CN106165248A - 电力接收装置及其控制方法和馈电系统 - Google Patents

Abstract

本公开的电力接收装置包含发电单元和控制单元。发电单元基于从馈电装置无线供应的电力信号生成直流电力。控制单元基于发电单元的输出电流，设置该输出电流的上限或该发电单元的输出电力的上限。

Description

电力接收装置及其控制方法和馈电系统

技术领域

本公开涉及从馈电装置无线接收电力的电力接收装置、涉及控制此电力接收装置的方法和涉及使用此馈电装置的馈电系统。

背景技术

近年来，馈电系统在执行将电力无线馈送(也称为无线电力输送、无接触或非接触馈电)到CE装置(消费电子设备，诸如，移动电话和便携式音乐播放器)的方面已引起人们的注意。在此馈电系统中，例如，移动电话可通过将该移动电话(电力接收装置)放置在馈电盘(馈电装置)上来充电。执行此无线馈电的方法示例可包含电磁感应方法、使用谐振现象的磁场谐振方法(也称为磁谐振方法)和电场耦合方法。

在此馈电系统中，通信往往可在馈电装置和电力接收装置之间执行以调节馈电。例如，在PTL 1中，公开了感应供电装置，其基于来自第二电路(电力接收装置)的反馈信号来控制馈电量。

引用文献列表

专利文献

专利文献1：日本未经审查的专利申请公布(PCT申请的翻译)No.2011-509067。

发明内容

同时，在馈电系统中，希望允许馈电操作稳定地执行。更具体地，例如，带有内置电力接收装置的电子设备希望稳定地执行馈电操作，甚至在快速增加负载的情况下，诸如开始二次电池充电的情况和开始处理涉及大量计算的情况。

因此，希望提供电力接收装置、控制电力接收装置的方法以及使得可以稳定执行馈电操作的馈电系统。

根据本公开的实施例的电力接收装置包含发电单元和控制单元。发电单元基于从馈电装置无线供应的电力信号生成直流电力。控制单元基于发电单元的输出电流、该输出电流的上限或该发电单元的输出电力的上限来设置。

根据本公开的实施例的控制电力接收装置的方法包含：允许发电单元基于从馈电装置无线供应的电力信号生成直流电力；并基于发电单元的输出电流来设置输出电流的上限或发电单元的输出电力的上限。

根据本公开的实施例的馈电系统包含馈电装置和电力接收装置。电力接收装置包含发电单元和控制单元。发电单元基于从馈电装置无线供应的电力信号生成直流电力。控制单元基于发电单元的输出电流、该输出电流的上限或该发电单元的输出电力的上限来设置。

在电力接收装置中，根据本公开的相应实施例的控制电力接收装置的方法和馈电系统，直流电力基于从馈电装置无线供应的电力信号来生成。此时，发电单元的输出电流的上限或输出电力的上限基于发电单元的输出电流来设置。

根据电力接收装置，根据本公开的相应实施例的控制电力接收装置的方法和馈电系统，发电单元的输出电流的上限或输出电力的上限基于发电单元的输出电流来设置。因此，可稳定地执行馈电操作。应注意，这里所述的一些效果不一定是限制性的，以及也可实现本文所述的任何其它效果。

附图说明

【图1】

图1为根据本公开的实施例的馈电系统的构型的示例的透视图。

【图2】

图2为在图1中示出的馈电装置的构型的示例的框图。

【图3】

图3为在图1中示出的电子设备的构型的示例的框图。

【图4】

图4为示出在图3中示出的电流限制器的特性的示例的示意图。

【图5】

图5为示出在图3中示出的电力接收装置的操作的示例的时序图。

【图6】

图6为示出在图3中示出的电力接收装置的操作的另一示例的时序图。

【图7】

图7为示出在图3中示出的电力接收装置的操作的示例的流程图。

【图8】

图8为根据比较例的电子设备的构型的示例的框图。

【图9】

图9为示出在图8中示出的电力接收装置的操作的示例的时序图。

【图10】

图10为根据变更例的电子设备的构型的示例的框图。

【图11】

图11为示出在图10中示出的电力接收装置的操作的示例的流程图。

【图12A】

图12A为示出根据另一变更例的电流限制器的特性的示例的示意图。

【图12B】

图12B为示出根据另一变更例的电流限制器的特性的示例的示意图。

【图13】

图13为根据另一变更例的电子设备的构型的示例的框图。

【图14】

图14为示出在图13中示出的电流限制器的特性的示例的示意图。

【图15】

图15为示出在图13中示出的电力接收装置的操作的示例的流程图。

【图16】

图16为根据另一变更例的馈电系统的构型的示例的透视图。

【图17】

图17为在图16中示出的馈电系统的简化剖面结构的剖视图。

【图18】

图18为在图16中示出的馈电装置的构型的示例的框图。

【图19】

图19为在图16中示出的电子设备的构型的示例的框图。

具体实施方式

在下文中，本公开的一些实施例将参照附图来更详细地描述。

【构型示例】

图1示出根据本公开的实施例的馈电系统的构型的示例。馈电系统1可为可使用电磁感应来馈电的馈电系统。因指出，根据本公开的相应实施例的电力接收装置和控制电力接收装置的方法由本实施例来实施，并对其一起进行描述。

馈电系统1可包含馈电装置10和电子设备90。在此示例中，馈电装置10可为托盘式馈电装置。通过将电子设备90放置在馈电装置10的馈电表面S1上，馈电装置10可执行馈送至电力接收装置20(在下文中描述)中的馈电并对二次电池32(在下文中描述)充电，其中，该电力接收装置可被并入电子设备90中。

在下文中描述的馈电线圈131可被设置在馈电装置10的馈电表面S1上(在馈电装置10可与电子设备90进行接触的面上)。在下文中描述的电力接收线圈211可被设置在电子设备90的电力接收表面上(在电子设备可与馈电装置10进行接触的面上)。馈电装置10可利用馈电线圈131和电力接收线圈211的电磁感应向电子设备90供应电力。此时，电子设备90的电力接收装置20可通过所谓的负载调制(load modulation)与馈电装置10通信，并向馈电装置10提供例如关于馈电的指令。这使得在没有直接连接AC(交流电流)适配器或电子设备90的其它部件的情况下，用户可以对二次电池32充电，从而致使增加了用户的便利性。

