CN104810929A - 无线电力接收器、终端以及无线电力发送器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了无线电力接收器、终端以及无线电力发送器。无线电力接收器包括：线圈，用于接收电力；以及磁体，用于生成被无线电力发送器的传感器所感测的磁通密度的强度。线圈具有空的中心区域。磁体被布置在线圈的空的中心区域中。磁体包括电工钢片。

Description

无线电力接收器、终端以及无线电力发送器

技术领域

实施例涉及无线电力传输技术。

背景技术

无线电力传输或无线能量传递指的是将电能以无线方式传递至期望的装置的技术。在1800年代，广泛使用了采用电磁感应原理的电机或变压器，然后提出了用于通过辐射电磁波(诸如无线电波或激光)来传输电能的方法。实际上，在日常生活中频繁使用的电动牙刷或电动剃须刀基于电磁感应原理而被充电。电磁感应指的是当导体周围的磁场变化时感应出电压以使得电流流动的现象。虽然围绕小型装置迅速推进了电磁感应技术的商业化，但是电力传输距离短。

迄今为止，除电磁感应以外，无线能量传输方案还包括基于谐振和短波射频的远程通信技术。

最近，在无线电力传输技术中，已经广泛使用了采用谐振的能量传输方案。

在采用谐振的无线电力传输系统中，由于通过无线电力发送器和无线电力接收器的线圈所传递的电力是通过线圈来无线传递的，所以用户可以容易地对诸如便携式装置的电器进行充电。

无线电力接收器设置有磁体，使得无线电力发送器感测无线电力接收器。无线电力发送器感测由无线电力接收器的磁体导致的磁场，并且确定是否对无线电力接收器进行充电。

然而，在现有技术中，无线电力接收器的磁体由稀土元素形成且稀土磁体很昂贵，使得增加了制造无线电力接收器的成本。

另外，根据现有技术的无线电力接收器的磁体不满足标准所要求的布置要求。

发明内容

实施例提供了成本被降低的无线电力接收器和终端。

实施例提供了包括下述磁体的无线电力接收器和终端：该磁体被布置成满足标准所要求的要求。

实施例提供了包括下述磁体的无线电力接收器和终端：该磁体最优地被布置成即使当底盖的厚度厚时也足以感测无线电力发送器或支持物。

根据实施例，提供了一种无线电力接收器，其包括：线圈，用于接收电力；以及磁体，用于生成被无线电力发送器的传感器所感测的磁通密度(magnetic flux density)的强度。线圈具有空的中心区域。磁体被布置在线圈的空的中心区域中。磁体包括电工钢片(electric steel plate)。

根据实施例，提供了一种用于从支持物以无线方式接收电力的终端。该终端包括：面向支持物的盖、被布置在盖上以接收电力的线圈、以及用于生成被支持物的传感器所感测的磁通密度的强度的磁体，其中，磁体以被布置在线圈的中心区域中的方式被线圈所缠绕，并且包括电工钢片。

实施例具有以下效果。

第一，对于为终端设置的磁体使用便宜的电工钢片(electrical plate)，使得可以降低产品的单价。

第二，为终端设置的磁体被最优地布置为使得磁体满足标准中所定义的磁通密度的强度。

第三，为终端设置的磁体的直径和底盖的厚度被优化，使得降低在确定支持物是否靠近终端方面出现错误的可能性。

同时，下面在实施例的描述中，将直接地和隐含地描述任何其他各种效果。

附图说明

图1是示出根据实施例的无线电力传输系统的图。

图2是根据实施例的发送感应线圈的等效电路图。

图3是根据实施例的电源和无线电力发送器的等效电路图。

图4是根据实施例的无线电力接收器的等效电路图。

图5是示出根据实施例的无线电力传输系统的透视图。

图6是图5中的终端的后视图。

图7是示出根据实施例的无线电力传输系统的剖视图。

图8是示出根据实施例的无线电力传输系统的框图。

图9是示出根据实施例的操作无线电力传输系统的方法的流程图。

图10是示出根据支持物与终端之间的距离的由霍尔传感器检测的电压信号的图。

图11是示出了以绕组线圈结构布置的第二磁体的图。

图12是示出了以引线框(lead frame)线圈结构布置的第二磁体的图。

图13是示出了引线框线圈结构下的磁通密度的强度的图。

具体实施方式

在实施例的描述中，应当理解的是，当组成元件被称为是在另外的组成元件“上”或“下”时，其可以是“直接地”或“间接地”在另一组成元件上，或者也可以存在一个或更多个居间元件。另外，术语“上(上面)”和“下(下面)”可以包括基于一个组成元件“向上”和“向下”这两种含义。

