CN113711466A - 具有圆形、球形或多面体形状的无线电力馈送系统和电力接收器 - Google Patents

Abstract

为了使用现有电子设备进行无线充电。[方案]提供了一种无线电力馈送系统，包括电力馈送器和电力接收器，电力接收器包括电力接收线圈、用于回收在电力接收线圈中产生的能量的电力接收电路单元以及用于存储能量的内部二次电池，其中，电能通过使用谐振现象的电磁感应从电力馈送器供应到电力接收器。该电力接收器具有与常规电池的外形相同的外形，并且具有容纳电力接收线圈、电力接收电路单元和内部二次电池的电力接收器壳体。此外，电力接收器具有两个电极，其设置在与常规电池的位置相同的位置。此外，电力馈送器包括电力馈送基座，其上可以安装电力接收器。电力接收器的电力接收线圈能够从任何方向接收电力，并且电力接收器附接在另一电子设备的电池座中。通过将具有附接在其上的电力接收器的电子设备放置在电力馈送基座上，可以借助于从电力馈送器到电力接收器的无线电力馈送对内部二次电池进行充电，同时电力馈送器放电并将电力供应给电子设备。

Description

具有圆形、球形或多面体形状的无线电力馈送系统和电力接 收器

技术领域

本公开涉及无线电力馈送系统，更具体地，涉及使用LC谐振电路的磁耦合的系统。

背景技术

在电池中，存在一些二次电池，通过将它们安装在专用充电器中对其进行充电。另外，在无线电力馈送技术中，基于许多方法和途径对大量装置提出建议。其中，利用电磁感应的方法是众所周知的。

专利文献1公开了一种无线供电方法和供电系统，其能够通过电磁场谐振耦合针对相对较长的距离进行供电，并且能够更广泛地扩大频率利用范围。根据一种电磁场谐振无线供电方法，在无线供电(其中，通过电磁场谐振耦合电力传输装置的电力传输电路和电力接收装置的电力接收电路)的情况下，通过将不同的两个频率分量f1和f2用于电源2，将电力传输电路的谐振频率设置为f1和/或f2并且周期性地改变电力传输电路的状态而使电力传输装置进入电瞬态状态，在该状态下，电流和/或电压不稳定。在电力接收装置中，电力接收电路的谐振频率因汉明现象(hamming phenomenon)而被设置为(f2-f1)或(f1+f2)，并且电力在频率(f2-f1)或(f1+f2)下被供应到负载。

专利文献2公开了一种使用环形线圈作为电力传输装置的简单的无线供电装置。设置在电力传输装置上的电力传输环形线圈从直流电源中提取电能，以向空间中产生周期性改变的电磁场谐振能量。设置在电力接收装置上的电力接收环形线圈从空间中提取周期性改变的电磁场谐振能量作为电能，以向负载供电。电力传输环形线圈和电力接收环形线圈进行电磁场谐振耦合，以从电力传输装置向电力接收装置供电。

专利文献3公开了一种无线供电系统，其具有多个中继装置，从而抑制由中继装置导致的电力传输效率的劣化。无线供电系统包括：电力传输装置，其传输要供应的电力；多个中继装置，其中继从电力传输装置传输的电力；电力接收装置，其接收由中继装置中继的电力；以及控制装置，其控制中继装置通过多个传输路径中产生最大电力传输效率的传输路径传输电力，该多个传输路径通过中继装置将电力从电力传输装置传输到电力接收装置。

专利文献4公开了提高磁谐振型无线电力馈送系统的电力传输效率。磁谐振型无线电力馈送系统包括：交流电源；电压转换线圈，其连接到交流电源；电力传输侧LC电路；电力接收侧LC电路；阻抗转换线圈；负载，其连接到阻抗转换线圈；以及传输效率调节电容器，其与负载并联。电力传输侧LC电路具有电力传输侧线圈和电力传输侧电容器，该电力传输侧线圈设置在电压转换线圈附近，并被电压转换线圈与电力传输侧线圈之间的电磁感应激励。电力接收侧LC电路具有与电力传输侧线圈谐振的电力接收侧线圈和电力接收侧电容器。阻抗转换线圈设置在电力接收侧LC电路附近，并被电力接收侧线圈与阻抗转换线圈之间的电磁感应激励。传输效率调节电容器具有电容，以提高从交流电源到负载的电力传输效率。

专利文献5公开了一种无线供电系统，其对所有电力接收设备具有高通用性和高适用性。用于以非接触方式从具有供电单元的供电站(power supply stand)向安装有电力接收单元的电力接收设备供电的无线供电系统包括中间构件，其在供电站和电力接收设备之间。单个电源装置可以向不同的电力接收设备供电。此外，允许在供电期间改变电力接收设备的布置。因此，可以提供具有高通用性和高适用性的无线供电系统。

专利文献6公开了即使在电力馈送单元和电力接收单元之间存在方法、尺寸和形状失配的情况下，也允许在无线电力馈送装置中从电力馈送单元向电力接收单元进行电力馈送，从而加宽电力馈送单元可以馈送电力的电力接收单元的范围。可拆卸转换器设置在电力馈送单元和电力接收单元之间。转换器的作用是通过使用磁路、电无源元件、电力再馈送等来建立电力接收单元的表观方法、尺寸和形状与电力馈送单元的一致性。

专利文献7公开了一种无线电力馈送装置，即使改变传输线圈和接收线圈的耦合度，其也允许高效电力传输。无线电力馈送装置包括谐振电路和多音电源(muti-tonepower supply)，并且传输包括电场、磁场和电磁场中的任一种的电力信号。谐振电路包括彼此串联连接的传输线圈和谐振电容器。多音电源向谐振电路输出多音信号(muti-tonesignal)，该多音信号中叠加了具有多个频率的正弦信号。

专利文献8公开了增强磁谐振型无线电源中的电力传输效率。无线供电系统通过使电容器和供电线圈谐振来使供电线圈和接收线圈磁谐振。此时的谐振频率为f。无线供电系统通过交替地使开关晶体管和开关晶体管导通或截止，向供电线圈供应谐振频率为f的交流电。

专利文献9公开了在磁场谐振型的无线电力馈送中有效地控制馈送电力。无线电力馈送装置基于电力馈送线圈和电力接收线圈之间的磁场谐振现象，从电力馈送线圈向电力接收线圈无线馈送电力。电力传输控制电路以驱动频率向电力馈送线圈供给交流电力，从而将交流电力从电力馈送线圈向电力接收线圈馈送交流电力。相位检测电路检测交流电力的电压相位与电流相位之间的相位差。具体地，相位检测电路比较信号T2为高电平的第一检测时段和信号S2为高电平的第二检测时段，然后通过检测第一检测时段与第二检测时段重叠的时段的长度来检测相位差。

专利文献10公开了一种能够抑制电路规模、成本和电力损耗的增加并且在供电侧和电力接收侧实现阻抗调整的供电装置、电力接收装置和无线供电系统。该供电装置包括：发电部，用于产生要供应的电力；馈送元件，由线圈构成，由发电部产生的电力被供给到该线圈；谐振元件，通过电磁感应进行耦合；阻抗检测部，用于检测馈送侧的阻抗；可变匹配部，包括在电力的馈送元件的馈送点处的根据控制信号的阻抗匹配功能；存储部，用于存储阻抗特性估计信息作为参考表；以及控制部，至少从检测到的阻抗信息和存储部的参考表信息中获取要调整的可变匹配部的状态，并将控制信号输出到可变匹配部以达到获得的状态。

