CN104221251B - 无线电力传送装置及其无线电力信号传送的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无线电力传送装置及其无线电力信号传送的控制方法。无线电力传送装置，包括：传送线圈；驱动器；交流电流传感器，用于检测根据无线电力接收信号所产生的传送线圈的交流电流信号，无线电力接收信号包括无线电力接收信息；交流电压传感器，用于检测根据无线电力接收装置的无线电力接收信号所产生的传送线圈的交流电压信号；信号处理部，处理从交流电流传感器及交流电压传感器接收的交流电流信号及交流电压信号；及无线电力传送控制部，检测传送线圈的交流电流信号及交流电压信号，交流电流信号及交流电压信号中至少一个被处理为正常信号时，通过已处理的信号获得无线电力接收信息，基于无线电力接收信息而控制驱动器。

Description

无线电力传送装置及其无线电力信号传送的控制方法

技术领域

本发明涉及一种无线电力传送装置及其无线电力信号传送的控制方法，能够更加有效地检测无线电力接收装置所发送的信号而提高无线电力传送效率。

背景技术

通常，电池组(Battery pack)接收由外部充电器供应的电力(电能)而被充电的状态下，供应用于启动便携式终端机(手机，PDA等)的电源，由进行电能充电的蓄电池单元、用于所述蓄电池单元的充电及放电(向便携式终端机供应电能)的电路等构成。

向这种用于便携式终端机的电池组进行电能充电的充电器及电池组的电气性连接方式包括：接收供应的常用电源而使其变换成对应于电池组的电压及电流，然后通过相应电池组的端子而向电池组供应电能的端子供应方式。

但是，若通过这种端子供应方式供应电源，接触或分离充电器与电池组时，因两侧的端子(电池组的端子及充电器的端子)具有相互不同的电位差而导致瞬间放电现象。

尤其，因这种瞬间放电现象而两侧的端子上积累异物时，可能会引发火灾等。

并且，还因湿气等导致已充电到电池组的电能通过电池组的端子向外部自然放电的问题，具有导致电池组的寿命及性能的降低的缺点。

最近为了解决所述问题点，提出了一种利用无线电力传送方式的无触点方式的充电系统及控制方法。

这种无线电力传送系统中，无线电力接收装置应位于正确的充电位置才能接收适当的无线电力的传送。若其位置脱离充电位置，因无法正常进行用于无线电力的通信而导致充电的停止。

发明内容

(要解决的技术问题)

本发明是为了提供一种无线电力传送装置及无线电力传送装置的无线电力信号传送的控制方法，用于提高数据的传送及接收的可靠性。

(解决问题的手段)

为解决所述问题而提出的本发明的一实施例即无线电力传送装置，包括：传送线圈，向无线电力接收装置传送无线电力信号；驱动器，产生对所述无线电力信号的驱动信号即无线电力驱动信号；交流电流传感器，用于检测根据无线电力接收信号所产生的所述传送线圈的交流电流信号，所述无线电力接收信号包括无线电力接收装置所传送的无线电力接收信息；交流电压传感器，用于检测根据所述无线电力接收装置的无线电力接收信号所产生的所述传送线圈的交流电压信号；信号处理部，处理从所述交流电流传感器及所述交流电压传感器接收的交流电流信号及交流电压信号；及无线电力传送控制部，检测所述传送线圈的交流电流信号及所述交流电压信号，所述交流电流信号及所述交流电压信号中至少一个被处理为正常信号时，通过已处理的信号获得所述无线电力接收信息，基于所述无线电力接收信息而控制所述驱动器。

根据本发明的一实施例的一方面，所述无线电力传送装置，还包括：直流电流传感器，与所述驱动器连接，用于检测与所述无线电力接收信号一同变动的驱动器的直流电流信号。

根据本发明的一实施例的一方面，所述无线电力传送控制部，在所述交流电流信号、所述直流电流信号及所述交流电压信号中至少一个被处理为正常信号时，通过已信号处理的信号获得无线电力接收信息，基于所述无线电力接收信息而控制所述驱动器。

根据本发明的一实施例的一方面，所述无线电力传送控制部，若所述交流信号、所述直流电流信号及所述交流电压信号都未被处理为正常信号时，把无线电力接收信号的接收状态判断为错误。

