CN104734271A - 线圈装置、无线电力发送器和无线电力接收器 - Google Patents

线圈装置、无线电力发送器和无线电力接收器 Download PDF

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Abstract

本公开提供一种线圈装置、无线电力发送器和无线电力接收器。所述线圈装置可以能够改变线圈的匝之间的间隙，从而可以同时对多个装置进行无线充电或者可以使用集中的电力对单个装置进行无线充电。所述线圈装置可包括：壳，具有容纳空间和根据用户的选择而改变的充电面积；线圈部，在壳的容纳空间中具有由预定长度的缠绕的导体形成的线圈主体。线圈主体的缠绕的导体的匝之间的间隙随着壳的充电面积的改变而改变。

Description

线圈装置、无线电力发送器和无线电力接收器
本申请要求于2013年12月20日提交到韩国知识产权局的第10-2013-0160325号韩国专利申请的权益，其公开内容通过引用包含于此。
技术领域
本公开涉及一种用于无线电力传输的线圈装置以及具有该线圈装置的无线电力发送器和无线电力接收器。
背景技术
电气装置和电子装置是利用电力作为其能量源进行操作的装置。
为了操作电气或电子装置，除非该装置具有自发电能力，否则就需要从外部向该装置提供电能（即，操作该装置所必须的能量源）。
因此，为了从外部接收电力，电气装置或电子装置必须配备有电力传输器件，以将电力从外部电力使用设施传递至所述装置。
此外，无线充电技术是指在不使用用于充电的连接器或电源线缆的情况下无线地发送用于对电池进行充电的电力的技术。
在此之前，无线充电技术通常有限地用在诸如电动牙刷、家用无绳电话和电动工具的装置中。
近来，因为智能电话市场的爆炸式增长，无线充电技术迅速变得普及。智能电话允许用户随时随处地享受丰富的内容和多媒体服务，但是因受限的电池容量而使用户受到使用时间短的困扰。
除了其他方法之外，还存在一种使用磁感应或磁共振实现无线充电的常见手段，其使用在缠绕数次的线圈中产生的电磁能耦合，如本专利文件下面进行描述的。
这被实施为一种基于法拉第感应定律进行操作的装置，其中，由交流（AC）电或高频电流流动的线圈产生的电磁场在相邻的线圈的输出端处感生电动势。当具有嵌入于其中的无线充电接收器模块的一般的移动电话、智能电话、数字相机、平板PC、监视器或膝上型计算机等放置在其中构造有无线充电发送器模块的无线充电器的充电表面上时，与充电相关的模拟电路、电源电路、控制电路、整流电路和充电电路等可以进行操作，从而对嵌入装置中的电池进行充电。
此外，这样的无线充电器具有相对大的体积，因此，其可能不便存放和携带，并且其可能难以同时对多个装置进行无线充电。
发明内容
本公开的一方面可以提供一种线圈装置以及具有该线圈装置的无线电力发送器和无线电力接收器，所述线圈装置能够改变线圈的匝之间的间隙，从而可以同时对多个装置进行无线充电或者可以使用集中的电力对单个装置进行无线充电。
根据本公开的一方面，一种线圈装置可包括：壳，具有容纳空间和根据用户的选择而改变的充电面积；线圈部，在壳的容纳空间中具有由预定长度的缠绕的导体形成的线圈主体，其中，线圈主体的缠绕的导体的匝之间的间隙随着壳的充电面积的改变而改变。
壳可包括：第一壳面，具有容纳空间；至少一个第二壳面，具有容纳空间并从第一壳面延伸，以改变壳的面积。
线圈部可包括：第一线圈块，容纳在第一壳面的容纳空间中，并由所述由预定长度的缠绕的导体形成的线圈主体的一部分形成；至少一个第二线圈块，容纳在第二壳面的容纳空间中，电连接到第一线圈块，并由所述由预定长度的缠绕的导体形成的线圈主体的另一部分形成。