专利文献11公开了在磁场谐振型无线电力馈送中稳定负载电压。电力通过磁谐振从电力馈送线圈馈送到电力接收线圈。VCO以驱动频率fo交替地导通/截止开关晶体管Q1和Q2，由此交流电力被供应给电力馈送线圈，然后交流电力被从电力馈送线圈供应给电力接收线圈。相位检测电路检测电流相位和电压相位之间的相位差，VCO调整驱动频率fo以使相位差变为零。当负载电压改变时，检测到的电压相位值被调整，从而驱动频率fo也被调整。

专利文献12公开了一种能够实现高Q值的电力接收电路。无线电力接收设备接收从无线供电设备传输的包括电场、磁场和电磁场中的一种的电力信号S1。接收线圈L2被配置为接收电力信号S1。电力存储电容器C3具有电位固定的第一端子。第一开关SW1和第二开关SW2串联连接以与接收线圈L2形成闭环，并且它们的连接节点N1连接到电力存储电容器C3的第二端子。第三开关SW3和第四开关SW4依次串联安装在与第一开关SW1和第二开关SW2并联的路径上，并且它们的连接节点N2的电位是固定的。

专利文献13公开了能够在磁场谐振型中获得更宽带宽的频率特性的供电设备、电力接收设备和无线供电系统。供电设备包括用于产生要供应的电力的电力产生器、用于接收由电力产生器产生的电力的供电元件、以及设置在多级处并通过磁场谐振关系彼此耦合的多个谐振元件，多个谐振元件中的一个通过电磁感应耦合到供电元件。

图11示出了现有的无线电力馈送系统的基本电路图。相位检测电路通过周期性地控制SW1、SW2、SW3和SW4的开/关来检测谐振频率的差作为频率的相位，其中包括电力馈送线圈和谐振电容器的串联谐振电路安装在电力馈送器的一侧。因此，来自电力馈送线圈的电磁感应周期性地停止，并且在刚停止之后的预定时刻，(通过接通SW1和SW4并且断开SW2和SW3)，存储在相同谐振频率的电磁波形式的电力接收器的电容器和电力接收线圈中的电能的辐射可以被检测并确定为相位差。在这种情况下，除了电力馈送线圈之外，还可以在电力馈送器中安装专用于检测谐振频率的接收线圈。在如图11中所示的串联谐振电路中，当供电停止时，来自电力馈送线圈的电能的供应被停止，并且在此期间，相反的是，该电力馈送线圈用作电力接收线圈。

[相关文献]

[专利文献]

(专利文献1)专利文献1：第2017-163647号日本专利公开

(专利文献2)专利文献2：第2017-028998号日本专利公开

(专利文献3)专利文献3：第2017-028770号日本专利公开

(专利文献4)专利文献4：第2014-176122号日本专利公开

(专利文献5)专利文献5：第2014-068507号日本专利公开

(专利文献6)专利文献6：第2013-162611号日本专利公开

(专利文献7)专利文献7：第2012-253944号日本专利公开

(专利文献8)专利文献8：第2012-231674号日本专利公开

(专利文献9)专利文献9：第2012-182975号日本专利公开

(专利文献10)专利文献10：第2011-223739号日本专利公开

(专利文献11)专利文献11：第2011-217596号日本专利公开

(专利文献12)专利文献12：第2013-524743号日本专利公开

(专利文献13)专利文献13：第2011-151958号日本专利公开

发明内容

【技术问题】

存在一些使用嵌入其中的二次电池的电子设备。当二次电池耗尽能量时，为了给放电的二次电池充电，通常从电子设备中移除二次电池并将二次电池安装在专用充电器中。此外，为了将使用电池的产品应用于无线电力馈送，专用的电力馈送线圈和电路是必须的，因此制造商需要开发新型装置。

对于无线电力馈送，在某些情况下使用谐振电路。对于馈送器侧谐振电路，可以选择串联谐振电路或并联谐振电路。串联谐振电路易于传输大容量能量，但损耗大。另一方面，与串联谐振电路相反，并联谐振电路用于传输相对较小容量的能量，并容易使谐振状态稳定。现有的普通无线电力馈送在电力馈送器侧使用串联谐振电路(参见图11)。另外，通常通过检测谐振状态来执行频率调谐，但是电力馈送器通过将接收线圈用于检测或者切换电力馈送和电力接收来执行谐振状态检测和频率调谐。此外，电力接收器检测谐振状态，并通过任何通信方法(Qi标准等)将信息传输到电力馈送器。该结构导致成本上升。

本公开旨在提供一种与非常简单的电力接收器相结合进行适当的控制的电力馈送器，以及包括该组合的无线电力馈送系统。换言之，本公开旨在提供一种使用现有电子设备实现无线充电的系统。

【技术方案】

发明人在电力馈送器侧采用并联谐振电路。电力接收器具有非常简单的配置。在尝试根据该方法提供易于使用的无线电力馈送系统的反复试验之后，他们最终获得了合适的系统。此外，在从电力接收器向电池等圆柱体进行无线电力馈送的情况下，由于铁氧体线圈的形状和相对于来自电力馈送器的磁通量的高取向性，需要在朝向电力馈送器的方向上放置电力接收器，但是，提出了一种通过操作铁氧体线圈能够在任何方向上接收电力的电力接收线圈的方法。在这种情况下，解决了安装的操作单元的劣化风险。即，除了在电力馈送器侧采用并联谐振电路之外，电力接收器还使用能够在任何方向上接收电力的铁氧体线圈。铁氧体线圈是沿两个或三个方向缠绕在一个铁氧体上的线圈。

根据本公开的无线电力馈送系统包括：电力馈送器，包括用于产生电磁波的电力馈送线圈以及用于供电以在电力馈送线圈中产生电磁波的电力馈送电路单元；以及电力接收器，包括用于通过电磁感应接收从电力馈送线圈发射的电磁波的电力接收线圈、用于回收在电力接收线圈中产生的能量的电力接收电路单元以及用于存储由电力接收电路单元回收的能量的内部二次电池，其中，电能使用预定谐振频率的谐振现象通过电磁感应从电力馈送器供应到电力接收器，电力接收器还包括：电力接收器壳体，其具有与现有电池的外形相同的外形，并被配置为容纳电力接收线圈、电力接收电路单元和内部二次电池；以及两个电极，其设置在与现有电池的位置相同的位置，电力馈送器还包括电力馈送基座，其中放置有电力接收器，并且电力接收器安装在嵌入另一电子设备的电池座中，并且在安装状态下，当与电子设备一起放置在电力馈送基座中时，电力通过经从电力馈送器到电力接收器的无线电力馈送对内部二次电池进行充电并且同时放电到另一个电子设备而被供应。

因此，以与电池相同的方式来处理电力接收器，该电力接收器嵌入电子设备，并且在嵌入电子设备时可以被充电，而且在被充电的同时，电力接收器可以放电(供电)到电子设备。

另外，在根据本公开的无线电力馈送系统中，电力馈送器的电力馈送电路单元还包括：谐振电容器，其被调谐到谐振频率以与电力馈送线圈组合形成并联谐振电路；开关电路，其周期性地重复对电力馈送线圈的供电的接通(操作状态)和断开(谐振状态)；频率调谐电路，其用于改变供应到电力馈送线圈的电源的频率；控制电路，其用于控制开关电路和频率调谐电路两者；以及谐振状态传感器，其用于检测电力馈送线圈的谐振状态并向频率调谐电路和控制电路输出检测信号，并且该控制电路被配置为根据来自谐振状态传感器的信息设置电力馈送频率和操作持续时间以获得最佳谐振频率和稳定的谐振状态，基于设置控制开关电路和频率调谐电路，以及在确定异常谐振状态时停止电力馈送。因此，可以实现由电力接收器进行电力馈送。