根据本发明的一实施例的一方面，所述无线电力传送控制部，检测出的所述接收状态错误多于已设定次数时，控制所述驱动器而停止无线电力传送信号的产生。

根据本发明的一实施例的一方面，所述无线电力传送装置，还包括：指示器部，用于显示所述接收状态错误。

根据本发明的一实施例的一方面，所述无线电力传送控制部，依次运转所述交流电流传感器、所述交流电压传感器及所述直流电流传感器而获得所述无线电力接收信号。

根据本发明的一实施例的一方面，所述无线电力传送控制部，在所述交流电流信号、所述交流电压信号、所述直流电压信号中选择信号状态的最佳信号，通过所述最佳信号获得无线电力接收信号。

根据本发明的一实施例的一方面，所述无线电力传送控制部，在所述交流电流信号、所述交流电压信号、所述直流电压信号中选择电力级别最高的信号为所述最佳信号。

根据本发明的一实施例的一方面，所述无线电力接收信号包括识别信号、升压信号、减压信号及充满信号。

本发明的另一实施例中，无线电力传送装置的无线电力信号传送控制方法，包括：通过传送线圈接收从无线电力接收装置传送的无线电力接收信号的步骤；通过接收根据所述无线电力接收信号的所述传送线圈的交流电流信号、交流电压信号及驱动器的直流电流信号中的至少2个而接收无线电力接收信号的步骤；若所述已接收的信号中存在正常信号，则对该正常信号进行信号处理而获得包括在无线电力接收信号的无线电力接收信息的步骤；及基于所述无线电力接收信息而控制无线电力信号的步骤。

根据本发明的另一实施例的一方面，无线电力传送装置的无线电力信号传送控制方法，还包括：若所述交流信号、所述直流电流信号及所述交流电压信号都未被处理为正常信号时，把无线电力接收信号的接收状态判断为错误的步骤。

根据本发明的另一实施例的一方面，通过接收根据所述无线电力接收信号的所述传送线圈的交流电流信号、交流电压信号及驱动器的直流电流信号中的至少2个而接收无线电力接收信号的步骤，包括：依次运转连接到所述传送线圈的交流电流传感器及所述交流电压传感器、连接到所述驱动器的所述直流电流传感器而获得所述无线电力接收信号的步骤。

根据本发明的另一实施例的一方面，若所述已接收的信号中存在正常信号，则对该正常信号进行信号处理而获得包括在无线电力接收信号的无线电力接收信息的步骤，包括：所述交流电流信号、所述交流电压信号、所述直流电压信号中选择电力级别最高的信号为所述最佳信号，并对该信号进行信号处理的步骤。

根据本发明的另一实施例的一方面，所述无线电力接收信号包括识别信号、升压信号、减压信号及充满信号。

(发明的效果)

根据具有所述结构的本发明的一实施例，因接收并处理从至少2个传感器获得的无线电力接收信号而获得无线电力接收信息，在无线电力传送中，能够提高电力控制的可靠性。

并且，由至少2个传感器获得的所有信号为错误状态时，才认定为接收错误，降低了无线电力接收信号的接收错误率而能够保障电力控制的连续性。

附图说明

图1是与本发明的一实施例相关的无线电力传送系统的组成框图。

图2是用于说明本发明的一实施例即无线电力传送装置中的无线电力传送控制方法的流程图。

图3是用于说明根据本发明的一实施例的无线电力接收信号的信号接收状态的图表。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的无线电力传送装置及无线电力传送装置的无线电力信号传送控制方法。

图1是与本发明的一实施例相关的无线电力传送系统的组成框图。如图示，本发明的一实施例即无线电力传送系统，包括：无线电力传送装置100、无线电力接收装置200及适配器300。外部的110V或220V交流电源根据适配器变换成直流电源而被供应到无线电力传送装置100。然后，根据电磁感应方式，无线电力传送装置100把无线电力信号传送到无线电力接收装置200后，接收该电力信号的无线电力接收装置200利用所述无线电力信号的电力对电池进行充电，或向与无线电力接收装置200连接的电子设备供应电源。

以下，分别说明无线电力传送装置100和无线电力接收装置200的结构。

本发明的一实施例即无线电力传送装置100，包括传送线圈110、信号处理部121、各种感应传感器123-1、123-2、123-3、驱动器124、共振型转换器125及130。

这里，传送线圈110通过电磁感应方式，把电力信号传送到电力接收装置200的次级线圈(接收线圈)210，为保障无线电力接收装置200的移动性，可适用2个线圈。这时，还可包括转换控制部，用于选择2个线圈中的任意一个。