第二壳面可结合到第一壳面，并可以以折叠方式改变壳的面积。
第二壳面可结合到第一壳面，并可以以滑动方式改变壳的面积。
当壳的面积减小时，所述至少一个第二线圈块的缠绕的导体的匝可以设置在第一线圈块的缠绕的导体的匝之间。
根据本公开的另一方面，一种无线电力发送器可包括：壳，具有容纳空间和根据用户的选择而改变的充电面积；线圈部，在壳的容纳空间中具有由预定长度的缠绕的导体形成的线圈主体，其中，线圈主体的缠绕的导体的匝之间的间隙随着壳的充电面积的改变而改变，从而线圈部无线地发送电力；电源单元，向线圈部供电。
电源单元可包括：电力转换单元，将交流电力转换为具有预定电平的直流电力；驱动单元，从电力转换单元接收直流电力，并使用线圈部无线地发送电力；控制单元，基于提供到线圈部的电力的状况来控制使用线圈部发送的电能。
根据本公开的另一方面，一种无线电力接收器可包括：壳，具有容纳空间和根据用户的选择而改变的充电面积；线圈部，在壳的容纳空间中具有由预定长度的缠绕的导体形成的线圈主体，其中，线圈主体的缠绕的导体的匝之间的间隙随着壳的充电面积的改变而改变，从而线圈部无线地接收电力；连接单元，向外部装置发送在线圈部中接收的电力。
附图说明
通过下面的结合附图的详细描述，将更为清楚地理解本公开的以上和其他方面、特征和其他优点，在附图中：
图1A和图1B是示意性地示出根据本公开的示例性实施例的线圈装置的视图；
图2A和图2B是示意性地示出根据本公开的另一示例性实施例的线圈装置的视图；
图3A、图3B、图4A和图4B是示意性地示出根据本公开的示例性实施例的无线电力发送器的构造的视图；
图5A至图5D是示意性地示出根据本公开的示例性实施例的无线电力接收器的视图。
具体实施方式
下文中，将参照附图对本公开的实施例进行详细描述。然而，本公开可以以许多不同的方式进行实施，并且不应被解释为限于这里阐述的实施例。相反，提供这些实施例以使本公开将是彻底的和完全的，并将向本领域技术人员充分地传达本公开的范围。在附图中，为了清晰，可能夸大了元件的形状和尺寸，并且将始终使用相同的标号来指示相同或相似的元件。
图1A和图1B是示意性地示出根据本公开的示例性实施例的线圈装置的视图。
参照图1A和图1B，根据示例性实施例的线圈装置100可以包括壳110和线圈部120。
壳110可以在其中具有容纳空间，并可以包括第一壳面111和第二壳面112，以改变充电区域的面积。充电面积可以通过改变壳的面积而变化。虽然在附图中示出了仅一个第一壳面111和仅一个第二壳面112，但是壳面的数量不限于一个。
在壳110的容纳空间中，可以形成线圈部120。线圈部120可以具有由预定导体形成的线圈主体。可以通过将导体弯曲为诸如螺旋形状和曲折线形状的各种形状来形成线圈主体。虽然在附图中线圈部120被描绘为具有螺旋形状，但是线圈部120的形状不限于此，并且可以根据需要具有各种形状。
如图1B中所示，至少一个第二壳面112可以从第一壳面111延伸，以改变壳的面积，相应地，在壳110的容纳空间中的线圈部120的导体之间的间隙的宽度可以改变。
即，线圈部120可以包括容纳在第一壳面111的第一线圈块121和容纳在第二壳面112中的至少一个第二线圈块122。第二线圈块122电连接到第一线圈块121，且当第二壳面112位于第一壳面111上、堆叠在第一壳面111上或在第一壳面111中滑动时，壳的面积减小，从而第二线圈块122和第一线圈块121可以形成单个线圈主体。当第二壳面112从第一壳面111延伸从而使壳的面积增大时，第二线圈块122和第一线圈块121可以具有各自的预定的线圈主体。例如，如所示出的，第二线圈块122可以与第一线圈块121一起形成具有螺旋形状的线圈主体，第二线圈块122和第一线圈块121中的每个可以形成具有螺旋形状的线圈主体。为此，具有可变长度的线圈连接部123可以形成在第二线圈块122和第一线圈块121之间。