图1是示出根据实施例的无线电力传输系统的图。

参照图1，根据实施例的无线电力传输系统可以包括电源100、无线电力发送器200、无线电力接收器300和负载400。

根据一个实施例，电源100可以包括在无线电力发送器200中，但是实施例不限于此。

无线电力发送器200可以包括发送感应线圈210和发送谐振线圈220。

无线电力接收器300可以包括接收谐振线圈310、接收感应线圈320和整流单元330。

电源100的两个端子连接至发送感应线圈210的两个端子。

发送谐振线圈220可以与发送感应线圈210间隔预定的距离。

接收谐振线圈310可以与接收感应线圈320间隔预定的距离。

接收感应线圈320的两个端子连接至整流单元330的两个端子，并且负载400连接至整流单元330的两个端子。根据一个实施例，负载400可以被包括在无线电力接收器300中。

从电源100生成的电力被发送至无线电力发送器200。在无线电力发送器200中接收的电力被发送至由于谐振现象而与无线电力发送器200进行谐振(即，具有与无线电力发送器200的谐振频率相同的谐振频率)的无线电力接收器300。

在下文中，将更详细地描述电力传输处理。

电源100可以生成具有预定频率的交流电力，并且将交流电力传递至无线电力发送器200。

发送感应线圈210和发送谐振线圈220相互感应地耦合。换言之，如果由于从电源设备100接收的交流电力而导致交流电流流经发送感应线圈210，则由于电磁感应而导致交流电流被感应至与发送感应线圈210物理上间隔开的发送谐振线圈220。

此后，在发送谐振线圈220中接收的电力被发送至无线电力接收器300，其中，无线电力接收器300通过谐振与无线电力发送器200构成谐振电路。

电力可以在两个LC电路之间被传输，这两个LC电路通过谐振互相阻抗匹配。当与通过电磁感应传输的电力进行比较时，通过谐振所传输的电力可以以较高的效率更远地传输。

接收谐振线圈310可以通过频率谐振从发送谐振线圈220接收电力。由于所接收的电力，导致交流电流可流经接收谐振线圈310。在接收谐振线圈310中接收的电力可以被发送至接收感应线圈320，接收感应线圈320由于电磁感应而感应地耦合到接收谐振线圈310。在接收感应线圈320中接收的电力由整流电路330整流并且被发送至负载400。

根据一个实施例，发送感应线圈210、发送谐振线圈220、接收谐振线圈310和接收感应线圈320可以具有平面螺旋(spiral)形状的螺旋结构或三维螺旋形状的螺旋状(helical)结构，但实施例不限于此。

当发送谐振线圈220通过使用谐振方案将电力发送至接收线圈340时，发送谐振线圈220和接收谐振线圈310互相谐振地耦合，以便在谐振频带下被操作。

由于发送谐振线圈220与接收谐振线圈310谐振地耦合，所以可以显著提高无线电力发送器200和无线电力接收器300之间的电力传输效率。

如上所述，已经描述了以谐振频率方案传输电力的无线电力传输系统。

本实施例可以被应用于电磁感应方案以及谐振频率方案的电力传输。

即，根据实施例，当无线电力传输系统基于电磁感应传输电力时，可以省略包括在无线电力发送器200中的发送谐振线圈220和包括在无线电力接收器300中的接收谐振线圈310。

在无线电力传输中，品质因子和耦合系数很重要。即，电力传输效率可以与品质因子和耦合系数中的每个成比例。因此，随着品质因子和耦合系数中的至少一个增大，可以提高电力传输效率。

品质因子可以指可被存储在无线电力发送器200或无线电力接收器300附近的能量的指标。

品质因子可以根据操作频率ω以及线圈的形状、尺寸和材料而变化。可以如下面的等式1那样来表示品质因子：

[等式1]

Q＝w﹡L/R

其中，L指线圈的电感，并且R指与线圈中所产生的电力损耗的量对应的电阻。

品质因子可以具有0到无穷大的值。当品质因子具有较大的值时，可以更多地提高无线电力发送器200和无线电力接收器300之间的电力传输效率。

耦合系数表示发送线圈和接收线圈之间的感应磁耦合度，并且具有0到1的值。

耦合系数可以根据发送线圈与接收线圈之间的相对位置和相对距离而变化。

图2是根据实施例的发送感应线圈的等效电路图。

如图2所示，发送感应线圈210可以包括电感器L1和电容器C1，并且可以由电感器L1和电容器C1构成具有期望的电感和期望的电容的电路。

发送感应线圈210可以构造为如下等效电路：电感器L1的两个端子连接至电容器C1的两个端子。换言之，发送感应线圈210可以构造为如下等效电路：电感器L1并联连接至电容器C1。

