CN106505747B - 无线电力发送装置及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开一种无线电力发送装置及其控制方法。根据本发明的一实施例的无线电力发送装置包括：供电线圈，用于无线地发送电力；温度传感器，用于测量所述供电线圈的温度并输出感测信号；热电模块，布置在所述供电线圈的一侧；控制部，响应于所述感测信号，而向所述热电模块提供工作电力或者输入从所述热电模块生成的辅助电力。
Description
技术领域
本申请涉及一种无线电力发送装置及其控制方法。
背景技术
最近，在多个领域中力图使用无线电力传输技术。尤其，作为使用无线电力传输技术的尝试的一环，对于缩短充电时间的尝试较多。在此情况下，因充电电力上调等而导致无线电力发送装置和无线电力接收装置中的发热问题变得更严重。
[现有技术文献]
[专利文献]
(专利文献1)韩国公开专利公报第2007-0080057号
发明内容
根据本发明的一实施例，提供一种能够解决发热问题的无线电力发送装置及其控制方法。
根据本发明的一实施例的无线电力发送装置包括：供电线圈，用于无线地发送电力；温度传感器，用于测量所述供电线圈的温度并输出感测信号；热电模块，布置在所述供电线圈的一侧；控制部，响应于所述感测信号，而向所述热电模块提供工作电力或者输入从所述热电模块生成的辅助电力。
根据本发明的一实施例的无线电力发送装置的控制方法包括以下步骤：输入感测信号，所述感测信号表示无线地发送电力的供电线圈的温度；响应于所述感测信号，而向布置在所述供电线圈的一侧的热电模块供应操作电力或者输入从所述热电模块生成的辅助电力。
根据本发明的一实施例，可以抑制无线电力发送装置的发热，并且可以减少电力消耗。
附图说明
图1是概略地示出包括本发明的无线电力发送装置的无线电力收发系统的构成的图。
图2是概略地示出根据本发明的一实施例的无线电力发送装置的构成的框图。
图3是概略地示出根据本发明的一实施例的无线电力发送装置的构成的图。
图4是概略地示出根据本发明的一实施例的无线电力发送装置的构成的图。
图5是概略地示出根据本发明的一实施例的无线电力发送装置的局部构成的框图。
图6是用于说明根据本发明的一实施例的无线电力发送装置的控制方法的操作流程图。
符号说明
10、11、12：无线电力发送装置 20：无线电力接收装置
100、101、102、103：控制部 220、221、222：供电部
240、241、242、243：热电模块 211、212：上盖
231、232：导热部 251、252：下盖
262：风扇
具体实施方式
以下，参照附图对根据本发明的一实施例的无线电力收发装置、以及包括该装置的设备进行说明。
图1是概略地示出包括本发明的无线电力发送装置的无线电力收发系统的构成的图，无线电力收发系统包括无线电力发送装置10以及包括无线电力接收装置的设备20。
无线电力发送装置10通过无线的方式发送电力。下文中参考图2至图5对无线电力发送装置10的具体构成及操作进行说明。
设备20可以包括无线电力接收装置(未示出)和电池(未示出)等。如图1所示，设备20可以是诸如智能手机等的移动设备。无线电力接收装置(未示出)可通过接收无线地传输的电力来输出充电电力。无线电力接收装置可以包括接收电力的接收部(未示出)等。电池(未示出)接收所述充电电力并存储电力，且可以供应存储的电力。
图1中示出了包括无线电力接收装置的设备为诸如智能手机等的移动设备的情形，但是无线电力接收装置可以被包含于汽车等多种设备中。
图2是概略地示出根据本发明的一实施例的无线电力发送装置的构成的图，无线电力发送装置10包括：控制部100、供电部220以及热电模块240。
控制部100控制供电部220，并检测供电部220的温度。控制部100可以向供电部220输出控制信号con以控制供电部220，以及为了检测供电部220的温度，控制部100可以从布置于供电部220的温度传感器等接收感测信号sen。
