CN107112810A - 无线电力发送装置和包括无线电力发送装置的无线充电系统 - Google Patents

Abstract

公开了一种无线电力发送装置和一种无线充电系统。该无线电力发送装置包括：检测单元，其检测无线电力发送线圈的发送电流；以及充电监测单元，其能够当检测到的发送电流被示为在设定量的时间期间在充电阈值以下时确定无线充电已经完成。

Description

无线电力发送装置和包括无线电力发送装置的无线充电系统

技术领域

本发明涉及无线电力发送装置和包括无线电力发送装置的无线充电系统。

背景技术

无线充电技术是一种能够在没有用于传送电力的连接器的情况下无线地供应和接收电力的技术。存在以下无线充电技术：例如使用线圈的电磁感应方法、将电能转换为微波并且传送微波的无线电力传输方法以及使用谐振的方法。

电磁感应方法是一种使用作为将磁体向线圈移动以产生感应电流的结果的发电特性在第一线圈与第二线圈之间传输电力的方法。也就是说，电磁感应方法是一种在发送端产生磁场并且磁场(而非磁体)在接收端产生能量的方法，其中，在发送端产生磁场并且磁场在接收端产生能量这种现象被称为磁感应现象。因为电磁感应方法的能量传输的效率很好，所以电磁感应方法已经被广泛使用并且已经适合于各种设备。

谐振方法使用声音的谐振特性，例如当音叉谐振时，紧邻音叉的酒杯以与音叉的频率相同的频率谐振。然而，谐振方法使包含电能的电磁波谐振，而不是使声音谐振。

射频波/微波辐射方法是一种将电能转换为微波——这对无线传输和能量传送是有利的——的电力传输方法。在上述方法中，信号的概念不是用于诸如收音机或无线电话的无线通信的事物，而是发送电能的概念，即不是通常通信中的与载波一起被发送的信号，而是只发送载波的无线电力传输。

在无线充电中，当在无线电力发送侧检测到用于无线电力充电的装置时，传输用于充电的电力以将电力供应给该装置，并且识别该装置是否用于无线充电。如果该装置被识别为是用于无线充电的装置，则协商电力传输并且然后开始对无线电力接收装置进行充电。然后，无线电力发送装置将电力供应给相应的无线电力接收装置，然而，存在以下问题：没有用于直接识别无线电力接收装置的充电是否完成的手段，以致在充电完成之后电力继续被供应给无线电力接收装置。在充电完成之后被供应的电力的效率大大降低并且造成不必要的电力浪费。

发明内容

技术问题

本发明的实施例提供了一种无线电力发送装置和一种包括该无线电力发送装置的无线充电系统，该无线电力发送装置能够在无线电力发送端实时监测无线电力接收端的充电状态，并且能够独自确定完全充电状态。

此外，本发明的实施例提供了一种无线电力发送装置和一种包括该无线电力发送装置的无线充电系统，该无线电力发送装置能够在无线充电已经完成时通过控制发送电力的量来防止不必要的电力损耗。

此外，本发明的实施例提供了一种无线电力发送装置和一种包括该无线电力发送装置的无线充电系统，该无线电力发送装置能够防止可能因无线电力接收端处的例如高温之类的环境因素引起的对充电完成的错误判断。

技术方案

根据本发明的一个实施例，公开了一种无线电力发送装置，其包括：检测单元，该检测单元检测无线电力发送线圈的电流和电压中的至少一个；以及充电监测单元，在检测到的电流和电压中的至少一个被示为在设定量的时间期间在充电阈值以下的情况下，该充电监测单元确定无线充电何时完成。