图2A和图2B是示意性地示出根据本公开的另一示例性实施例的线圈装置的视图。
参照图2A，当减小壳的面积时，可以以折叠方式来减小壳的面积，例如，第二壳面112可以折叠在第一壳面111上方或堆叠在第一壳面111上。此外，可以在展开第二壳面112时使壳面的面积增大。为此，折叠部分可以形成在第一壳面111和第二壳面112之间。
参照图2B，可以以滑动方式来增大壳的面积，例如，第二壳面112可以滑出第一壳面111并从第一壳面111延伸。此外，第二壳面112可以滑动到第一壳面111中，从而可以减小壳的面积。
图3A、图3B、图4A和图4B是示意性地示出根据本公开的示例性实施例的无线电力发送器的构造的视图。
参照图3A、图3B、图4A和图4B，根据示例性实施例的无线电力发送器可以包括壳210、线圈部220和电源单元230。
本示例性实施例中的无线电力发送器200的壳210和线圈部220与上面参照线圈装置100进行描述的壳和线圈部相同，并且在下文中将不再重复冗余的描述。然而，当增大壳210的面积时，不是使线圈部220的线圈的匝之间的间隙变宽，而是使线圈部220的线圈所处的区域的面积相应地增大，且装置A和装置B分别位于壳210的第一壳面211和第二壳面212上，从而来自电源单元230的电力无线地发送到至少两个装置A和B，以允许对它们进行无线充电。当减小壳210的面积时，线圈部220的线圈所处的区域的面积也减小，或者线圈的间隙变窄，从而电力可以集中于装置A。因此，可以对单个的装置A进行无线供电，从而进行快速充电。
电源单元230可以使用线圈部220通过磁感应或磁共振向装置A和装置B供电。当通过磁共振供电时，电源单元230可以包括电力转换单元231、控制单元232和驱动单元233。
电力转换单元231可以将AC电力转换为预定的DC电力。
驱动单元233可以驱动线圈部220，从而使用线圈部220通过磁共振发送来自电力转换单元231的DC电力。
控制单元232可以检测施加到线圈部220的电压和在线圈部220中流动的电流，从而调节电能。
图5A至图5D是示意性地示出根据本公开的实施例的示出无线电力接收器的视图。
参照图5A至图5D，根据示例性实施例的无线电力接收器可以包括壳310、线圈部320和传输单元330。
本示例性实施例中的无线电力接收器300的壳310和线圈部320与上面参照线圈装置100描述的壳和线圈部相同，并将不再重复冗余的描述。然而，当增大壳210的面积时，不是使线圈部320的线圈的匝之间的间隙变宽，而是使线圈部220的线圈所处的区域的面积相应地增大，从而可以在无线电力接收器300从具有相对大的面积的电力传输装置1000无线地接收电力时无线地接收大量的电力。
相反，当壳310的面积减小时，线圈部220的线圈所处的区域的面积相应地减小，但是线圈的匝之间的间隙变窄，从而可以集中发送的电力。
例如，如果壳310是移动电话的壳，则线圈部320可以由分别位于移动电话的壳的前侧311和后侧312上的第一线圈块321和第二线圈块322构成，从而无线地接收电力以通过传输单元330将电力发送到装置A。
如上所述，根据本公开的示例性实施例，可以同时对多个装置进行无线充电，或者可以使用集中的电力对单个装置进行无线充电。此外，以折叠方式或滑动方式实现线圈装置，从而采用该线圈装置的电子装置可以便于携带和使用。
虽然上面已经示出和描述了示例性实施例，但是本领域技术人员应清楚，在不脱离由权利要求所限定的本公开的精神和范围的情况下，可以进行修改和变型。