信号处理部121处理从各种传感器接收的信号，所述各种传感器用于感应根据无线电力接收装置200通过PWM(脉宽调制方式)方式等传送的无线电力接收信号(识别信号、充电状态信号)而变动的线圈的电流、电压或驱动器124的电流。

即，接收到通过传送线圈110传送的，识别呼叫信号的回应信号即识别信号或充电状态信号时，过滤并处理该信号而开始充电，或充电中变更(频率变更或电压变更)电力信号。

另外，根据本发明的一实施例的一方面，设有3个电流及电压感应传感器。即，用于测定驱动器124的直流电流的直流电流传感器123-1、用于测定传送线圈110的交流电流和交流电压的交流电流传感器123-2、及交流电压传感器123-3。即，接收到无线电力接收装置200通过传送线圈110传送的无线电力接收信号(即，包括识别信号及充电状态信号)时，由此，线圈的电流及电压、驱动器的电流产生变动，通过感应此变动而接收无线电力接收信号。本发明中，利用3个传感器而实现了更加正确的无线电力接收信号的接收。对此，参照图3进行详细说明。

所述无线电力传送控制部122接收并确认所述信号处理部121已处理的信号，分析传送线圈110所接收的识别信号，把用于通过所述传送线圈110输出无线电力信号的电力信号传送到所述驱动器124。并且，从传送线圈110接收充电状态信号后，基于此控制驱动器124而变更无线电力信号。

驱动器124通过传送控制部122的控制而控制共振型转换器125的运转。

共振型转换器125生成输出电源，用于产生根据驱动器124的控制而输出的电力信号，并把输出电源供应到所述传送线圈110。换句话说，若传送控制部122把用于输出具有所需电力值的电力信号的电力控制信号传送到驱动器124，所述驱动器124对应传送的电力控制信号而控制共振型转换器125的运转，所述共振型转换器125根据驱动器124的控制，把对应于所需电力值的输出电源施加到传送线圈110，从而输出具有所需强度的无线电力信号。

并且，所述共振型转换器125根据驱动器124的控制而使传送线圈110产生识别请求信号。

另外，根据本发明的一实施例的一方面，无线电力传送装置100还可包括指示器(省略附图编号)。指示器用于确认无线电力传送的好坏，可由LED等发光装置构成。传送线圈110为2个，若2个无线电力接收装置200可同时充电，则指示器也设2个而显示各个传送线圈110中是否正常发出无线电力传送信号。

另外，无线电力传送装置100还可包括温度电路部(温度测定部)(附图中未包括)。该温度测定部用于防止无线电力传送装置的过热，测定无线电力传送装置100的温度，若发生过热，就会中止无线电力信号的传送。

将参照图2详细说明传送控制部122的具体动作。

另外，接收从无线电力传送装置100传送的所述无线电力信号而对电池进行充电或向外部装置供应电源的无线电力接收装置200，包括：接收线圈210，根据所述输出的电力信号而生成诱导电力；整流部220，整流诱导的电力；蓄电池单元模块240，通过整流的电力而被充电；信号传送部250，把识别信号及充电状态信号传送到无线电力传送装置100；及接收控制部230，控制所述接收线圈210、整流部220、所述蓄电池单元模块240及信号传送部250。本发明的无线电力接收装置200可以是包括蓄电池单元模块的电池组，也可以是包括电池组的移动通信终端机。

接收线圈210是用于接收从无线电力传送装置100的传送线圈110传送的无线电力信号的构成要素。

整流部220把根据通过所述接收线圈210接收的无线电力信号的交流电压整流为直流电压，到充电开始之前，以充电电压维持充电状态。

蓄电池单元模块240受到接收控制部230的控制，成为通过所述整流部220的直流电源进行充电的充电对象。替代蓄电池单元模块230，也可以是PMP、MP3、手机等电子设备。另外，所述蓄电池单元模块240包括过电压及过电流防止电路、温度感应电路等保护电路，并且，包括收集并处理蓄电池单元的充电状态等信息的充电管理模块。

接收控制部230控制整流部220中充电的电源的电流而使电流蓄电池单元模块240内流通适当的电流，且控制所述信号传送部250而通过接收线圈210，以PWM方式，把根据从无线电力传送装置100传送的识别请求信号的识别信号及充电状态信号传送到无线电力传送装置100。

