CN104158302B - 电力传送装置及电力传送方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种电力传送装置及电力传送方法。所述电力传送装置包括：接收单元，被配置为从作为电力传送对象的多个电力接收装置中的各个装置接收用于识别电力接收装置的标识信息；装置确定单元，被配置为基于所述标识信息确定所述各个电力接收装置是否为已被预先登记的登记装置；以及电力传送单元，被配置为将电力传送给所述登记装置。
Description
技术领域
本发明涉及一种电力传送装置及电力传送方法。
背景技术
传统上已知有通过非接触方式(通过无线电)供给电力的技术。作为示例性非接触式供电方法，可以使用以下四种类型：电磁感应型、磁场共振型、电场耦合型以及无线电波接收型。在这些类型中，磁场共振型的特点在于能够长距离地传送充足的电力，因此，在上述四种类型中，磁场共振型尤其受到关注。关于磁场共振型，已提出了1对N的供电方法，该方法利用了上述长电力传送距离的特性，使电力传送装置通过无线电向多个接收装置执行电力传送(例如，参见日本特开2009-136132号公报)。
根据日本特开2009-136132号公报中描述的技术，在不执行电力传送的待机模式下，电力传送装置通过发出一定的脉冲信号执行搜索，从而确定是否有电力接收装置进入到在几米范围之内。接下来，当接收装置将其自身的固有ID发送给电力传送装置时，电力传送装置确定该固有ID的传送源是否是作为供电对象的电力接收装置。在传送源是作为供电对象的电力接收装置的情况下，电力传送装置向该电力接收装置供电。这里，电力传送装置可以向电力接收装置发送固有的代码，以便单独接收关于充电量、装置状态等信息。
电力传送装置以作为电力传送对象的电力接收装置能够接收到电力的传送频率执行电力传送。然而此时，任何在与上述传送频率一致的频率下能够接收到电力的装置都可以接收电力，即使该装置是电力传送装置假定为电力接收装置之外的装置。这样就会造成以下问题：可能会有第三方盗取电力。
发明内容
本发明旨在防止电力被供给到未被假定为电力传送对象的装置。
本发明涉及一种电力传送装置，其包括：接收单元，被配置为从作为电力传送对象的多个电力接收装置中的各个装置接收用于识别电力接收装置的标识信息；装置确定单元，被配置为基于所述标识信息确定所述各个电力接收装置是否为已被预先登记的登记装置；以及电力传送单元，被配置为将电力传送给所述登记装置。
根据以下参照附图对示例性实施例的描述，本发明的其他特征将显而易见。
附图说明
图1示出了无线供电系统。
图2示出了电力传送装置。
图3示出了电力传送装置。
图4示出了电力接收装置。
图5示出了电力接收装置。
图6示出了示例性超帧。
图7示出了示例性帧格式。
图8是示出数据传送/接收处理的序列图。
图9示出了示例性帧。
图10是示出认证处理的流程图。
具体实施方式
以下将参照附图详细描述本发明的各种示例性实施例、特征以及方面。
图1示出了无线供电系统。无线供电系统包括电力传送装置10和多个电力接收装置20。应当注意，尽管图1仅示出了一个电力传送装置10，但是无线供电系统包括多个电力传送装置10。电力传送装置10通过无线电向电力接收装置20供电。此外，电力传送装置10与电力接收装置20执行供电所需的数据通信。电力接收装置20从电力传送装置10接收通过无线电供给的电力。另外，电力接收装置20与电力传送装置10执行供电所需的数据通信。
图1所示的供电区域30是能够从电力传送装置10向电力接收装置20执行供电的区域。通信区域40是能够在电力传送装置10和电力接收装置20之间执行数据通信的区域。
下文描述了供电区域30和通信区域40之间的关系。供电区域30比通信区域40小。更具体地，供电区域30被包含在通信区域40中。如图1所示，在多个电力接收装置20存在于供电区域30中的情况下，电力传送装置10能够并行地向这些电力接收装置20执行无线供电。
应当注意到，尽管在图1中为方便起见以二维方式示出了由实线圆表示的供电区域30和由实线圆表示的通信区域40，但是实际上这些区域是立体(三维)区域。
