CN109328423B - 座椅用无线电力传输装置 - Google Patents
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Abstract
本说明书中公开的内容涉及与座椅的位置无关地以无线方式向与座椅相结合的电子设备传送电力的无线电力传输装置。根据在本说明书中公开的内容的一个实施例,无线电力传输装置包括:电力接收部,与座椅的下部相结合;以及电力传送部,在上述电力接收部的下部隔开配置,上述电力接收部形成为维持与上述电力传送部之间的隔开状态并能够沿着上述座椅的移动方向滑移,上述电力接收部以无线方式从上述电力传送部接收电力而向设置于上述座椅的电子设备供电。
Description
技术领域
本说明书中公开的内容涉及无线电力传输装置,具体涉及以无线方式向设置于座椅的电子设备供电的无线电力传输装置。
背景技术
只要未在本说明书中以不同方式表示,则在该背景技术中说明的内容并不属于对本申请权利要求的现有技术,即使记载于本背景技术中,也并不一定认定为现有技术。
通常,为了方便乘坐人员,在设置于车辆的座椅上设置包括马达及热线(加热丝)在内的多种电子设备,而若为了向多种上述电子设备供电而在座椅与轨道之间设置电缆,则会出现因座椅的移动或旋转而受损的情况。
此外,在将座椅用热线或通风装置设置于座椅内部的情况下,有可能因电缆的影响而导致轨道的设置结构受限,存在无法使座椅顺畅地移动或旋转的缺点。
与之相关的专利相关文献有韩国授权专利公报第10-1518647号的车辆用自动调节式座椅(power seat)供电装置以及韩国公开专利公报第10-2017-0010736号的车辆用无线电力发送模块。
但是,现有发明并未公开以无线方式与座椅的移动或旋转无关地稳定地传输电力的技术。
发明内容
(发明所要解决的问题)
本发明的目的在于,提供一种以与座椅的位置无关地以无线方式向与座椅相结合的电子设备传送电力的无线电力传输装置。
此外,本发明的目的并不限定于如上所述的目的,可从以下的说明内容中导出其他目的,这是不言而喻的。
(解决问题所采用的措施)
根据所公开的内容的一个实施例,本发明的无线电力传输装置包括:电力接收部,与座椅的下部相结合;以及电力传送部,隔开地配置在上述电力接收部的下部,上述电力接收部形成为维持与上述电力传送部的隔开状态并能够沿着上述座椅的移动方向滑移,上述电力接收部以无线方式从上述电力传送部接收电力而向设置于上述座椅的电子设备供电。
此外,上述电力传送部可包括多个传送线圈,上述多个传送线圈形成为沿着上述轨道的延伸方向排列于与上述座椅相结合的轨道之间,用于接收外部电力而向上述电力接收部供电。
此外,上述电力接收部可包括接收线圈,上述接收线圈隔开地配置在上述传送线圈的上部,以无线方式通过上述传送线圈接收电力。
此外,上述电力接收部可包括多个接收线圈,上述多个接收线圈形成为在上述座椅的下部沿着上述轨道的延伸方向长长地延伸的线圈形态,配置为在两侧互相隔开。
此外,上述多个传送线圈形成为在与上述接收线圈隔开的状态下包围上述接收线圈的线圈形态,并形成为沿着上述接收线圈的延伸方向互相隔开,在以无线方式通过上述传送线圈向上述接收线圈传送电力的过程中,在上述多个接收线圈各自的周围所产生的磁场的一部分可互相抵消。
此外,上述电力传送部还可包括无线电力传送器,上述无线电力传送器在上述传送线圈的下部与上述传送线圈相连接,在乘坐人员坐在上述座椅的状态下,根据车辆的外部温度来向上述传送线圈供电或断电。
此外,上述电力传送部还可包括电力转换部,上述电力转换部将外部电力接收而转换成交流(AC)电,形成为利用上述接收线圈的移动引起的电流、电压或相位的变化来检测上述座椅的移动及异物。
此外,上述电力接收部可将存储于内部的特定数据发送给位于正下方的上述多个传送线圈中的一个而仅驱动位于上述接收线圈的正下方的上述多个传送线圈中的一个。
此外,上述电力传送部还可包括无线电力传送器,上述无线电力传送器结合于各个上述多个传送线圈,在上述接收线圈的位置位于正上方的情况下,通过启动结合于上部的上述多个传送线圈中的一个来传送电力。
此外,多个上述无线电力传送器各自若通过形成于上述轨道的压力传感器的压力变化来检测到上述接收线圈位于正上方与否,则能够以无线方式向上述接收线圈传送电力。
(发明的效果)
根据在本说明书中公开的一个实施例,本发明的无线电力传输装置具有以与座椅的移动或旋转无关地以无线方式向与座椅相结合的电子设备稳定、高效地传送电力的优点。
此外,本发明的无线电力传输装置具有通过因座椅的移动而产生的电流、电压或相位的变化来检测座椅的位置及异物而改善无线电力传送功能的维护性及效率性的优点。
此外,本发明的无线电力传输装置具有检测外部温度及乘坐人员是否坐到座椅而通过相应乘坐人员所设定的外部温度及负荷临界值设定来自动启动座椅的热线的优点。
而且,如上所述的本发明的效果是通过所记载的内容中的结构来必然产生的效果,这与发明人是否认知无关,如上所述的效果仅属于基于所记载的内容的几种效果,不应认定为发明人掌握或实际存在的所有效果。
此外,应通过说明书全文的内容来追加掌握本发明的效果,即使未在本说明书中记述,但只要是本发明所属技术领域的普通技术人员认可的可通过本说明书产生的效果,则应视为本说明书中的效果。
附图说明
图1为在本说明书中公开的内容的一个实施例的无线电力传输装置的使用状态图。
图2为示出基于图1中的座椅的移动的电力传送部的驱动的侧视图。
图3为图1中的电力接收部及电力传送部的立体图。
图4及图5为在本说明书中公开的其他实施例的无线电力传输装置的立体图。
