侧所沿的方向上被设置在供电路径Lp1和Lp2上。然而，在电力路径设置电路215A中，除了这样的整流元件D51和D52以外，与整流元件D51并联连接的晶体管Tr5还被设置在供电路径Lp1上。而且，还设置与晶体管Tr5连接的电阻元件R5。换句话说，除了还设置有晶体管Tr5和电阻元件R5以外，电力路径设置电路215A具有与电力路径设置电路215的配置等同的配置。
在本示例性情况下，晶体管Tr5由p型FET(场效应晶体管)构成。晶体管Tr5具有与电阻元件R5的第一端和整流元件D52的阳极连接的栅极、与整流元件D51的阳极连接的源极、以及与负载22侧连接的漏极(整流元件D51和D52的阴极侧中的每个)。在该示例性情况下，电阻元件R5的第二端与地球(地面)连接。
[馈电系统4A的功能和效果]
在具有这种配置的馈电系统4A中，电子设备2C或2D中的电力路径设置电路215A根据(在正常状态、过载状态和电接收期间的启动状态中的每个中的)负载22的大小以下述的方式执行操作。
(正常状态和过载状态：充电期间)
首先，当负载22的大小在正常状态或过载状态中时，例如，如图14所示，在电池214的充电期间(在完成充电之前)执行下述操作。也就是说，基本上与第一实施例中一样，充电电路213基于从稳压电路212供应的电力P2(对应于电压V1)将电力P31供应到负载22。同时，充电电路213使用通过从电力P2减去由负载22所消耗的电力(对应于供应到负载22侧的电力P31)而给出的剩余电力(电力P32)对电池214进行充电。
此时，在电力路径设置电路215A中的供电路径Lp1上，在整流元件D51被接通以允许电流流动(以形成供电路径)的同时，晶体管Tr5被断开以允许没有电流流动(以不形成供电路径)。
(在电接收期间的启动状态)
另一方面，当负载22处于电接收期间的启动状态中时，例如，如图15所示的第二实施例的示例2中一样执行操作。具体地，基本上与第一实施例的示例1中一样，存储在电池214中的充电的电力的一部分(电力P4)通过供电路径Lp1被供应到负载22。如果充电电路213转入UVLO模式，则在充电电路213没有从稳压电路212侧接收到电力P2的同时，电力P2通过供电路径Lp(整流元件D52)供应到负载22。
在这种情况下，如正常状态和过载状态中的每个中一样，在电力路径设置电路215A中的供电路径Lp1上出现下述行为。具体地，在整流元件D51被接通以允许电流流动(以形成供电路径)的同时，晶体管Tr5被断开以允许没有电流流动(以不形成供电路径)。
以次方式，在第二实施例中，设置有电力路径设置电路215A，从而通过与第一实施例的功能相似的功能来提供相似的效果。另外，在第二实施例中，电力路径设置电路215A还具有晶体管Tr5，从而除了第一实施例的效果以外还允许进一步提供下述效果。
(正常使用状态：使用充电的电力的一部分的负载的启动期间)
具体地，例如，如图16所示，在输入电力(电力P2或P31)没有被供应到负载22时，并且在存储在电池214中的充电的电力的一部分(电力P4)被供应到负载22以启动负载22(正常使用状态)时，在电力路径设置电路215A中的供电路径Lp1上出现下述行为。具体地，与前面的描述相反，在整流元件D51被断开以允许没有电流流动(以不形成供电路径)的同时，晶体管Tr5被接通以允许电流流动(以形成供电路径)。也就是说，在供电路径Lp1上，晶体管Tr5仅仅在正常使用状态中接通。另一方面，由于晶体管Tr5接通，所以整流元件D51没有接收正向电压，即，断开。因此，在电力路径设置电路215A中，与电力路径设置电路215不同，在仅仅使用充电的电力的一部分来启动负载22(在正常使用状态的情况下)时，避免了整流元件D51中的功率损耗，从而使得可以提高充电的电力的使用效率。在这种情况下，可以说，与使用输入电力对负载22执行供电的情况不同，由于可用电力被限制(有限)，所以大大有利地防止功率损耗。
<变型例>
虽然前面利用第一实施例和第二实施例描述了本公开内容的技术，但是本技术并不限于此，并且可以进行各种变型或替换。
例如，虽然利用各种线圈(电传送线圈和电接收线圈)描述了上述的实施例，但是这样的线圈的配置(形状)可以包括任何各种类型。具体地，例如，每个线圈可以具有螺旋形状、环路形状、采用磁性材料的条形状、包括以折叠方式设置在两层中的螺旋线圈的α圆形、具有更多个层的螺旋形状、以及具有在厚度方向上缠绕的绕组的螺旋形状。每个线圈不仅可以是由导电棒线材构成的绕组线圈，而且可以是由印刷电路板或柔性印刷电路板构成的导电图案线圈。