图2和图3示出了电力传送装置的配置。应当注意到，在图2和图3中，用实线表示数据交换，而用虚线表示电力供给。如图2所示，电力传送装置10包括控制单元110、多个无线电传送单元120、多个无线电接收单元130、AC(交流)电源140以及供电单元150。
控制单元110控制整个电力传送装置10。无线电传送单元120接收从AC电源140供给的AC电力，并通过无线电将电力传送给电力接收装置20。针对无线电传送单元120，分别设置彼此不同的用于传送电力的传送频率。无线电接收单元130从电力接收装置20接收数据。针对无线电接收单元130，分别设置彼此不同的用于接收电力的传送频率。因此，包括多个无线电传送单元120的电力传送装置10能够将电力同时传送给多个电力接收装置20。
如图3所示，控制单元110包括中央处理单元(CPU)111、只读存储器(ROM)112、随机存取存储器(RAM)113、硬盘驱动器(HDD)114以及用户界面(UI)115。控制单元110通过内部总线与无线电传送单元120和无线电接收单元130连接。
CPU111处理各种数据以控制电力传送装置10。ROM112是非易失性存储介质，存储CPU111使用的引导程序等。RAM113是易失性存储介质，临时存储CPU111使用的数据、程序等。HDD114是非易失性存储介质，存储CPU111使用的操作系统、应用等。UI115向用户显示各种类型的信息，并从用户接收各种指令。
各无线电传送单元120包括通信电路121、电力传送电路122、天线共用器(diplexer)123以及电力传送线圈124。通信电路121生成用于通信的调制信号。电力传送电路122生成用于传送电力的调制信号。
天线共用器123将通信电路121生成的调制信号和电力传送电路122生成的调制信号合成。电力传送线圈124将天线共用器123合成的调制信号传送给电力接收装置20。
各无线电接收单元130包括电力接收线圈131、接收电路132以及解调电路133。电力接收线圈131从电力接收装置20接收用于通信的调制信号。接收电路132接收由电力接收线圈131接收到的调制信号。解调电路133对接收电路132接收到的调制信号进行解调。
AC电源140向电力传送线圈124和供电单元150供给AC电压。供电单元150将AC电源140供给的AC电压转换成DC(直流)电压，并将该DC电压供给控制单元110、无线电传送单元120以及无线电接收单元130。
应当注意到，通过CPU111读取存储在ROM112或HDD114中的程序并执行该程序，来实现下文所要描述的电力传送装置10的功能及处理。
图4和图5示出了电力接收装置20。在图4和图5中，用实线表示数据交换，而用虚线表示电力供给。如图4所示，电力接收装置20包括控制单元210、多个无线电传送单元220、多个无线电接收单元230以及电池240。
控制单元210控制电力接收装置20。无线电传送单元220将数据传送给电力传送装置10。另外，针对无线电传送单元220，分别设置彼此不同的用于传送电力的传送频率。无线电接收单元230通过无线电从电力传送装置10接收电力。此外，针对无线电接收单元230，分别设置彼此不同的用于接收电力的传送频率。
电池240累积电力。电池240还基于所累积的电力向控制单元210、无线电传送单元220及无线电接收单元230供给DC电压。
如图5所示，控制单元210包括CPU211、ROM212、RAM213、HDD214以及UI215。控制单元210通过内部总线与无线电传送单元220和无线电接收单元230连接。
CPU211处理各种数据以控制电力接收装置20。ROM212是非易失性存储介质，存储CPU211使用的引导程序等。RAM213是易失性存储介质，临时存储CPU211使用的数据、程序等。HDD214是非易失性存储介质，存储CPU211使用的操作系统、应用等。UI215向用户显示各种类型的信息，并从用户接收各种指令。
各无线电传送单元220包括通信电路221以及电力传送线圈222。通信电路221生成用于通信的调制信号。电力传送线圈222将通信电路221生成的调制信号传送给电力传送装置10。