在本示例中，应注意电子设备90可为数码照相机；然而，这不是限制性的。例如，可使用各种便携式终端装置，诸如摄像机、智能电话、移动电池、平板计算机、电子书阅读器和音频播放器。此外，在本示例中，馈电装置10可执行对单个电子设备90的馈电；然而，这不是限制性的。另选地，馈电装置10可同时或基于分时(按顺序)执行对两个或更多个电子设备90的馈电。

图2示出馈电装置10的配置的示例。馈电装置10可包含AC/DC转换器11、电力传输驱动器12、馈电线圈131、电容器132、电流检测器16、通信单元14和控制器15。

AC/DC转换器11可将从交流电源9供应的交流电源信号转换为直流电源信号，并向电力传输驱动器12供应所得直流电源信号。应注意，在本示例中，交流电源信号可供应给馈电装置10；然而，这不是限制性的。另选地，例如，可供应直流电源信号。在此情况下，例如，可省略AC/DC转换器11。

电力传输驱动器12可基于从AC/DC转换器11供应的直流电源信号生成具有方波波形的交流电信号Sp1，并输出所生成的作为在第一输出终端和第二输出终端之间的终端间信号的信号。此时，在此示例中，电力传输驱动器12可基于来自控制器15的指令改变电力信号Sp1的馈电频率fp。应注意，这不是限制性的。例如，其它属性，诸如电力信号Sp1的幅度和占空比可基于来自控制器15的指令来改变。

馈电线圈131可通过电磁场建立与电力接收装置20的电力接收线圈211(在下文中描述)的耦合。馈电线圈131的第一端部可通过电容器132被耦接至电力传输驱动器12的第一输出端，以及其第二端部可通过电流检测器16被耦接至电力传输驱动器12的第二输出端。以此方式，馈电线圈131和电容器132被串联耦接以形成LC谐振电路。电力信号Sp1可从跨接串联连接的馈电线圈131和电容器132的两个端部的电力传输驱动器12供应，并产生由馈电线圈131所生成的电磁场。馈电装置10可通过该电磁场执行馈送至电子设备90的电力接收装置20中的馈电。

电流检测器16可检测流过馈电线圈131的电流，以及其第一端部可被耦接至例如馈电线圈131的第二端部，而其第二端部可被耦接至电力传输驱动器12的第二输出端。

通信单元14可执行与电子设备90的电力接收装置20(在下文中描述)的通信，并接收馈电控制信号CTL。此馈电控制信号CTL可包含馈电操作所需的信息，诸如馈电装置10的请求以便增加或减少馈电。通信单元14可基于馈电线圈131的两个端部之间的电压和由电流检测器16检测的电流来获取馈电控制信号CTL。具体地，馈电装置10可通过执行馈送至电力接收装置20中的馈电来开始。在馈电阶段，电力接收装置20的通信单元24(在下文中描述)可根据待传送的信号(馈电控制信号CTL)来改变负载。负载的此变化可以馈电线圈131的两个端部之间的电压的幅值和相位的变化的形式和流过馈电线圈131的电流的幅值和相位的变化的形式出现在馈电装置10中。通信单元14可通过检测幅值和相位的此类变化来采集从电力接收装置20传送的馈电控制信号CTL。以此方式，在馈电系统1中，通信可通过所谓的负载调制来执行。

在本示例中，应注意通信单元14可接收馈电控制信号CTL；然而，这不是限制性的。除了馈电控制信号CTL以外，还可接收任何其它信号。此外，通信单元14可另外具有将信号传送至电力接收装置20的功能。

控制器15可基于馈电控制信号CTL控制传输驱动器12，并控制供应给电子设备90的电力接收装置20的馈电。此时，控制器15可通过控制由电力传输驱动器12所生成的电力信号Sp1的馈电频率fp以改变从馈电装置10至电力接收装置20的馈电效率来控制馈电。

图3示出电子设备90的配置的示例。电子设备90可包含电力接收装置20和负载30。电力接收装置20可包含电力接收线圈211、电容器212、整流电路22、馈电控制器23、通信单元24、调节器25、电流限制器26、电流检测器28和控制器29。

电力接收线圈211可通过电磁场建立与馈电装置10的馈电线圈131的耦合。电力接收线圈211的第一端部可通过电容器212被耦接至整流电路22的第一输入端，以及其第二端部可被耦接至整流电路22的第二输入端。以此方式，电力接收线圈211和电容器212可被串联耦接以形成LC谐振电路。因此，基于由馈电装置10的馈电线圈131所生成的电磁场，电力接收线圈211可根据电磁感应的规律响应于磁通的变化生成感应电压。

配置有电力接收线圈211和电容器212的电路可生成交流电力信号Sp2(其具有根据电力接收线圈211的两个端部之间感应电压的电压)，并向整流电路22供应所生成的信号。换句话说，电力信号Sp2可基于馈电装置10中的电力信号Sp1来生成。

整流电路22可整流交流电力信号Sp2以生成直流信号(电力接收电压Vrect)，并且可为桥式全波整流电路。整流电路22可包含二极管221-224以及电容器225。二极管221的正极可被耦接至整流电路22的第一输入端，以及其负极可被耦接至整流电路22的第一输出端。二极管222的正极可被耦接至整流电路22的第二输出端，以及其负极可被耦接至整流电路22的第一输入端。二极管223的正极可被耦接至整流电路22的第二输入端，以及其负极可被耦接至整流电路22的第一输出端。二极管224的正极可被耦接至第二输出端，以及其负极可被耦接至第二输入端。电容器225的第一端部可被耦接至整流电路22的第一输出端，以及其第二端部可被耦接至整流电路22的第二输出端。整流电路22的第二输出端可接地。通过该配置，整流和平滑的直流信号(电力接收电压Vrect)可在整流电路22的第一输出端生成。该电力接收电压Vrect也可用作电力接收装置20的每个模块的供电电压。