还可以包括控制单元，当无线充电已经完成时，该控制单元调节发送电压。

当无线充电已经完成时，控制单元可以使用检测到的电流值调节发送的电压。

当无线充电已经完成时，控制单元可以基于检测到的电流值的减小率来调节发送的电压。

警报单元可以被配置成也包括在无线电力发送装置中，当无线充电已经完成时，该警报单元向外部输出警报。

充电监测单元接收来自无线电力接收装置的所接收电力，并且当所接收电力值在设定的时间段期间被示为在接收阈值以下时，可以确定无线充电已经完成。

当检测到的电流和电压中的至少一个被示为在设定量的时间期间在充电阈值以下时，充电监测单元可以通过对所接收电力值和接收阈值进行比较来确定无线充电是否已经完成。

还可以包括控制单元，当无线充电已经完成时，该控制单元调节发送的电压。

当无线充电已经完成时，控制单元可以基于所接收电力值来调节发送的电压。

当无线充电已经完成时，控制单元可以基于所接收电力值的减小率来调节发送电压。

充电阈值可以设置为正进行充电的状态下的充电值的90％或者更少。

技术效果

本发明的无线电力发送装置和包括无线电力发送装置的无线充电系统能够在无线电力发送端处监测无线电力接收端的充电状态，并且能够独自确定完全充电状态。

此外，当无线充电完成时，可以通过控制发送电力的量来防止不必要的电力损耗。

此外，可以防止可能因无线电力接收端处的例如高温之类的环境因素引起的对充电完成的错误判断。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的无线充电系统的部件的框图；

图2是根据本发明的实施例的无线充电系统的概念图；

图3是根据本发明的实施例的无线电力发送装置的部件的框图；

图4是用于说明根据本发明的实施例的无线电力发送装置的操作的图；

图5是用于说明根据本发明的另一实施例的无线电力发送装置的操作的图。

具体实施方式

本发明的特定实施例作为示例在附图中示出并且将被描述，同时本发明不排除各种修改和替代实施例。然而，应当理解，无意于将本发明限制于公开的特定实施例，而是相反地，本发明要涵盖落入本发明的精神和范围内的所有修改、等同以及替选。

将理解的是，虽然本文中可使用包括诸如“第一”、“第二”等的序数的术语来描述各种要素，但是这些要素不被这些术语限制。这些术语仅用来将一个要素与另一个要素相区分。例如，可以将第二要素称为第一要素而不会偏离本发明构思的教示，并且类似地，也可以将第一要素称为第二要素。术语“和/或”包括所列的相关项目中的一个或更多个项目的任意组合和全部组合。

当一个元件被称为“连接至”另一个元件或与另一个元件“相耦合”时，其不仅可以直接连接至或耦合至该另一个元件，也可以理解的是，可能存在中间元件。相反，当称一个元件被称为“直接连接至”另一个元件或与另一个元件“直接相耦合”时，则不存在中间元件。

本文使用的术语的目的仅仅是描述特定的实施例而非意在限制本发明的构思。如本文所使用的，除非上下文清楚地另外指示，否则单数形式“一(a)”、“一个(an)”以及“该(the)”意在也包括复数形式。还将理解，当术语“包括(comprises)”和/或“包括(comprising)”用在本说明书中时，表明所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除一个或更多个其他的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组的存在或添加。

除非另外限定，否则本文使用的所有术语(包括技术术语和科技术语)具有与本发明构思所属的领域的普通技术人员通常所理解的含义相同的含义。还将理解，诸如在常用的字典中所限定的那些术语的术语应当被解释为具有与它们在相关领域的上下文中的含义一致的含义，并且将不会从理想化的或过度正式的意义上被解释，除非本文特别地如此限定。

在下文中，将参照附图详细描述本发明的实施例，并且不论附图中的标号如何，相同或对应的要素将分配相同的标号，并且将省略重叠的描述。

图1是根据本发明的实施例的无线充电系统的部件的框图，图2是根据本发明的实施例的无线充电系统的概念图。

参照图1和图2，无线充电系统10包括：电源100、无线电力发送装置200、无线电力接收装置300以及负载终端400。

无线电力发送装置200连接至电源100并且接收来自电源100的电力。无线电力发送装置200将电力无线地发送至无线电力接收装置300。在这种情况下，无线电力发送装置200可以使用电磁感应方法或谐振方法发送电力。虽然电源100和无线电力发送装置200被图示为分开的元件，但是结构不限制于此。电源100可以被包括在无线电力发送装置200中。