电容器C1可以包括可变电容器，并且可以通过调整电容器C1的电容进行阻抗匹配。发送谐振线圈220、接收谐振线圈310和接收感应线圈320的等效电路可以与图2中示出的电路相同或相似，但实施例不限于此。

图3是根据实施例的电源和无线电力发送器的等效电路图。

如图3所示，可以通过使用分别具有预定的电感和电容的电感器L1和电感器L2以及电容器C1和电容器C2来构成发送感应线圈210和发送谐振线圈220。

图4是根据实施例的无线电力接收器的等效电路图。

如图4所示，可以通过使用分别具有预定的电感和电容的电感器L3和电感器L4以及电容器C3和电容器C4来构成接收谐振线圈310和接收感应线圈320。

整流电路330可以将从接收感应线圈320传递的交流电力转换成直流电力，并且可以将直流电力传递至负载400。

具体地，虽然未示出，但是整流单元330可以包括整流器和平滑电路。根据实施例，整流电路可以包括硅整流器，并且如图4所示，整流电路可以等同于二极管D1，但实施例不限于此。

整流器可以将从接收感应线圈320传递的交流电力转变成直流电力。

平滑电路可以去除由整流器所转变的直流电力中所包括的交流分量，以输出经平滑的直流电力。根据实施例，如图4所示，整流电容器C5可以用作平滑电路，但实施例不限于此。

从整流电路330传递的直流电力可以是直流电压或直流电流，但实施例不限于此。

负载400可以是任何可再充电的电池或者需要直流电力的装置。例如，负载400可以指电池。

无线电力接收器300可以安装到诸如需要电力的鼠标、膝上型计算机、或便携式电话的电器。因此，接收谐振线圈310和接收感应线圈320可以具有与电器的形状对应的形状。

无线电力发送器200可以通过带内通信或带外通信与无线电力接收器300交换信息。

带内通信可以指以下通信：该通信用于通过使用具有无线电力传输中所使用的频率的信号，在无线电力发送器200和无线电力接收器300之间交换信息。因此，无线电力接收器300还可以包括开关，并且无线电力接收器300可以通过对开关进行或不进行开关操作来接收从无线电力发送器200所发送的电力。因此，无线电力发送器200检测无线电力发送器200中所消耗的电力的量，使得无线电力发送器200可以识别所包括的开关的接通或关断信号。

具体地，无线电力接收器300可以通过使用电阻器和开关来改变电阻器中所耗散的电力的量，使得可以改变无线电力发送器200中所消耗的电力。无线电力发送器200可以感测所消耗的电力的变化，以获得关于负载400的状态的信息。开关和电阻器可以互相串联连接。关于负载400的状态的信息可以包括关于负载400的当前充电量和/或充电量的趋势的信息。负载400可以包括无线电力接收器400。

更具体地，当断开开关时，电阻器中耗散的电力为0(零)，并且还减少了无线电力发送器200中所消耗的电力。

如果开关短路，则电阻器中所吸收的电力大于0，并且无线电力发送器200中所消耗的电力增加。当无线电力接收器重复上面的操作时，无线电力发送器200可以检测无线电力发送器200中所消耗的电力，并且可以执行与无线电力接收器300的数字通信。

无线电力发送器200根据上面的操作接收关于负载400的状态的信息，使得无线电力发送器200可以发送适合于负载400的接收状态的电力。

相反地，无线电力发送器200可以包括电阻器和开关，以将关于无线电力发送器200的状态的信息发送至无线电力接收器300。根据一个实施例，关于无线电力发送器200的状态的信息可以包括关于下述各项的信息：要从无线电力发送器200供应的电力的最大量、从无线电力发送器200接收电力的无线电力接收器300的数量、以及无线电力发送器200的可利用电力的量。

在下文中，将描述带外通信。

带外通信指为交换电力传输所需的信息而通过不同于谐振频带的特定频带来执行的通信。无线电力发送器200和无线电力接收器300可以配备有带外通信模块，以交换电力传输所需的信息。带外通信模块可以安装在供电装置中。在一个实施例中，带外通信模块可以使用短距离通信技术，诸如蓝牙(Bluetooth)、无线个域网(Zigbee)、WLAN(无线局域网)或NFC(近场通信)，但实施例不限于此。

图5是示出根据实施例的无线电力传输系统的透视图。

参照图5，根据实施例的无线电力传输系统可以包括支持物10和终端20。

支持物10可以包括如图1中示出的电源和无线电力发送器。当从顶部观察时，支持物10可以具有圆形、椭圆形、正方形或矩形形状，但实施例不限于此。

支持物10的顶表面可以与终端20的后表面相接触。支持物10的顶表面的至少一部分可以具有与终端的后表面的形状相同的形状，但实施例不限于此。

嵌入在支持物10中的无线电力发送器的发送线圈(图1中的附图标记210和220)可以面向支持物10的顶表面。可以平行于支持物10的顶表面布置发送线圈210和发送线圈220，使得将发送线圈210和发送线圈220的电力均匀地(uniformly)传输至终端20。

