JP3158938U - Inductive charging system that can automatically start the charging process - Google Patents
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Abstract
【課題】誘導信号で変換された電力信号の強度により充電プロセスを自動的に起動する誘導型充電システムを提供する。
【解決手段】接続インターフェイスと第一電磁誘導ユニットに電気的に接続され、接続インターフェイスからの電力で、誘導信号を発信するように第一電磁誘導ユニットを駆動する駆動回路とを含む。充電装置は、第一電磁誘導ユニットによる誘導信号を感応し、感応した誘導信号を電力信号に変換する第二電磁誘導ユニットと、第二電磁誘導ユニットに電気的に接続され、第二電磁誘導ユニットの電力信号の強度を検出する検出回路と、第二電磁誘導ユニットから伝送された電力信号を保存する電力管理モジュールと、第二電磁誘導ユニットと、検出回路と、電力管理モジュールに電気的に接続され、検出回路の検出結果により、電力信号を電力管理モジュールに伝送するよう、または伝送しないように第二電磁誘導ユニットを制御するコントローラとを含む。
【選択図】図1An inductive charging system for automatically starting a charging process according to the intensity of a power signal converted by an inductive signal is provided.
And a drive circuit that is electrically connected to the connection interface and the first electromagnetic induction unit, and that drives the first electromagnetic induction unit to generate an induction signal with electric power from the connection interface. The charging device senses an induction signal from the first electromagnetic induction unit, and is electrically connected to the second electromagnetic induction unit that converts the sensitive induction signal into a power signal, and the second electromagnetic induction unit. A detection circuit for detecting the intensity of the power signal, a power management module for storing a power signal transmitted from the second electromagnetic induction unit, a second electromagnetic induction unit, a detection circuit, and an electrical connection to the power management module And a controller that controls the second electromagnetic induction unit so as to transmit or not transmit the power signal to the power management module according to the detection result of the detection circuit.
[Selection] Figure 1
Description
本考案は誘導型充電システムに関し、特に誘導信号で変換された電力信号の強度により充電プロセスを自動的に起動する誘導型充電システムに関する。 The present invention relates to an inductive charging system, and more particularly to an inductive charging system that automatically starts a charging process according to the strength of a power signal converted by an inductive signal.
技術の発展に伴い、人々の日常生活を支援する電子製品がありふれている。電子製品の例として自動掃除ロボットがある。ロボットの充電方式は一般に接触型充電と非接触型充電に分けられる。非接触型充電のロボットは給電端と充電端を備え、給電端による磁気誘導信号の磁束変化で充電端を誘導して対応する磁気誘導信号を生成し、充電端は磁気誘導信号を電力信号に変換して非接触型充電を実行する。しかし、磁気誘導信号の誘導強度は給電端と充電端の間の距離の増加によって迅速に減衰する。換言すれば非接触型充電の電力伝送効率は給電端と充電端の間の距離の増加によって大幅に低減する。したがって、給電端と充電端の間の距離変化を検出し、給電端の給電許容範囲に入るように充電端を駆動するためには、非接触型充電のロボットの給電端と充電端にそれぞれ光学検出素子などの検出素子を設置することが必要である。したがって、非接触型充電のロボットは高コストで電力伝送効率が悪い。 With the development of technology, electronic products that support people's daily lives are commonplace. An automatic cleaning robot is an example of an electronic product. Robot charging methods are generally divided into contact charging and non-contact charging. The contactless charging robot has a feeding end and a charging end. The charging end is guided by a magnetic flux change of the magnetic induction signal by the feeding end to generate a corresponding magnetic induction signal. The charging end converts the magnetic induction signal into a power signal. Convert to perform contactless charging. However, the induction strength of the magnetic induction signal is rapidly attenuated by increasing the distance between the feeding end and the charging end. In other words, the power transmission efficiency of contactless charging is significantly reduced by increasing the distance between the feeding end and the charging end. Therefore, in order to detect a change in the distance between the feeding end and the charging end and to drive the charging end so as to fall within the allowable feeding range of the feeding end, an optical is provided at each of the feeding end and the charging end of the non-contact charging robot. It is necessary to install a detection element such as a detection element. Therefore, the contactless charging robot is expensive and has poor power transmission efficiency.
