CN106160136A - 电力发送设备和电力收发设备 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种电力发送设备和电力收发设备。非接触式电力发送设备可包括：整流单元，对交流(AC)电力进行整流；电力转换单元，通过单个电力转换操作将由整流单元整流的电力转换为直流(DC)电力，并且对所述直流电力进行开关操作和发送；电力发送线圈，以非接触方式向外部发送从电力转换单元发送的发送电力。

Description

电力发送设备和电力收发设备
本申请要求于2014年9月11日提交到韩国知识产权局的第10-2014-0120451号韩国专利申请的优先权和权益，该韩国申请的公开通过引用全部合并于此。
技术领域
本公开的一些实施例可涉及一种能够以非接触方式发送电力的非接触式电力发送设备、非接触式电力收发设备、接触/非接触式电力发送设备和接触/非接触式电力收发设备。
背景技术
为使电力/电子设备接收外部可用电力，可需要用于将来自外部供电设施的电力发送到电力/电子设备的供电设备。
通常使用通过连接器等直接连接到电子设备以向嵌入在电子设备中的电池供电的有线式供电设备。可选地，如下面的背景技术文献(专利文献)，可通过磁感应效应或磁谐振效应，以非接触方式向嵌入在电子设备中的电池供电。
[背景技术文献]
(专利文献1)公开号为10-2013-0054897的韩国专利公开。
发明内容
本公开的一些实施例可提供一种可简化电力转换操作的非接触式电力发送设备、非接触式电力收发设备、接触/非接触式电力发送设备和接触/非接触式电力收发设备。
根据本公开的一方面，一种非接触式电力发送设备可包括：整流单元，对交流(AC)电力进行整流；电力转换单元，通过单个电力转换操作将由整流单元整流的电力转换为直流(DC)电力，并且对所述DC电力进行开关操作和发送；电力发送线圈，以非接触方式向外部发送从电力转换单元发送的发送电力。非接触式电力收发设备可包括所述非接触式电力发送设备和电力接收设备，其中，所述电力接收设备包括：电力接收线圈，以非接触方式接收从电力发送线圈发送的电力；充电单元，将来自电力接收线圈的电力转换为充电电力并利用充电电力对电池进行充电。
充电单元可包括改变来自电力接收线圈的电力的电压电平的降压转换器和升压转换器中的至少一个。电力接收设备可包括：双向转换器，以接触方式通过输入/输出接口单元在电池和外部电子装置之间双向传送电力。当充入电池的电力的电压电平高于外部电子装置的电力的电压电平时，双向转换器可将充入电池的电力传送到外部电子装置，当外部电子装置的电力的电压电平高于充入电池的电力的电压电平时，双向转换器可将来自外部电子装置的电力传送到电池。
根据本公开的另一方面，一种电力发送设备可包括：具有电力发送线圈和辅助线圈的变压器，其中，电力发送线圈以非接触方式向外部发送来自电力转换单元的发送电力，辅助线圈磁耦合到电力发送线圈以按接触方式传送根据与电力发送线圈的匝数比转换的电力。
电力发送设备还可包括：双向转换器，沿两个方向传送电力，其中，所述两个方向包括：通过输入/输入接口单元将从电力发送线圈感应到辅助线圈的电力传送到外部电子装置的一个方向以及以非接触方式通过辅助线圈将来自外部电子装置的电力发送到电力接收线圈的另一个方向。当电力从电力发送线圈被感应到辅助线圈时，双向转换器可通过输入/输入接口单元将来自辅助线圈的电力传送到外部电子装置，当从电力发送线圈到辅助线圈的电力的感应停止时，双向转换器可以以非接触方式通过辅助线圈将外部电子装置的电力发送到电力接收线圈。
附图说明
从结合附图进行的以下详细描述，将更清楚地理解本公开的上述和其他方面、特征以及其他优点，其中：
图1是示出根据本公开的示例性实施例的非接触式电力收发设备的示意性配置的示图；
图2是示出根据本公开的示例性实施例的接触/非接触式电力收发设备的示意性配置的示图；
图3是示出根据本公开的另一示例性实施例的接触/非接触式电力收发设备的示意性配置的示图。
具体实施方式
以下，将参照附图对本公开的实施例进行详细描述。
然而，可以以许多不同的形式实现本公开，而不应解释为局限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例，从而本公开将是彻底和完全的，并且将本公开的范围充分地传达给本领域的技术人员。