终端20可以包括电池36，并且可以表示能够通过使用电池36中所充的电力而执行预定电子功能的所有电器。例如，终端20可以包括移动设备(诸如智能电话或平板PC)或者家用电器(诸如电视机、电冰箱或洗衣机)。

终端20可以包括图1中示出的无线电力接收器和负载。即，无线电力接收器和负载可以嵌入在终端20中。

终端20可以被放置在支持物10的顶表面上，使得支持物10以便对终端20进行充电。当终端20可以被放置在支持物10的顶表面上时，终端20的前盖22面朝上，使得终端20的后盖24可以与支持物10的顶表面相接触。因此，可以从支持物10向负载无线地提供电力，使得可以对负载进行充电。

如图6所示，可以与同支持物10的顶表面相对应的终端20的后表面相邻地布置接收线圈32和磁体30。另外，可以将接收线圈32布置为允许支持物10的发送线圈210和发送线圈220、支持物10的顶表面和无线电力接收器的后盖24彼此面对。具体地，当平行于支持物10的接收线圈210和接收线圈220而放置终端20的接收线圈32时，可以使从支持物10的发送线圈210和发送线圈220传递至终端20的接收线圈32的电力的效率最大化。

将参照图7更详细地描述根据实施例的无线电力传输系统。

图7是示出了根据实施例的无线电力传输系统的剖视图。

如图7所示，支持物10可以包括发送线圈14和第一磁体12。可以与支持物10的顶表面相邻地布置发送线圈14和第一磁体12。可以在同一表面上布置发送线圈14和第一磁体12。

发送线圈14可以是图1中示出的发送感应线圈和/或发送谐振线圈。例如，虽然在谐振方案的情况下发送感应线圈和发送谐振线圈都被使用，但在电磁感应方案的情况下可以仅使用发送感应线圈。

发送线圈14可以围绕第一磁体12。发送线圈14可以具有若干匝数，并且相邻的发送线圈14可以互相间隔开，但实施例不限于此。可以平行于虚拟水平面来布置发送线圈14。具有上述结构的发送线圈14的中心区域可以是空的。

可以在发送线圈14的中心区域中布置第一磁体12。第一磁体12的厚度可以等于发送线圈14的厚度，或者比发送线圈14的厚度更厚或更薄。第一磁体12的厚度和面积可以根据第一磁体12所需的磁通密度的强度和第一磁体12的占据区域而变化。

终端20可以包括屏蔽部件26、接收线圈32和第二磁体30。可以在同一表面上布置接收线圈32和第二磁体30。

接收线圈32可以是图1中示出的接收谐振线圈和/或接收感应线圈。例如，虽然在谐振方案的情况下接收谐振线圈和接收感应线圈都被使用，但在电磁感应方案的情况下，可以仅使用接收感应线圈。

接收线圈32可以围绕第二磁体30。接收线圈32可以具有若干匝数，并且相邻的接收线圈32可以互相间隔开。可以平行于虚拟水平面布置接收线圈32。具有上述结构的接收线圈32的中心区域可以是空的。

可以在接收线圈32的中心区域中布置第二磁体30。接收线圈32的中心区域可以小于接收线圈14的中心区域，但实施例不限于此。第二磁体30的厚度可以等于接收线圈32的厚度，或者比接收线圈32的厚度更厚或更薄。第二磁体30的厚度和面积可以根据第二磁体30所需的磁通密度的强度和第二磁体30的占据区域而变化。

第二磁体30使得支持物10能够感测终端20是否靠近支持物10或与支持物10相接触。

出于这样的感测的目的，支持物10还可以包括霍尔传感器16。可以在支持物的顶表面和第一磁体12之间布置霍尔传感器16，但实施例不限于此。与第一磁体12相比，可以与支持物10的顶表面更相邻地布置霍尔传感器16。可以在支持物10的第一磁体12和终端20的第二磁体30之间在支持物10中布置霍尔传感器16。当终端20不存在时，霍尔传感器16仅感测第一磁体12的磁通密度的强度。然而，当终端20靠近支持物10时，霍尔传感器16可以感测第二磁体30的磁通密度的强度以及第一磁体12的磁通密度的强度。因此，基于当终端20不存在时所感测的第一磁体12的磁通密度的强度，支持物10感测当终端20被放置在支持物10上时从第一磁体12和第二磁体30生成的磁通密度的强度。当所感测的磁通密度的变化程度(α)大于阈值时，支持物10确定终端20被放置在支持物10上以进行充电，并且然后可以执行对终端20的充电处理。