并且，控制部100控制热电模块240。例如，当供电部220的温度低于基准温度时，控制部100控制热电模块240将由热电模块240生成的辅助电力Vax传递至无线电力发送装置(图1的10)的其他构成要素以使热电模块240作为辅助电源工作；在供电部220的温度高于基准温度时，控制部100控制热电模块240将工作电力Vop供应至热电模块240以使热电模块240作为冷却装置而工作。当供电部220的温度低于基准温度时，控制部100将由热电模块240生成的电力Vax传递至无线电力发送装置的其他构成要素，例如，显示无线电力发送装置的操作状态(无线电力发送装置与无线电力接收装置的对准或无线电力发送装置的电力供应与否等)等的操作显示部或无线电力发送装置的辅助电池等。
供电部220根据控制部100的控制而无线地发送电力。供电部220可以响应于控制信号Con而改变发送的电力的大小和/或频率等。
热电模块240通过热电冷却而对供电部220进行冷却。并且，热电模块240可以利用从供电部220产生的热来生成电力。
例如，如果工作电力Vop被供应至热电模块240，则热电模块240的一面温度变得低于热电模块240的另一面的温度。因此，将热电模块240布置成供电部220位于热电模块240的一面侧，而当供电部220的温度在基准温度以上时，向热电模块240施加工作电力Vop，从而将供电部220的温度维持在基准温度以下。并且，热电模块240可以根据热电模块240的一面与另一面之间的温度差而生成电力。因此，在供电部220的温度低于基准温度的情况下，热电模块240将供电部220的热能转换成电力Vax，从而将辅助电力Vax输出到控制部100。热电模块240可以根据控制部100的控制而将辅助电力Vax供应至电力发送装置10的其他构成要素。
即，根据本发明的一实施例的无线电力发送装置10利用热电模块240来冷却供电部220，并根据情形而利用热电模块将从供电部220产生的热能转换成电能，并将转换的电能作为能源而应用到需要低功率的部分。因此，可以通过主动管理供电部220的热，来将供电部220的热维持在基准温度以下的同时有效地应用供电部220的热。
图3是概略地示出根据本发明的一实施例的无线电力发送装置的构成的图，根据本发明的一实施例的无线电力发送装置11可以包括上盖211、供电部221、导热部231、热电模块241以及下盖251。
上盖211布置在供电部221的上部，且可以保护供电部221的供电线圈等。
供电部221可以包括供电线圈等，且可以根据控制部(图2的100)的控制而无线地发送电力。供电部221可以包括形成有供电线圈的基板，在此情况下，控制部(图2的100)也可以布置在所述基板上。
导热部231将供电部221产生的热传递至热电模块241。导热部231可以将供电部221和热电模块241电绝缘，也可以执行电磁波屏蔽功能。导热部231可以利用导热界面材料(Thermal interface materials:TIM)等而形成。
热电模块241冷却供电部221。当电力供应至热电模块241时，热电模块241的一面吸收热，而另一面散热。即，如果电力供应至热电模块241，则热电模块241的一面的温度比热电模块241的另一面的温度低，其温度差对应于供应的电力。因此，如果在热电模块241的一面侧布置供电部221，在热电模块241的另一面侧布置下盖251，并向热电模块241供应电力，则可以冷却供电部221。
并且，热电模块241可以利用从供电部221产生的热而产生电力。即，如果因为供电部221的发热而形成热电模块241的一面和另一面之间的温度差，则根据所述温度差而从热电模块241生成电力。生成的电力可以用于无线电力发送装置11的其他构成(例如，用于显示预定的信息(关于无线电力发送装置和无线电力接收装置的对准的信号等)的发光二极管(LED)的驱动或者用于辅助电池的充电等)的能源。