贯穿附图，相同或相似的参考标号将用于指示相同或相似的元素。
图1是示出根据本公开中的示例性实施例的非接触式电力收发设备的示意性配置的示图。
参照图1，根据本公开的示例性实施例的非接触式电力收发设备100可包括电力发送设备110和电力接收设备120。
发送电力可以以非接触方式从电力发送设备110传送到电力接收设备120。
这里，非接触方式可指例如(但不限于)在从发送侧向接收侧发送电力的处理中不使用导体的发送电力的方式，并可被称为无接触方式、无线发送方式等。
首先，电力发送设备110可包括整流单元111、电力转换单元112、电力发送线圈Tx。
整流单元111可对输入的交流(AC)电力进行整流。
整流单元111可对输入的AC电力进行全波整流或半波整流率。例如，整流单元111可包括至少两个二极管(未示出)或桥式连接二极管(未示出)，以执行上述整流操作。
电力转换单元112可通过单个电力转换操作将由整流单元111整流的电力转换为直流(DC)电力，对转换的DC电力进行开关操作，并从电力转换单元112以非接触方式通过电力发送线圈Tx向外部发送经开关操作的电力。
如上所述，由于电力发送设备110可在电力转换单元112中执行AC/DC的单个电力转换操作，因此可不使用单独的DC/DC电力转换电路，从而可提高电力转换效率。
可将电力发送线圈Tx连接到电力转换单元112，以由此按非接触方式向外部发送由电力转换单元112进行开关操作的发送电力。
为此，电力发送线圈Tx可(但不限于此)包括具有预设匝数的导体并可具有与天线的形状相似的形状，以按非接触方式发送电力。
电力接收设备120可包括电力接收线圈Rx、充电单元121和电池122。
例如，当考虑电力以非接触方式在电力发送设备110和电力接收设备120之间传输时，电力发送设备110可以是无接触式或非接触式充电设备，并且电力接收设备120可以是利用以无接触方式或非接触方式从充电设备接收的电力进行充电的移动装置(诸如蜂窝电话、智能电话等)或电子装置(诸如电视、显示器等)。
电力接收设备120的电力接收线圈Rx可以以非接触方式接收从电力发送线圈Tx发送的电力。电力接收设备120的充电单元121可将在电力接收线圈Rx中接收的电力转换为充电电力，并可将充电电力充入电池122。
为此，尽管未示出，充电单元121可包括：增大在电力接收线圈Rx中接收的电力的电压电平的升压转换器，或降低在电力接收线圈Rx中接收的电力的电压电平的降压转换器。
图2是示出根据本公开的示例性实施例的接触/非接触式电力收发设备的示意性配置的示图。
参照图2，根据本公开的示例性实施例的接触/非接触式电力收发设备200可包括电力发送设备210和电力接收设备220。
与图1所示的电力发送设备110相似，图2所示的电力发送设备210可包括整流单元211、电力转换单元212和电力发送线圈Tx。
与参照图1所提供的描述相似，整流单元211可对输入的AC电力进行整流，电力转换单元212可将由整流单元211整流的电力转换为DC电力。
电力转换单元212可对转换的DC电力进行开关操作，并由此以非接触方式通过电力发送线圈Tx向外部发送所述电力。
与图1所示的电力接收设备120相似，电力接收设备220可包括电力接收线圈Rx、充电单元221和电池222。此外，如图2所示，电力接收设备220还可包括双向转换器223和输入/输出接口单元224。
与参照图1所提供的描述相似，电力接收线圈Rx可以以非接触方式接收从电力发送线圈Tx发送的电力，并且充电单元221可将在电力接收线圈Rx中接收的电力转换为充电电力并可用充电电力对电池222进行充电。
此外，尽管未示出，充电单元221可包括增大来自电力接收线圈Rx的电力的电压电平的升压转换器，或降低来自电力接收线圈Rx的电力的电压电平的降压转换器。
如上所述，图2所示的电力接收设备220可包括双向转换器223和输入/输出接口单元224，其中，双向转换器223可以以接触方式通过输入/输出接口单元224在电池222和外部电子装置230之间双向传送电力。
这里，接触方式可指例如(但不限于)，在从发送侧向接收侧发送电力的过程中通过导体发送电力的方式，或通过以连线形式将发送侧和接收侧互相连接来发送电力的方式，或通过设置在发送侧的端子与设置在接收侧的端子之间的接触来将发送侧和接收侧互相电连接来发送电力的方式。