图6为图4中的无线电力传输装置的无线电力接收器的框图。
图7为示出图4中的无线电力传输装置的电磁波降低结构的示意图。
图8为示出基于图4中的无线电力传输装置的相位的电场及磁场的图像。
图9及图10为在本说明书中公开的内容的其他实施例的无线电力传输装置的立体图及俯视图。
图11为示出在本说明书中公开的图1至图10中的无线电力传输装置各自的驱动的框图。
图12为示出在本说明书中公开的图1至图10中的无线电力传输装置各自的驱动的其他实施例的框图。
图13及图14为示出在本说明书中公开的图1至图10中的无线电力传输装置各自的驱动的其他实施例的框图。
图15为图13中的开关部的具体结构图。
具体实施方式
以下,参照附图,对根据优选实施例的无线电力传输装置的结构、动作及作用效果进行说明。作为参考,在附图中,为了便于说明以及说明的明确性,各个结构要素被省略或被简化,各个结构要素的大小并不意味着实际大小。此外,在说明书全文中,相同的附图标记表示相同的结构要素,在个别附图中,将省略相同结构要素的附图标记。
图1为在本说明书中公开的内容的一个实施例的无线电力传输装置的使用状态图。图2为示出基于图1中的座椅的移动的电力传送部的驱动的侧视图。
如图1及图2所示,无线电力传输装置100包括电力接收部400及电力传送部500。
无线电力传输装置100通过电力接收部400及电力传送部500来以无线方式向配置于座椅10内部的热线20供电,以代替现有的与座椅的热线20相连接的电缆,上述座椅的热线20与汽车座椅的下部相结合。
若无线电力传输装置100通过与外部电源相连接的电力传送部500以无线方式向与座椅10的下部相结合的电力接收部400传送电力,则电力接收部400向与座椅10相结合的热线20供电。
因此,与现有的车辆座椅不同,不会产生电缆扭曲,因此在座椅10的旋转方向及旋转数量方面没有限制,具有配置于轨道30之间的座椅10的排列及轨道30的排列结构很自由的优点。
电力接收部400结合于座椅10的下部,与热线20电连接,配置于下部的电力传送部500以在轨道30之间沿着轨道30的延伸方向长长地延伸的方式形成。
电力接收部400及电力传送部500可通过使用磁感应方式、磁谐振方式或基于微波的无线电力传送方式来传送电力,可根据电力接收部400与电力传送部500之间的距离和车辆内部的环境来改变无线电力传送方式。
电力接收部400及电力传送部500通过调节相互间的谐振频率来形成谐振通道(channel),由此发送无线电力,为此,需使电力接收部400与电力传送部500之间的谐振频率相匹配。
若在电力接收部400与电力传送部500之间未实现谐振频率的匹配,则使得电力接收部400或电力传送部500各自的电流、电压或相位产生变化。
电力接收部400或电力传送部500可检测根据座椅10朝向前方或后方滑移而产生的内部电流、电压或相位的变化,电力传送部500通过相互间的数据通信来使得在未形成无线电力的部分停止进行无线电力传送,从而防止电力浪费。
图3为图1中的电力接收部及电力传送部的立体图。
如图3所示,电力接收部400包括无线电力接收器420及接收线圈440。
若电力接收部400向位于电力接收部400的正下方的电力传送部500发送电力接收部400所存储的特定数据,则以仅使得接收上述特定数据的电力传送部500的传送线圈520、524、528中的一个为了无线电力传送而被驱动的方式进行控制,从而可防止电力浪费。
无线电力接收器420向具有热线20的电子设备传递通过接收线圈440接收的电力,在上述无线电力接收器420形成有调制解调部,上述调制解调部解调通过电力传送部500来传递的数据而向形成于无线电力接收器420内部的控制部输出,调制从上述控制部接收的数据来向接收线圈440输出。
无线电力接收器420可在内部形成有电池,若在无线电力接收器420内部配置上述电池,则可通过用于管理上述电池的电源管理装置来即使在断开外部电源的状态下也使座椅10旋转,从而可在发生紧急状况的情况下轻松使用。
在接收线圈440另行追加形成有低频用线圈,通过向电力传送部500发送无线电力接收器420的控制部所存储的上述特定数据,来能够以仅向接收上述特定数据的电力传送部500的后述的传送线圈520、524、528中的某一个传送电力的方式进行控制。
电力传送部500包括传送线圈520、524、528及无线电力传送器600、700、800。
传送线圈520、524、528中的一个传送线圈可由低频用线圈542形成,传送线圈520、524、528中的剩余两个传送线圈可由高频用线圈544形成。
传送线圈520、524、528分别与无线电力传送器600、700、800各自的上部相结合。
另一方面,图13中的低频用线圈542通过接收线圈440来与低频用线圈进行无线电力传送或数据收发,高频用线圈544通过接收线圈440来以无线方式供电。
此外,可通过在接收线圈440追加设置低频用接收线圈或高频用接收线圈,来与后述的低频用线圈542或高频用线圈544进行电力接收及数据收发。
若位于接收线圈440的下方的传送线圈520、524、528中的一个接收上述特定数据,则仅使得与接收上述特定数据的传送线圈520、524、528中的一个相结合的无线电力传送器600、700、800中的一个驱动无线电力传送。
例如,若座椅10移动到传送线圈520的正上方而使得接收线圈440的中心部与传送线圈520的中心部位于同一条垂直线上,则传送线圈520接收从接收线圈440发送的上述特定数据,无线电力传送器600通过传送线圈520来以无线方式向接收线圈440传送电力,剩余传送线圈524、528停止驱动。