因此，第二磁体30可以由使得所感测的磁通密度的变化程度(α)大于阈值的材料形成。例如，阈值可以等于32G(高斯)。标准中所要求的阈值可以等于40G。

第二磁体30可以包括电工钢片。例如，电工钢片可以包含至少1％至5％的范围内的硅(Si)，但实施例不限于此。第二磁体30的硅的含量可发生变化，以使得磁通密度的变化程度(α)大于客户或标准所要求的阈值。

例如，接收线圈32和第二磁体30可以通过使用粘合剂28粘附到屏蔽部件26的后表面。安装有包括电源的电子组件、交流电力生成单元和控制单元的印刷电路板可以被布置在屏蔽部件26上。

屏蔽部件26可以屏蔽由线圈所感应的磁场，以防止磁场对电子组件施加影响，使得可以防止错误地操作电子组件。

图8是示出根据实施例的无线电力传输系统的框图。

参考图5至图8，无线电力传输系统可以包括支持物10和终端20。

因为上面已经描述了支持物10和终端20的外观，所以下面将描述支持物10和终端20的电路配置。

支持物10可以包括电源、交流电力生成单元19、控制单元17、发送线圈14、第一磁体12和霍尔传感器16。

电源可以与图1中示出的电源相同，并且发送线圈14可以与图1中示出的发送感应线圈和/或发送谐振线圈相同。

电源生成交流电力或直流电力。电源可以将交流电力转换成第一直流电力，并且可以将第一直流电力转换成第二直流电力。

交流电力生成单元19可以在控制单元17的控制下，将电源的电力转换成交流电力。由交流电力生成单元19所转换的交流电力可以通过发送线圈14被发送至终端20。

控制单元17可以基于由霍尔传感器16所感测的磁通密度B1的强度和磁通密度B2的强度的变化来控制交流电力生成部19。

在下文中，将参照图10描述对电压信号的检测。

如图10所示，霍尔传感器16可以检测包括在支持物10中的第一磁体12的磁通密度B1的强度。当终端20被放置在支持物10上时，霍尔传感器16可以检测包括在终端20中的第二磁体30的磁通密度B2的强度。虽然附图中示出了第二磁体30的磁通密度B2的强度小于第一磁体12的磁通密度B1的强度，但是第二磁体30的磁通密度B2的强度可等于第一磁体12的磁通密度B1的强度，或者比第一磁体12的磁通密度B1的强度更强。

霍尔传感器16可以将第一磁体12的磁通密度B1的强度和第二磁体30的磁通密度B2的强度转换成电信号，以将这些电信号提供到控制单元17。例如，电信号可以包括电压信号，但实施例不限于此。例如，1G的磁通密度可以被转换成5mV的电信号。例如，当第一磁体12的磁通密度B1的强度为10G时，霍尔传感器16可以将从第一磁体12检测的10G的磁通密度B1的强度转换成50mV的电压信号，并且可以将50mV的电压信号提供到控制单元17。

当终端20不存在时，即，当终端20位于由霍尔传感器16感测第二磁体30的磁通密度B2的强度的范围以外的位置时，控制单元17检测与第一磁体12的磁通密度B1的强度对应的第一电压信号S1。

当终端20移动到支持物10的霍尔传感器16能够感测第二磁体30的磁通密度B2的强度的可感测区P中时，霍尔传感器16可以输出对应于第一磁体12的磁通密度B1的强度与第二磁体30的磁通密度B2的强度之和的第二电压信号S2。

在感测第二磁体30的磁通密度B2的强度的范围以外的距离与可感测区P之间的边界点Q可以被定义为不可感测阈值点Q。当终端20和支持物10之间的距离超出不可感测阈值点Q时，霍尔传感器16可能无法感测第二磁体30的磁通密度B2的强度。当终端20和支持物10之间的距离在不可感测阈值点Q以内(即，在可感测区P以内)时，霍尔传感器16可以感测第二磁体30的磁通密度B2的强度。

第二电压信号S2可以随着终端20靠近支持物10而线性增大。

第二电压信号S2可以从一个位置开始饱和，使得第二电压信号S2具有恒定水平。第二磁体30的磁通密度B2的强度在该点最大化。因此，第二磁体30的磁通密度B2的强度可以在预定距离内保持在最大，并且可以随着第二磁体30位于预定距离以外而逐渐减小。