各无线电接收单元230包括电力接收线圈231、天线共用器232、接收电路233、解调电路234、整流电路235以及稳压电路236。电力接收线圈231从电力传送装置10接收调制信号。天线共用器232将电力接收线圈231接收到的调制信号划分成用于通信的调制信号和用于传送电力的调制信号。接收电路233接收通过天线共用器232的划分而获得的用于通信的调制信号。
解调电路234对接收电路233的调制信号进行解调。整流电路235对通过天线共用器232的划分而获得的用于传送电力的调制信号进行整流，以生成DC电压。稳压电路236稳定整流电路235生成的DC电压。电池240接收稳压电路236稳定的电压并累积电力。
应当注意到，通过CPU211读取存储在ROM212或HDD214中的程序并执行该程序，来实现下文所要描述的电力接收装置20的功能及处理。
图6示出了示例性超帧(superframe)。根据本实施例的无线供电系统通过重复该超帧执行无线供电处理。一个超帧包括S101(关联期间)、S102(电力传送准备期间)以及S103(电力传送期间)。应当注意各期间都是可变的。
在S101中，电力传送装置10针对电力接收装置20的装置ID及电力的必要性确认电力接收装置20。装置ID是电力接收装置20的标识信息。当电力传送装置10从电力接收装置20接收到电力接收装置20的装置ID以及电力接收装置20需要电力的效应时，转变到S102。应当注意，从S101转变到S102的定时也是可变的。
在S102中，响应于电力传送装置10的数据请求，电力接收装置20可以发送对帧的响应或确认。应当注意到，响应帧和确认帧的各长度是可变的。当S102结束时，转变到S103。应当注意，从S102转变到S103的定时也是可变的。
在S103中，电力传送装置10将电力传送给电力接收装置20。在S103中，即使没有来自电力传送装置10的请求帧，电力接收装置20也能够将帧传送给电力传送装置10。
图7示出了示例性帧格式。在上述超帧中，实现了利用如图7所示的帧格式的数据包的数据通信。通过上述数据通信执行开始无线供电所必需的数据传送/接收。
帧头310表示传输数据时的目的地等。帧头310包括标识(ID)311、帧控制312、源地址313、目的地地址314以及序列号315。
当无线供电系统执行数据通信时使用ID311。帧控制312是用于电力接收装置20的数据交换的信息。帧控制312包括电力管理3120。电力管理3120是用于确认是否需要电力的数据。源地址313是数据传输时传送源的地址。目的地地址314是数据传输时目的地的地址。序列号315是帧编号。
帧主体320是数据传输时数据主体的信息。帧主体320包括有效负荷321和帧校验序列322。有效负荷321是数据主体。向有效负荷321分配例如装置ID3210、附加信息等。在电力传送装置10正在供电的情况下，附加信息至少包含关于当前正在使用的共振频率的信息。帧校验序列322是用于有效负荷321的错误校验的数据。
图8是示出超帧中电力传送装置10和电力接收装置20之间的数据传送/接收处理的序列图。在步骤S201中，电力传送装置10将用于请求电力接收装置20的装置ID的信息传送给电力接收装置20。这里使用帧格式中的ID311。
在步骤S202中，电力传送装置10从电力接收装置20接收装置ID3210(接收处理)。这里使用帧格式中的ID311。在步骤S203中，电力传送装置10确认电力接收装置20是否需要电力。这里使用帧格式中的电力管理3120。
在步骤S204中，如果电力接收装置20需要电力，则电力接收装置20将电力接收装置20需要电力的情况通知给电力传送装置10。这里使用帧格式中的电力管理3120。
此外，在步骤S204中，如果电力接收装置20不需要电力，则电力接收装置20将电力接收装置20不需要电力的情况通知给电力传送装置10。这里使用帧格式中的电力管理3120。
接下来，基于关于供电必要性的响应结果，电力传送装置10确定电力接收装置20为电力传送对象。应该注意到，本实施例的电力传送装置10能够同时向多个电力接收装置20传送电力，并且多个电力接收装置20被确定为电力传送对象。