因此,通过接收线圈440与传送线圈520、524、528中的某一个之间的上述特定数据的收发来仅驱动位于接收线圈440的正下方的传送线圈520、524、528中的某一个,由此具有使得电力浪费最小化的优点。
图4及图5为在本说明书中公开的其他实施例的无线电力传输装置的立体图。
除了电力接收部200及电力传送部230之外,本实施例的无线电力传输装置120与图1至图3中的无线电力传输装置实质相同,因而使用相同的附图标记,并将省略重复的说明。
如图4及图5所示,无线电力传输装置120包括电力接收部200及电力传送部230。
电力接收部200包括无线电力接收器210、接收线圈220及遮蔽部260。
电力接收部200以可朝向前方或后方滑移的方式与电力传送部230相结合,通过以无线方式从电力传送部230接收电力来向形成于座椅10内部的热线20或各种电子设备供电,可另行通过电池来储存电力。
无线电力接收器210向热线20传递通过接收线圈220接收的电力,通过与座椅10的下部相结合来随着座椅10的旋转或前后移动一同移动。
接收线圈220各自的一端在两侧互相隔开的状态下与无线电力接收器210的前方相结合,各自的另一端以螺旋形态朝向后方沿着相反的方向延伸,与无线电力接收器210的后方相结合而整体上形成线圈形态。
接收线圈220分别接收从电力传送部230传送的交流(AC)电,无线电力接收器210通过由接收线圈220接收的上述交流电转换为直流(DC)电来向热线20供给。
电力传送部230包括无线电力传送器240及传送线圈250。
电力传送部230与车辆的框架相结合,通过从车辆内部的电池或发电机接收电力来以无线方式向电力接收部200传递电力,从而向包括座椅10内部的热线20在内的电子设备供电。
无线电力传送器240以板形态形成,在座椅10的下部以隔开的方式配置于无线电力接收器210的下部,通过与车辆的框架相结合来固定于车辆。
传送线圈250各自的一端与无线电力传送器240相结合,另一端朝向上部延伸而形成包围接收线圈220中的某一个的外侧面的线圈形态。
多个传送线圈250在接收线圈220各自的前方及后方以互相隔开的方式配置,即使在座椅10朝向前方或后方滑移的情况下,接收线圈220也能够以贯通传送线圈250的形态朝向前方或后方移动。
因此,即使在座椅10滑移的过程中,接收线圈220也可通过传送线圈250来以无线方式接收电力,与座椅10的位置无关地,使得多个传送线圈250及多个接收线圈220互相维持规定距离,从而具有可使得无线电力收发变得顺畅的优点。
另一方面,接收线圈220及传送线圈250的数量可根据座椅10或车辆的大小来改变,包围接收线圈220的传送线圈250的数量也可根据座椅10或车辆的大小来改变。
此外,接收线圈220或传送线圈250可形成为多边形线圈形态,可由不同形态的线圈形成而配置成可相互滑移。
遮蔽部260形成为在座椅10的下部包围无线电力传输装置120并与座椅10的底面相结合,用于阻断在电力传送部230必然产生的电磁波及异物向外部排出。
通过设置遮蔽部260,来阻断在无线电力传输装置120产生的电磁波,由此有效减少电磁波对乘坐人员的影响,减少电磁波电磁干扰(EMI)水平,具有可阻断无线电力传输装置120周边金属异物的优点。
图6为图4中的无线电力传输装置的无线电力接收器的框图。
如图6所示,无线电力接收器210包括第一匹配电路部211、第二匹配电路部214、第一整流器212、第二整流器215及直流/直流(DC/DC)转换器213。
第一匹配电路部211、第二匹配电路部214分别与在两侧互相隔开配置的接收线圈220相连接,接收从包围各个接收线圈220的传送线圈250传送的电力。
第一整流器212与第一匹配电路部211相连接,来将从第一匹配电路部211传送的交流电转换为整流输出并向直流/直流转换器213传送,第二整流器215与第二匹配电路部214相连接,来将从第二匹配电路部214传送的交流电转换成整流输出并向直流/直流转换器213传送。
从第一整流器212、第二整流器215分别输出的整流输出在相同的极性之间相连接的状态下与直流/直流转换器213相连接,从第一整流器212或第二整流器215输出的整流输出中的相对高的整流输出被转换并向热线20传递。
图7为示出图4中的无线电力传输装置的电磁波降低结构的示意图,图8为示出基于图4中的无线电力传输装置的相位的电场及磁场的图像。
如图6至图8所示,传送线圈250包括第一传送线圈252、第二传送线圈254、第三传送线圈256及第四传送线圈258,接收线圈220包括第一接收线圈222及第二接收线圈224构成。
第一传送线圈252及第二传送线圈254分别以在互相前后隔开的状态下包围第一接收线圈222的前方及后方的各自一部分的形态形成,第三传送线圈256及第四传送线圈258分别以在与第一传送线圈252及第二传送线圈254相邻的位置包围第二接收线圈224的方式形成。
第一接收线圈222及第二接收线圈224分别配置于相同的水平线上,第一接收线圈222及第二接收线圈224分别以从前方朝向后方沿着不同的方向延伸的线圈形态形成。
具体地,第一接收线圈222及第二接收线圈224各自的一端在前方位于互相相邻的位置,另一端沿着不同的方向旋转并以线圈形态朝向后方延伸。
第一传送线圈252的一端在第一传送线圈252的前方外侧与无线电力传送器240相结合,另一端沿着与第一接收线圈222的旋转延伸方向相同的方向旋转并以线圈形态朝向后方延伸,来与无线电力传送器240相结合。