当终端20靠近支持物10以使得终端20进入最大磁通密度B2的区域时，该区域中的从霍尔传感器16输出的第二电压信号S2不再增大，并且被保持在恒定水平。即，因为即使当终端20被放置在支持物10上时，第二磁体30的磁通密度B2的强度也不会增大为超过最大值，所以可以将对应于第一磁体12的磁通密度B1的强度与第二磁体30的磁通密度B2的强度之和的第二电压信号S2保持在恒定水平。

当终端20被放置在支持物10上使得终端20和支持物10之间的距离等于0(零)时，对应于第一磁体12的磁通密度B1的强度和第二磁体30的磁通密度B2的强度的第二电压信号S2可以被检测为恒定水平。在这种情况下，第二电压信号S2大于第一电压信号S1。

可以将第一电压信号S1与第二电压信号S2之间的差定义为变化程度(α)。

例如，当第一电压信号S1与第二电压信号S2的变化程度(α)大于预定阈值时，控制单元17确定终端20被放置在支持物10上，并且控制交流电力生成单元19，使得通过发送线圈14发送交流电力。

终端20可以包括接收线圈32、整流单元34、电池36和第二磁体30。

接收线圈32可以是图1中示出的接收谐振线圈和/或接收感应线圈，并且电池36可以是图1中示出的负载。

接收线圈32接收从支持物10的发送线圈14提供的交流电力。

整流单元34对从接收线圈32提供的交流电力进行整流，以将交流电力转换成去除了噪声的直流电力。

终端20可以包括直流-直流转换单元(未示出)，该直流-直流转换单元连接在整流单元34和电池36之间，以将由整流单元34所转换的直流电力转换成额定功率或额定电压。

终端20可以通过带内通信或带外通信与支持物10进行通信，以向支持物10提供关于终端20所需的电力强度的增大和减小或者终端20的当前充电状态的信息。

虽然未示出，但是终端20还可以包括管理模块和控制单元，该管理模块用于感测所接收的交流电力或电池36的状态，以防止向电池36供应过大的电力，而该控制单元用于执行整体控制。

图9是示出了根据实施例的操作无线电力传输系统的方法的流程图。

参照图8和图9，当终端20未被放置在支持物10上时，支持物10的控制单元17防止交流电力被辐射，并且操作在睡眠模式下，其中，在该睡眠模式下，仅内部的必要元件(例如，霍尔传感器16)被驱动，以使当前消耗最小化。

当霍尔传感器16被驱动时，控制单元17可以针对霍尔传感器16接收与第一磁体12的磁通密度对应的第一控制信号S1。

控制单元17确定磁通密度是否变化。也就是说，控制单元17确定是否从霍尔传感器16提供了强于第一电压信号S1的第二电压信号S2。当终端20靠近支持物10时，从霍尔传感器16输出的第二电压信号S2可以随着终端靠近支持物10而逐渐增大。第二电压信号S2可以是如下信号：在该信号上反映了第二磁体30的磁通密度B2的强度以及第一磁体12的磁通密度B1的强度。例如，可以通过对第一磁体12的磁通密度B1的强度与第二磁体30的磁通密度B2的强度之和进行转换来获得第二电压信号S2，但本实施例不限于此。

第二电压信号S2可以从第一电压信号S1开始增大。因此，如图10中所示，第一电压信号S1与第二电压信号S2之间的变化程度(α)可以随终端20靠近支持物10而逐渐增大。

控制单元17确定第一电压信号S1与第二电压信号S2之间的变化程度(α)是否等于或大于阈值。

作为确定结果，当变化程度(α)等于或大于阈值时，控制单元17从睡眠模式切换到唤醒模式。

唤醒模式可以是用于将电力发送至终端20的激活处理。

在唤醒模式下，控制单元17执行无线充电操作。也就是说，在控制单元17的控制下从电源提供电力。交流电力生成单元19可以基于电源的电力而生成交流电力，并且所生成的交流电力可以通过发送线圈14而被发送至终端20。

在下文中，将对根据实施例的终端20中所包括的第二磁体30的最优布置设计结构进行描述。

可以将包括在终端20中的接收线圈32分类成绕组线圈结构(图11)和引线框线圈结构(图12)。

绕组线圈结构32A与引线框线圈结构32B之间的最大差异是是否存在焊盘。也就是说，绕组线圈不具有任何焊盘，而引线框线圈32B包括焊盘45和焊盘47。

在从绕组线圈32A的一端41以预定匝数缠绕绕组线圈32A以使得直径逐渐减小之后，可以通过越过具有大量匝数的线圈而在绕组线圈32A的上述一端41附近抽出绕组线圈32A的另一端。