下盖251布置在热电模块241的另一面侧。下盖251的至少一部分可以由散热性能优秀的金属散热板形成。因此，下盖251用于对热电模块241的另一面的热进行散热，且可以防止热电模块241的另一面的温度过度上升。下盖251可以起到保护热电模块241、供电部221等的功能。
图4是概略地示出根据本发明的一实施例的无线电力发送装置的构成的图，根据本发明的一实施例的无线电力发送装置12可以包括：上盖212、供电部222、导热部232、热电模块242、下盖252和风扇262。
上盖212、供电部222、导热部232、热电模块242和下盖252的构成及功能与图3的上盖211、供电部221、导热部231、热电模块241和下盖251的构成和功能几乎相同。
风扇262执行通过在预定条件下工作来防止热电模块242另一面的温度上升的功能。风扇262的操作可以根据控制部(图2的100)而被控制。在此情况下，下盖251可具有布置风扇262的部分未被堵住的形象。
图5是概略地示出根据本发明的一实施例的无线电力发送装置的局部构成的框图，根据本发明的一实施例的无线电力发送装置可以包括热电模块243、温度传感器223、控制部103、操作显示部303、电池403和供电电源部503。并且，控制部103可以包括：开关控制部113、开关部123、转换器133以及整流器143。
热电模块243的功能和操作与图2至图4中说明的热电模块(图2的热电模块240、图3的热电模块241、或者图4的热电模块242)相同。
温度传感器223可以测量供电线圈的温度而输出感测信号sen。如图3和图4所示，在供电部(图3的供电部221或者图4的供电部222)具有与形成有供电线圈的基板相同形态的情况下，温度传感器可以布置在所述基板。
控制部103从温度传感器223接收包含关于线圈温度的信息的感测信号sen，并响应于所述传感信号而将工作电力Vop供应至热电模块243，或者将从热电模块243输入的辅助电力Vax传递给操作显示部303或电池403等。控制部103可以将控制信号con输出到供电电源部503，且可以从供电电源部503接收交流电力而生成工作电力Vop。
开关控制部113可以响应于传感信号sen而输出开关控制信号scon。
开关部123可以响应于开关控制信号scon而将从热电模块243生成的辅助电力Vax传递至转换器133，或者将从整流器143生成的工作电力Vop传递至热电模块243。开关部123可以响应于开关控制信号scon而将热电模块243的电源端子连接到转换器133或者整流器143。例如，热电模块243的电源端子可以包括第一端子和第二端子。在此情况下，开关部123可以响应于开关控制信号scon而将热电模块243的第一端子连接到整流器143输出端的正极(+)端子并将第二端子连接到整流器143输出端的负极(-)端子；或者将热电模块243的第二端子连接到转换器133输入端的正极(+)端子，并将热电模块243的第一端子连接到转换器133输入端的负极(-)端子。
转换器133转换辅助电力Vax并输出转换后的电力。转换器133可以是直流-直流(DC-DC)转换器，且可以将辅助电力Vax升压后输出。
整流器143通过对从供电电源部503输入的交流电力进行整流，来输出工作电力Vop。
操作显示部303可以显示无线电力发送装置的操作状态(例如，关于无线电力发送装置或者无线电力发送装置和无线电力接收装置的对准的信息等)。操作显示部303可以包括发光二极管LED，在此情况下，发光二极管LED可以布置在上盖(图3的上盖211或图4的上盖212)。操作显示部303可以接收从控制部103供应的所需的电力，且可以接收从电池403供应的所需的电力。
电池403从控制部103得到电力供应并存储能量，在需要的情况下，可以向无线电力发送装置的其他构成要素(例如，操作显示部303)提供电力。