在第一接收线圈222与第二接收线圈224之间,第二传送线圈254的一端与无线电力传送器240相连接,第二传送线圈254的另一端沿着与第一接收线圈222的旋转延伸方向相反的方向旋转并以线圈形态朝向后方延伸来与无线电力传送器240相结合。
第三传送线圈256的一端在第二接收线圈224的前方外侧与无线电力传送器240相连接,第三传送线圈256的另一端沿着与第二接收线圈224的旋转延伸方向相同的方向旋转并以线圈形态朝向后方延伸来与无线电力传送器240相结合。
在第一接收线圈222与第二接收线圈224之间,第四传送线圈258的一端与无线电力传送器240相连接,第四传送线圈258的另一端沿着与第二接收线圈224的旋转延伸方向相反的方向旋转并以线圈形态朝向后方延伸来与无线电力传送器240相结合。
由此,若无线电力传输装置120被驱动,则第一接收线圈222与第二接收线圈224之间的磁场沿着相同的方向移动并被加强,朝向第一接收线圈222及第二接收线圈224各自的外侧移动的磁场被朝向第二接收线圈224及第一接收线圈222各自的内部移动的磁场中相对位于外部的各个磁场分别在后方及前方所抵消。
因此,就第一接收线圈222及第二接收线圈224而言,分别在互相相邻的状态下,在以第一接收线圈222及第二接收线圈224各自为中心产生的磁场中,朝向外侧移动的磁场互相抵消,向着对方移动的磁场被加强,从而减少在无线电力传输装置120产生的电磁场(EMF,Electromagnetic Field)及电磁干扰(EMI,Electromagnetic Interference)向外部移动。
另一方面,第一传送线圈252及第二传送线圈254可由如后述的图13及图15中所示的低频用线圈542形成,第三传送线圈256及第四传送线圈258可由如后述的图14中所示的高频用线圈544形成。
此外,第一接收线圈222及第二接收线圈224分别以朝向前方或后方长长地延伸的方式制造,在座椅10沿着轨道30朝向前方或后方往复移动的过程中,可防止与第一传送线圈252、第二传送线圈254、第三传送线圈256、第四传送线圈258碰撞。
参照图8,无线电力传输装置120可通过将第一传送线圈252及第二传送线圈254的频率相位和第三传送线圈256及第四传送线圈258的频率相位控制在0度及180度,来减少向外部放出的电磁场及电磁干扰。
图8的(a)部分的图像表示在第一传送线圈252及第二传送线圈254的频率相位和第三传送线圈256及第四传送线圈258的频率相位属于同相位的情况下的电场,图8的(b)部分的图像表示在第一传送线圈252及第二传送线圈254的频率相位和第三传送线圈256及第四传送线圈258的频率相位属于反相位的情况下的电场。
通过比较(a)部分的图像及(b)部分的图像,在第一传送线圈252及第二传送线圈254的频率相位和第三传送线圈256及第四传送线圈258的频率相位属于反相位的情况下,可发现,由于电场无法到达(b)部分的图像中的边缘,因而向外部排出的电场比(a)部分减少。
图8的(c)部分的图像表示在第一传送线圈252及第二传送线圈254的频率相位和第三传送线圈256及第四传送线圈258的频率相位属于同相位的情况下的磁场,图8的(d)部分的图像表示在第一传送线圈252及第二传送线圈254的频率相位和第三传送线圈256及第四传送线圈258的频率相位属于反相位的情况下的磁场。
通过(c)部分的图像及(d)部分的图像,在第一传送线圈252及第二传送线圈254的频率相位和第三传送线圈256及第四传送线圈258的频率相位属于反相位的情况下,在电场与(d)部分的图像中的边缘之间形成的面积相对大于在(c)部分的电场与图像之间的面积,因而,可发现减少了向外部排出的磁场。
因此,在第一传送线圈252及第二传送线圈254的频率相位和第三传送线圈256及第四传送线圈258的频率相位属于反相位的情况下,具有无需另行设置遮蔽部260也可减少向坐在座椅10的乘坐人员传递的电磁场及电磁干扰的优点。
图9及图10为在本说明书中公开的内容的其他实施例的无线电力传输装置的立体图及俯视图。
除了电力接收部300及电力传送部330之外,本发明实施例的无线电力传输装置140与图4中的无线电力传输装置实质相同,因而使用相同的附图标记,并将省略重复的说明。
如图9及图10所示,无线电力传输装置140包括电力接收部300及电力传送部330。
电力接收部300包括无线电力接收器310及接收线圈322、324、326。
电力接收部300以可相对于电力传送部330向前方或后方滑移的方式与座椅10相结合,通过以无线方式从电力传送部330接收电力来向形成于座椅10内部的热线20或与座椅10相连接的各种电子设备供电,可另行通过电池储存电力。
无线电力接收器310向热线20传递通过接收线圈320接收的电力,通过与座椅10的下部相结合来随着座椅的旋转或前后移动一同移动。
接收线圈322、324、326分别以四边形的扁平形(pancake)线圈形态形成,可根据车辆的种类或车辆内部环境来制造成圆形或多边形的扁平形线圈形态,与无线电力接收器310的下部电连接。
接收线圈322、324以互相向前后隔开的方式配置,其余一个接收线圈326在与接收线圈322、324不同的水平线上配置于接收线圈322、324之间,使得接收线圈326的一端及另一端分别在相同垂直线上与接收线圈322、324交叉。
因此,接收线圈322、324、326以从前方朝向后方依次配置并沿着前后方长长地延伸的形态形成,通过与无线电力接收器310相结合来随着座椅10的移动朝向前方或后方滑移。
电力传送部330包括无线电力传送器340及传送线圈350。