引线框线圈32B可以具有连接至第一焊盘45的一端41和连接至第二焊盘47的另一端43。引线框线圈32B可以从一端41到另一端43缠绕预定匝数，以使得直径逐渐减小。在这种情况下，连接至另一端43的第二焊盘47可以被布置在具有大量匝数的线圈中。

如上所述，绕组线圈32A和引线框线圈32B的中心区域是空的。连接至引线框线圈32B的另一端43的第二焊盘47可以被布置在中心区域中。

将会把绕组线圈32A的中心区域的直径称作D3，而将会把引线框线圈32B的中心区域的直径称作D4。

由于在绕组线圈32A的中心区域中不存在任何焊盘，所以第二磁体30A可以具有近似于中心区域的直径D3的直径D1。

相反，由于引线框线圈32B的第二焊盘47被布置在中心区域中，所以第二磁体30B可以具有小于中心区域的直径D4的直径D2。

因此，被布置在绕组线圈32A的中心区域中的第二磁体30A的直径D1可以大于引线框线圈32B的中心区域中的第二磁体30B的直径D2。

图13是示出了根据引线框线圈结构下的第二磁体的布置的磁通密度的强度的图。

出于实验的目的，使用了表格1中给出的样本。第二磁体30B的厚度固定在150mm。

[表格1]

在这种情况下，布置第二磁体30B的可用面积可以根据焊盘是否被布置在中心区域中而变化。由于虽然在引线框结构下第二焊盘47存在于中心区域中但在绕组框结构下第二焊盘47不存在于中心区域中，所以引线框结构下的可用面积会小于绕组线圈32A的结构下的可用面积。在这种情况下，当布置具有相同直径的第二磁体30B时，引线框线圈结构下的第二磁体30B的面积与可用面积之比大于绕组线圈32A的结构下的该比率。

在图13中，X1至X5表示第二磁体30B的直径，其中，X1等于8mm，而X2等于9mm。另外，X3至X5分别等于10mm、11mm、12mm。

水平轴表示后盖24的厚度，而垂直轴表示与第二磁体30B的磁通密度的强度相对应地转换的电压值。可以通过将磁通密度B2的强度乘以5来获得电压值。例如，当第二磁体30B的磁通密度B2的强度等于30G时，电压值可以等于120mV。

图13中的附图标记A1表示标准中所要求的优选电压值200mV，而附图标记A2表示标准中所要求的推荐电压值160mV。第二磁体30B可以具有40G的磁通密度的强度以便获得优选电压值200mV，并且第二磁体30B可以具有32G的磁通密度B2的强度以便获得推荐电压值160mV。推荐电压值可以是如下最小值：在该最小值处，即使当将推荐电压值施加于诸如终端的产品时也不出现任何错误，使得用户可以安全地使用该终端。优选电压值可以是用于保证最好质量的最大值。

存在下述需要：布置第二磁体30B，以允许电压值等于或大于推荐电压值(160mV)以便满足标准。

如图13中所示，当后盖24的厚度在0.5mm至0.8mm的范围内时，第二磁体30B的磁通密度B2的强度超过了160mm。

另外，当后盖24的厚度在0.5mm至0.7mm的范围内且第二磁体30B的直径在8mm至12mm的范围内时，第二磁体30B的磁通密度B2的强度超过了160mm。

当后盖24的厚度等于0.8mm且第二磁体30B的直径在9mm至12mm的范围内时，第二磁体30B的磁通密度B2的强度超过了160mm。然而，当第二磁体30B的直径等于8mm时，第二磁体30B的磁通密度B2的密度等于或小于160mm。

如果第二磁体30B的直径等于或大于12mm，则第二磁体30B的磁通密度B2的强度可以增大更多。然而，随着第二磁体30B的直径增大，电力接收效率可能会劣化。也就是说，为了提高电力接收效率，必须有效地接收从支持物10发送的电力。然而，尽管当第二磁体30B的直径增大时磁通密度增大，但是增大的磁通密度阻止终端的接收线圈32B生成电流，使得终端20可能无法有效地从支持物10接收电力。

因此，如果确保终端20的电力接收效率，则第二磁体30B的直径可以等于或大于120mm。甚至在这种情况下，第二磁体30B的最大直径也不能超过基于可用面积所获得的直径。例如，当可用面积等于130mm²时，由于可用面积等于3.14r²，所以半径r等于6.43mm，可用面积的直径D可以等于2r，即12.86mm。

如果不确保终端20的电力接收效率，则优选地将第二磁体30B的直径设置成等于或小于12mm。

同时，表格2示出了绕组线圈结构下的第二磁体30A的布置标准。

[表格2]