在步骤S205中，电力传送装置10准备电力传送。更具体地，电力传送装置10将传送频率的请求传送给作为电力传送对象的电力接收装置20，并从作为电力传送对象的电力接收装置20接收传送频率(接收处理)。图9示出了用于传送传送频率3211的示例性帧。如图9所示，传送频率3211被写在有效负荷321中以被传送。
电力传送装置10基于装置ID对作为电力传送对象的各个电力接收装置20进行认证。以下将参照图10描述认证处理。
在步骤S206中，电力传送装置10将电力传送给作为电力传送对象的各个电力接收装置20(电力传送处理)。在步骤S207中，当电池被充满电时，电力接收装置20向电力传送装置10发送完成电力传送的通知。这里使用帧格式中的电力管理3120。
通过上述处理完成一个超帧。这样，通过在超帧中执行数据传送/接收处理，实现了用于无线供电的数据通信。
图10是示出电力传送装置10的认证处理的流程图。在确定作为电力传送对象的电力接收装置20之后，在电力传送准备期间执行认证处理。在认证处理中，基于从作为电力传送对象的电力接收装置20接收到的装置ID，电力传送装置10对电力接收装置20进行认证。
作为认证处理的前提，电力传送装置10具有装置ID列表。装置ID列表存储登记装置的装置ID。这里，登记装置是电力传送装置10可以传送电力的电力接收装置20。例如，装置ID列表被预先存储在诸如RAM113的存储单元中。电力传送装置10参照装置ID列表，并限制对登记装置之外的装置进行电力传送。
在步骤S301中，电力传送装置10的CPU111确定作为电力传送对象的多个电力接收装置中的各个是否为登记装置(装置确定处理)。更具体地，CPU111将其从作为电力传送对象的各个电力接收装置20接收到的多个装置ID中的各个与在装置ID列表中登记的装置ID进行比较。
在步骤S301中，在所有接收到的装置ID都被包含在装置ID列表中的情况下，即在所有电力传送对象都是登记装置的情况下(在步骤S301中为“是”)，CPU111将处理推进至步骤S305。
在步骤S305中，CPU111将从作为电力传送对象的多个电力接收装置20接收到的传送频率分别设置为用于电力传送的频率。然后，完成认证处理。
当完成了认证处理时，CPU111开始电力传送期间的处理(S103)。应当注意到，在电力传送期间(S103)，CPU111指示开始向各个电力接收装置20传送电力。
这会使电力传送装置10同时执行从多个无线电传送单元120向作为电力传送对象的电力接收装置20的电力传送。
另一方面，在步骤S301中，在所接收到的装置ID中至少有一个装置ID与装置ID列表中登记的任一装置ID不一致的情况下(在步骤S301中为“否”)，CPU111将处理推进至步骤S302。应当注意，所接收到的装置ID中至少有一个装置ID与装置ID列表中登记的任一装置ID不一致的情况是指，除了登记装置之外的装置，即非登记装置，被包含在电力传送对象中。
在步骤S302中，CPU111确定作为电力传送对象的电力接收装置20的传送频率是否与从非登记装置接收到的传送频率相一致。在步骤S302中，在作为电力传送对象的电力接收装置20的传送频率与非登记装置的传送频率相一致的情况下(在步骤S302中为“是”)，CPU111将处理推进至步骤S303。另一方面，在步骤S302中，在作为电力传送对象的电力接收装置20的传送频率与非登记装置的传送频率不一致的情况下(在步骤S302中为“否”)，CPU111将处理推进至步骤S305。在步骤S305中，CPU111将电力传送对象的传送频率设置为用于电力传送的频率。
在步骤S303中，CPU111确定与非登记装置的传送频率一致的传送频率是否可以变为其他频率(可变性确定处理)。更具体地，CPU111向作为电力传送对象的电力接收装置20询问是否能以已接收的传送频率之外的任一频率执行电力传送。接下来，如果CPU111接收到不同于非登记装置的传送频率的其他频率作为传送频率，则CPU111确定该传送频率可以变为该其他频率。