电力传送部330与车辆的框架相结合,通过从车辆内部的电池或发电机接收电力来以无线方式向电力接收部300传递电力,从而向包括座椅10内部的热线20在内的电子设备供电。
具体地,无线电力传送器340以板形态形成,在座椅10的下部隔开地配置于无线电力接收器310的下部,通过与车辆的框架相结合来固定于车辆内部。
传送线圈350形成为圆形的扁平形线圈形态,可根据车辆的种类或车辆内部的环境来制造成四边形或多边形的扁平形线圈形态。
传送线圈350配置于无线电力传送器340的上部,与无线电力传送器340电连接,在接收线圈322、324、326的下部以隔开的方式配置。
因此,即使因座椅10的移动而使得接收线圈322、324、326朝向前方或后方移动的情况下,在接收线圈322、324、326中的某一个的下部始终配置有传送线圈350,从而具有能够以与座椅10的位置无关地以无线方式传送电力的优点。
另一方面,接收线圈326可由后述的图15中公开的低频用线圈542形成,其余接收线圈322、324可分别由高频用线圈544形成。
图11为示出在本说明书中公开的图1至图10中的无线电力传输装置各自的驱动的框图。
如图11所示,无线电力传输装置100、120、140分别包括温度检测传感器141、压力传感器142、控制部143、使用人员按键输入部144、语音输出部145及显示部146。
无线电力传送器240、340、600、700、800分别与车辆内部的电池或发电机相连接,包括向上直流/直流转换器101-1、逆变器(inverter)102-2及匹配电路部103-3。
向上直流/直流转换器101-1将上述电池的电源(12V、直流)转换成高直流电源(30~60V、直流),逆变器102-2将上述高直流电源转换成高频交流电源(数十KHz~数百KHz、交流)。
匹配电路部103-3对通过逆变器102-2转换的上述高频交流电源进行匹配。
温度检测传感器141通过多个临界值的设定来检测车辆的外部温度,压力传感器142检测基于坐在座椅10的乘坐人员的重量的压力,温度检测传感器141及压力传感器142与控制部143相连接。
若温度检测传感器141检测到车辆的外部温度为所设定的第一临界值以下(例如,5度以下)且通过压力传感器142检测到乘坐人员坐到座椅10,则通过控制部143使热线20启动。
在此情况下,在温度检测传感器141检测到外部温度为上述第一临界值以下的状态下,压力传感器142通过控制部143被启动,控制部143比较设定在压力传感器142的基于乘坐人员的重量的设定压力和所检测到的压力,在所检测到的压力相对大于上述设定压力的情况下,通过启动逆变器102-2来驱动无线电力传送器240、340、600、700、800。
相反,控制部143比较设定在压力传感器142的基于乘坐人员的重量的设定压力和所检测到的压力,在所检测到的压力相对小于上述设定压力的情况下,将逆变器102-2的启动维持在设定等待状态。
若通过温度检测传感器141检测到的车辆的外部温度为所设定的第二临界值以下(例如,10度以下)且通过压力传感器142检测到乘坐人员坐到座椅10,则通过语音输出部145或显示部146来以语音或消息方式向乘坐人员询问是否启动热线20,从而可使乘坐人员选择是否启动热线20。
在此情况下,在温度检测传感器141检测到外部温度为上述第二临界值以下的状态下,通过控制部143启动压力传感器142,控制部143比较设定在压力传感器142的基于乘坐人员的重量的设定压力和所检测到的压力,在所检测的压力相对大于上述设定压力的情况下,以语音或消息方式向乘坐人员询问是否启动热线20,从而在接收到乘坐人员的确认回复的情况下启动逆变器102-2来驱动无线电力传送器240、340、600、700、800。
相反,若温度检测传感器141检测到外部温度超过上述第二临界值,则控制部143将压力传感器142维持在设定等待状态,来使热线20停止工作。
温度检测传感器141可被设定成在车辆的外部温度达到第三临界值(例如,15度以上)的情况下与压力传感器142的驱动无关地通过乘坐人员的手动控制来使热线20启动。
在此情况下,温度检测传感器141使得压力传感器142的驱动被强制停止,只能通过乘坐人员的手动控制来驱动逆变器102-2,在温度检测传感器141所检测到的外部温度小于上述第三临界值,则逆变器102-2的驱动转换成设定等待状态。
图12为示出在本说明书中公开的图1至图10中的无线电力传输装置各自的驱动的其他实施例的框图。
除了直流/交流逆变器110及直流/交流(DC/AC)转换器112之外,本实施例的无线电力传送器240、340、600、700、800实际上与图12中的无线电力传送器240、340、600、700、800相同,因而使用相同的附图标记,并将省略重复的说明。
如图12所示,无线电力传送器240、340、600、700、800分别与车辆内部的电池或发电机相连接,包括直流/直流逆变器110、直流/交流转换器112、逆变器113及匹配电路部114。
直流/直流逆变器110将上述电池的电源转换成低频率交流电源,交流/直流转换器112将通过直流/交流逆变器110转换的低频的交流电源转换为高直流电源。
此外,逆变器113将通过交流/直流转换器112转换的高直流电源转换为高频率交流电源,匹配电路部114对通过逆变器113转换的高频率的交流电源进行匹配。
控制部143通过与直流/交流转换器110相连接来在通过温度检测传感器141检测到的外部温度为上述第一临界值以下且通过压力传感器142检测到乘坐人员乘坐车辆,则使直流/交流转换器112启动。