无线电力接收装置300无线地接收来自无线电力发送装置200的电力。无线电力接收装置300也可以使用电磁感应方法或谐振方法接收电力。此外，无线电力接收装置300将接收到的电力提供给负载终端400。负载终端400可以是电池或具有内置电池的设备。负载终端400和无线电力接收装置300被图示为分开的元件，但是结构不限制于此。负载终端400可以被包括在无线电力接收装置300中。

无线电力发送装置200可以包括发送线圈210和监测单元220。无线电力接收装置300可以包括接收线圈310和整流单元320。

电源100可以产生具有预定频率的交流(AC)电力，并且将具有预定频率的交流(AC)电力供应给无线电力发送装置200的发送线圈210。

此外，可以将由发送线圈210产生的交变电流传送到电感耦合至发送线圈210的接收线圈310。另一方面，通过频率谐振方法，可以将传送到发送线圈210的电力传送到具有与无线电力发送装置200相同的谐振频率的无线电力接收装置300。电力可以通过谐振在两个阻抗匹配的LC电路之间传输。

传送到接收线圈310的电力可以通过整流单元320被整流，并且被使用电磁感应方法或谐振方法传送至负载终端400。

监测单元220可以监测无线电力接收装置的充电状态。

图3是根据本发明的实施例的监测单元的部件的框图。

参照图3，根据本发明的实施例的监测单元220可以被配置成包括：检测单元221、充电监测单元222、控制单元223以及警报单元224。

检测单元221可以检测无线电力发送线圈210的电流和电压中的至少一个。例如，检测单元221可以被配置成包括电流变压器、电变压器以及变压器，并且可以被配置成检测流经发送线圈210的电流或者施加在发送线圈210上的电压并将检测到的流经发送线圈210的电流或者施加在发送线圈210上的电压传送到充电监测单元222。

当检测到的电流和电压中的至少一个保持在充电阈值以下的时间超过第一阈值时间时，充电监测单元222可以确定充电完成。当充电完成时，流经发送线圈210的电流与充电正在进行时相比减小。当在检测单元221处检测到的电流和电压中的至少一个下降到充电阈值以下时，充电监测单元222可以通过确定检测到的电流或电压下降到充电阈值以下的持续时间来确定无线充电是否已经完成。

例如，充电阈值可以被设置为充电电流值或充电电压值的90％或者更少，并且可以根据无线电力接收装置的类型进行不同的设置。可以基于相应的电流和电压对充电阈值进行不同的设置。充电监测单元222可以将检测到的电流值和检测到的电压值与针对电流和电压的每个相应充电阈值独立地进行比较，并且确定检测到的电流值和检测到的电压值。此外，第一阈值时间用于确定接收线圈210的电流和电压中的至少一个被示为在充电阈值以下的持续时间，并且可以根据无线电力接收装置300的类型对第一阈值时间进行不同的设置。

然而，相对比地，充电监测单元222可以将所接收电力值——所接收电力值是从无线电力接收装置300接收的——与接收阈值进行比较，并且当所接收电力值保持在阈值以下的时间超过第二阈值时间时，可以确定无线充电完成。在这种情况下，可以与使用检测到的电流值和电压值来确定无线充电是否已经完成的情况不同地设置第二阈值时间。

此外，当电流和电压中的至少一个保持在充电阈值以下的时间超过第一阈值时间时，充电监测单元222可以将所接收电力值——所接收电力值是从无线电力接收装置300接收的——与接收阈值进行比较，并且当接收到的电力值保持在阈值以下的时间超过第二阈值时间时，可以确定无线充电已经完成。也就是说，当检测到的电压值、检测到的电流值以及接收到的电力值全都满足相应的条件时，可以确定无线充电已经完成。这可以防止当仅仅基于检测到的电流值和检测到的电压值来确定无线充电是否已经完成时由于高温状态、噪声或者周围环境因素而可能发生的任何错误。