以上の理由により、現在のロボットは接触型充電を採用したほうが多い。接触型充電のロボットは電力を取得するために、電力伝送素子を外部給電装置に電気的に直接接続する。このような給電方式は電力伝送効率が高いが、外部給電装置に接続するためにロボットの電力伝送素子の位置決めは精密でなければならず、その許容誤差範囲は極めて小さくて不便である。また、接触型充電は給電端と充電端が互いに接触するときに電流を伝えるために、給電端と充電端にそれぞれ少なくとも1つの導電接点を設けなければならない。したがって、接触型充電は外部に露出する導電接点により漏電や短絡などの事故が生じやすく、充電端の導電接点を給電端の導電接点に正確に接触しなければ、充電端は給電端から所要の電力を有効に取得することができない。したがって、非接触型充電の便利性と接触型充電の高い電力伝送効率を兼ね備えた充電システムの設計は、電力伝送技術上重要な課題である。 For these reasons, most current robots use contact charging. In order to acquire electric power, the contact-type charging robot electrically connects the power transmission element directly to the external power feeding device. Although such a power feeding method has high power transmission efficiency, the positioning of the power transmission element of the robot must be precise in order to connect to the external power feeding device, and its allowable error range is extremely small and inconvenient. Further, in the contact-type charging, at least one conductive contact must be provided at each of the power feeding end and the charging end in order to transmit a current when the power feeding end and the charging end are in contact with each other. Therefore, contact-type charging tends to cause accidents such as leakage and short circuit due to the conductive contact exposed to the outside. If the conductive contact at the charging end does not contact the conductive contact at the feeding end accurately, the charging end is required from the feeding end. Power cannot be acquired effectively. Therefore, the design of a charging system that combines the convenience of non-contact charging and the high power transmission efficiency of contact charging is an important issue in power transmission technology.
本考案は前述の問題を解決するために、誘導信号で変換された電力信号の強度により充電プロセスを自動的に起動する誘導型充電システムを提供することを課題とする。 In order to solve the above-described problems, an object of the present invention is to provide an inductive charging system that automatically starts a charging process according to the strength of a power signal converted by an inductive signal.
本考案では、誘導信号から変換された電力信号の強度により充電プロセスを自動的に起動する誘導型充電システムを開示する。誘導型充電システムは給電装置と充電装置を含む。給電装置は、第一電圧レベルを有する電源に電気的に接続され、電源から第一電圧レベルを有する電力を受ける接続インターフェイスと、誘導信号を発信する第一電磁誘導ユニットと、接続インターフェイスと第一電磁誘導ユニットに電気的に接続され、接続インターフェイスからの電力で、誘導信号を発信するように第一電磁誘導ユニットを駆動する駆動回路とを含む。充電装置は、第一電磁誘導ユニットによる誘導信号を感応し、感応した誘導信号を電力信号に変換する第二電磁誘導ユニットと、第二電磁誘導ユニットに電気的に接続され、第二電磁誘導ユニットの電力信号の強度を検出する検出回路と、第二電磁誘導ユニットから伝送された電力信号を保存する電力管理モジュールと、第二電磁誘導ユニットと、検出回路と、電力管理モジュールに電気的に接続され、検出回路の検出結果により、電力信号を電力管理モジュールに伝送するよう、または伝送しないように第二電磁誘導ユニットを制御するコントローラとを含む。 The present invention discloses an inductive charging system that automatically starts a charging process according to the strength of a power signal converted from an inductive signal. The inductive charging system includes a power feeding device and a charging device. The power feeding device is electrically connected to a power source having a first voltage level, receives a power having a first voltage level from the power source, a first electromagnetic induction unit that transmits an induction signal, a connection interface, and a first A drive circuit that is electrically connected to the electromagnetic induction unit and that drives the first electromagnetic induction unit to generate an induction signal with electric power from the connection interface. The charging device senses an induction signal from the first electromagnetic induction unit, and is electrically connected to the second electromagnetic induction unit that converts the sensitive induction signal into a power signal, and the second electromagnetic induction unit. A detection circuit for detecting the intensity of the power signal, a power management module for storing a power signal transmitted from the second electromagnetic induction unit, a second electromagnetic induction unit, a detection circuit, and an electrical connection to the power management module And a controller that controls the second electromagnetic induction unit so as to transmit or not transmit the power signal to the power management module according to the detection result of the detection circuit.