在步骤S303中，如果确定传送频率是可变的(在步骤S303中为“是”)，则CPU111就将处理推进至步骤S304。在步骤S304中，CPU111将作为电力传送对象的电力接收装置20的传送频率改变为不同于非登记装置的频率的频率(改变处理)。接下来，CPU111将处理推进至步骤S305。在步骤S305中，CPU111将改变后所获得的频率设置为用于电力传送的频率。
另一方面，在步骤S303中，如果确定传送频率不可变(在步骤S303中为“否”)，则CPU111将处理推进至步骤S306。在步骤S306中，CPU111停止电力传送(停止处理)，从而完成认证处理。应当注意到，在这种情况下，正在执行中的超帧在不经过电力传送期间的处理的情况下结束。
如上文所述，在根据本实施例的无线供电系统中，如果电力传送对象中包含非登记装置，则以不同于该非登记装置的传送频率的频率供电。此外，如果不能以不同于非登记装置的传送频率的频率执行电力传送，则电力传送装置10停止电力传送。这样就使得电力传送装置10能够阻止向未被假定为电力传送对象的装置供给电力。
本发明的实施例还可以通过系统或装置的、用于读出并执行记录在存储介质(例如，非临时性计算机可读存储介质)上的计算机可执行指令以执行本发明中上述实施例的一个或多个的功能的计算机来实现；本发明的实施例也可以通过方法来实现，该方法由系统或装置的计算机、通过例如从存储介质读出并执行计算机可执行指令以执行本发明上述实施例中的一个或多个的功能来执行。计算机可以包括中央处理单元(CPU)、微处理单元(MPU)及其他电路中的一个或多个，也可以包括独立计算机的网络或独立计算机处理器的网络。计算机可执行指令可以从例如网络或存储介质提供给计算机。存储介质可以包括例如硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)及分布式计算系统的存储器、光盘(例如压缩盘(CD)、数字通用光盘(DVD)或蓝光光盘(BD)TM)、闪存装置、存储卡等中的一个或多个。
虽然已经参照示例性实施例描述了本发明，应当理解，本发明并不局限于公开的示例性实施例。应当对所附权利要求的范围给予最宽的解释，以使其涵盖所有变型、等同结构和功能。
本申请要求2013年5月14日提交的日本专利申请第2013-102424号的优先权，该申请的全部内容通过引用并入本文。
Claims (3)
1.一种向外部装置无线传送电力的电力传送装置，其特征在于，所述电力传送装置包括：
接收单元，被配置为从电力接收装置接收所述电力接收装置的标识信息以及表示适合于所述电力接收装置的第一传送频率的频率信息；
第一确定单元，被配置为确定所述标识信息是否被登记在所述电力传送装置中，作为所述电力传送装置能够传送电力的外部装置的信息；
第二确定单元，被配置为如果第一确定单元确定所述标识信息没有被登记在所述电力传送装置中，则确定由所述频率信息表示的第一传送频率与用于向其他电力接收装置传送电力的第二传送频率是否一致；以及
改变单元，被配置为如果第二确定单元确定第一传送频率与第二传送频率一致，则改变第二传送频率。
2.根据权利要求1所述的电力传送装置，其特征在于，所述电力传送装置还包括：
改变确定单元，被配置为如果第二确定单元确定第一传送频率与第二传送频率一致，则确定第二传送频率是否可改变；以及
停止单元，被配置为如果改变确定单元确定第二传送频率不可改变，则停止传送电力；
其中，如果改变确定单元确定第二传送频率可改变，则所述改变单元改变第二传送频率。
3.一种由电力传送装置执行的向外部装置无线传送电力的电力传送方法，其特征在于，所述电力传送方法包括：
从电力接收装置接收所述电力接收装置的标识信息以及表示适合于所述电力接收装置的第一传送频率的频率信息；
确定所述标识信息是否被登记在所述电力传送装置中，作为所述电力传送装置能够传送电力的外部装置的信息；
如果确定所述标识信息没有被登记在所述电力传送装置中，则确定由所述频率信息表示的第一传送频率与用于向其他电力接收装置传送电力的第二传送频率是否一致；以及
如果确定第一传送频率与第二传送频率一致，则改变第二传送频率。
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