当无线充电已经完成时，控制单元223可以调节发送电压。例如，当无线充电已经完成时，控制单元223可以通过控制电源来调节发送电压，或者通过关断电源来调节发送电压以使发送电压不施加在发送线圈上。

当无线充电已经完成时，控制单元223可以使用检测到的电流值来调节发送电压，并且在这种情况下，可以通过考虑检测到的电流值的减小率来调节发送电压。也就是说，当无线充电已经完成时，在无线电力接收装置300处可以接收到的电力的量减少。控制单元223能够通过与检测到的电流值成比例地减少发送电压的量来发送与无线电力接收装置300能够接收的电力的量相适应的电力的量。

此外，当无线充电已经完成时，控制单元223可以使用所接收电力值——所接收电力值是从无线电力接收装置300接收的——来调节发送电压，并且在这种情况下，可以通过考虑所接收电力值的减小率来调节发送电压。

当无线充电已经完成时，警报单元224可以基于控制单元223的控制向外部输出警报。

图4是用于说明根据本发明的实施例的无线电力发送装置的操作的图。

首先，无线电力发送装置检测无线电力接收装置。例如，当无线电力接收装置被放置在基板上时，或者当无线电力接收装置位于一定距离内时，无线电力发送装置可以检测到无线电力接收装置(S401)。

无线电力发送装置识别检测到的无线电力接收装置的类型。在识别检测到的无线电力接收装置之后，无线电力发送装置加载相应装置的充电阈值、阈值时间以及接收阈值。在检测新的无线电力接收装置的情况下，可以设置新的充电阈值、新的阈值时间以及新的接收阈值(S402)。

无线电力发送装置发送无线电力，用于对检测到的无线电力接收装置充电(S403)。

检测单元检测流经接收线圈的电流和电压中的至少一个，并且将检测到的电流或者电压传送至充电监测单元(S404)。

充电监测单元确定检测到的电流和电压中的至少一个是否被示为在充电阈值以下(S405)。

当检测到的电流和电压中的至少一个被示为在充电阈值以下时，充电监测单元确定检测到的电流和电压中的至少一个被示为在充电阈值以下的持续时间是否超过第一阈值时间，并且如果超过了第一阈值时间，则确定无线电力接收装置的充电已经完成(S406)。

当确定无线电力接收装置的充电已经完成时，控制单元控制施加在发送线圈上的电压，并且控制警报单元以使警报单元能够向外部输出警报(S407)。

图5是用于说明根据本发明的另一实施例的无线电力发送装置的操作的图。

首先，无线电力发送装置检测无线电力接收装置。例如，当无线电力接收装置被放置在基板上时，或者当无线电力接收装置位于一定的距离内时，无线电力发送装置可以检测到无线电力接收装置(S501)。

无线电力发送装置识别检测到的无线电力接收装置的类型。在识别检测到的无线电力接收装置之后，无线电力发送装置加载相应装置的充电阈值、阈值时间以及接收阈值。在检测新的无线电力接收装置的情况下，可以设置新的充电阈值、新的阈值时间以及新的接收阈值(S502)。

无线电力发送装置发送无线电力，用于对检测到的无线电力接收装置充电(S503)。

检测单元检测流经接收线圈的电流和电压中的至少一个，并且将检测到的电流或者电压传送至充电监测单元(S504)。

充电监测单元确定检测到的电流和电压中的至少一个是否被示为在充电阈值以下(S505)。

当检测到的电流和电压中的至少一个被示为在充电阈值以下时，充电监测单元确定所接收电力值——所接收电力值是从无线电力接收装置接收的——是否被示为在接收阈值以下(S506)。