図1を参照する。図1は本考案の好ましい実施例による誘導型充電システム10のブロック図である。誘導型充電システム10は給電装置12と充電装置14を含む。給電装置12は例えば充電スタンドであり、充電装置14は例えばロボットである。ロボットはその蓄電池の電量が足りない場合に充電スタントに移動して充電を受け、ロボットの導電接点を充電スタントの導電接点に正確に位置決めするように位置を自動的に調整する。詳しいシステム素子の配置は後に詳述する。給電装置12は第一電圧レベルV1を有する電源18に電気的に接続される接続インターフェイス16を含み、接続インターフェイス16は電源18から第一電圧レベルV1を有する電力を受けるために用いられる。接続インターフェイス16は例えば電源プラグであり、電源18は例えば壁に設けられる固定式コンセントであり、110V〜220Vの交流電力を供給する。したがって、ユーザーが電源プラグを固定式コンセントに挿入すれば、給電装置12は接続インターフェイス16を介して電源18から第一電圧レベルV1を有する交流電力を受けることができる。給電装置12は更に、誘導信号を発信する第一電磁誘導ユニット20と、接続インターフェイス16と第一電磁誘導ユニット20に電気的に接続される駆動回路22とを含む。第一電磁誘導ユニット20は第一鉄心201と、第一鉄心201を被覆する第一誘導コイル203とを含む。第一鉄心201は銑鉄など容易に磁化できない金属導体であり、駆動回路22は第一電磁誘導ユニット20の第一誘導コイル203を通過するように接続インターフェイス16からの電力を駆動し、電磁誘導により第一誘導コイル203が巻かれた第一鉄心201に磁気誘導信号などの誘導信号を発信させる。
Please refer to FIG. FIG. 1 is a block diagram of an
充電装置14は、第一電磁誘導ユニット20による誘導信号を感応し、感応した誘導信号を電力信号に変換する第二電磁誘導ユニット24を含む。第二電磁誘導ユニット24は第二鉄心241と、第二鉄心241を被覆する第二誘導コイル243とを含む。第二鉄心241は銑鉄など容易に磁化できない金属導体である。図2を参照する。図2は本考案の好ましい実施例による充電状態にある第一電磁誘導ユニット20と第二電磁誘導ユニット24を表す説明図である。給電装置12の駆動回路22が接続インターフェイス16からの交流電力で誘導信号を発信するように第一電磁誘導ユニット20を駆動するとき、第一電磁誘導ユニット20による誘導信号は交流電量の大きさと方向の周期的変化に応じて磁束変化を生成する。第二電磁誘導ユニット24はその誘導信号の磁束変化により誘導信号を電力信号に変換し、この電力信号もまた交流電力である。本考案の好ましい実施例では、第一誘導コイル203の第一コイル巻数は第二誘導コイル243の第二コイル巻数より大きいので、第二誘導コイル243は誘導信号を第一電圧レベルV1より小さい第二電圧レベルV2を有する電力信号に変換することができる。言い換えれば、第二電磁誘導ユニット24は電圧を下げる機能がある。もっとも、第一誘導コイル203の第一コイル巻数は第二誘導コイル243の第二コイル巻数の相対関係は前述に限らず、設計に応じて決めることができる。
The
充電装置14は更に、第二電磁誘導ユニット24に電気的に接続される検出回路26を含む。検出回路26は第二電磁誘導ユニット24による電力信号の強度、例えば電力信号の電圧強度を検出するために用いられる。電力信号の強度は誘導信号の強度に正比例する。充電装置14は更に電力管理モジュール28と、第二電磁誘導ユニット24、検出回路26、及び電力管理モジュール28に電気的に接続されるコントローラ30とを含む。コントローラ30は検出回路の検出結果により第二電磁誘導ユニット24から電力管理モジュール28への電力信号の伝送を制御し、電力管理モジュール28で第二電磁誘導ユニット24からの電力信号を保存することを可能にする。言い換えれば、本考案による誘導型充電システム10は検出回路26で電力信号の強度を検出し、これに基づいて第二電磁誘導ユニット24から電力管理モジュール28への電力信号の伝送(充電プロセス)を判断する。したがって、充電装置14は第二電磁誘導ユニット24により第一電磁誘導ユニット20の誘導信号から変換された電力信号を利用して誘導型充電プロセスを実行するだけでなく、検出回路26で誘導信号の強度を検出し、誘導型充電プロセスの起動を判断することができる。
The
充電装置14は更に、第二電磁誘導ユニット24と電力管理モジュール28に電気的に接続される信号処理回路32を含む。第二電磁誘導ユニット24による電力信号は交流電力であり、充電装置14は信号処理回路32で第二電磁誘導ユニット24の電力信号を整流して直流電力にする。また、信号処理回路32は第二電磁誘導ユニット24の電力信号をフィルターし、フィルターした電力信号を電力管理モジュール28に伝送する。換言すれば、信号処理回路32はフィルタリング機能を有する整流充電回路である。もっとも、信号処理回路32の信号処理機能は前述に限らず、要求に応じて決めることができる。
The charging