双向转换器223可根据充入电池222的电力的电压电平与外部电子装置230的电力的电压电平之间的电压差来改变电力传送的方向。
例如，当充入电池222的电力的电压电平高于外部电子装置230的电力的电压电平时，双向转换器223可将充入电池222的电力传送到外部电子装置230，并且当外部电子装置230的电力的电压电平高于充入电池222中的电力的电压电平时，双向转换器223可将电力从外部电子装置230传送到电池222。
与电力接收设备220相似，外部电子设备230可以是移动装置(诸如蜂窝电话、智能电话等)或电子装置(诸如电视、显示器等)。
如上所述，图2所示的根据本公开的示例性实施例的接触/非接触式电力收发设备200可以以非接触方式向电力接收设备220发送电力并且可以以接触方式在电力接收设备220与外部电子装置230之间传输电力，以按各种方式对电池222进行充电。
图3是示出根据本公开的另一示例性实施例的接触/非接触式电力收发设备的示意性配置的示图。
与图1和图2所示的电力发送设备110和210相似，图3所示的电力发送设备310可包括整流单元311和电力转换单元312。如图3所示，电力发送设备310还可包括：具有电力发送线圈Tx和辅助线圈Aux的变压器313、双向转换器314和输入/输出接口单元315。
与参照图1和图2所提供的描述相似，整流单元311可对输入的AC电力进行整流，并且电力转换单元312可将由整流单元311整流的电力转换为DC电力，对转换的DC电力进行开关操作，并由此以非接触方式通过电力发送线圈Tx向外部发送所述电力。
如上所述，与图1和图2所示的电力发送设备110和210的示例性实施例不同，图3所示的电力发送设备310还可包括变压器313、双向转换器314和输入/输出接口单元315。
变压器313可具有电力发送线圈Tx和辅助线圈Aux，它们可具有预设的匝数来形成它们之间的匝数比，并可互相磁耦合以。
施加于电力发送线圈Tx的电力可具有根据匝数比而变化的电压电平，并可被感应到辅助线圈Aux。
即，施加于电力发送线圈Tx的电力可以以非接触方式被发送到电力接收线圈Rx，并可被感应到辅助线圈Aux，感应到辅助线圈Aux的电力可被传送到双向转换器314，并且双向转换器314可通过输入/输出接口单元315将电力传送到外部电子装置330。
与图1和图2所示的电力接收设备120和220相似，图3所示的电力接收设备320可包括电力接收线圈Rx、充电单元321和电池322。
与参照图1和图2所提供的描述相似，电力接收线圈Rx可以以非接触方式接收从电力发送线圈Tx发送的电力，充电单元321可将在电力接收线圈Rx中接收的电力转换为充电电力，并可将充电电力充入电池322。
此外，尽管未示出，充电单元321可包括增大在电力接收线圈Rx中接收的电力的电压电平的升压转换器，或降低在电力接收线圈Rx中接收的电力的电压电平的降压转换器。
双向转换器314可以沿两个方向传送电力，其中，所述两个方向包括通过输入/输入接口单元315将从电力发送线圈Tx感应到辅助线圈Aux的电力传送到外部电子装置330的一个方向和以非接触方式通过辅助线圈Aux将外部电子装置330的电力传送到电力接收线圈Rx的另一个方向。
同时，AC电力可能不会输入到电力发送设备310或电力可由于异常情况而不会施加到电力发送线圈Tx。
因此，当电力从电力发送线圈Tx被感应到辅助线圈Aux时，双向转换器314可通过输入/输出单元315将电力从辅助线圈Aux传送到外部电子装置330。
同时，如上所述，当AC电力没有输入到电力发送设备310或电力由于异常情况而没有施加到电力发送线圈Tx，使得从电力发送线圈Tx到辅助线圈Aux的电力的感应停止时，双向转换器314可以以非接触方式通过辅助线圈Aux将外部电子装置330的电力发送到电力接收线圈Rx。
这里，与电力发送设备310的电力转换单元312相似，双向转换器314可对外部电子装置330的电力进行开关操作，并以非接触方式将经开关操作的电力从辅助线圈Aux发送到电力接收线圈Rx。
根据上述描述，图3所示的根据本公开的另一示例性实施例的接触/非接触式电力收发设备300可以以非接触方式将电力发送到电力接收设备320，并且甚至在AC电力没有输入到电力发送设备310或电力由于异常情况而没有施加到电力发送线圈Tx，使得从电力发送线圈Tx到辅助线圈Aux的电力的感应停止的情况下，可以以非接触方式将外部电子装置330的电力传送到电力接收设备320，从而将电力稳定地充入到电池中。