应注意，在本示例中，整流电路22使用二极管221-224和电容器225来配置；然而，这不是限制性的。也可应用各种整流电路。

馈电控制器23可基于电力接收电压Vrect生成馈电控制信号CTL。具体地，例如，在电力接收电压Vrect为低时，馈电控制器23可生成馈电控制信号CTL，指示用于增加馈电的请求，并且在电力接收电压Vrect为高时，可生成馈电控制信号CTL，指示用于减少馈电的请求。

通信单元24可向馈电装置10传送馈电控制信号CTL。具体地，通信单元24可通过所谓的负载调制向馈电装置10传送馈电控制信号CTL。换句话说，在馈电装置10在执行馈送至电力接收装置20中的馈电的期间，通信单元24可根据馈电控制信号CTL改变在整流电路22的第一输入端和第二输入端之间的阻抗。馈电装置10的通信单元14可通过检测阻抗的变化(负载的变化)接收馈电控制信号CTL。

利用该配置，在电力接收装置20中，馈电控制器23可基于电力接收电压Vrect生成馈电控制信号CTL，以及通信单元24可通过负载调制向馈电装置10传送馈电控制信号CTL。因此，馈电控制器23可通过馈电控制信号CTL请求馈电装置10例如增加或减少馈电，并执行控制以允许电力接收电压Vrect落入预定电压范围(Vtarget-Vtarget+ΔV)内，该预定电压范围可为目标电压Vtarget或更多。

调节器25可基于从整流电路22供应的直流信号生成具有电压Vreg的直流电力。而且，调节器25可通过电流限制器26和电流检测器28将电力馈送到负载30中。

电流限制器26可基于控制信号CLIM来限制从调节器25输出的电流(电力接收装置20的输出电流Iout)。

图4示出电流限制器26的电流限制特性。水平轴线表示输出电流Iout，以及垂直轴线表示电流限制器26的输出电压(电力接收装置20的输出电压Vout)。电流限制器26被配置成基于控制信号CLIM允许实现四个电流限制特性W1至W4。这些电流限制特性W1至W4中的每个可用充当参数的负载30的阻抗(负载阻抗ZL)来表示，如从电力接收装置20所看到的。如在电流限制特性W1至W4中所指示的，在负载阻抗ZL为大(在负载为小时)时，电流限制器26可输出与输出电流Iout无关的恒定电压Vreg。换句话说，在此情况下，电流限制器26可执行恒定电压操作。然后，在获得更小负载阻抗ZL，并且输出电流Iout达到电流限制值Ilim时，输出电压Vout可从电压Vreg下降，同时保持输出电流Iout。更具体地，在此情况下，输出电流Iout可被限制在电流限制值Ilim，以及电流限制器26可执行恒定电流操作。在这四个电流限制特性W1至W4中，电流限制值Ilim可被分别设定在不同的值Ith[1]至Ith[4]。在这里，值Ith[1]至Ith[4]中的每个可被设定在例如约几百【mA】。

在以此方式限制输出电流Iout时，电流限制器26可向负载30供应由调节器25所生成的直流电力。换句话说，电力接收装置20可向负载30供应输出电力Pout，其由输出电压Vout和受限输出电流Iout的乘积表示。

电流检测器28可检测输出电流Iout，以及其第一端部可被耦接至电流限制器26的输出端，而其第二端部可被耦接至负载30的输入端。

在本示例中，应注意电流检测器28可被设置在电流限制器26后面；然而，这不是限制性的。另选地，例如，电流检测器28可被设置在调节器25和电流限制器26之间。此外，在本示例中，调节器25、电流限制器26和电流检测器28可被配置为独立的块；然而，这不是限制性的。另选地，例如，这三个块中的两个或全部可被配置为单个块。

控制器29可基于电力接收电压Vrect和输出电流Iout来选择电流限制特性W1至W4中的一者，并执行控制以允许电流限制器26通过控制信号CLIM从而以所选的电流限制特性操作。控制器29可使用例如MCU(微控制器单元)来配置。

负载30可包含充电控制器31、二次电池32和电子电路33。充电控制器31可控制二次电池32的充电操作。二次电池32可储存直流电力，并且可使用可充电电池，诸如锂离子电池来构造。电子电路33可接收从二次电池32供应的电力以执行可实现电子设备90的功能的处理。

利用该配置，在如下文中描述的电力接收装置20中，例如，在开始二次电池32的充电时，或电子电路33开始涉及大量计算的处理时，电流限制器26和控制器29可以循序渐进的方式放宽电流限制值Ilim。这允许电力接收装置20降低馈电操作变得不稳定的可能性。

在这里，在本公开的一个实施例中，电力接收线圈211、电容器212、整流电路22、调节器25和电流限制器26对应于“发电单元”的特定但非限制性示例。在本公开的一个实施例中，电流检测器28和控制器29对应于“控制单元”的特定但非限制性示例。在本公开的一个实施例中，馈电控制器23和通信单元24对应于“通信单元”的特定但非限制性示例。

【操作和工作】

接下来，提供关于根据本实施例的馈电系统1的操作和工作的描述。

(总体操作概述)

首先，馈电系统1的总体操作的概述参照包含图2和3的附图来描述。在馈电装置10中，AC/DC转换器11可将从交流电源9供应的交流电源信号转换为直流电源信号，并向电力传输驱动器12供应所得信号。电力传输驱动器12可基于从AC/DC转换器11供应的直流电源信号生成具有方波波形的交流电力信号Sp1，并向馈电线圈131供应电力信号Sp1。馈电线圈131可基于电力信号Sp1生成电磁场。电流检测器16可检测流过馈电线圈131的电流。通信单元14可从电力接收装置20接收馈电控制信号CTL。控制器15可基于馈电控制信号CTL控制电力传输驱动器12，并控制供应给电力接收装置20的馈电。