此外，电力接收器还包括外部二次电池连接端子，其用于外部二次电池的连接，并且该外部二次电池连接到连接端子以形成大容量电力接收器。因此，可以对未放置在电力馈送基座中的二次电池进行充电。

另外，嵌入在电力接收器中的电力接收线圈为圆柱形或多边形线圈，并且为空心线圈或其中线圈缠绕在圆柱形或多边形铁氧体上的铁氧体线圈。

因此，可以提供电力接收线圈，其具有用于嵌入具有与电池相同的形状的电力接收器壳体的形状，从而增加多样性。

此外，电力接收器壳体具有与现有电池相同的形状，并且无线电力馈送系统还包括电力接收线圈支撑器具，其是可旋转的，以在电力接收器被放置在电力馈送基座中时将电力接收器朝向预定方向引导。

因此，可以将电力接收线圈朝向电力馈送器引导，从而增加电力接收线圈的定向。

此外，电力馈送基座具有表示可能电力馈送范围的形状、形式或颜色，并且具有至少一个凹槽，并且该凹槽在电力接收器壳体为圆柱形的情况下，允许电力接收器壳体在不滚动的情况下放置，并且被配置为放置其中嵌入电力接收器的电子设备。

因此，可以容易地将电力接收器放置在电力馈送基座上。

根据本公开的无线电力馈送系统包括：电力馈送器，包括用于产生电磁波的电力馈送线圈以及用于供电以在电力馈送线圈中产生电磁波的电力馈送电路单元；以及电力接收器，包括用于通过电磁感应接收从电力馈送线圈发射的电磁波的电力接收线圈、用于回收从电力接收线圈产生的能量的电力接收电路单元以及用于存储由电力接收电路单元回收的能量的内部二次电池，其中，电能使用预定谐振频率的谐振现象通过电磁感应从电力馈送器供应到电力接收器，电力接收器还包括：电力接收器壳体，其具有与现有电池的外形相同的外形，并被配置为容纳电力接收线圈、电力接收电路单元和内部二次电池；以及两个电极，其设置在与现有电池的位置相同的位置，电力馈送器还包括电力馈送基座，其中放置有电力接收器，并且电力接收器的电力接收线圈是铁氧体线圈，该铁氧体线圈在一个铁氧体上沿多个绕线方向具有绕组，每个绕组串联连接，磁通量在任何旋转方向上通过电力接收线圈以通过电磁感应产生电动势。

相应地，电力接收器可以是圆柱形的，面向任意方向，在该前提下，电力接收器以与电池相同的方式被处理，嵌入电子设备，并且在嵌入电子设备时可以被充电，此外，在被充电的同时，电力接收器可以放电(供电)到电子设备。

另外，在根据本公开的无线电力馈送系统中，电力馈送器的电力馈送电路单元还包括：谐振电容器，其被调谐到谐振频率以与电力馈送线圈组合形成并联谐振电路；开关电路，其周期性地重复对电力馈送线圈的供电的接通(操作状态)和断开(谐振状态)；频率调谐电路，其用于改变供应到电力馈送线圈的电源的频率；控制电路，其用于控制开关电路和频率调谐电路两者；以及谐振状态传感器，其用于检测电力馈送线圈的谐振状态并向频率调谐电路和控制电路输出检测信号，并且该控制电路被配置为根据来自谐振状态传感器的信息设置电力馈送频率和操作持续时间以获得最佳谐振频率和稳定的谐振状态，基于设置控制开关电路和频率调谐电路，以及在确定异常谐振状态时停止电力馈送。

因此，可以实现由电力接收器进行电力馈送。

此外，电力接收器壳体具有与现有电池相同的形状且安装在嵌入另一电子设备的电池座上，并且在安装状态下，当与电子设备一起放置在电力馈送基座中时，电力通过经从电力馈送器到电力接收器的无线电力馈送对内部二次电池进行充电并且同时放电到另一个电子设备而被供应。

此外，在电力接收器中，内部二次电池嵌入在球形或多边形壳体中，作为电力接收器的电力接收线圈的铁氧体线圈的绕组是在至少一个铁氧体上沿至少3个方向具有绕组的铁氧体线圈，每个绕组串联连接，即使在电力接收器相对于电力馈送器面向任何方向且甚至滚动的情况下，电力也通过经无线电力馈送对内部二次电池进行充电并同时放电到所述另一个电子设备被供应。

【有益效果】

本公开的无线电力馈送系统包括简单配置的电力接收器，能够对电力接收器中的内部二次电池进行充电，同时放电(作为电池输出)到电子设备。

因此，符合市售电池的形状的本公开的电力接收器(其中嵌入电力接收线圈、电路单元和电池)安装在使用电池的设备中以代替电池，并且在安装在设备中时进行无线充电操作，从而无需移除电池来对电池进行充电，实现了能够进行无线电力馈送的设备而无需对设备进行改造。

通过解决引起环境问题的电池浪费问题，可以建议使用更方便的二次电池。

另外，本公开的第二无线电力馈送系统使用电力接收器中的铁氧体线圈来在任意方向上接收电力，从而无论电力接收器面向什么方向，都对电力接收器中的内部二次电池进行充电，同时放电(作为电池输出)到电子设备。

因此，本公开的电力接收器符合圆柱形形状(例如，市售电池)，在该电力接收器中嵌入有电力接收线圈、电路单元和电池，电力接收线圈为能够在任何方向上接收电力的铁氧体线圈，电力接收器安装在使用电池的设备中以代替电池，并且在安装在设备中时进行无线充电操作，从而无需移除电池来对电池进行充电，实现了能够进行无线电力馈送的设备而无需对设备进行改造。

通过解决引起环境问题的电池浪费问题，可以建议使用更方便的二次电池。

附图说明

图1是基本电路配置图。

图2是基本电路的时序图。

图3是示出电力接收器的产品图片的图。

图4是电池型电力接收器的配置图。

图5是纽扣电池型电力接收器的配置图。

图6是电池型电力接收器的配置图2。

图7是示出用于操作电力接收器单元的方法的图。

图8是示出外部二次电池连接的图。

图9示出了用于电池型电力接收器的电力馈送器的实施例。

图10示出了用于纽扣电池型电力接收器的电力馈送器的实施例。

图11是现有的电路配置图。

图12是第二发明的基本电路配置图。

图13是第二发明的基本电路的时序图。

图14是示出其中嵌入第二发明的电力接收装置的设备的图片的图。

图15是第二发明的电池型电力接收器的配置图。

图16是示出第二发明的电力接收器单元的铁氧体(ferrite)线圈的图。

图17示出了用于第二发明的电池型电力接收器的电力馈送器的实施例。

具体实施方式

下面参考附图对实现本公开的系统的优选实施例进行描述。

图1是根据本公开的无线电力馈送系统的基本电路配置图。根据本公开的无线电力馈送系统包括电力馈送器10和电力接收器30的组合。电能从电力馈送器10供应到电力接收器30。