如上所述，根据本公开的示例性实施例，可简化电力转换操作，从而可提高电力转换效率，并且可减小电路面积和产品尺寸。此外，电力可以以接触和非接触方式被传送到电池，从而被充入电池。
虽然已经如上示出和描述了示例性实施例，但是对于本领域技术人员将清楚的是，在不脱离如权利要求限定的本发明的范围的情况下，可做出修改和改变。

Claims (11)

1.一种非接触式电力发送设备，包括：
整流单元，对交流电力进行整流；
电力转换单元，通过单个电力转换操作将由整流单元整流的电力转换为直流电力，并对所述直流电力进行开关操作；
电力发送线圈，以非接触方式向外部发送来自电力转换单元的电力。
2.如权利要求1所述的非接触式电力发送设备，还包括：具有所述电力发送线圈和辅助线圈的变压器，其中，辅助线圈磁耦合到电力发送线圈，以按接触方式向外部传送根据与电力发送线圈的匝数比转换的电力。
3.如权利要求2所述的非接触式电力发送设备，还包括：双向转换器，沿两个方向传送电力，其中，所述两个方向包括通过输入/输入接口单元将来自电力发送线圈的电力传送到外部电子装置的一个方向和通过辅助线圈以非接触方式向外部发送外部电子装置的电力的另一个方向。
4.如权利要求3所述的非接触式电力发送设备，其中，当来自电力发送线圈的电力被传送到双向转换器时，双向转换器通过输入/输出接口单元将来自电力发送线圈的电力传送到外部电子装置，并且当来自电力发送线圈的电力的传送停止时，双向转换器以非接触方式通过辅助线圈向外部发送外部电子装置的电力。
5.一种非接触式电力收发设备，包括：
电力发送设备，包括：整流单元，对交流电力进行整流；电力转换单元，通过单个电力转换操作将由整流单元整流的电力转换为直流电力并对所述直流电力进行开关操作；电力发送线圈，以非接触方式向外部发送来自电力转换单元的电力；
电力接收设备，包括：电力接收线圈，以非接触方式接收从电力发送线圈发送的电力；充电单元，将在电力接收线圈中接收的电力转换为充电电力并用充电电力对电池进行充电。
6.如权利要求5所述的非接触式电力收发设备，其中，充电单元包括改变在电力接收线圈中接收的电力的电压电平的降压转换器和升压转换器中的至少一个。
7.如权利要求5所述的非接触式电力收发设备，其中，电力接收设备还包括：双向转换器，以接触方式通过输入/输出接口单元在电池和外部电子装置之间双向传送电力。
8.如权利要求7所述的非接触式电力收发设备，其中，当充入电池的电力的电压电平高于外部电子装置的电力的电压电平时，双向转换器将充入电池的电力传送到外部电子装置，当外部电子装置的电力的电压电平高于充入电池的电力的电压电平时，双向转换器将来自外部电子装置的电力传送到电池。
9.一种接触/非接触式电力收发设备，包括：
电力发送设备，包括：整流单元，对交流电力进行整流；电力转换单元，通过单个电力转换操作将由整流单元整流的电力转换为直流电力并对所述直流电力进行开关操作；变压器，具有以非接触方式向外部发送来自电力转换单元的电力的电力发送线圈和磁耦合到电力发送线圈以按接触方式向外部传输根据与电力发送线圈的匝数比转换的电力的辅助线圈；
电力接收设备，包括：电力接收线圈，以非接触方式接收从电力发送线圈发送的电力；充电单元，将在电力接收线圈中接收的电力转换为充电电力并利用充电电力对电池进行充电。
10.如权利要求9所述的接触/非接触式电力收发设备，其中，电力发送设备还包括：双向转换器，沿两个方向传送电力，其中，所述两个方向包括通过输入/输入接口单元将从电力发送线圈感应到辅助线圈的电力传送到外部电子装置的一个方向以及以非接触方式通过辅助线圈将来自外部电子装置的电力发送到电力接收线圈的另一个方向。
11.如权利要求10所述的接触/非接触式电力收发设备，其中，当电力从电力发送线圈被感应到辅助线圈时，双向转换器通过输入/输入接口单元将电力从辅助线圈传送到外部电子装置，当从电力发送线圈到辅助线圈的电力的感应停止时，双向转换器以非接触方式通过辅助线圈将外部电子装置的电力发送到电力接收线圈。
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