充電装置14は更にコントローラ30に電気的に接続される移動機構34を含む。コントローラ30は検出回路26の検出結果により、充電装置14を移動するように移動機構34を制御し、給電装置12の第一電磁誘導ユニット20と充電装置14の第二電磁誘導ユニット24との相対距離を調整する。図3から図5を参照する。図3は本考案の好ましい実施例による第二電磁誘導ユニット24の2つの接触端245と第一電磁誘導ユニット20の2つの接触端205との距離が所定距離より大きい状態を表す説明図であり、図4は本考案の好ましい実施例による第二電磁誘導ユニット24の2つの接触端245と第一電磁誘導ユニット20の2つの接触端205との距離が所定距離より小さい状態を表す説明図であり、図5は本考案の好ましい実施例による第二電磁誘導ユニット24の2つの接触端245が第一電磁誘導ユニット20の2つの接触端205と完全に接触した状態を表す説明図である。図3に示すように、給電装置12の第一電磁誘導ユニット20と充電装置14の第二電磁誘導ユニット24との距離が所定距離より大きい場合、検出回路26により検出された第二電磁誘導ユニット24の電力信号の強度は所定強度より小さいので、第二電磁誘導ユニット24は第一電磁誘導ユニット20による誘導信号を有効に感応することができない。したがって、充電装置14のコントローラ30は、電力信号を電力管理モジュール28に伝送しないように第二電磁誘導ユニット24を制御する。この場合、充電装置14のコントローラ30は、第二電磁誘導ユニット24により感応された誘導信号の強度変化に従って充電装置14の位置を移動するように移動機構34を制御し、給電装置12の第一電磁誘導ユニット20による誘導信号の有効感応範囲に入るように充電装置14の第二電磁誘導ユニット24を+X方向に沿って第一電磁誘導ユニット20へ移動させる。図4に示すように、第二電磁誘導ユニット24は+X方向に沿って第一電磁誘導ユニット20の有効感応範囲に入っている。第二電磁誘導ユニット24の2つの接触端245は第一電磁誘導ユニット20の2つの接触端205とまだ完全には接触していない。例えば、接触端245は接触端205と一部接触するか、または傾斜角を持って接触端205と接触している。それにもかかわらず、第二電磁誘導ユニット24は第一電磁誘導ユニット20から十分な強度を有する誘導信号を感応することができる。この場合、図5に示すように充電装置14の回転角を微調整することができる。最適な電力伝送効果を実現するために、移動機構34は第二電磁誘導ユニット24の2つの接触端245と第一電磁誘導ユニット20の2つの接触端205が完全に接触するまで検出回路26の検出結果により充電装置14の位置を持続的に調整することができる。
The charging
図4と図5に示すように、第二電磁誘導ユニット24が十分な強度を有する誘導信号を感応し、かつ検出回路26により第二電磁誘導ユニット24の電力信号強度が所定強度より大きいと検出された場合、給電装置12の第一電磁誘導ユニット20と充電装置14の第二電磁誘導ユニット24との間の距離は所定距離より小さいので、第二電磁誘導ユニット24は第一電磁誘導ユニット20による誘導信号を有効に感応し、誘導信号を十分な強度を有する電力信号に変換することができる。この場合、充電装置14のコントローラ30は充電を実行するために、誘導信号から変換した電力信号を電力管理モジュール28に伝送するように第二電磁誘導ユニット24を制御する。言い換えれば、充電装置14は図4に示すように給電装置12と略重なるように位置決めされた状態でも、図5に示すように給電装置12とぴったりと重なるように位置決めされた状態でも充電プロセスを実行できるので、使用の便利性は大幅に向上する。充電装置14の電力管理モジュール28により充電プロセスが完成した後、後続の動作を実行するために移動機構34は充電装置14を−X方向(またはその他任意の方向)に沿って充電装置14を給電装置12の給電範囲外へ移動させる。
As shown in FIGS. 4 and 5, the second
図6と図7を参照する。図6は本考案の好ましい実施例による第二電磁誘導ユニット24により感応された誘導信号の強度変化と第二電磁誘導ユニット24の位置変化の相対関係を表す変化曲線図であり、図7は図6に示す本考案の好ましい実施例による変化曲線の傾きを表す説明図である。充電装置14のコントローラ30が所定方向(+X方向)を選んで、同所定方向(+X方向)に沿って移動するように移動機構34を制御するとき、第二電磁誘導ユニット24により感応された誘導信号の強度は第二電磁誘導ユニット24の位置によって変わり、すなわち第二電磁誘導ユニット24と第一電磁誘導ユニット20との間の距離によって変わる。例えば、図6に示すように、第二電磁誘導ユニット24が位置P0(図3に示す位置)にあるとき、第二電磁誘導ユニット24により感応された誘導信号の強度は10であり、第二電磁誘導ユニット24が位置P1(図4に示す位置)にあるとき、第二電磁誘導ユニット24により感応された誘導信号の強度は11であり、第二電磁誘導ユニット24が位置P2(図5に示す位置)にあるとき、第二電磁誘導ユニット24により感応された誘導信号の強度は12である。したがって、第二電磁誘導ユニット24が所定方向(+X方向)に沿って移動し、位置P0→P1→P2へ次々と移動して第一電磁誘導ユニット20に近寄っていくとともに、第二電磁誘導ユニット24により感応された誘導信号の強度もそれに応じて10→11→12へ増強する。この場合、図7に示すように、第二電磁誘導ユニット24により感応された誘導信号の強度変化と第二電磁誘導ユニット24の位置変化との相対関係の変化曲線の傾きは正である。したがって、コントローラ30はこの正の傾きで充電装置14が給電装置12へ移動するのを判断し、引き続き前進するように移動機構34を制御することができる。それに対して、第二電磁誘導ユニット24が位置P2からP3に移動するとき、第二電磁誘導ユニット24により感応された誘導信号の強度は12から13になり、コントローラ30は変化曲線の負の傾きで、充電装置14が給電装置12から離れる方向に移動するのを判断することができる。