在电力接收装置20中，电力接收线圈211可响应于基于由馈电线圈131所生成的电磁场的磁通的变化生成感应电压。然后，电力接收线圈211和电容器212可向整流电路22供应对应于电力信号Sp1的电力信号Sp2。整流电路22可整流电力信号Sp2以生成具有电力接收电压Vrect的直流信号。然后，整流电路22可向电力接收装置20的每个模块供应作为供电电压的该电力接收电压Vrect。馈电控制器23可基于电力接收电压Vrect生成馈电控制信号CTL。通信单元24可向馈电装置10传送馈电控制信号CTL。调节器25可基于从整流电路22供应的直流信号生成直流电力。电流限制器26可基于控制信号CLIM来限制从调节器25输出的电流(电力接收装置20的输出电流Iout)。电流检测器28可检测输出电流Iout。控制器29可基于电力接收电压Vrect和输出电流Iout来选择电流限制特性W1至W4中的一者，并通过控制信号CLIM来控制电流限制器26。

在负载30中，充电控制器31可控制二次电池32的充电操作。二次电池32可储存直流电力。电子电路33可接收从二次电池32供应的电力以执行可实现电子设备90的功能的处理。

(详细操作)

电力接收装置20可接收从馈电装置10供应的电力，并向负载30供应电力。此时，例如，在开始二次电池32的充电时，或电子电路33开始涉及大量计算的处理时，电力接收装置20可根据输出电流Iout以循序渐进的方式放宽电流限制值Ilim。在下文中，电力接收装置20的操作将结合输出电流Iout快速增加的情况和输出电流Iout缓慢增加的情况的示例来描述。

图5为在输出电流Iout快速增加的情况下的电力接收装置20的时序图。在本示例中，负载30所需的电流In可大于值Ith[3]，并且可小于值Ith[4]。在初始状态，电流限制值Ilim可被设定在值Ith[1]。应注意，在本示例中，值Ith[0]也可被定义为除了值Ith[1]至Ith[4]之外的其它值。在本示例中，值Ith[0]可被设定为“0”(零)。

首先，在t1时刻，负载30可开始操作，以及输出电流Iout可快速增加。此时，电流限制值Ilim可在电流限制器26中被设定在值Ith[1]，并因此，输出电流Iout可被限制在值Ith[1]。随着输出电流Iout的增加，电力接收电压Vrect可从目标电压Vtarget暂时下降。然后，在从t1时刻开始的预定时间段P1期间，馈电控制器23可向馈电装置10请求增加馈电电流。这致使电力接收电压Vrect逐渐增加以达到目标电压Vtarget。

在时刻t1至t2的时间段期间，控制器29可确认输出电流Iout大于值Ith[0](Iout>Ith[0])，以及电力接收电压Vrect大于目标电压Vtarget(Vrect>Vtarget)的状态是否持续特定时间段的时间或更长时间。在本示例中，在从电力接收电压Vrect达到目标电压Vtarget的时刻直到时刻t2的时间段期间，“Iout>Ith[0]”和“Vrect>Vtarget”的状态可继续。换句话说，这些条件可在时刻t2得到满足。然后，在控制器29确认满足这些条件之后，控制器29可一步到位地放宽电流限制值Ilim，如下面所述。具体地，在该条件得到满足时，控制器29可确定负载30所需的电流In大于值Ith[1]，并一步到位地放宽电流限制值Ilim。

接下来，在时刻t2，控制器29可一步到位地放宽电流限制值Ilim，并将电流限制值Ilim设定在值Ith[2]。因此，输出电流Iout可在电流限制器26中被限制在值Ith[2]。同时，电力接收电压Vrect可从目标电压Vtarget暂时下降，并在过去预定时间段P2之后，再次达到目标电压Vtarget。

在时刻t2至t3的时间段期间，控制器29可确认输出电流Iout大于值Ith[1](Iout>Ith[1])，以及电力接收电压Vrect大于目标电压Vtarget(Vrect>Vtarget)的状态是否持续特定时间段的时间或更长时间。在本示例中，这些条件可在时刻t3得到满足。

接下来，在时刻t3，控制器29可一步到位地放宽电流限制值Ilim，并将电流限制值Ilim设定在值Ith[3]。因此，输出电流Iout可在电流限制器26中被限制在值Ith[3]。同时，电力接收电压Vrect可从目标电压Vtarget暂时下降，并在过去预定时间段P3之后，再次达到目标电压Vtarget。

在时刻t3至t4的时间段期间，控制器29可确认输出电流Iout大于值Ith[2](Iout>Ith[2])，以及电力接收电压Vrect大于目标电压Vtarget(Vrect>Vtarget)的状态是否持续特定时间段的时间或更长时间。在本示例中，这些条件可在时刻t4得到满足。

接下来，在时刻t4，控制器29可一步到位地放宽电流限制值Ilim，并将电流限制值Ilim设定在值Ith[4]。因此，输出电流Iout可在电流限制器26中被限制在值Ith[4]。同时，电力接收电压Vrect可从目标电压Vtarget暂时下降，并在过去预定时间段P4之后，再次达到目标电压Vtarget。

在本示例中，负载30所需的电流In可大于值Ith[3]，并且可小于值Ith[4]。换句话说，电力接收装置20可以在时刻t4和该时刻之后向负载30供应所需的电流。

如上所述，在电力接收装置20中，在开始向负载30馈电时，电流限制值Ilim可以循序渐进的方式放宽。因此，即使在负载30开始操作并且输出电流Iout快速增加时，可以抑制电力接收电压Vrect的变化，使得可以降低馈电操作变得不稳定的可能性，而不像根据比较例的电力接收装置20R(在下文中描述)。

图6为在输出电流Iout缓慢增加的情况下的电力接收装置20的时序图。在本示例中，因为负载30所需的电流缓慢增加，电力接收电压Vrect可被保持在目标电压Vtarget。换句话说，在此情况下，通过馈电控制器23请求馈电装置10增加馈电的方式可以补偿由输出电流Iout的增加造成的电力接收电压Vrect的下降。这允许电力接收电压Vrect被保持在目标电压Vtarget。