Claims (19)

1.一种线圈装置，包括：
壳，具有容纳空间和根据用户的选择而改变的充电面积；
线圈部，在壳的容纳空间中具有由预定长度的缠绕的导体形成的线圈主体，其中，线圈主体的缠绕的导体的匝之间的间隙随着壳的充电面积的改变而改变。
2.如权利要求1所述的线圈装置，其中，壳包括：
第一壳面，具有容纳空间；
至少一个第二壳面，具有容纳空间并从第一壳面延伸，以改变壳的充电面积。
3.如权利要求2所述的线圈装置，其中，线圈部包括：
第一线圈块，容纳在第一壳面的容纳空间中，并由所述由预定长度的缠绕的导体形成的线圈主体的一部分形成；
至少一个第二线圈块，容纳在第二壳面的容纳空间中，电连接到第一线圈块，并由所述由预定长度的缠绕的导体形成的线圈主体的另一部分形成。
4.如权利要求2所述的线圈装置，其中，第二壳面结合到第一壳面，并以折叠方式改变壳的充电面积。
5.如权利要求4所述的线圈装置，其中，第二壳面结合到第一壳面，并以滑动方式改变壳的充电面积。
6.如权利要求3所述的线圈装置，其中，当壳的充电面积减小时，所述至少一个第二线圈块的缠绕的导体的匝设置在第一线圈块的缠绕的导体的匝之间。
7.一种无线电力发送器，包括：
壳，具有容纳空间和根据用户的选择而改变的充电面积；
线圈部，在壳的容纳空间中具有由预定长度的缠绕的导体形成的线圈主体，其中，线圈主体的缠绕的导体的匝之间的间隙随着壳的充电面积的改变而改变，从而线圈部无线地发送电力；
电源单元，向线圈部供电。
8.如权利要求7所述的无线电力发送器，其中，壳包括：
第一壳面，具有容纳空间；
至少一个第二壳面，具有容纳空间并从第一壳面延伸，以改变壳的充电面积。
9.如权利要求8所述的无线电力发送器，其中，线圈部包括：
第一线圈块，容纳在第一壳面的容纳空间中，并由所述由预定长度的缠绕的导体形成的线圈主体的一部分形成；
至少一个第二线圈块，容纳在第二壳面的容纳空间中，电连接到第一线圈块，并由所述由预定长度的缠绕的导体形成的线圈主体的另一部分形成。
10.如权利要求8所述的无线电力发送器，其中，第二壳面结合到第一壳面，并以折叠方式改变壳的充电面积。
11.如权利要求10所述的无线电力发送器，其中，第二壳面结合到第一壳面，并以滑动方式改变壳的充电面积。
12.如权利要求9所述的无线电力发送器，其中，当壳的充电面积减小时，所述至少一个第二线圈块的缠绕的导体的匝设置在第一线圈块的缠绕的导体的匝之间。
13.如权利要求7所述的无线电力发送器，其中，电源单元包括：
电力转换单元，将交流电力转换为具有预定电平的直流电力；
驱动单元，从电力转换单元接收直流电力并使用线圈部无线地发送电力；
控制单元，基于提供到线圈部的电力的状况来控制使用线圈部发送的电能。
14.一种无线电力接收器，包括：
壳，具有容纳空间和根据用户的选择而改变的充电面积；
线圈部，在壳的容纳空间中具有由预定长度的缠绕的导体形成的线圈主体，其中，线圈主体的缠绕的导体的匝之间的间隙随着壳的充电面积的改变而改变，从而线圈部无线地接收电力；
连接单元，向外部装置发送在线圈部中接收的电力。
15.如权利要求14所述的无线电力接收器，其中，壳包括：
第一壳面，具有容纳空间；
至少一个第二壳面，具有容纳空间并从第一壳面延伸，以改变壳的充电面积。
16.如权利要求15所述的无线电力接收器，其中，线圈部包括：
第一线圈块，容纳在第一壳面的容纳空间中，并由所述由预定长度的缠绕的导体形成的线圈主体的一部分形成；
至少一个第二线圈块，容纳在第二壳面的容纳空间中，电连接到第一线圈块，并由所述由预定长度的缠绕的导体形成的线圈主体的另一部分形成。
17.如权利要求15所述的无线电力接收器，其中，第二壳面结合到第一壳面，并以折叠方式改变壳的充电面积。
18.如权利要求17所述的无线电力接收器，其中，第二壳面结合到第一壳面，并以滑动方式改变壳的充电面积。
19.如权利要求16所述的无线电力接收器，其中，当壳的充电面积减小时，所述至少一个第二线圈块的缠绕的导体的匝设置在第一线圈块的缠绕的导体的匝之间。
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