如图1所示，电力接收器30包括电力接收线圈31、电容器33、整流电路34和内部二次电池37。

另外，电容器33可以串联或并联连接到电力接收线圈31。在本公开中，优选并联连接。

电力接收器30侧存在若干特征。

第一，内部二次电池37安装在电力接收器30中。

第二，安装在电力接收器30中的电力接收线圈31可以与电力馈送器10的电力馈送线圈11的尺寸、材料或电气规格显著不同。

第三，电力接收器30被容纳在现有的电池或纽扣电池型壳体中并且产生与电池等效的电输出，从而用作电池的替代。

电力馈送器10包括电力馈送线圈11、与电力馈送线圈11形成谐振电路的谐振电容器13、用于对电力馈送线圈11进行通电/断电的开关电路14、用于调谐供应到电力馈送线圈11的频率的频率调谐电路15(例如，包括锁相环(PLL)电路的电路)、用于检测谐振状态的谐振状态传感器16、以及电源18。

电力馈送器10侧的特征如下。

第一，电力馈送线圈11和谐振电容器13形成并联谐振电路。第二，存在一个开关(图11中所示的常规技术中为两个开关)。第三，通过控制电路17控制频率调谐电路15和开关电路14来控制频率和供电时间。第四，谐振状态传感器16检测谐振状态(主要是频率失配)，在除了控制之外，控制电路17还基于谐振状态传感器16的检测结果控制停止电力馈送。

图1是基本电路图(接近框图)。在基本电路中，电力馈送线圈11产生电磁波以引起电磁感应。电力馈送器10的电路至少包括谐振电容器13和电源18，并且与电力接收器30的电力接收线圈31以预定频率形成谐振关系。此时的频率称为谐振频率，通常使用100kHz至500kHz的频率。本公开中使用的谐振频率没有特别限制。

在电力接收器30的位置关系或状态中，谐振频率存在轻微的失配。例如，在电力接收器130的电力接收线圈131的适当位置或倾斜下，情况逐渐变化。因此，当电力接收线圈31进入从电力馈送线圈11发射的电磁波到达的范围(图1中所示的磁通量线)时，可以供应能量。进入磁通量线的电力接收线圈31以谐振频率失配的形式影响电力馈送器。当存在谐振频率失配时，能量供应效率降低。

谐振状态传感器16(例如，包括使用电流传感器和电压传感器的相位检测电路的电路)检测频率或相位失配，并且频率调谐电路15根据频率或相位对电力馈送线圈11的频率进行调谐。频率调谐电路15例如可以是调整电容器容量的电路。

需要在频率(或相位)调谐中添加若干因素。因此，优选的是安装控制电路17，该控制电路17使用微控制器(包括处理器、存储器和外围电路的集成电路)或可编程逻辑器件(能够限定和改变内部逻辑电路的集成电路)根据程序进行控制。控制电路17连接到谐振状态传感器16(相位检测电路)。谐振状态传感器16检测频率或相位失配并将其信号发送到控制电路17。因此，当除电力接收器30以外的预定对象接近时，谐振状态传感器16检测异常频率或相位并将其信号发送到控制电路17，以使控制电路17停止电力馈送。

上述基本电路图的配置与图11中所示的现有的基本电路有共同之处。然而，在图11中所示的现有的电力馈送器中，电容器与电力馈送线圈串联连接，并且谐振频率的参考可以根据电容器的规格进行调整。现有的电路连接方式通常称为串联谐振电路。

相比之下，图1中所示的本公开的无线电力馈送系统的电力馈送器10的电路采用并联谐振电路。

另外，在图11中所示的常规技术示例中，周期性地停止电力馈送线圈处的谐振以检测频率失配。相比之下，图1的电路使用检测谐振状态而不停止向电力馈送线圈11的电力馈送的方法。

本公开的无线电力馈送系统包括图1中所示的基本电路。与图11中所示的常规技术示例相反，电力馈送器10的谐振电容器13与电力馈送线圈11并联连接。包括谐振电容器13的电路通常被称为并联谐振电路。

在并联谐振电路的情况下，当SW1接通时，产生稳定的谐振状态，然后SW1断开时，电力馈送器10在存储在电力接收线圈31和电容器33中的能量的辐射期间继续与电力接收器30的谐振状态。使用PLL电路控制SW1的开/关定时。在此，频率调谐电路15和控制电路17基于由与电力馈送线圈11并联连接的谐振状态传感器16检测到的谐振状态偏移，实现适当频率的供电。谐振状态传感器16是检测谐振状态并检测电压和电流的偏移以及谐振频率的相位的传感器。

在图1的电路中，与图11中所示的常规技术示例相比，难以清楚地检测电力接收器30的谐振频率中的相位失配。但是，可以通过对由谐振状态传感器16获得的许多情况的模拟并且基于模拟的编程来处理关于是增大或减小谐振频率还是保持谐振频率的简单确定。此外，通过检测调谐后的结果的改变并确定其是否合适，可以通过反复试验进行控制。

图2是图1所示的电力馈送器10的基本电路的示意信号波形图。图2的(A)示出了图1中所示的开关电路14在高电平接通时的波形。简而言之，当接通时，供应电源18，导致操作状态，即操作持续时间(operating duration)。断开和非操作持续时间(non-operatingduration)导致谐振状态，即谐振持续时间(resonance duration)。

如图1所示，当电力馈送线圈11与谐振电容器13形成并联谐振电路时，无论处于操作状态还是谐振状态，电力馈送器10都在其处于与电力接收器30的谐振状态的同时持续供应能量。

图2的(B)示出了操作信号。当开关电路14接通时，电源18接通。图2的(C)示出了图1的谐振状态传感器16在接通以检测(采样)多个信号持续采样持续时间时检测到的采样信号。图2的(D)示出了输入到图1的谐振状态传感器16的接收信号。该信号示出了处于谐振状态的电力馈送线圈11的状态。虽然示意性地示出了信号波形，但它们是具有频率特性的信号，并且可以测量频率分量。通常，电压由AD转换电路转换成数字值，并且信息被发送到图1的控制电路17。

对于图2的(A)中所示的谐振持续时间，当电力馈送线圈11和谐振电容器13中的能量被供应到电力接收器30时，信号强度(电压)如图2的(D)中所示的那样减小。通过看到这种改变，可以对它是否谐振良好进行模拟。此外，频率特性可以被检测为相位差。在电力馈送器10与电力接收器30谐振的谐振和非谐振之间发现了微小的改变。考虑到所有这些，控制电路17与频率调谐电路15合作调谐电源处的频率。在某些情况下，可以有意地进行频率失配以看到图2的(D)中所示的状态的改变。此外，在与电力接收器30的谐振状态下，控制电路17考虑如图2的(D)所示的电压减小的方式来调整操作持续时间。

另外，图2的(C)中所示的谐振状态传感器16的检测涉及如电力馈送器10一样的能量损失。因此，并非每次都进行检测，而是可以间歇性地进行采样，例如每秒一次以抑制能量损失。另外，电源18或电力馈送线圈11的规格和谐振频率根据期望传输的能量的大小或要馈送电力的目标的宽度或高度来确定。谐振电容器13通常根据用作参考的谐振频率的规格来设置。在实践中，它们的配置形成为经过反复的复杂模拟配置的增强电路。如上所述，由于控制电路18使用诸如微控制器或可编程逻辑器件等可编程电路，因此可以根据程序进行反复模拟和控制后找到合适的程序。