Please refer to FIG. 6 and FIG. FIG. 6 is a change curve diagram showing the relative relationship between the intensity change of the induction signal sensed by the second
コントローラ30の計算により得られた傾きが正から負に変わったとき(図6と図7の破線で示す領域)、コントローラ30はこの傾きの変化で第二電磁誘導ユニット24が第一電磁誘導ユニット20に最も近い位置にあると判断し、移動機構34を停止させる。この場合、検出回路26により第二電磁誘導ユニット24の電力信号強度が所定強度より大きいことが検出されれば、充電装置14が給電装置12の最適給電範囲に位置していることが判明し、誘導型充電システム10は充電プロセスを開始する。それに反して、検出回路26により第二電磁誘導ユニット24の電力信号強度が所定強度より小さいことが検出されれば、充電装置14が給電装置12の給電範囲に進入する方向が間違っていることが判明し、コントローラ30は移動機構34を再起動し、充電装置14が給電装置12の最適給電範囲に入るように充電装置14の移動方向を調整する。
When the inclination obtained by the calculation of the
給電装置12と充電装置14は接触型充電方式にすることができる。すなわち、第二電磁誘導ユニット24が電力信号を電力管理モジュール28を伝送するときに、第一電磁誘導ユニット20の2つの接触端205を第二電磁誘導ユニット24の2つの接触端245と接触させることで、よりよい電力伝送効率を実現する。或いは、給電装置12と充電装置14を非接触型充電方式にしてもよい。すなわち、第二電磁誘導ユニット24が電力信号を電力管理モジュール28を伝送するときに、第一電磁誘導ユニット20の2つの接触端205を第二電磁誘導ユニット24の2つの接触端245と接触させずに、第二電磁誘導ユニット24が第一電磁誘導ユニット20の誘電信号の有効感応範囲内に移動すれば充電プロセスを開始させる。接触型充電は充電効率が高く、非接触型充電は便利である。したがって、本考案による誘導型充電システム10は接触型充電と非接触型充電の長所を兼ね備える。
The
図8を参照する。図8は本考案の好ましい実施例による誘導型充電システム10が誘電信号から変換された電力信号の強度に基づいて充電プロセスを自動的に起動する方法のフローチャートである。同方法は以下のステップを含む。
Please refer to FIG. FIG. 8 is a flowchart of a method by which the
ステップ100:給電装置12の接続インターフェイス16は電源18から第一電圧レベルV1を有する電力を受ける。
ステップ102:給電装置12の駆動回路22は接続インターフェイス16からの電力で、誘導信号を発信するように給電装置12の第一電磁誘導ユニット20を駆動する。
ステップ104:充電装置14の第二電磁誘導ユニット24は第一電磁誘導ユニット20からの誘導信号を感応する。
ステップ106:第二電磁誘導ユニット24は誘導信号を、第一電圧レベルV1より小さい第二電圧レベルV2を有する電力信号に変換する。
ステップ108:充電装置14の検出回路26は第二電磁誘導ユニット24の電力信号の強度が所定強度より大きいかどうかを検出する。そうであればステップ110に進み、さもなければステップ114に進む。
ステップ110:充電装置14のコントローラ30は、電力信号を電力管理モジュール28に伝送しないように第二電磁誘導ユニット24を制御する。
ステップ112:充電装置14のコントローラ30は検出回路26の検出結果により、充電装置14の位置を移動するように移動機構34を制御し、給電装置12の第一電磁誘導ユニット20と充電装置14の第二電磁誘導ユニット24との相対距離を調整する。ステップ108に戻る。
ステップ114:充電装置14の信号処理回路32は電力信号に対して整流・フィルタリングなどの信号処理を実行する。
ステップ116:充電装置14のコントローラ30は、信号処理がなされた電力信号を電力管理モジュール28に伝送するように第二電磁誘導ユニット24を制御する。
ステップ118:電力管理モジュール28は信号処理がなされた電力信号を保存する。
ステップ120に進む。
ステップ120:終了。
Step 100: The
Step 102: The
Step 104: The second
Step 106: The second
Step 108: The
Step 110: The
Step 112: The
Step 114: The
Step 116: The
Step 118: The
Proceed to step 120.