若通过温度检测传感器141及压力传感器142检测到外部温度达到上述第一临界值与第二临界值之间且通过压力传感器142检测到乘坐人员,则控制部143以语音或消息方式向乘坐人员询问是否启动热线20。
若通过温度检测传感器141检测到外部温度大于上述第三临界值,则控制部143将压力传感器142转换成等待状态,从而与乘坐人员是否乘坐无关地使热线20停止驱动。
图13及图14为在本说明书中公开的图1至图10中的无线电力传输装置各自的驱动的其他实施例的框图。
如图13及图14所示,无线电力传输装置100、120、140分别所具有的无线电力传送器240、340、600、700、800通过在图13及图14中公开的结构驱动,而无线电力传输装置120、140通过单一的无线电力传送器240、340被驱动,这与无线电力传输装置100不同。
无线电力传输装置100中的无线电力传送器600、700、800分别以无线或有线的方式相连接。
无线电力传送器240、340及无线电力传送器600、700、800分别包括电力转换部720、磁场调制解调器740、控制部760、输出部780及开关部790。
电力转换部720通过与包括车辆的电池及发电机在内的外部电力50相连接来接收电力,转换成具有电力接收部400与电力传送部500之间的谐振频率带的交流电。
磁场调制解调器740利用磁场通信协议收发包括用于在电力接收部400与电力传送部500之间实现磁场通信的上述特定数据在内的数据。
输出部780以有线方式与相邻配置于无线电力传送器700的无线电力传送器600、800各自的输出部780相连接,无线电力传送器600、700、800相连接而通过输出部780检测各自的状态。
对于无线电力传输装置100、120、140而言,控制部760分别对无线电力传送器240、340、600、700、800各自所包括的电力转换部720、磁场调制解调器740、控制部760及输出部780进行控制,对于无线电力传输装置100而言,根据通过输出部780接收的相邻的无线电力传送器600、800的状态,来驱动电力转换部720或使电力转换部720停止。
电力转换部720可通过所连接的传送线圈540(相当于图1至图3中的传送线圈520、524、528,图4至图8中的传送线圈250,图9及图10中的传送线圈350)来检测座椅10的滑移过程中因频率的变化而产生的电流、电压或相位,控制部760通过输出部780向无线电力传送器700输出检测信号,从而驱动无线电力传送器700。
对于无线电力传输装置100而言,控制部760通过输出部780向相邻的无线电力传送器600、800输出检测信号来分别驱动无线电力传送器600、800。
就通过上述检测信号驱动的无线电力传送器240、340、600、700、800而言,若控制部760通过电力转换部720检测到座椅10移动,则通过控制形成于开关部790内部的开关及多个电容来将各个电力转换部720与低频用线圈542相连接,由此,分别接收从电力接收部200、300、400传送的上述特定数据。
对于无线电力传输装置100而言,若检测到无线电力接收器420位于正上方而用于进行无线电力传送的频率的匹配顺畅,则无线电力传送器600、700、800各自的电力转换部720中的某一个通过开关部790使得电力转换部720和高频用线圈544相连接,若检测到用于无线电力传送的频率不匹配,则停止驱动。
对于无线电力传输装置120、140而言,若检测到无线电力传送器240、340各自的各个电力转换部720位于无线电力接收器210、310各自的正下方而用于进行无线电力传送的频率匹配顺畅,则通过开关部790来使电力转换部720和高频用线圈544相连接,若检测到用于无线电力传送的频率不匹配,则停止驱动。
因此,在电力转换部720转换的具有谐振频率带的交流电通过开关部790向传送线圈540传送,根据是否接收到上述特定数据来使得低频用线圈542与电力转换部720相连接或使得高频用线圈544与电力转换部720相连接。
如图14所示,电力转换部720包括振荡器721、放大器722、匹配部723以及传感单元724。
振荡器721生成用于进行无线电力传送的规定频率的信号,上述频率的信号在通过放大器722来被放大之后通过匹配部723进行频率匹配,之后向传送线圈540传送。
若传感单元724检测到通过座椅10的移动而变化的电流、电压、相位、压力、乘坐人员是否坐下或外部温度,则向控制部760传送检测信号,无线电力传送器240、340以无线方式朝向正上方传送电力。
对于无线电力传输装置100而言,控制部760通过输出部780来向相邻的无线电力传送器600、800传送上述检测信号,接收到上述检测信号的无线电力传送器600、800向正上方传送无线电力。
具体地,传感单元724包括电流传感器725、电压传感器726、相位传感器727、压力传感器728、重量传感器729及温度检测传感器730。
电流传感器725形成于匹配部723与传送线圈540之间,来测定从匹配部723向传送线圈540传递的电流,检测因座椅10的移动而产生位于传送线圈540的正上方的接收线圈440的移动或异物形成时从匹配部723向传送线圈540移动的电流的变化。
若检测到因座椅10的移动或异物而产生的电流的变化,则电流传感器725向控制部760传送检测信号,对于无线电力传输装置100而言,控制部760向相邻的无线电力传送器600、800传送上述检测信号。
电压传感器726在匹配部723与传送线圈540之间测定匹配部723与传送线圈540之间的电压,在因座椅10的移动而导致匹配部723与传送线圈540之间的电压与进行无线电力传送的状态下的电压不同的情况下,向控制部760传送检测信号。