信号传送部250在接收控制部的控制下，通过所述接收线圈210，把包括识别信号或充电状态信号(包括升压信号、减压信号及充满信号)的无线电力接收信号传送到无线电力传送装置100。这时，以PWM方式向传送装置100侧传送无线电力接收信号。

以下，参照图2详细说明具有所述结构的无线电力传送装置的无线电力传送控制方法。

图2是用于说明本发明的一实施例即无线电力传送装置中的无线电力传送控制方法的流程图。如图示，首先，无线电力传送装置通过传送线圈，接收由无线电力接收装置产生的无线电力接收信号。即，测定根据由无线电力接收装置的接收线圈传送的无线电力接收信号而变动的线圈的电流、电压或驱动器的电流的变动而接收信号(S11、S13)。

即，通过连接到传送线圈的交流电流传感器、交流电压传感器及连接到驱动器的直流电流传感器，接收无线电力信号。

然后，传送控制部分析从交流电流传感器接收的交流电流信号、从交流电压传感器接收的交流电压信号及从直流电流传感器接收的直流电流信号而确认是否存在正常信号(S15)。若3个都是错误时，产生错误信号，由此重新回到S13步骤(S151)。若达到3个都是错误的规定次数(本实施例中是3次)时(S153)，通过指示器输出错误信号(S155)。若产生错误信号，传送控制部控制指示器而向使用者显示目前不可充电。

另外，若交流电流信号、交流电压信号、直流电流信号中的一个以上为正常信号，测定信号的电力级别(S17)。这时，若正常信号为一个，直接从该信号获得无线电力接收信号(无线电力接收信息)，由此控制无线电力的传送。另外，若正常信号为2以上，测定它们的电力级别并选择最佳的信号(即，电力级别最高的信号)(S19)。然后，对该最佳信号进行信号处理(分析)而获得无线电力接收信号(无线电力传送信息)，由此控制无线电力的传送(S21、S23、S25)。例如，无线电力信息为升压信号时，控制频率或提高无线电力信号的电力级别，控制为传送更高电压的无线电力信号。

以下，参照图3说明根据上述方式的无线电力接收信号处理的实际例子，从而更加详细地说明本发明。

图3是用于说明根据本发明的一实施例的无线电力接收信号的信号接收状态的图表。第一个图表呈现无线电力接收装置中产生的无线电力接收信号。由无线电力接收装置传送无线电力接收信号后，如第二个图表、第三个、第四个图表所示，产生交流电流信号交流电压信号及直流电流信号。如第二个图表中的交流电流信号，第二个信号中电力级别不稳定且未接收到第四个信号。由此可见，交流电流传感器未正常接收到无线电力接收信号。

如第三个图表所图示，交流电压传感器中正常接收到无线电力接收信号。

如第四个图表所图示，直流电流传感器中，在第三个信号出现信号迟延，第三个及第四个信号的电力级别比正常级别低很多，但可进行无线电力接收信号的分析。

这时，如图2的说明，因直流电流传感器的信号级别很低，通过分析并处理交流电压传感器中的无线电力接收信号，能够提高无线电力接收信号的接收率及可靠性。

具有所述结构的本发明的一实施例，因接收并处理通过至少2个传感器获得的无线电力接收信号而获得无线电力接收信息，能够提高无线电力传送中的电力控制的可靠性。

并且，只有通过至少2个传感器获得的所有信号为错误状态时，才认定为接收错误，因此能够降低无线电力接收信号的接收错误率而保障电力控制的连续性。

如上述说明的无线电力传送装置及无线电力传送装置的无线电力信号传送控制方法，并不限定于所述说明的实施例的结构及方法，可通过选择性地组合各实施例的全部或部分而对所述实施例进行多种变更。

Claims (15)

1.一种无线电力传送装置，其特征在于，包括：

传送线圈，向无线电力接收装置传送无线电力信号；

驱动器，产生对所述无线电力信号的驱动信号即无线电力驱动信号；

交流电流传感器，用于检测根据无线电力接收信号所产生的所述传送线圈的交流电流信号，所述无线电力接收信号包括无线电力接收装置所传送的无线电力接收信息；

交流电压传感器，用于检测根据所述无线电力接收装置的无线电力接收信号所产生的所述传送线圈的交流电压信号；

信号处理部，当传送线圈的交流电流信号和交流电压信号分别被交流电流传感器和交流电压传感器正常检测时，处理交流电流信号及交流电压信号之中的具有最高电力级别的最佳信号；及