Step 120: End.
以上の方法を詳述する。まず、ユーザーは給電装置12の接続インターフェイス16を電源18に接続し、電源18から第一電圧レベルV1を有する電力を受ける。電源18は例えば外部電源であり、電源18による電力は例えば110V〜220Vの交流電力である。給電装置12が接続インターフェイス16を介して電源18から電力を取得した後、給電装置12の駆動回路22はその電力で、誘導信号を発信するように給電装置12の第一電磁誘導ユニット20を駆動する。第一電磁誘導ユニット20は第一鉄心201と第一誘導コイル203からなるので、誘導信号は磁束変化を有する磁気誘導信号であり、磁気誘導信号の磁束変化は電源18による交流電力の大きさと方向の周期性に従って変化する。第一電磁誘導ユニット20が誘導信号を発信するとき、充電装置14の第二電磁誘導ユニット24は第一電磁誘導ユニット20からの誘導信号を感応する。第二電磁誘導ユニット24は第二鉄心241と第二誘導コイル243からなり、第二誘導コイル243の第二コイル巻数が第一誘導コイル203の第一コイル巻数より小さいので、第二電磁誘導ユニット24は電磁誘導効果で感応した誘導信号を、第一電圧レベルV1より小さい第二電圧レベルV2を有する電力信号に変換する。第一電圧レベルV1と第二電圧レベルV2の比は、第一誘導コイル203の第一コイル巻数と第二誘導コイル243の第二コイル巻数の比に正比例する。
The above method will be described in detail. First, the user connects the
その後、充電装置14の検出回路26は第二電磁誘導ユニット24の電力信号の強度(例えば電力信号の電圧強度)が所定強度より大きいかどうかを検出する。検出回路26により検出された電力信号の強度が所定強度より小さい場合、給電装置12の第一電磁誘導ユニット20と充電装置14の第二電磁誘導ユニット24との間の距離が遠いので、第二電磁誘導ユニット24は第一電磁誘導ユニット20の誘導信号を有効に感応できない。この場合、充電装置14のコントローラ30は、電力信号を電力管理モジュール28に伝送しないように第二電磁誘導ユニット24を制御する。それと同時に、充電装置14のコントローラ30は検出回路26により検出された電力信号の強度変化及び誘導信号の強度変化と、第二電磁誘導ユニット24の位置変化との相対関係を表す変化曲線の傾きに基づき、給電装置12に近づいて第一電磁誘導ユニット20による誘導信号の有効信号強度範囲に入るように充電装置14の位置を移動するように移動機構34を制御する。注意すべきは、第一電磁誘導ユニット20による誘導信号は磁気誘導信号であるので、第二電磁誘導ユニット24はそれに対応する磁気誘導信号を生成する。したがって、充電装置14が給電装置12に近寄るとき、第一電磁誘導ユニット20と第二電磁誘導ユニット24の間には補助磁気吸引力が発生し、移動機構34はこの補助磁気吸引力を利用して充電装置14を給電装置12へ移動させ、よりよい電力伝送効率を実現することができる。
Thereafter, the
充電装置14が給電装置12の有効感応範囲に入り、かつ検出回路26により第二電磁誘導ユニット24の電力信号の強度が所定強度より大きいと検出された場合、第二電磁誘導ユニット24が第一電磁誘導ユニット20による誘導信号の有効信号強度範囲に入っていることが判明し、充電装置14のコントローラ30は、電力信号を電力管理モジュール28に伝送するように第二電磁誘導ユニット24を制御する。しかし、よりよい電力信号を取得するために、コントローラ30が電力信号を電力管理モジュール28に伝送する前に、充電装置14の信号処理回路32は第二電磁誘導ユニット24による電力信号に対して整流・フィルタリングなどの信号処理を実行してから、信号処理がなされた電力信号を電力管理モジュール28に伝送して充電する。信号処理回路32はオプションとして選べる装置である。言い換えれば、充電装置14は信号処理回路32の処理プロセスを経ずに、コントローラ30の制御を受けて電力信号を電力管理モジュール28に伝送することができる。充電が完了した後、充電装置14のコントローラ30は電力信号を電力管理モジュール28に伝送しないように第二電磁誘導ユニット24を制御するので、第一電磁誘導ユニット20と第二電磁誘導ユニット24の間の補助磁気吸引力が弱くなり、充電装置14の移動機構34は充電装置14を給電装置12から離れる方向へ移動させる。
まとめて言えば、第一電磁誘導ユニット20の2つの接触端205と第二電磁誘導ユニット24の2つの接触端245はそれぞれ2つの磁極をなしている。磁極を導電接点として利用する誘導型充電システム10は漏電や短絡による事故を回避するほか、防水の効果もある。また、本考案の好ましい実施例によれば、第一電磁誘導ユニット20の2つの接触端205と第二電磁誘導ユニット24の2つの接触端245は互いに接触するので、誘導型充電システム10の充電効率を最適化することができる。もっとも、第一電磁誘導ユニット20の2つの接触端205と第二電磁誘導ユニット24の2つの接触端245が完全には接触していない場合、第二電磁誘導ユニット24が第一電磁誘導ユニット20による誘導信号の有効信号強度範囲内にあれば、第二電磁誘導ユニット24は第一電磁誘導ユニット20による誘導信号を感応し、感応した誘導信号を電力信号に変換して電力管理モジュール28を充電することができる。したがって、磁極を誘導信号の伝送接点として利用する誘導型充電システム10は、充電装置14の両磁極を給電装置12の両磁極にぴったり重なるように位置決めしなくとも、充電装置14の両磁極が給電装置12の両磁極の給電許容範囲に入るのみで充電することができるので、誘導型充電システム10の便利性を大幅に向上させることができる。