此外，虽然利用电子设备作为馈电目标设备的示例描述了上述实施例，但是馈电目标设备并不限于此，并且可以是除了电子设备以外的设备(例如，诸如电动汽车的车辆)。
此外，虽然利用馈电设备和电子设备的具体组件描述了上述实施例，但是不需要提供所有的组件。此外，还可以提供其他的组件。例如，馈电设备或电子设备可以合并通信功能、某一控制功能、显示功能、次级设备的认证功能和检测异种金属的污染的功能等。此外，电力路径设置电路(供电路径)的配置并不限于上述实施例中的配置，并且可以是其他配置。例如，在上述实施例的每个中描述的电力路径设置电路(供电路径)可以被设置(合并)在充电电路(充电部)中。具体地，例如，供电路径Lp1和Lp2以及整流元件D51和D52可以被合并在充电电路213中。此外，整流元件D51和D52的阴极侧之间的连接点(供电路径Lp1和Lp2的接合点)也可以被合并在充电电路213中。此外，可以使用晶体管来替换电力路径设置电路中的整流元件(整流元件D51和D52)。在这种情况下，与使用整流元件的情况相比，可以减少功率损耗。
另外，虽然利用在馈电系统中设置多个(两个)电子设备的示例性情况描述了上述实施例，但是这种情况不是限制性的，并且可以在馈电系统中仅仅设置一个电子设备。
此外，虽然利用诸如移动电话的小型电子设备(CE设备)的充电底座作为馈电设备的示例描述了上述实施例，但是馈电设备并不限于这种家用充电底座，并且可应用作为任何各种电子设备的充电器。而且，馈电设备可以不必一定是底座，并且例如可以是用于电子设备的支架，例如所谓的托架(cradle)。
(使用电场以非接触的方式执行电力传送的馈电系统的示例)
虽然利用下述的馈电系统的示例性情况描述了上述实施例，但是这并不是限制性的：该馈电系统利用磁场以非接触的方式执行从作为初级设备的馈电设备到作为次级设备的电子设备的电力传送(馈电)。具体地，本公开的内容可应用于利用电场(电场耦合)以非接触的方式执行从作为初级设备的馈电设备到作为次级设备的电子设备的电力传送的馈电系统。在这种情况下，可以获得与上述实施例的效果相似的效果。
具体地，例如，图17中示出的馈电系统包括一个馈电设备81(初级设备)和一个电子设备82(次级设备)。馈电设备81主要包括包含电传送电极E1(初级电极)的电传送部810、AC信号源811(振荡器)和接地电极Eg1。电子设备82主要包括包含电接收电极E2(次级电极)的电接收部820、整流电路821、负载822和接地电极Eg2。也就是说，该馈电系统包括两组电极，即，电传送电极E1和电接收电极E2、以及接地电极Eg1和Eg2。换句话说，馈电设备81(初级设备)和电子设备82(次级设备)各自合并有由一对诸如单极天线的非对称电极结构构成的天线。
在具有这种配置的馈电系统中，当电传送电极E1和电接收电极E2彼此相对时，上述的非接触的天线相互耦合(沿着每个电极的垂直方向相互电耦合)。因此，在电极之间产生感应电场，从而执行使用电场的电力传送(参见图17中示出的电力P8)。具体地，例如，如图18中示意性地示出的，在产生的感应电场Ei从接地电极Eg2传送到接地电极Eg1的同时，产生的电场(感应电场Ei)从电传送电极E1传送到电接收电极E2。换句话说，在初级设备和次级设备之间形成产生的感应电场Ei的环路路径。在这种使用电场的非接触的供电系统中，也可以通过使用与上述实施例的技术相似的技术中的每个来获得与上述实施例的效果相似的效果。
注意，本技术可以具有下述配置。
(1)一种电子设备，包括：
电接收部，被配置为接收使用磁场和电场之一传送的电力；
二次电池；
充电部，被配置为基于由电接收部接收到的输入电力对二次电池进行充电；
负载，被配置为基于供应的电力执行预定的操作；
第一供电路径，经由充电部从电接收部侧和二次电池侧之一延伸到负载侧；以及
第二供电路径，绕过充电部从电接收部侧延伸到负载侧。
(2)根据(1)所述的电子设备，其中，第一供电路径和第二供电路径各自具有整流元件。
(3)根据(2)所述的电子设备，其中，第一供电路径还具有与整流元件并联的晶体管。