无线电力传送控制部，通过最佳信号获得所述无线电力接收信息，基于所述无线电力接收信息而控制所述驱动器。

2.根据权利要求1所述的无线电力传送装置，其特征在于，还包括：

直流电流传感器，与所述驱动器连接，用于检测与所述无线电力接收信号一同变动的驱动器的直流电流信号。

3.根据权利要求2所述的无线电力传送装置，其特征在于，

所述无线电力传送控制部，在所述交流电流信号、所述直流电流信号及所述交流电压信号中至少一个被处理为正常信号时，通过已信号处理的信号获得无线电力接收信息，基于所述无线电力接收信息而控制所述驱动器。

4.根据权利要求3所述的无线电力传送装置，其特征在于，

所述无线电力传送控制部，若所述交流电流信号、所述直流电流信号及所述交流电压信号都未被处理为正常信号时，把无线电力接收信号的接收状态判断为错误。

5.根据权利要求4所述的无线电力传送装置，其特征在于，

所述无线电力传送控制部，在检测出的所述接收状态错误多于已设定次数时，控制所述驱动器而停止无线电力传送信号的产生。

6.根据权利要求5所述的无线电力传送装置，其特征在于，还包括：

指示器部，用于显示所述接收状态错误。

7.根据权利要求3所述的无线电力传送装置，其特征在于，

所述无线电力传送控制部，依次运转所述交流电流传感器、所述交流电压传感器及所述直流电流传感器而获得所述无线电力接收信号。

8.根据权利要求3所述的无线电力传送装置，其特征在于，

所述无线电力传送控制部，在所述交流电流信号、所述交流电压信号、直流电压信号中选择信号状态的最佳信号，通过所述最佳信号获得无线电力接收信号。

9.根据权利要求8所述的无线电力传送装置，其特征在于，

所述无线电力传送控制部，在所述交流电流信号、所述交流电压信号、所述直流电压信号中选择电力级别最高的信号为所述最佳信号。

10.根据权利要求1所述的无线电力传送装置，其特征在于，

所述无线电力接收信号包括识别信号、升压信号、减压信号及充满信号。

11.一种无线电力传送装置的无线电力信号传送控制方法，其特征在于，包括：

通过传送线圈接收从无线电力接收装置传送的无线电力接收信号的步骤；

通过接收根据所述无线电力接收信号的所述传送线圈的交流电流信号、交流电压信号及驱动器的直流电流信号中的至少2个而接收无线电力接收信号的步骤；

若已接收的无线电力接收信号中存在正常信号，则对该正常信号进行信号处理而获得包括在无线电力接收信号的无线电力接收信息的步骤；及基于所述无线电力接收信息而控制无线电力信号的步骤；

其中，若所述已接收的信号中存在正常信号，则对该正常信号进行信号处理而获得包括在无线电力接收信号的无线电力接收信息的步骤包括从交流电流信号和交流电压信号中选择具有最高电力级别的信号作为最佳信号，以对最佳信号执行信号处理。

12.根据权利要求11所述的无线电力传送装置的无线电力信号传送控制方法，其特征在于，还包括：

若所述交流电流信号、所述直流电流信号及所述交流电压信号都未被处理为正常信号时，把无线电力接收信号的接收状态判断为错误的步骤。

13.根据权利要求11所述的无线电力传送装置的无线电力信号传送控制方法，其特征在于，

通过接收根据所述无线电力接收信号的所述传送线圈的交流电流信号、交流电压信号及驱动器的直流电流信号中的至少2个而接收无线电力接收信号的步骤，包括：

依次运转连接到所述传送线圈的交流电流传感器及所述交流电压传感器、连接到所述驱动器的所述直流电流传感器而获得所述无线电力接收信号的步骤。

14.根据权利要求11所述的无线电力传送装置的无线电力信号传送控制方法，其特征在于，

若所述已接收的信号中存在正常信号，则对该正常信号进行信号处理而获得包括在无线电力接收信号的无线电力接收信息的步骤，包括：

在所述交流电流信号、所述交流电压信号、直流电压信号中选择电力级别最高的信号为所述最佳信号，并对该信号进行信号处理的步骤。

15.根据权利要求11所述的无线电力传送装置的无线电力信号传送控制方法，其特征在于，

所述无线电力接收信号包括识别信号、升压信号、减压信号及充满信号。