供电电源部503输出交流电力。供电电源部503可以响应于控制部103的控制信号而改变所述交流电力的大小和/或频率后输出。从供电电源部503输出的交流电力可以被供应至控制部103的整流器143，也可以施加到供电部(图3的供电部221或图4的供电部222)的供电线圈。
虽未被图示，但是控制部103可以响应于从温度传感器223输入的感测信号sen而额外地输出用于控制风扇(图4的风扇262)的操作的风扇控制信号。
图6是用于说明根据本发明的一实施例的无线电力发送装置的控制方法的操作流程图。
首先，判断无线电力接收装置(图1的20)是否被感测到(步骤S100)。例如，控制部(图2的控制部100)可以利用感测供电部(图2的供电部220)的供电线圈的阻抗变化的方法或者专门的通信信号等而通过与无线电力接收装置(图1的无线电力接收装置20)进行通信的方法等，来判断无线电力接收装置(图1的无线电力接收装置20)是否与无线电力发送装置(图1的无线电力发送装置10)相邻、无线电力接收装置(图1的无线电力接收装置20)是否与无线电力发送装置(图1的无线电力发送装置10)对准等。
当S100步骤中判断的结果为无线电力接收装置(图1的无线电力接收装置20)被感测时，无线电力发送装置(图1的无线电力发送装置10)无线地发送电力(步骤S200)。例如，控制部(图2的控制部100)可以向供电部(图2的供电部220)施加交流电力，从而通过供电部(图2的供电部220)的供电线圈来无线地发送电力。
然后，判断无线电力发送装置(图1的无线电力发送装置10)的温度是否低于基准温度(步骤S300)。例如，控制部(图2的控制部100)检测供电部(图2的供电部220)的温度，并将检测温度与基准温度进行比较，从而可以判断无线电力发送装置(图1的无线电力发送装置10)的温度是否低于基准温度。所述基准温度可以被用户设置。
当S300步骤中判断的结果为无线电力发送装置(图1的10)的温度低于基准温度，则无线电力发送装置(图1的10)可以利用由热电模块(图2的240)生成的辅助电力(S400步骤)。可以参照图2至图4的说明而容易地理解S400步骤的具体操作。
当步骤S300中判断的结果为无线电力发送装置(图1的无线电力发送装置10)的温度高于基准温度，则可以向热电模块(图2的热电模块240)供应工作电力而抑制供电部(图2的供电部220)的温度上升，并降低供电部(图2的供电部220)的温度(步骤S500)。可以参照图2至图4的说明而容易地理解步骤S500的具体操作。在步骤S500中，控制部(图2的控制部100)可以额外地驱动风扇(图4的风扇262)。例如，当控制部(图2的100)判断为无线电力发送装置(图1的无线电力发送装置10)的温度为基准温度以上时，可以通过控制而立即驱动风扇(图4的风扇262)；当判断为无线电力发送装置(图1的无线电力发送装置10)的温度为比所述基准温度高的预定的温度以上时，可以通过控制而驱动风扇(图4的风扇262)。
然后，判断无线电力接收装置(图1的无线电力接收装置20)是否被感测到(步骤S600)。即，判断无线电力接收装置(图1的无线电力接收装置20)是否从无线电力发送装置(图1的无线电力发送装置10)相隔预定距离以上。在步骤S600中，控制部(图2的控制部100)可以通过与步骤S100的说明类似的方法而判断无线电力接收装置(图1的无线电力接收装置20)是否被感测。
当在步骤S600中判断为无线电力接收装置(图1的无线电力接收装置20)被感测到，则可以重复进行步骤S300至步骤S500；当在步骤S600中判断为无线电力接收装置(图1的无线电力接收装置20)未被感测到，则可以停止操作。
以上，对本发明的实施例进行了详细的说明，但是本发明的权利范围不限于此，并且在本技术领域具有基本知识的人员可以认识到，可以在不脱离权利要求书中记载的本发明的技术思想的范围内进行多种修改和变形。
Claims (12)
1.一种无线电力发送装置，包括：
供电线圈，用于无线地发送电力；