充电监测单元确定检测到的电流和电压中的至少一个被示为在充电阈值以下的持续时间是否超过第一阈值时间以及从无线电力接收装置接收的所接收电力值被示为在接收阈值以下的持续时间是否超过第二阈值时间，如果已经超过了阈值时间中的一个，则确定无线电力接收装置的充电已经完成(S507)。

当确定无线电力接收装置的充电已经完成时，控制单元调节施加在发送线圈上的电压，并且控制警报单元使警报单元能够向外部输出警报(S508)。

本文使用的术语“单元”指的是软件或硬件，例如FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC，以及被称为“单元”的起特定作用的部件。然而，术语“单元”不限于软件或硬件。“单元”可以被配置成放置在能够寻址的存储介质中，并且可以被配置成操作一个或更多个处理器。因此，作为示例，“单元”包括例如软件部件、面向对象的软件部件、类部件以及任务部件之类的部件，以及功能、属性、过程、子例程、程序代码的片段、驱动器、固件、微代码、电路、数据、数据库、数据结构、表、阵列以及变量。设置在部件和“单元”内的功能可以组合成较少数目的部件和“单元”，或者被分离为另外的部件和“单元”。此外，可以使部件和“单元”操作设备和安全的多媒体卡内的一个或更多个CPU。

虽然已经在上面引用并且描述了本发明的示例性实施例，但是将理解的是，对本领域的普通技术人员而言可以在不偏离所附权利要求所列出的本发明的构思和范围的情况下实现关于本发明的修改和变化。

Claims (12)

1.一种无线电力发送装置，包括：

检测单元，其检测无线电力发送线圈的电流和电压中的至少一个；以及

充电监测单元，当检测到的电流和电压中的至少一个保持在充电阈值以下的时间超过第一阈值时间时，所述充电监测单元确定无线充电已经完成。

2.根据权利要求1所述的无线电力发送装置，

还包括控制单元，当所述无线充电已经完成时，所述控制单元调节发送电压。

3.根据权利要求1所述的无线电力发送装置，

其中，当所述无线充电已经完成时，所述控制单元使用检测到的电流值来调节所述发送电压，所述检测到的电流值是在所述检测单元处检测到的。

4.根据权利要求3所述的无线电力发送装置，

其中，当所述无线充电已经完成时，所述控制单元根据所述检测到的电流值的减小率来调节所述发送电压。

5.根据权利要求1所述的无线电力发送装置，

还包括警报单元，当所述无线充电已经完成时，所述报警单元向外部输出警报。

6.根据权利要求1所述的无线电力发送装置，

其中，所述充电确定单元接收来自无线电力接收装置的所接收电力，并且

当至少所接收电力值保持在接收阈值以下的时间超过第二阈值时间时，确定所述无线充电已经完成。

7.根据权利要求6所述的无线电力发送装置，

其中，当所述检测到的电流和电压中的至少一个保持在所述充电阈值以下的时间超过所述第一阈值时间时，所述充电监测单元通过将所接收电力值与所述接收阈值进行比较来确定所述无线充电是否已经完成。

8.根据权利要求7所述的无线电力发送装置，

还包括控制单元，当所述无线充电已经完成时，所述控制单元调节发送电压。

9.根据权利要求8所述的无线电力发送装置，

其中，当所述无线充电已经完成时，所述控制单元使用所接收电力值来调节所述发送电压。

10.根据权利要求9所述的无线电力发送装置，

其中，当所述无线充电已经完成时，所述控制单元使用所接收电力值的减小率来调节所述发送电压。

11.根据权利要求1所述的无线电力发送装置，

其中，所述充电阈值被设置为正进行充电的状态下的充电值的90％或者更少。

12.一种无线充电系统，包括：

根据权利要求1至11中的任一项所述的无线电力发送装置，以及

无线电力接收装置，其使用所接收电力来执行充电，所接收电力是从所述无线电力发送装置接收的。