在时刻t11，控制器29可一步到位地放宽电流限制值Ilim，并将电流限制值Ilim设定在值Ith[3]。然后，在时刻t11至t13的时间段期间，控制器29可确认输出电流Iout大于值Ith[2](Iout>Ith[2])，以及电力接收电压Vrect大于目标电压Vtarget(Vrect>Vtarget)的状态是否持续特定时间段的时间或更长时间。在本示例中，在时刻t12至t13的时间段期间，“Iout>Ith[2]”以及“Vrect>Vtarget”的状态可继续。换句话说，这些条件可在时刻t13得到满足。然后，在控制器20确认满足这些条件之后，控制器29可在时刻t13一步到位地放宽电流限制值Ilim。

通过这种方式，在电力接收装置20中，在输出电流Iout缓慢增加时，电流限制值Ilim可以在输出电流Iout达到电流限制值Ilim之前被放宽。这允许电力接收装置20向负载30供应所需的电流。

图7为在馈电系统1中的馈电操作的流程图。馈电装置10可执行馈送至电力接收装置20中的馈电，以及馈电可通过在馈电装置10和电力接收装置20之间执行的通信来调节。而且，在电力接收装置20中，与该操作并行的是，控制器29可基于电力接收电压Vrect和输出电流Iout来设定电流限制值Ilim。在下文中，给出详细的描述。

例如，在用户将电子设备90放置在馈电装置10的馈电表面S1上开始时，馈电装置10可开始馈送至电子设备90的电力接收装置20中的馈电(步骤S1)。

接下来，电力接收装置20可基于从馈电装置10供应的电力来启动(步骤S2)。具体地，在电力接收装置20中，电力接收电压Vrect可通过接收从馈电装置10馈送的电力来生成，并且电力接收装置20的每个模块可使用作为供电电压的电力接收电压Vrect来开始操作。接着，在此步骤之后，馈电控制器23可请求馈电装置10例如增加或减少馈电，并执行控制以允许电力接收电压Vrect落入预定电压范围(Vtarget-Vtarget+ΔV)内，该预定电压范围可为目标电压Vtarget或更多。

然后，电力接收装置20的控制器29可将变量N设定在“0”(零)(步骤S3)。

然后，控制器29可递增变量N(N＝N+1)(步骤S4)。然后，在变量N大于4(N>4)时，控制器29可将变量N设定在“4”(步骤S5)。

然后，控制器29可将电流限制值Ilim设定在值Ith[N](步骤S6)。

然后，控制器29可采集电力接收电压Vrect和输出电流Iout(步骤S7)。

然后，控制器29可确认输出电流Iout大于值Ith[N-1](Iout>Ith[N-1])，以及电力接收电压Vrect大于目标电压Vtarget(Vrect>Vtarget)的状态是否持续特定时间段的时间或更长时间(步骤S8)。

在“Iout>Ith[N-1]”以及“Vrect>Vtarget”的状态持续特定时间段或更长的时间时(在步骤S8中为“Y”)，流程可返回到步骤S4，以及控制器29可递增变量N以复位电流限制值Ilim(步骤S4至S6)。换句话说，在该条件得到满足时，控制器29可确定负载30所需的电流大于值Ith[N]，并一步到位地放宽电流限制值Ilim。

同时，在“Iout>Ith[N-1]”以及“Vrect>Vtarget”的状态未持续特定的时间段或更长时间时(在步骤S8中为“N”)，流程可继续前进到步骤S9。

接下来，控制器29可确认变量N为2或更大(N≥2)以及输出电流Iout小于值Ith[N-2](Iout<Ith[N-2])的状态是否已持续特定时间段或更长的时间(步骤S9)。

在“N≥2”和“Iout<Ith[N-2]”的状态持续特定时间段或更长时间时(在步骤S9中为“Y”)，控制器29可递减变量N(N＝N-1)(步骤S10)，以及该流程可返回到步骤S6，在该步骤中，控制器29可复位电流限制值Ilim。换句话说，在该条件得到满足时，控制器29可确定负载30所需的电流小于值Ith[N]，并可一步到位地降低电流限制值Ilim。

同时，在“N≥2”和“Iout<Ith[N-2]”的状态未持续特定时间段或更长时间时(在步骤S9中为“N”)，该流程可返回到步骤S7，在该步骤中，控制器29可采集电力接收电压Vrect和输出电流Iout。该流程可重复该循环直到步骤S8或步骤S9的条件得到满足。

(比较例)

接下来，提供了对根据比较例的电力接收装置20R的描述。电力接收装置20R被配置成不对从调节器25输出的电流(电力接收装置20R的输出电流Iout)施加限制。

图8示出包含根据比较例的电力接收装置20R的电子设备90R的配置的示例。电力接收装置20可包含电力接收线圈211、电容器212、整流电路22、馈电控制器23、通信单元24和调节器25。换句话说，电力接收装置20R可等效于电流限制器26、电流检测器28和控制器29从电力接收装置20移除的电力接收装置。

图9为在输出电流Iout快速增加的情况下的电力接收装置20R的时序图。在本示例中，在时刻t2，负载30可开始操作，以及输出电流Iout可快速增加。随着输出电流Iout的增加，电力接收电压Vrect可从目标电压Vtarget明显下降。然后，在本示例中，在从时刻t22开始的预定时间段PR期间，馈电控制器23可向馈电装置10请求增加馈电。这致使电力接收电压Vrect逐渐增加以达到目标电压Vtarget。

通过该方式，在根据比较例的电力接收装置20R中，随着输出电流Iout的增加，电力接收电压Vrect会从目标电压Vtarget明显下降。电力接收装置20R的每个模块可使用作为供电电压的电力接收电压Vrect来操作。因此，电力接收装置20R可能由于电力接收电压Vrect的下降而无法正常操作。

此外，在目标电压Vtarget被预先设定在高值以避免此类操作上的不稳定性时，电力接收装置20可能表现出更多的能量损失。另外，在此情况下，使用具有耐高压的部件来配置电力接收装置20R是必要的，这可能提高增加成本和部件尺寸的可能性。而且，对于向电力接收装置20R供电的馈电装置，更高的馈电能力是可取的，以便提高在电力接收装置20R中的电力接收电压Vrect。