(4)根据(3)所述的电子设备，其中，在第一供电路径上，当输入电力被供应到负载时，晶体管被关断并且整流元件被接通。
(5)根据(3)或(4)所述的电子设备，其中，在第一供电路径上，当输入电力没有被供应到负载时，并且当存储在二次电池中的充电的电力的一部分被供应到负载以启动负载时，晶体管被接通并且整流元件被关断。
(6)根据(2)至(5)中的任一项所述的电子设备，其中，整流元件被设置在电力被供应到负载侧所沿的方向上。
(7)根据(1)至(6)中的任一项所述的电子设备，其中，仅在充电部处于欠压锁定UVLO模式中时，第二供电路径才有效。
(8)根据(7)所述的电子设备，其中，在充电部处于UVLO模式中时，暂停通过第一供电路径向负载供应输入电力。
(9)根据(8)所述的电子设备，其中，在充电部处于UVLO模式中时，通过第二供电路径向负载供应输入电力，并且
存储在二次电池中的充电的电力的一部分通过第一供电路径被供应到负载。
(10)根据(1)至(9)中的任一项所述的电子设备，其中，第一供电路径和第二供电路径被设置在充电部中。
(11)一种馈电系统，包括：
一个或多个电子设备；以及
馈电设备，被配置为使用磁场和电场之一对每个电子设备执行电力传送，
其中，所述电子设备包括：
电接收部，被配置为接收从馈电设备传送的电力，
二次电池，
充电部，被配置为基于由电接收部接收到的输入电力对二次电池进行充电，
负载，被配置为基于供应的电力执行预定的操作，
第一供电路径，经由充电部从电接收部侧和二次电池侧之一延伸到负载侧，以及
第二供电路径，绕过充电部从电接收部侧延伸到负载侧。
本申请要求2012年1月27日在日本专利局提交的日本专利申请JP2012-14834和2012年4月17日在日本专利局提交的日本专利申请JP2012-93836的优先权权益，这两个专利申请中的每个的全部内容通过引用合并于此。
本领域技术人员应当理解，可以根据设计要求和其他因素进行各种修改、组合、子组合和替换，只要他们在所附权利要求或其等同物的范围内即可。

Claims (9)

1.一种电子设备，包括：
电接收部，被配置为接收使用磁场和电场之一传送的电力；
二次电池；
充电部，被配置为基于由电接收部接收到的输入电力对二次电池进行充电；
负载，被配置为基于供应的电力执行预定的操作；
第一供电路径，经由充电部从电接收部侧和二次电池侧之一延伸到负载侧；以及
第二供电路径，绕过充电部从电接收部侧延伸到负载侧，
其中，仅在充电部处于欠压锁定UVLO模式中时，第二供电路径才有效。
2.根据权利要求1所述的电子设备，其中，第一供电路径和第二供电路径各自具有整流元件。
3.根据权利要求2所述的电子设备，其中，第一供电路径还具有与整流元件并联的晶体管。
4.根据权利要求3所述的电子设备，其中，在第一供电路径上，当输入电力被供应到负载时，晶体管被关断并且整流元件被接通。
5.根据权利要求3所述的电子设备，其中，在第一供电路径上，当输入电力没有被供应到负载时，并且当存储在二次电池中的充电的电力的一部分被供应到负载以启动负载时，晶体管被接通并且整流元件被关断。
6.根据权利要求2所述的电子设备，其中，整流元件被设置在电力被供应到负载侧所沿的方向上。
7.根据权利要求1所述的电子设备，其中，在充电部处于UVLO模式中时，暂停通过第一供电路径从电接收部向负载供应输入电力。
8.根据权利要求7所述的电子设备，其中，在充电部处于UVLO模式中时，通过第二供电路径向负载供应输入电力，并且
将存储在二次电池中的充电的电力的一部分通过第一供电路径从二次电池供应到负载。
9.一种馈电系统，包括：
一个或多个电子设备；以及
馈电设备，被配置为使用磁场和电场之一对每个电子设备执行电力传送，
其中，所述电子设备包括：
电接收部，被配置为接收从馈电设备传送的电力，
二次电池，
充电部，被配置为基于由电接收部接收到的输入电力对二次电池进行充电，
负载，被配置为基于供应的电力执行预定的操作，
第一供电路径，经由充电部从电接收部侧和二次电池侧之一延伸到负载侧，以及
第二供电路径，绕过充电部从电接收部侧延伸到负载侧，
其中，仅在充电部处于欠压锁定UVLO模式中时，第二供电路径才有效。
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