电力接收器30的电路包括预定的电力接收线圈31，并且至少包括电容器33和整流电路34。电力接收器30具有嵌入在其中的内部二次电池37。内部二次电池37是可再充电的二次电池。二次电池可以用超级电容器(双电层电容器)代替。电力接收线圈31的规格或容量和谐振频率根据期望接收的能量大小来设置，但在设计时可以首先考虑作为电力接收线圈30期望接收的容量。

当在电力馈送器的电力馈送线圈11中出现预定谐振频率的电磁感应时，产生磁通量，例如，图1中所示的磁通量线。在磁通量线前，当电力接收器30的电力接收线圈31进入时，通过电磁感应的电动势产生电能。能量被回收并存储在内部二次电池37中。在现有的普通无线电力馈送装置的情况下，在许多情况下，电力接收器30包括通信装置，其用于与电力馈送器10通信以指示频率检测电路和电力接收器30被放置的状态。通信装置向电力馈送器10发送信号，并且电力馈送器10具有调谐适当的谐振频率的结构。在这种情况下，电力接收器10需要预定的IC电路。

相比之下，本公开以非常简单的结构形成电力接收器30的电路。由于这种简单的配置使得同时进行充电和放电成为可能，所以当充电器安装在对应的电子设备中时，可以通过无线电力馈送系统同时对电子设备进行充电和放电来供电。

特别地，该结构是使用第5714194号专利的电磁感应的触控笔的结构的应用。例如，触控笔包括简单的电力接收线圈和电容器。在这个简单的配置中，可以通过谐振频率的改变来检测笔压力信息或接通/断开。通过应用该原理，可以通过检查谐振频率的状态来确定是正常还是异常，以及是否需要进行调谐。

<<与纽扣电池相同形状的电力接收器的外形>>

图3示出了本公开的电力接收器的实施例中的产品图片。在本公开中，图1的电力接收器可以包括壳体和电极端子，该壳体具有与电池或纽扣电池相同的形状。图3示出了具有与纽扣电池相同形状的电力接收器的实施例。电力接收器可以安装在使用电池的电子设备的电池座中。嵌入在电力接收器中的嵌入二次电池利用从电力馈送器接收的电能充电。因此，可以在不更换或移除电池的情况下在馈送电力的同时使用电子设备。

<<具有与电池相同形状的电力接收器的内部配置>>

图4是作为本公开的电力接收器的另一个实施例的具有与电池相同形状的电力接收器的配置图。具有与电池相同形状的电力接收器容纳在具有电池的电极端子的电池型壳体中。电力接收线圈31、内部二次电池37和电力接收电路板(电容器、整流电路等)容纳在电池型壳体中。用作电磁屏蔽的屏蔽板36安装在电力接收线圈31中。如图4所示，电力接收电路板35放置在电力接收线圈31的间隙中以嵌入小的容纳体积。电极端子39A、39B安装在具有与电池相同形状的电力接收器壳体38中，而电极端子40A、40B安装在电力接收电路板35中。为了连接电极端子39B和电极端子40B，代替布线连接，可以使用内部二次电池37的电极。

<<具有与纽扣电池相同形状的电力接收器的内部结构>>

图5是示出具有与纽扣电池(纽扣型电池)相同形状的电力接收器的内部配置的图。本实施例的电力接收器具有与纽扣电池相同的形状，并且被容纳在电力接收器壳体41中，该电力接收器壳体41与具有相同电极端子的纽扣电池具有相同的形状。电力接收器具有内部二次电池37、屏蔽板36、电力接收线圈31和电力接收电路板35。用作电磁屏蔽的屏蔽板36安装在电力接收线圈31和内部二次电池37之间。如图5所示，电力接收电路板35和内部二次电池37放置在电力接收线圈的间隙中以嵌入小的容纳体积。当涉及具有与纽扣电池相同形状的电力接收器壳体41的电极端子39时，电极端子40安装在电力接收电路板35中。两个电极端子中的一个可以使用内部二次电池37的电极。

<<在电池型电力接收器中使用具有高取向性的电力接收线圈的示例>>

图6示出了在电池型电力接收器(具有与电池相同形状的电力接收器壳体的电力接收器)中使用具有高取向性的电力接收线圈的示例。与图4的配置不同的是，电力接收线圈31是具有高取向性的线圈(圆柱形线圈、空心线圈、铁氧体线圈44等)。另外，虽然在图6中省略了，但是当使用具有高取向的电力接收线圈时，它需要面向电力馈送器，因此安装电力接收线圈支撑器具以将线圈朝向适当的方向引导。线圈具有诸如圆柱形缠绕线圈等形状，而不是圆环的形状。该线圈可以是空心线圈，但是具有圆柱形铁氧体的铁氧体线圈使特性更好。图6的实施例选择铁氧体线圈44。电力接收器嵌入具有电池的电极端子的电池型壳体38中。电力接收器具有内部二次电池37、铁氧体线圈44和电力接收电路板35。当涉及与电池具有相同形状的电力接收器壳体的电极端子39A、39B时，在电力接收电路板35侧的电极端子40A、40B上建立布线连接。对于电极端子39B和电极端子40B的连接，可以在内部二次电池37中进行直接连接，并且内部二次电池37本身的电极可以暴露于外侧。

<<支撑具有高取向性的电力接收线圈的支撑器具>>

图7是示出支撑具有高取向的电力接收线圈的支撑器具的图。器具(电力接收线圈支撑器具45)旋转以通过旋转轴支撑图7中所示的铁氧体线圈44。铁氧体线圈44通过电力接收电路板35和固定板47之间的旋转轴定位。在固定铁氧体线圈44的位置处，安装重物46以将铁氧体线圈朝向电力馈送器引导。通过电力接收线圈支撑器具45和重物46的移动，铁氧体线圈44总是沿着地球重力朝下。因此，当将电力接收器放置在电力馈送器的电力馈送基座上时，它与铁氧体线圈44受到电力馈送线圈的磁通量的方向相匹配。另外，应该考虑利用电线从铁氧体线圈44到电力接收电路板35的连接。优选地，电力接收线圈支撑器具45的旋转轴可旋转至360°。

<<可连接到外部二次电池的电力接收器>>

图8是作为外部二次电池的二次电池50的连接实施例。这里，虽然示出了纽扣电池型电力接收器30，但是电池型电力接收器可以具有相同的功能。当嵌入电力接收器30的内部二次电池用超级电容器(超级电容)替换时，它变成了短期瞬态电池。此外，可以进行快速充电。此外，安装图8中所示的外部二次电池连接端子51A、51B以安装外部二次电池50。因此，例如，即使是小容量类型(例如，纽扣电池)也可以用作大容量电池。在这种情况下，嵌入的超级电容器充当电源的稳定器。在图8中所示的配置的情况下，由于可以使用电池容纳设备的纽扣电池座，只要存在用于外部二次电池的空间，就可以构建能够进行无线电力馈送的高容量二次电池，而不改变设备的结构。<<电池型电力接收器的电力馈送器>>

图9是用于电池型电力接收器的电力馈送器的实施例。

图9的(1)中所示的电力馈送器可以同时对多个电池型电力接收器进行无线充电。图9示出了具有4个凹槽22的装置以同时对最多4个电力接收器进行无线充电。由于电池是圆柱形的，因此是可转动的，该装置可以具有小凹槽22。如图9所示，凹槽22可以是尺寸比电池大的弯曲凹槽，相反，可以是比电池小的凹槽。优选地，当安装在电力接收器容纳设备中时，电池型电力接收器可以无线地馈送电力。因此，图9中所示的电力馈送器的凹槽被配置为允许电力接收器容纳设备被很好地定位。这在图9的(2)中示出。电力馈送器至少具有指示正在充电的指示器、电力开关、电力线和交流电源。电源可以嵌入电力馈送器。此外，计算机的USB可以用作电源装置。