相比之下，根据本实施例的电力接收装置20可设置有电流限制器26，其可以循序渐进的方式放宽电流限制值Ilim。因此，如图5所示，在输出电流Iout快速增加时，可以减少电力接收电压Vrect的下跌量，这允许降低馈电操作变得不稳定的可能性。此外，与根据比较例的电力接收装置20R相比，目标电压Vtarget被允许设定在较低的值。因此，可以抑制能量损失从而使用耐较低电压的部件并降低馈电装置10所需的馈电能力。

此外，在电力接收装置20中，电流限制值Ilim可在确认电力接收电压Vrect变得等于或高于目标电压Vtarget之后被放宽。因此，可以降低馈电操作变得不稳定的可能性。换句话说，例如，在电流限制值Ilim在电力接收电压Vrect为低的状态下被放宽时，电力接收电压Vrect可被进一步下降，这可导致馈电操作变得不稳定的可能性。相比之下，在电力接收装置20中，电流限制值Ilim可在确认电力接收电压Vrect变得等于或高于目标电压Vtarget之后被放宽。因此，可以将电力接收电压Vrect保持在高值，从而允许降低馈电操作变得不稳定的可能性。

【效果】

如至此所描述，在本实施例中，可设置电流限制器，并且电流限制值可以循序渐进的方式被放宽。因此，在输出电流快速增加时，可以降低馈电操作变得不稳定的可能性。此外，允许目标电压设定在低值。因此，抑制能量损失以可以使用耐较低电压的部件并降低馈电装置所需的馈电能力。

在本实施例中，电流限制值可在确认电力接收电压变得等于或高于目标电压之后被放宽。因此，可以降低馈电操作变得不稳定的可能性。

【变更例1】

在上述实施例中，控制器29可基于电力接收电压Vrect和输出电流Iout来选择电流限制特性W1至W4中的一者；然而，这不是非限制性的。在下文中，详细描述根据本更改例的电力接收装置20A。

图10示出包含电力接收装置20A的电子设备90A的配置的示例。电力接收装置20A可包含控制器29A。控制器29A可基于输出电流Iout来选择电流限制特性W1至W4中的一者，并控制电流限制器26以通过控制信号CLIM从而利用所选的电流限制特性操作。此时，在控制器29A改变电流限制值Ilim之后，控制器29A可等待电力接收电压Vrect的会聚时间(convergence time)的流逝(在图5中的时间段P1至P4中的每个时间段的逝去)，并在此后采集输出电流Iout。换句话说，根据上述实施例的控制器29可确认电力接收电压Vrect变得等于或高于目标电压Vtarget；相比之下，根据本更改例的控制器29A可在电力接收电压Vrect达到目标电压Vtarget的时间执行处理。

图11为在馈电系统1A中使用电子设备90A的馈电操作的流程图。

与馈电系统1相同，在馈电系统1A，作为开始，馈电装置10可开始馈送至电子设备90A的电力接收装置20A中的馈电(步骤S1)，以及电力接收装置20A可启动(步骤S2)。然后，电力接收装置20A的控制器29A可将变量N设定为“0”(零)(步骤S3)。然后，控制器29A可递增变量N(N＝N+1)(步骤S4)，并且在变量大于4(N>4)时，控制器29A可将变量N设定在“4”(步骤S5)。然后，控制器29A可将电流限制值Ilim设定在值Ith[N](步骤S6)。

接下来，控制器29A可等待预定时间的逝去(步骤S11)。预定时间可对应于电力接收电压Vrect的会聚时间(在图5中的时间段P1至P4中的每者)。然后，控制器29A可采集输出电流Iout(步骤S12)。

然后，控制器29A可确认输出电流Iout大于值Ith[N-1](Iout<Ith[N-1])的状态是否已持续特定的时间段或更长的时间(步骤S13)。在“Iout>Ith[N-1]”的状态持续特定的时间段或更长的时间时(在步骤S13中为“Y”)，流程可返回到步骤S4，以及电流限制值Ilim可被一步到位放宽。同时，在“Iout>Ith[N-1]”的状态未持续特定的时间段或更长时间时(在步骤S13中为“N”)，流程可继续前进到步骤S9。

后续操作可类似于馈电系统1的情况下的操作(图7)。

如上所述，控制器29A可不确认电力接收电压Vrect变得等于或高于目标电压Vtarget。相反，控制器29A可等待直到电力接收电压Vrect变得等于或高于目标电压Vtarget的时间。利用此配置，可以获得类似于根据上述实施例的馈电系统1的效果。

【变更例2】

在上述实施例中，在电流限制器26中，如图4所示，负载阻抗ZL可变得更小。在输出电流Iout达到电流限制值Ilim之后，输出电压Vout可下降，而电流得以保持。然而，这不是限制性的。例如，像如图12A所示的电流限制器26B，输出电压Vout可下降，而输出电流Iout增加。可另选地，像如图12B所示的电流限制器26C，输出电压Vout可下降，而输出电流Iout下降。

【变更例3】

此外，例如，电流限制器26可具有在输出电压Vout变得等于或小于预定值时，切断馈送至负载30中的馈电的功能。

【变更例4】

在上述实施例中，在电流限制器26中，如图4所示，负载阻抗ZL可变得更小。在输出电流Iout达到电流限制值Ilim之后，可执行恒定电流的操作。然而，这不是限制性的。在下文中，详细描述根据本更改例的电力接收装置20D。

图13示出包含电力接收装置20D的电子设备90D的配置示例。电力接收装置20D可包含电力限制器26D和控制器29D。

电力限制器26D可基于控制信号CLIM来限制从调节器25输出的电力(电力接收装置20D的输出电力Pout)。

图14示出电力限制器26D的电力限制特性。在负载阻抗ZL为大(在负载为小时)时，电力限制器26D可输出与输出电流Iout无关的恒定电压Vreg。换句话说，在此情况下，电力限制器26D可执行恒定电压操作。同时，在负载阻抗ZL变小以及输出电力Pout达到电力限制值Plim(值Pth[1]至Pth[4])时，输出电压Vout可下降，而输出电力Pout得以保持。更具体地，在此情况下，输出电力Pout可被限制在电力限制值Plim，以及电力限制器26D可执行恒定电力操作。