相位传感器727与匹配部723并列连接,来检测通过匹配部723之前和通过之后的信号的相位差,若检测到因座椅10的移动而导致的经由匹配部723的信号的相位差的变化,则向控制部760传送检测信号。
压力传感器728以在轨道30上沿着轨道30的延伸方向以隔着规定间隔的方式形成,检测形成于座椅10的下部并以插入于轨道30而朝向前方或后方可滑移的方式形成的辊的压力。
就压力传感器728各自的位置而言,在座椅10移动并使得无线电力接收器210、310、420分别位于与无线电力传送器240、340、600、700、800相邻的位置的状态下形成于上述辊的位置上。
对于无线电力传输装置100而言,在座椅10沿着轨道30移动并使得无线电力接收器420的位置位于无线电力传送器600、700、800中的某一个的正上方的情况下,压力传感器728分别通过输出部780向相邻的剩余无线电力传送器600、800传送检测信号。
对于无线电力传输装置120、140而言,可通过压力传感器728在座椅10沿着轨道30移动的过程中检测到无线电力接收器210、310各自的位置是否与无线电力传送器240、340各自的位置相邻或隔开。
与电流传感器725、电压传感器726或相位传感器727不同,压力传感器728对上述辊的物理影响产生反应,因此,电流传感器725、电压传感器726或相位传感器727检测的座椅10的移动状态和通过压力传感器728检测的因座椅10移动而停止的状态形成综合检测,从而可准确检测座椅10的移动及移动方向。
重量传感器729形成于座椅10,控制部760通过分析重量传感器729的检测信号来检测到乘坐人员坐到座椅10并达到所设定的临界值以上的重量,则通过电力转换部720或开关部790的控制来经过传送线圈540向无线电力接收器210、310、420传送无线电力。
温度检测传感器730检测车辆的外部温度,控制部760通过分析温度检测传感器730的检测信号来在外部温度为第一临界值(例如,5度以下)以下的情况下通过控制电力转换部720或开关部790来向无线电力接收器210、310、420传送无线电力,从而使热线20启动。
此外,在控制部760通过分析温度检测传感器730的检测信号来检测到外部温度为第二临界值(例如,10度以下)以下的情况下,在以语音或消息方式向乘坐人员询问是否驱动热线20之后若选择了热线20的驱动,则通过传送线圈540向无线电力接收器210、310、420传送无线电力来使得热线20启动。
此外,在控制部760通过分析温度检测传感器730的检测信号来检测到外部温度为第三临界值(例如,15度)以下的情况下,在以语音或消息方式向乘坐人员询问是否驱动热线20之后,若选择了热线20的驱动,则通过向无线电力接收器210、310、420传送无线电力来使得热线20启动。
相反,若外部温度大于上述第三临界值,则电力转换部720或开关部790停止驱动,来使得热线20停止驱动,只能通过使用人员的手动控制来驱动热线20。
另一方面,重量传感器729及温度检测传感器730互相联动来在重量传感器729及温度检测传感器730中的某一个的临界值不符合电力转换部720或开关部790的驱动所需的条件的情况下,电力转换部720或开关部790停止启动。
因此,具有如下的优点,电力转换部720可通过传感单元724来准确掌握座椅10的移动及座椅10移动之后停止的位置,可在因电错误的产生而电流传感器725、电压传感器726或相位传感器727无法启动的情况下通过压力传感器720来掌握座椅10的位置。
此外,具有如下的优点,电力转换部720可通过传感单元724检测车辆外部温度及乘坐人员是否乘坐,控制部760在通过联动分析车辆外部温度及乘坐人员是否乘坐车辆之后通过电力转换部720或开关部790的控制来自动决定热线20的驱动。
此外,具有如下的优点,通过传感单元724来在无线电力接收器210、310、420与无线电力传送器240、340、600、700、800之间形成,检测正常的无线电力传送的下降,从而改善无线电力传送功能的整备性。
图15为图13中的开关部的具体结构图。
如图15所示,开关部790包括第一开关791、第二开关794、电容792、电阻796以及第三开关798。
在电力转换部720转换的具有谐振频率带的交流电力通过第一开关791向低频用线圈542或高频用线圈544传送。
若通过传感单元724检测到座椅10的移动,则控制部760驱动无线电力传送器240、无线电力传送器340或无线电力传送器600、700、800,无线电力传送器240、340、600、700、800分别通过驱动开关部790所包括的第一开关791来使电力转换部720和低频用线圈542相连接。
对于无线电力传输装置120、140而言,若无线电力传送器240、340分别接收上述特定数据,则驱动第一开关791,通过连接电力转换部720和高频用线圈544来以无线方式向电力接收部200、300传送电力。
对于无线电力传输装置100而言,若无线电力传送器600、700、800中的、电力接收部400位于正上方的无线电力传送器700接收上述特定数据,则驱动第一开关791,通过连接电力转换部720和高频用线圈544来以无线方式向电力接收部400传送电力,通过输出部780向无线电力传送器600、700、800中的相邻的剩余两个无线电力传送器发送驱动停止信号。
接收上述驱动停止信号的剩余无线电力传送器600、800停止驱动,在座椅10重新移动的情况下,重新驱动,在电力接收部400位于无线电力传送器600的正上方的情况下,向剩余无线电力传送器700、800传送上述驱动停止信号。