<<纽扣电池型电力接收装置的电力馈送器>>

图10示出了用于纽扣电池型电力接收器的电力馈送器的实施例。电力馈送器可以同时对多个电池型电力接收器进行无线充电。图10示出了能够同时对2个电力接收器(其中一个是电力接收器容纳设备)进行无线充电的装置。附有橡胶以指示可能的电力馈送范围(电力馈送可用的)21并防止滑动。电力馈送器至少具有指示正在充电的指示器、电力开关、电力线和交流电源。在某些情况下，电源可能是嵌入的，或者USB可以用作电源装置。<<第二发明，即专为铁氧体线圈设计的发明>>

下面参考附图对实现第二发明的系统的优选实施例进行详细描述。图12是根据本公开的无线电力馈送系统的基本电路配置图。根据本公开的无线电力馈送系统包括电力馈送器110和电力接收器130的组合。电能从电力馈送器110供应到电力接收器130。

如图12所示，电力接收器130包括电力接收线圈131、电容器133、二极管132、整流电路134和内部二次电池137。电力接收器130侧存在若干特征。第一，内部二次电池137可以安装在电力接收器130中。第二，安装在电力接收器130中的电力接收线圈131可以与电力馈送器110的电力馈送线圈111的尺寸、材料或电气规格显著不同。特别地，电力接收线圈131的形状具有特征性，并且具有能够在任何方向上接收电力的线圈形状。第三，电力接收器130被容纳在现有的电池或纽扣电池型壳体中，并且产生与电池等效的电输出，从而用作电池的替代。

电力馈送器110包括电力馈送线圈111、与电力馈送线圈111形成谐振电路的谐振电容器113、用于对电力馈送线圈111进行通电/断电的开关电路114、用于调谐供应到电力馈送线圈111的频率的频率调谐电路15(例如，包括PLL电路的电路)、用于检测谐振状态的谐振状态传感器116、以及电源118。电力馈送器110的特征如下。第一，电力馈送线圈111和谐振电容器113形成并联谐振电路。第二，存在图17的一个开关(图11中所示的常规技术中为两个开关)。第三，通过控制电路17控制频率调谐电路115和开关电路114来控制频率和供电时间。第四，谐振状态传感器116检测谐振状态(主要是频率差)，在除了控制之外，控制电路17还基于谐振状态传感器116的检测结果控制停止电力馈送。

图12是基本电路图(接近框图)。基本电路包括电力馈送线圈111，并产生电磁波以引起电磁感应。电力馈送器110的电路至少包括谐振电容器113和电源118，并且与电力接收器130的电力接收线圈131以预定频率形成谐振关系。此时的频率称为谐振频率，通常使用100kHz至500kHz的频率。本公开中使用的谐振频率没有特别限制。

在电力接收器130的位置关系或状态中，谐振频率存在轻微差异。例如，在电力接收器130的电力接收线圈131的适当位置或倾斜下，情况逐渐变化。因此，当电力接收线圈131进入从电力馈送线圈111发射的电磁波到达的范围(图12中所示的磁通量线内)时，可以供应能量。进入磁通量线的电力接收线圈131以谐振频率差的形式影响电力馈送器。当存在谐振频率失配时，能量供应效率降低。谐振状态传感器116(例如，包括相位检测电路的电路)检测频率或相位失配，并且频率调谐电路115根据频率或相位对电力馈送线圈111的频率进行调谐。频率调谐电路115例如可以是其中嵌入PLL电路的电路。

需要在频率(或相位)调谐中添加若干因素。因此，优选的是安装控制电路117，该控制电路117使用微控制器(包括处理器、存储器和外围电路的集成电路)或可编程逻辑器件(能够限定和改变内部逻辑电路的集成电路)根据程序进行控制。控制电路117连接到谐振状态传感器116(相位检测电路)。谐振状态传感器116检测频率或相位的差异并将其信号发送到控制电路117。因此，当除电力接收器130以外的预定对象接近时，谐振状态传感器116检测异常频率或相位并将其信号发送到控制电路117，以使控制电路117停止电力馈送。

本公开的特征在于图12中所示的电力馈送器110的电路采用并联谐振电路。另外，在图11中所示的常规技术示例中，使用两个开关(开关1和开关2)来周期性地停止电力馈送线圈处的谐振以检测频率差。相比之下，图12的电路使用检测谐振状态而不停止向电力馈送线圈111的电力馈送的方法。

本公开的无线电力馈送系统包括图12中所示的基本电路。电力馈送器110的谐振电容器113与电力馈送线圈111并联连接。包括谐振电容器113的电路通常被称为并联谐振电路。同时，常用的无线电力馈送系统形成串联谐振电路，谐振电容器与线圈串联放置。在并联谐振电路的情况下，当SW1接通时，产生稳定的谐振状态，然后SW1断开时，电力馈送器110在存储在电力接收线圈131和电容器133中的能量的辐射期间继续与电力接收器130的谐振状态。在此，频率调谐电路(PLL电路)115和控制电路117基于由与电力馈送线圈111并联连接的谐振状态传感器116检测到的谐振状态偏移，实现适当频率的供电。谐振状态传感器116是检测谐振状态并检测电压和电流的偏移以及谐振频率的相位的传感器。

难以清楚地检测图12中所示的电力接收器130的谐振频率的相位差。但是，可以通过对由谐振状态传感器16获得的许多情况的模拟并且基于模拟的编程来处理关于是增大或减小谐振频率还是保持谐振频率的简单确定。此外，通过检测调谐后的结果的改变并确定其是否合适，可以通过反复试验进行控制。

图12的电力接收线圈131是铁氧体线圈，其中沿两个方向在一个铁氧体上具有双绕组。在电路图中，两个线圈串联连接。这里，安装二极管132以防止反向馈送。

图13是图12所示的电力馈送器110的基本电路的示意信号波形图。

图13的(A)示出了图12中所示的开关电路114在高电平接通时的波形。简而言之，当接通时，供应电源118，导致操作状态，即操作持续时间。断开和非操作持续时间导致谐振状态，即谐振持续时间。如图12所示，当电力馈送线圈111与谐振电容器113形成并联谐振电路时，无论处于操作状态还是谐振状态，电力馈送器110都在其处于与电力接收器130的谐振状态的同时持续供应能量。

图13的(B)示出了操作信号。当开关电路114接通时，电源118接通。图13的(C)示出了图12的谐振状态传感器116在接通以检测(采样)多个信号持续采样持续时间时检测到的采样信号。图13的(D)示出了输入到图12的谐振状态传感器116的接收信号。该信号示出了处于谐振状态的电力馈送线圈111的状态。虽然示意性地示出了信号波形，但它们是具有频率特性的信号，并且可以测量频率分量。通常，电压由AD转换电路转换成数字值，并且信息被发送到图12的控制电路117。