如表格2中所示，绕组线圈结构下的第二磁体30A的布置标准与引线框线圈结构下的第二磁体30B的布置标准相同。但是，如上所述，由于绕组线圈32A不具有焊盘，所以在绕组线圈32A的中心区域中不存在任何焊盘。因此，可以将绕组线圈32A的中心区域用作仅用于第二磁体30A的布置空间。因此，绕组线圈32A的整个中心面积可以变成可用面积。因此，绕组线圈结构下的第二磁体30A的面积与可用面积之比可以小于引线框线圈结构下的该比率。例如，如表格1中所示，虽然引线框线圈结构下的第二磁体30B的面积与可用面积之比在44％与100％的范围内，但是绕组线圈结构下的第二磁体30A的面积与可用面积之比在22％至50％的范围内。

虽然未示出关于基于表格2的绕组线圈结构下的第二磁体30A的磁通密度的强度的实验数据，但是可以充分期望绕组线圈结构下的第二磁体30A的磁通密度B2的强度具有与引线框结构下的第二磁体30B的磁通密度B2的强度的趋势类似的趋势。

可以将根据实施例的方法准备为可由计算机执行且被存储在计算机可读记录介质中的程序。计算机可读记录介质包括ROM、RAM、CD-ROM、磁表(magnetic table)、软盘和光数据存储装置，并且包括以载波(例如，通过因特网的传输)的形式实现的装置。

计算机可读记录介质被分布到通过网络相互连接的计算机系统中，以通过分布方案存储计算机可读代码，使得计算机可读代码可以被执行。另外，用于实现该方法的功能程序、代码和代码段可以由本公开内容所属领域中的程序员容易地得到。

虽然已经参照大量说明性的实施例描述了实施例，但是应当理解的是，本领域中的普通技术人员可以设计出将落入本公开内容的原理的精神和范围内的大量其他修改和实施例。更具体地，在本公开内容、附图和所附权利要求的范围内，在本组合布置的构成部分和/或布置方面可以进行各种变型和修改。除了构成部分和/或布置的变型和修改之外，对本领域中的普通技术人员而言，替选的使用也将是明显的。

Claims (15)

1.一种用于从无线电力发送器以无线方式接收电力的无线电力接收器，所述无线电力接收器包括：

线圈，用于接收所述电力；以及

磁体，用于生成被所述无线电力发送器的传感器所感测的磁通密度的强度；

其中，所述线圈具有空的中心区域，

所述磁体被布置在所述线圈的空的中心区域中，以及

所述磁体包括电工钢片。

2.根据权利要求1所述的无线电力接收器，其中，所述磁通密度的强度等于或大于32G。

3.根据权利要求1所述的无线电力接收器，其中，所述电工钢片包含1％至5％的范围内的硅Si。

4.根据权利要求1至3之一所述的无线电力接收器，其中，所述磁体具有8mm至12mm的范围内的直径。

5.一种用于从支持物以无线方式接收电力的终端，所述终端包括：

盖，其面向所述支持物；

线圈，其被布置在所述盖上以接收所述电力；以及

磁体，用于生成被所述支持物的传感器所感测的磁通密度的强度，

其中，所述磁体以被布置在所述线圈的中心区域的方式被所述线圈所围绕，并且所述磁体包括电工钢片。

6.根据权利要求5所述的终端，其中，所述磁体的磁通密度的强度等于或大于32G。

7.根据权利要求5所述的终端，其中，所述电工钢片包含1％至5％的范围内的硅Si。

8.根据权利要求5所述的终端，其中，所述盖具有0.5mm至0.8mm的范围内的厚度。

9.根据权利要求5至8之一所述的终端，其中，所述磁体具有8mm至12mm的范围内的直径。

10.根据权利要求5至8之一所述的终端，其中，所述线圈包括绕组线圈结构和引线框线圈结构之一。

11.一种无线电力发送器，包括：

电源；

交流电力生成单元，用于从所述电源接收电力以生成交流电力；

发送线圈，用于将从所述交流电力生成单元生成的交流电力发送至无线电力接收器；

第一磁体，处于所述发送线圈的中心区域中；以及

传感器，用于感测所述无线电力接收器的磁体的磁通密度和所述第一磁体的磁通密度。

12.根据权利要求11所述的无线电力发送器，还包括：控制单元，用于接收电信号，所述电信号与所述传感器所感测的所述无线电力接收器的磁体的磁通密度和所述第一磁体的磁通密度中的每个磁通密度相对应。

13.根据权利要求12所述的无线电力发送器，其中，所述控制单元响应于所述电信号而被从睡眠模式切换到唤醒模式。

14.根据权利要求12所述的无线电力发送器，其中，所述控制单元响应于所述电信号而控制所述交流电力生成单元。

15.根据权利要求11所述的无线电力发送器，其中，所述磁体的磁通密度的强度等于或大于32G。