此外,在电力接收部400位于无线电力传送器800的正上方的情况下,向剩余无线电力传送器600、800传送上述驱动停止信号。
控制部760区分接收上述特定数据的情况或通过高频用线圈544实现无线电力传送的情况,为了改变谐振频率,调整基于电容器而调节的开关部790的Q值(品质因数,Quality factor)。
上述Q值与充电效率相关,在仅向位于无线电力传送器600、700、800中的某一个的正上方的电力接收部400传送电力的情况下,控制部760通过对第二开关794及第三开关798进行控制来控制连接到高频用线圈544与控制部760之间的电容792及电阻796的数量,以便使带宽变窄并具有高Q值。
此外,控制部760通过对第二开关794及第三开关798进行控制来控制连接到低频用线圈542与控制部760之间的电容792及电阻796的数量,以便为了进行包含上述特定数据的通信而具有宽的带宽和低Q值。
因此,无线电力传输装置100可通过从电力接收部400发送的上述特定数据来仅使无线电力传送器600、700、800中的位于电力接收部400的正上方的一个驱动来防止电力浪费。
此外,无线电力传输装置100、120、140通过电力转换部720的传感单元724来检测外部温度、乘坐人员是否乘坐、电流、电压、相位或轨道30上的上述辊的压力,来可检测电力接收部200、300、400的位置,可决定是否驱动电力转换部720或开关部790,从而可使电力的浪费最小化。
此外,无线电力传输装置100通过电力转换部720的传感单元724检测外部温度、乘坐人员是否乘坐、电流、电压、相位或轨道30上的上述辊的压力,来可掌握电力接收部400的位置。
此外,无线电力传输装置100通过电力接收部400的位置检测来使得未配置于电力接收部400的正下方位置的无线电力传送器600、700、800中的剩余两个无线电力传送器停止驱动,从而可防止电力浪费。
以上,参照附图对本发明的优选实施例进行了说明,但在本说明书中记载的实施例和附图中所示的结构仅属于本发明的最优选一实施例,并不代表本发明的所有技术思想,应理解的是,可在本申请时间点上存在可代替这些实施例的多种等同技术方案和变形例。因此,以上所述的多个实施例在所有层面上都仅属于例示性的,不能理解为限定性的,本发明的范围通过发明权利要求范围来体现,而不是对本发明的详细说明,从发明权利要求范围的含义、范围及等同概念导出的所有变更或变形实施方式均属于本发明的范围。
(产业上的可利用性)
无线电力传输装置作为通过与车辆的座椅相结合来向包括与车辆的座椅相结合的热线在内的多个电子设备稳定、有效地传送电力的装置,可用在家庭用或工业用车辆。
Claims (8)
1.一种无线电力传输装置,其特征在于,包括:
电力接收部,与座椅的下部相结合;以及
电力传送部,隔开地配置在上述电力接收部的下部,
上述电力接收部形成为维持与上述电力传送部之间的隔开状态并能够沿着上述座椅的移动方向滑移,
上述电力接收部以无线方式从上述电力传送部接收电力而向设置于上述座椅的电子设备供电,
上述电力传送部形成为沿着轨道的延伸方向排列于与上述座椅相结合的上述轨道之间,
上述电力传送部包括:分别为线圈形态的多个传送线圈;以及无线电力传送器,上述无线电力传送器在上述多个传送线圈的下部与上述多个传送线圈相连接,用于接收外部电力而向上述多个传送线圈供电,上述多个传送线圈用于向上述电力接收部供电,
上述电力接收部包括:接收线圈,上述接收线圈隔开地配置在上述多个传送线圈的上部,以无线方式通过上述多个传送线圈接收电力;以及无线电力接收器,上述无线电力接收器配置于上述接收线圈的上部而向设置于上述座椅的上述电子设备传递通过上述接收线圈接收的电力。
2.根据权利要求1所述的无线电力传输装置,其特征在于,多个上述接收线圈形成为在上述座椅的下部沿着上述轨道的延伸方向长长地延伸的线圈形态,配置为在两侧互相隔开。
3.根据权利要求1所述的无线电力传输装置,其特征在于,
上述多个传送线圈形成为在与上述接收线圈隔开的状态下包围上述接收线圈的线圈形态,并形成为沿着上述接收线圈的延伸方向互相隔开,
在以无线方式通过上述传送线圈向上述接收线圈传送电力的过程中,在多个上述接收线圈各自的周围所产生的磁场的一部分互相抵消。
4.根据权利要求3所述的无线电力传输装置,其特征在于,上述无线电力传送器在乘坐人员坐在上述座椅的状态下,根据车辆的外部温度向上述多个传送线圈供电或断电。
5.根据权利要求3所述的无线电力传输装置,其特征在于,上述电力传送部还包括电力转换部,上述电力转换部将外部电力接收而转换成交流电,形成为利用上述接收线圈的移动引起的电流、电压或相位的变化来检测上述座椅的移动及异物。
6.根据权利要求1所述的无线电力传输装置,其特征在于,上述电力接收部将存储于内部的特定数据发送给位于正下方的上述多个传送线圈中的一个而仅驱动位于上述接收线圈的正下方的上述多个传送线圈中的一个。
7.根据权利要求1所述的无线电力传输装置,其特征在于,上述电力传送部还包括无线电力传送器,上述无线电力传送器结合于各个上述多个传送线圈,在上述接收线圈的位置位于正上方的情况下,通过启动结合于上部的上述多个传送线圈中的一个来传送电力。
8.根据权利要求7所述的无线电力传输装置,其特征在于,多个上述无线电力传送器的每个若通过形成于上述轨道的压力传感器的压力变化而检测到上述接收线圈位于正上方与否,则以无线方式向上述接收线圈传送电力。
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