控制器29D可基于电力接收电压Vrect、输出电流Iout和输出电压Vout来选择多个电力限制特性中的一者，并控制电力限制器26D通过控制信号CLIM来利用所选的电力限制特性操作。

图15为在馈电系统1D中使用电子设备90D的馈电操作的流程图。

类似于馈电系统1，在馈电系统1D中，作为开始，馈电装置10可开始馈送至电子设备90D中的电力接收装置20D中的馈电(步骤S1)，以及电力接收装置20D可启动(步骤S2)。然后，控制器29D可将变量N设定在“0”(零)(步骤S3)。然后，控制器29D可递增变量N(N＝N+1)(步骤S4)，并且在变量大于4(N>4)时，控制器29D可将变量N设定在“4”(步骤S5)。

然后，控制器29D可将电力限制值Plim设定在值Pth[N](步骤S21)。

接下来，控制器29D可采集电力接收电压Vrect和输出电力PIout(步骤S22)。此时，控制器29D可基于输出电压Vout和输出电流Iout来采集输出电力Pout。

然后，控制器29D可确认输出电力Pout大于值Pth[N-1](Pout>Pth[N-1])，以及电力接收电压Vrect大于目标电压Vtarget(Vrect>Vtarget)的状态是否持续特定的时间段的时间或更长时间(步骤S23)。在“Pout>Pth[N-1]”以及“Vrect>Vtarget”的状态持续特定的时间段或更长的时间时(在步骤S23中为“Y”)，流程可返回到步骤S4，以及控制器29D可一步到位地放宽电力限制值Plim。同时，在“Pout>Pth[N-1]”以及“Vrect>Vtarget”的状态未持续特定的时间段或更长时间时(在步骤S23中为“N”)，流程可继续前进到步骤S24。

接下来，控制器29D可确认变量N为2或更大(N≥2)以及输出电力Pout小于值Pth[N-2](Pout<Pth[N-2])的状态是否已持续特定的时间段或更长的时间(步骤S24)。在“N≥2”和“Pout<Pth[N-2]”的状态持续特定的时间段或更长时间时(在步骤S24中为“Y”)，控制器29D可递减变量N(N＝N-1)(步骤S10)，以及该流程可返回到步骤S21，在该步骤中，控制器29D可降低电力限制值Plim。同时，在“N≥2”和“Pout<Pth[N-2]”的状态未持续特定的时间段或更长时间时(在步骤S24中为“N”)，该流程可返回到步骤S22，在该步骤中，控制器29D可采集电力接收电压Vrect和输出电力Pout。该流程可重复该循环直到步骤S23或步骤S24的条件得到满足。

如上所述，电力接收装置20D可设置有电力限制器26D，其可以循序渐进的方式放宽电力限制值Plim。利用此配置，可以获得类似于根据上述实施例的馈电系统1的效果。

【变更例5】

在上述实施例中，电力可通过电磁感应来供应；然而，这不是限制性的。另选地，例如，电力可通过电场耦合来供应。在下文中，详细描述根据本更改例的馈电系统2。

图16示出馈电系统2的配置的示例。馈电系统2可包含馈电装置40和电子设备50(在本示例中，为智能电话)。两个馈电电极41A和41B(在下文中描述)可被设置在馈电装置40的顶部表面上(在馈电装置40可与电子设备50进行接触的面上)。两个电力接收电极51A和51B(在下文中描述)可被设置在电子设备50的底部表面上(在电子设备50可与馈电装置40进行接触的面上)。馈电装置40可通过使用这些电极进行耦合的电场执行馈送至电子设备50的电力接收装置60(在下文中描述)中的馈电。

图17示出馈电装置40和电子设备50的简化剖视图。本示例示出馈电操作可通过被放置在馈电装置40上的电子设备50来执行的状态。

馈电装置40可包含两个馈电电极41A和41B。馈电电极41A和41B可被设置在可与电子设备50接触的表面(馈电表面S1)上。这些馈电电极41A和41B中的每个可被绝缘体8覆盖。这允许馈电电极41A和41B执行例如通过绝缘体8与电子设备50的相应电力接收电极51A和51B的电场耦合。

电子设备50可包含两个电力接收电极51A和51B。电力接收电极51A和51B可被设置在可与馈电装置40接触的表面(电力接收表面S2)上。电力接收电极51A可被设置在对应于馈电装置40的馈电电极41A的位置。电力接收电极51B可被设置在对应于馈电装置40的馈电电极41B的位置。这些电力接收电极51A和51B中的每个可被绝缘体9覆盖。这允许电力接收电极51A和51B执行例如通过绝缘体9与馈电装置10的相应馈电电极41A和41B的电场耦合。

图18示出馈电装置40的配置的示例。馈电装置40可包含AC/DC转换器11、电力传输驱动器12、通信单元14和控制器15、电流检测器16和线圈17。线圈17的第一端部可被耦接至电力传输驱动器12的第一输出端，以及其第二端部可被耦接至例如馈电电极41A。馈电电极41A可通过线圈17被耦接至电力传输驱动器12的第一输出端，以及馈电电极41B可通过电流检测器16被耦接至电力传输驱动器12的第二输出端。

图19示出电子设备50的配置的示例。电子设备50可包含电力接收装置60和负载30。如同利用根据上述实施例的电力接收装置20，电力接收装置60可包含整流电路22、馈电控制器23、通信单元24、调节器25、电流限制器26、电流检测器28和控制器29。电力接收电极51A可被耦接至整流电路22的第一输入端，以及电力接收电极51B可被耦接至整流电路22的第二输入端。