When the charging
In summary, the two contact ends 205 of the first
従来の技術に比べて、本考案による誘導型充電システムは磁極を誘導信号の伝送接点とするので、誘導型充電システムの給電装置と充電装置は導電物質の付着(例えば水をかける)により漏電・短絡しない。また、充電装置は検出回路で磁気誘導信号の強度変化を検出することで、充電装置を給電装置の給電許容範囲内に位置決めするように移動機構に協力する。誘導型充電システムの誘導信号は電力信号を運ぶほか、その強度変化も充電装置の位置決めに役立つので、無線位置決め識別素子を別途に設けなくてもよい。したがって、製作コストと、充電装置の内部素子に要する空間は大幅に削減できる。そのため、本考案による誘導型充電システムは実際の電力ケーブルで接続しなくても電力伝送効率をよくし、接触型充電と非接触型充電の長所を兼ね備えながら両方の欠点を同時に解決できる。 Compared to the conventional technology, the inductive charging system according to the present invention uses the magnetic pole as a transmission contact for the inductive signal. Do not short circuit. Further, the charging device cooperates with the moving mechanism so as to position the charging device within the allowable power supply range of the power supply device by detecting the intensity change of the magnetic induction signal by the detection circuit. The induction signal of the inductive charging system carries a power signal, and its intensity change is also useful for positioning the charging device, so that it is not necessary to provide a wireless positioning identification element separately. Therefore, the manufacturing cost and the space required for the internal elements of the charging device can be greatly reduced. Therefore, the inductive charging system according to the present invention improves power transmission efficiency without connecting with an actual power cable, and can solve both drawbacks at the same time while combining the advantages of contact-type charging and non-contact-type charging.
以上は本考案に好ましい実施例であって、本考案の実施の範囲を限定するものではない。よって、当業者のなし得る修正、もしくは変更であって、本考案の精神の下においてなされ、本考案に対して均等の効果を有するものは、いずれも本考案の実用新案登録請求の範囲に属するものとする。 The above is a preferred embodiment of the present invention, and does not limit the scope of implementation of the present invention. Accordingly, any modifications or changes that can be made by those skilled in the art, which are made within the spirit of the present invention and have an equivalent effect on the present invention, belong to the scope of the utility model registration claim of the present invention. Shall.