对于图13的(A)中所示的谐振持续时间，当电力馈送线圈111和谐振电容器113中的能量被供应到电力接收器130时，信号强度(电压)如图13的(D)中所示的那样减小。通过看到这种改变，可以对它是否谐振良好进行模拟。此外，频率特性可以被检测为相位差。在电力馈送器110与电力接收器130谐振的谐振和非谐振之间发现了微小的改变。考虑到所有这些，控制电路117与频率调谐电路115合作调谐电源处的频率。在某些情况下，可以有意地进行频率失配以看到图13的(D)中所示的状态的改变。此外，在与电力接收器130的谐振状态下，控制电路117考虑如图13的(D)所示的电压减小的方式来调整操作持续时间。

另外，图13的(C)中所示的谐振状态传感器116的检测涉及如电力馈送器110一样的能量损失。因此，并非每次都进行检测，而是可以间歇性地进行采样，例如每秒一次以抑制能量损失。另外，电源118或电力馈送线圈111的规格和谐振频率根据期望传输的能量的大小或要馈送电力的目标的宽度或高度来确定。谐振电容器113通常根据用作参考的谐振频率的规格来设置。在实践中，它们的配置形成为经过反复的复杂模拟后配置的增强电路。如上所述，控制电路118使用诸如微控制器或可编程逻辑器件等可编程电路，可以根据程序进行反复模拟和控制后找到合适的程序。

电力接收器130的电路具有预定的电力接收线圈131，并且至少具有二极管132、电容器133和整流电路134。电力接收器130具有嵌入在其中的内部二次电池137。内部二次电池137是可再充电的二次电池。二次电池可以用超级电容器(双电层电容器)代替。在这种情况下，电力接收线圈131的规格或容量和谐振频率根据期望接收的能量大小来设置，但首先，可以设计期望如电力接收器130接收的容量。另外，本公开的能够在任何方向上接收电力的电力接收线圈是特殊的铁氧体线圈，其在两个或三个方向上在一个铁氧体上具有绕组。因此，根据磁通量的任意方向上的绕组方向，在线圈中产生由电磁感应产生的电动势。

当在电力馈送器110的电力馈送线圈111中出现预定谐振频率的电磁感应时，产生磁通量，例如，图12中所示的磁通量线。当电力接收器130的电力接收线圈131进入磁通量线的端部时，通过电磁感应的电动势产生电能。能量被回收并存储在内部二次电池137中。在现有的普通无线电力馈送装置的情况下，在许多情况下，电力接收器130包括通信装置，其用于与电力馈送器110通信以指示频率检测电路和电力接收器130被放置的状态。通信装置向电力馈送器110发送信号，并且电力馈送器110具有调谐适当的谐振频率的结构。在这种情况下，电力接收器110需要预定的IC电路。

相比之下，本公开以非常简单的结构形成电力接收器130的电路。由于这种简单的配置使得同时进行充电和放电成为可能，当充电器安装在电子设备中时，可以通过无线电力馈送系统同时对电子设备进行充电和放电来供电。

另外，本公开的能够在任何方向上接收电力的电力接收线圈是特殊的铁氧体线圈，其在两个或三个方向上在一个铁氧体上具有绕组。因此，根据磁通量的任意方向上的绕组方向，在线圈中产生由电磁感应产生的电动势。<<具有与电池相同形状的电力接收器的内部配置>>

图15是作为本公开的电力接收器的另一个实施例的具有与电池相同形状的电力接收器的配置图。具有与电池相同形状的电力接收器容纳在具有电池的电极端子的电池型壳体中。电力接收线圈131、内部二次电池137和电力接收电路板(电容器、整流电路等)容纳在电池型壳体中。用作电磁屏蔽的屏蔽板136安装在电力接收线圈131中。如图15所示，电力接收电路板135放置在电力接收线圈131的间隙中以嵌入小的容纳体积。在电极端子139A、139B安装在具有与电池相同形状的电力接收器壳体138中的同时，电极端子140A、140B安装在电力接收电路板135中。为了连接电极端子139B和电极端子140B，代替布线连接，可以使用内部二次电池137的电极。

<<在电池型电力接收器中使用能够在任何方向上接收电力的电力接收线圈的示例>>

图16示出了在电池型电力接收器(具有与电池形状相同的电力接收器壳体的电力接收器)中使用能够在任何方向上接收电力的电力接收线圈的示例。电力接收线圈131被配置为在任何方向上接收电力。在具有高取向的电力接收线圈的情况下，需要将方向与电力馈送器的磁通量方向匹配，但是当电力接收线圈是具有低取向的铁氧体线圈(即，能够在任何方向上接收电力)时可以解决该问题。由于电池为圆柱形状，当围绕圆柱体旋转时，在普通铁氧体线圈形状的情况下，高取向是有问题的。然而，根据本公开，可以在任何旋转中均等地接收电力。

铁氧体线圈至少包括缠绕在一个铁氧体上的线圈A和线圈B，使得线圈绕组A和线圈绕组B在垂直方向上彼此交叉。虽然显示了两种类型的绕组，但由于诸如电池等圆柱体，在一个铁氧体上可以具有三种类型的绕组。在这种情况下，它可以用于球形电力接收装置，而不是圆柱形，并且可以响应任何旋转方向的360°旋转。

<<用于电池型电力接收器的电力馈送器>>

图17是用于电池型电力接收器的电力馈送器的实施例。图17的(1)中所示的电力馈送器可以同时对多个电池型电力接收器进行无线充电。图17示出了具有4个凹槽122以同时对最多4个电力接收器进行无线充电的装置。由于电池是圆柱形的并因此是可转动的，因此该装置可以具有小凹槽122。如图17所示，凹槽122可以是尺寸比电池大的弯曲凹槽，相反，可以是比电池小的凹槽。

优选地，当安装在电力接收器容纳设备中时，电池型电力接收器可以实现无线电力馈送。例如，如图14的电力接收器容纳设备的图片所示，电池座设置在装置的后表面上，其中容纳两个电池型电力接收装置，并且在这种状态下，由于凹槽122被配置为允许用于图17的电池型电力接收器的电力馈送器130被很好地定位，因此可以毫无顾虑地对电力接收装置的二次电池进行充电。电力馈送器至少具有指示正在充电的指示器、电力开关、电力线和交流电源。电源可以嵌入电力馈送器。此外，计算机的USB可以用作电源装置。

【工业适用性】

根据本公开的无线电力馈送系统，在使用电量耗尽时需要更换的电池的装置中，使用本公开的产品，可以提供用无线可充电装置代替的电池。在电池的情况下，当电池耗尽能量时，将电池从装置中移除并丢弃。电池废料造成了社会问题。同时，甚至需要从装置中移除可充电电池并使用充电器对其进行充电，造成不便。使用本公开，具有通过无线电力馈送接收电力的电力接收单元的二次电池具有普通纽扣电池或电池的形状，因此可以以与纽扣电池或电池相同的方式使用，相应地，可以用无线可充电装置替换，无需修改装置。此外，它可以用无线可充电装置替换，而无需对产品提供者的位置进行特殊的设计改变。此外，无需在电子设备的壳体中安装用于电池更换的盖。因此，可以改进产品设计。此外，由于无需更换电池，因此可用于制造环保型电子设备。另外，使用本公开，在电池型电力接收装置的情况下，可以以与电池相同的方式在围绕圆柱体的任意旋转方向进行无线充电。

【主要元素详解】

10：电力馈送器

11：电力馈送线圈

12：电流传感器(R1)