利用该配置，可以获得类似于根据上述实施例的馈电系统1的效果。

【其它更改例】

另外，可允许上述更改例的两者或多者的组合。

虽然描述通过给出上述的实施例和更改例来进行，但是本公开的内容不限于上述的实施例和示例，并且可以各种方式更改。

例如，在上述实施例和示例中，电力接收装置20可通过负载调制向馈电装置10传送馈电控制信号CTL；然而，这不是限制性的。另选地，馈电控制信号CTL可例如通过蓝牙或任何其它传输方法来传送。

例如，在上述实施例和示例中，电流控制器26可具有四个电流限制特性W1至W4，如图4所示；然而，这不是限制性的。另选地，电流控制器26可例如具有三个或更少的或五个或更多的电流限制特性。

此外，例如，在上述实施例和示例中，电流控制器26和控制器29可以循序渐进的方式设定电流限制值Ilim；然而，这不是限制性的。另选地，例如，电流限制值Ilim可被设定为连续值。

应注意，本文所述的效果仅为例示性的而非限制性的，以及本公开的效果可为其它效果或可另外包含其它效果。

应注意，本技术可具有下列配置。

(1)电力接收装置，包含：

发电单元，基于从馈电装置无线供应的电力信号生成直流电力；以及

控制单元，基于所述发电单元的输出电流，设置所述输出电流的上限或所述发电单元的输出电力的上限。

(2)根据(1)所述的电力接收装置，其中

所述发电单元包含对所述电力信号进行整流的整流电路，以及

所述控制单元除了所述输出电流之外还基于所述整流电路的输出电压来设置所述上限。

(3)根据(2)所述的电力接收装置，其中，所述控制单元自所述整流电路的所述输出电压变得等于或高于预定电压起过去预定时间之后，设置所述上限。

(4)根据(1)所述的电力接收装置，其中，所述控制单元自所述上限改变起过去预定时间之后，设置所述上限。

(5)根据(1)到(4)中任一项所述的电力接收装置，其中

所述输出电流的电流值的整个可能的范围被划分为多个片段范围，以及

所述控制单元根据所述输出电流的电流值所属的的片段范围来设置所述上限。

(6)根据(5)所述的电力接收装置，其中，所述控制单元自所述输出电流的电流值所属的片段范围被改变起过去预定时间之后，设置所述上限。

(7)根据(5)或(6)所述的电力接收装置，其中，所述输出电流的电流值越大，所述上限就越大。

(8)根据(1)至(7)中的任一项所述的电力接收装置，其中，所述控制单元除了所述输出电流之外还基于所述发电单元的输出电压来设置所述上限。

(9)根据(1)至(8)中的任一项所述的电力接收装置，还包含通信单元，所述通信单元执行与所述馈电装置的通信以命令所述馈电装置增加或减少馈电量。

(10)根据(1)至(9)中的任一项所述的电力接收装置，其中，该发电单元包含接收电力信号的线圈。

(11)根据(1)至(9)中的任一项所述的电力接收装置，其中，该发电单元包含接收电力信号的电力接收电极。

(12)一种控制电力接收装置的方法，所述方法包含：

允许发电单元基于从馈电装置无线供应的电力信号生成直流电力；以及

基于所述发电单元的输出电流，设置所述输出电流的上限或所述发电单元的输出电力的上限。

(13)一种馈电系统，包含：

馈电装置；以及

电力接收装置，

电力接收装置，包含

发电单元，基于从馈电装置无线供应的电力信号生成直流电力，以及

控制单元，基于所述发电单元的输出电流，设置所述输出电流的上限或所述发电单元的输出电力的上限。

本申请要求在2014年4月2日提交的日本优先专利申请JP2014-076153的权益，其全部内容通过引用并入本文。

本领域的技术人员应理解，根据设计要求和其它因素，可以出现各种变更、组合、子组合和变化，只要这些变更和变化在本发明附属权利要求及其等效要求的范围内。

Claims (13)

1.一种电力接收装置，包括：

发电单元，基于从馈电装置无线供应的电力信号生成直流电力；以及

控制单元，基于所述发电单元的输出电流，设置所述输出电流的上限或所述发电单元的输出电力的上限。

2.根据权利要求1所述的电力接收装置，其中

所述发电单元包含对所述电力信号进行整流的整流电路，以及

所述控制单元除了所述输出电流之外还基于所述整流电路的输出电压来设置所述上限。

3.根据权利要求2所述的电力接收装置，其中，所述控制单元自所述整流电路的所述输出电压变得等于或高于预定电压起过去预定时间之后，设置所述上限。

4.根据权利要求1所述的电力接收装置，其中，所述控制单元自所述上限改变起过去预定时间之后，设置所述上限。

5.根据权利要求1所述的电力接收装置，其中

所述输出电流的电流值的整个可能的范围被划分为多个片段范围，以及

所述控制单元根据所述输出电流的电流值所属的的片段范围来设置所述上限。

6.根据权利要求5所述的电力接收装置，其中，所述控制单元自所述输出电流的电流值所属的片段范围被改变起过去预定时间之后，设置所述上限。

7.根据权利要求5所述的电力接收装置，其中，所述输出电流的电流值越大，所述上限就越大。

8.根据权利要求1所述的电力接收装置，其中，所述控制单元除了所述输出电流之外还基于所述发电单元的输出电压来设置所述上限。

9.根据权利要求1所述的电力接收装置，还包含通信单元，所述通信单元执行与所述馈电装置的通信以命令所述馈电装置增加或减少馈电量。

10.根据权利要求1所述的电力接收装置，其中，所述发电单元包含接收电力信号的线圈。

11.根据权利要求1所述的电力接收装置，其中，所述发电单元包含接收电力信号的电力接收电极。

12.一种控制电力接收装置的方法，所述方法包括：

允许发电单元基于从馈电装置无线供应的电力信号生成直流电力；以及

基于所述发电单元的输出电流，设置所述输出电流的上限或所述发电单元的输出电力的上限。

13.一种馈电系统，包括：

馈电装置；以及

电力接收装置，

所述电力接收装置，包含

发电单元，基于从馈电装置无线供应的电力信号生成直流电力，以及

控制单元，基于所述发电单元的输出电流，设置所述输出电流的上限或所述发电单元的输出电力的上限。