10 誘導型充電システム
12 給電装置
14 充電装置
16 接続インターフェイス
18 電源
20 第一電磁誘導ユニット
22 駆動回路
24 第二電磁誘導ユニット
26 検出回路
28 電源管理モジュール
30 コントローラ
32 信号処理回路
34 移動機構
201 第一鉄心
203 第一誘導コイル
205 接触端
241 第二鉄心
243 第二誘導コイル
245 接触端
V1 第一電圧レベル
V2 第二電圧レベル
DESCRIPTION OF
Claims (10)
第一電圧レベルを有する電源に電気的に接続され、当該電源から当該第一電圧レベルを有する電力を受ける接続インターフェイスと、
誘導信号を発信する第一電磁誘導ユニットと、
前記接続インターフェイスと前記第一電磁誘導ユニットに電気的に接続され、前記接続インターフェイスからの電力で、前記誘導信号を発信するように前記第一電磁誘導ユニットを駆動する駆動回路とを含む給電装置と、
前記第一電磁誘導ユニットによる前記誘導信号を感応し、感応した前記誘導信号を電力信号に変換する第二電磁誘導ユニットと、
前記第二電磁誘導ユニットに電気的に接続され、前記第二電磁誘導ユニットの前記電力信号の強度を検出する検出回路と、
前記第二電磁誘導ユニットから伝送された前記電力信号を保存する電力管理モジュールと、
前記第二電磁誘導ユニットと、前記検出回路と、前記電力管理モジュールに電気的に接続され、前記検出回路の検出結果により、前記電力信号を前記電力管理モジュールに伝送するよう、または伝送しないように前記第二電磁誘導ユニットを制御するコントローラとを含む充電装置とを含む、誘導型充電システム。 An inductive charging system that automatically activates a charging process according to the intensity of a power signal converted from an inductive signal,
A connection interface electrically connected to a power source having a first voltage level and receiving power having the first voltage level from the power source;
A first electromagnetic induction unit for transmitting an induction signal;
A power feeding device including a drive circuit that is electrically connected to the connection interface and the first electromagnetic induction unit, and that drives the first electromagnetic induction unit to transmit the induction signal with electric power from the connection interface; ,
A second electromagnetic induction unit that senses the induction signal from the first electromagnetic induction unit and converts the sensitive induction signal into a power signal;
A detection circuit that is electrically connected to the second electromagnetic induction unit and detects the intensity of the power signal of the second electromagnetic induction unit;
A power management module for storing the power signal transmitted from the second electromagnetic induction unit;
The second electromagnetic induction unit, the detection circuit, and the power management module are electrically connected, and the power signal is transmitted or not transmitted to the power management module according to a detection result of the detection circuit. An inductive charging system including a charging device including a controller that controls the second electromagnetic induction unit.
前記コントローラに電気的に接続される移動機構を含み、前記コントローラは前記検出回路の検出結果により、前記充電装置の位置を移動するように前記移動機構を制御し、前記給電装置の前記第一電磁誘導ユニットと前記充電装置の前記第二電磁誘導ユニットの相対距離を調整する、請求項1に記載の誘導型充電システム。 The charging device further includes
A moving mechanism electrically connected to the controller; the controller controls the moving mechanism to move the position of the charging device according to a detection result of the detection circuit; The inductive charging system according to claim 1, wherein a relative distance between the induction unit and the second electromagnetic induction unit of the charging device is adjusted.
前記第二電磁誘導ユニットと前記電力管理モジュールに電気的に接続され、前記第二電磁誘導ユニットの前記電力信号を整流し、整流した前記電力信号を前記電力管理モジュールに伝送する信号処理回路を含む、請求項1に記載の誘導型充電システム。 The charging device further includes
A signal processing circuit electrically connected to the second electromagnetic induction unit and the power management module, rectifying the power signal of the second electromagnetic induction unit, and transmitting the rectified power signal to the power management module; The inductive charging system according to claim 1.
前記第二電磁誘導ユニットと前記電力管理モジュールに電気的に接続され、前記第二電磁誘導ユニットの前記電力信号をフィルターし、フィルターした前記電力信号を前記電力管理モジュールに伝送する信号処理回路を含む、請求項1に記載の誘導型充電システム。 The charging device further includes
A signal processing circuit that is electrically connected to the second electromagnetic induction unit and the power management module, filters the power signal of the second electromagnetic induction unit, and transmits the filtered power signal to the power management module; The inductive charging system according to claim 1.
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