13：谐振电容器

14：开关电路

15：频率调谐电路

16：谐振状态传感器

17：控制电路

18：电源

19：电压传感器

20：电力馈送基座

21：可能的电力馈送范围

22：凹槽

30：电力接收器

31：电力接收线圈

33：电容器

34：整流电路

35：电力接收电路板

36：屏蔽板

37：内部二次电池

38：与电池形状相同的电力接收器壳体

39：电极端子(壳体侧)

40：电极端子(内侧)

41：与纽扣电池形状相同的电力接收器壳体

42：圆柱形线圈

43：空心线圈

44：铁氧体线圈

45：电力接收线圈支撑器具

46：重物

47：固定板

50：外部二次电池

51：外部二次电池连接端子

60：电池座

70：电子设备

110：电力馈送器

111：电力馈送线圈

113：谐振电容器

114：开关电路

115：频率调谐电路

116：谐振状态传感器

117：控制电路

118：电源

120：电力馈送基座

121：可能的电力馈送范围

122：凹槽

130：电力接收器

131：电力接收线圈

133：电容器

134：整流电路

135：电力接收电路板

136：屏蔽板

137：内部二次电池

138：与电池形状相同的电力接收器壳体

139：电极端子(壳体侧)

139A：(电池型壳体的+侧)电极端子

139B：(电池型壳体的-侧)电极端子

140：电极端子(内侧)

140A：(+侧)电极端子(内侧)

140B：(-侧)电极端子(内侧)。

Claims (10)

1.一种无线电力馈送系统，包括：

电力馈送器，包括用于产生电磁波的电力馈送线圈以及用于供电以在电力馈送线圈中产生电磁波的电力馈送电路单元；以及

电力接收器，包括用于通过电磁感应接收从电力馈送线圈发射的电磁波的电力接收线圈、用于回收在电力接收线圈中产生的能量的电力接收电路单元以及用于存储由电力接收电路单元回收的能量的内部二次电池，其中，电能通过使用预定谐振频率的谐振现象的电磁感应从电力馈送器供应到电力接收器，

其中，电力接收器还包括：

电力接收器壳体，具有与现有电池的外形相同的外形，并被配置为容纳电力接收线圈、电力接收电路单元和内部二次电池，以及

两个电极，设置在与现有电池的位置相同的位置，

电力馈送器还包括电力馈送基座，电力接收器放置在电力馈送基座中，并且

电力接收器安装在嵌入另一电子设备的电池座中，并且在安装状态下，当电力接收器与电子设备一起放置在电力馈送基座中时，电力通过经从电力馈送器到电力接收器的无线电力馈送对内部二次电池进行充电并且同时放电到所述另一个电子设备而被供应。

2.根据权利要求1所述的无线电力馈送系统，其中，电力馈送器的电力馈送电路单元还包括：

谐振电容器，被调谐到谐振频率以与电力馈送线圈组合形成并联谐振电路，

开关电路，周期性地重复操作状态和谐振状态，其中，操作状态为对电力馈送线圈的供电的接通，谐振状态为对电力馈送线圈的供电的断开，

频率调谐电路，用于改变供应到电力馈送线圈的电源的频率，

控制电路，用于控制开关电路和频率调谐电路两者，以及

谐振状态传感器，用于检测电力馈送线圈的谐振状态并向频率调谐电路和控制电路输出检测信号，并且

控制电路被配置为：

根据来自谐振状态传感器的信息设置电力馈送频率和操作持续时间以获得最佳谐振频率和稳定谐振状态，并且基于设置控制开关电路和频率调谐电路，以及

在确定异常谐振状态时停止电力馈送。

3.根据权利要求1或2所述的无线电力馈送系统，其中，电力接收器还包括用于外部二次电池的连接的外部二次电池连接端子，并且

外部二次电池连接到连接端子以形成大容量电力接收器。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的无线电力馈送系统，其中，嵌入在电力接收器中的电力接收线圈为圆柱形或多边形线圈，并且为空心线圈或其中线圈缠绕在圆柱形或多边形铁氧体上的铁氧体线圈。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的无线电力馈送系统，其中，电力接收器壳体具有与现有电池相同的形状，并且

无线电力馈送系统还包括电力接收线圈支撑器具，电力接收线圈支撑器具是可旋转的，以在电力接收器被放置在电力馈送基座中时，将电力接收器朝向预定方向引导。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的无线电力馈送系统，其中，电力馈送基座具有表示合适电力馈送范围的形状、形式或颜色，且具有至少一个凹槽，并且

凹槽在电力接收器壳体为圆柱形的情况下，允许电力接收器壳体在不滚动的情况下被放置，并被配置为放置其中嵌入有电力接收器的电子设备。

7.一种无线电力馈送系统，包括：

电力馈送器，包括用于产生电磁波的电力馈送线圈以及用于供电以在电力馈送线圈中产生电磁波的电力馈送电路单元；及

电力接收器，包括用于通过电磁感应接收从电力馈送线圈发射的电磁波的电力接收线圈、用于回收从电力接收线圈产生的能量的电力接收电路单元以及用于存储由电力接收电路单元回收的能量的内部二次电池，其中，电能通过使用预定谐振频率的谐振现象的电磁感应从电力馈送器供应到电力接收器，

其中，电力接收器还包括：

电力接收器壳体，具有与现有电池的外形相同的外形，并被配置为容纳电力接收线圈、电力接收电路单元和内部二次电池，及

两个电极，设置在与现有电池的位置相同的位置，

电力馈送器还包括电力馈送基座，电力接收器放置在电力馈送基座中，并且

电力接收器的电力接收线圈是铁氧体线圈，铁氧体线圈在一个铁氧体上沿多个绕线方向具有绕组，每个绕组串联连接，磁通量在任何旋转方向上通过电力接收线圈以通过电磁感应产生电动势。

8.根据权利要求7所述的无线电力馈送系统，其中，电力馈送器的电力馈送电路单元还包括：

谐振电容器，被调谐到谐振频率以与电力馈送线圈组合形成并联谐振电路，

开关电路，周期性地重复操作状态和谐振状态，其中，操作状态为对电力馈送线圈的供电的接通，谐振状态为对电力馈送线圈的供电的断开，

频率调谐电路，用于改变供应到电力馈送线圈的电源的频率，

控制电路，用于控制开关电路和频率调谐电路两者，以及

谐振状态传感器，用于检测电力馈送线圈的谐振状态并向频率调谐电路和控制电路输出检测信号，并且

控制电路被配置为：

根据来自谐振状态传感器的信息设置电力馈送频率和操作持续时间以获得最佳谐振频率和稳定谐振状态，并基于设置控制开关电路和频率调谐电路，以及

在确定异常谐振状态时停止电力馈送。

9.根据权利要求7或8所述的无线电力馈送系统，其中，电力接收器壳体具有与现有电池相同的形状并被安装在嵌入另一电子设备的电池座上，并且在安装状态下，当电力接收器与电子设备一起放置在电力馈送基座中时，电力通过经从电力馈送器到电力接收器的无线电力馈送对内部二次电池进行充电并且同时放电到所述另一个电子设备而被供应。

10.根据权利要求9所述的无线电力馈送系统，其中，在电力接收器中，内部二次电池嵌入在球形或多边形壳体中，

作为电力接收器的电力接收线圈的铁氧体线圈的绕组是在至少一个铁氧体上沿至少3个方向具有绕组的铁氧体线圈，每个绕组串联连接，并且

即使在电力接收器相对于电力馈送器面向任何方向且甚至滚动的情况下，电力也通过经无线电力馈送对内部二次电池进行充电并同时放电到所述另一个电子设备被供应。

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