温度传感器，用于测量所述供电线圈的温度并输出感测信号；
热电模块，布置在所述供电线圈的一侧；以及
控制部，响应于所述感测信号，而向所述热电模块提供工作电力或者输入从所述热电模块生成的辅助电力，
所述控制部包括：转换器；整流器；开关部；以及开关控制部，所述开关控制部响应于所述感测信号而输出开关控制信号，
当所述供电线圈的温度为第一基准温度以上时，用于供应交流电力的电源部响应于所述开关控制信号而改变交流电力的大小和频率后输出至所述整流器，所述控制部通过所述开关部将所述热电模块连接于所述整流器，
当所述供电线圈的温度低于第一基准温度时，通过所述开关部将所述热电模块连接于所述转换器，从所述热电模块输入所述辅助电力，所述开关部的一侧连接于所述热电模块。
2.如权利要求1所述的无线电力发送装置，还包括：操作显示部，用于显示所述无线电力发送装置的操作状态，
其中，所述控制部将所述辅助电力传递至所述操作显示部。
3.如权利要求1所述的无线电力发送装置，其中，还包括：
上盖；
基板，布置在所述上盖的底部，且形成有所述供电线圈；以及
导热部，布置在所述基板的底部，
其中，所述温度传感器和所述控制部布置在所述基板，所述热电模块布置在所述导热部底部。
4.如权利要求3所述的无线电力发送装置，还包括：
风扇，布置在所述热电模块的底部。
5.如权利要求4所述的无线电力发送装置，其中，
如果所述供电线圈的温度高于第二基准温度，则所述控制部使所述风扇工作，所述第二基准温度高于所述第一基准温度。
6.如权利要求1所述的无线电力发送装置，其中，
所述整流器通过对所述交流电力进行整流来输出所述工作电力，
所述转换器将所述辅助电力升压并输出，
所述开关部响应于所述开关控制信号，而将所述工作电力传递给所述热电模块或者将从所述热电模块输入的所述辅助电力传递给所述转换器。
7.如权利要求6所述的无线电力发送装置，其中，
所述热电模块包括第一电源端子和第二电源端子，
所述开关部响应于所述开关控制信号，而将所述第一电源端子连接到所述整流器输出端的正极端子，并将所述第二电源端子连接到所述整流器输出的负极端子；或者将所述第一电源端子连接到所述转换器输入端的负极端子，并将所述第二电源端子连接到所述转换器输入端的正极端子。
8.如权利要求6所述的无线电力发送装置，其中，还包括：
操作显示部，通过接收所述转换器供应的输出电压而显示所述无线电力发送装置的操作状态；以及
电池，通过接收所述转换器供应的输出电压而存储能量。
9.一种无线电力发送装置的控制方法，包括以下步骤：
步骤(1)：输入感测信号，所述感测信号表示无线地发送电力的供电线圈的温度；以及
步骤(2)：响应于所述感测信号，而向布置在所述供电线圈的一侧的热电模块供应工作电力或者输入从所述热电模块生成的辅助电力，
在所述步骤(2)中，
当所述供电线圈的温度为第一基准温度以上时，用于供应交流电力的电源部响应于由开关控制部输出的开关控制信号而改变所述交流电力的大小和频率后输出至整流器，控制部通过开关部将所述热电模块连接于所述整流器；
当所述供电线圈的温度低于第一基准温度时，通过所述开关部将所述热电模块连接于转换器，从所述热电模块输入所述辅助电力，其中，所述开关部的一侧连接于所述热电模块。
10.如权利要求9所述的无线电力发送装置的控制方法，还包括：
当所述供电线圈的温度为第二基准温度以上时，驱动布置在所述热电模块的一侧的风扇，所述第二基准温度高于所述第一基准温度。
11.如权利要求9所述的无线电力发送装置的控制方法，还包括以下步骤：
将所述辅助电力传递给所述无线电力发送装置中的显示操作的操作显示部。
12.如权利要求9所述的无线电力发送装置的控制方法，还包括以下步骤：
判断接收器是否存在；以及
当判断为所述接收器存在时，向所述供电线圈供应交流电力。
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