JP3194181U - Wireless power transmission device - Google Patents
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Abstract
【課題】金属外部オブジェクトを正確に検知し、相応の電力信号を供給する無線電力伝送装置を提供する。【解決手段】プライマリコイル１１０、第１バランスコイル１２０、第２バランスコイル１３０、制御回路１４０および電力供給回路１５０を含む。プライマリコイル１１０は電力信号を伝送する。第１バランスコイル１２０は、第１検知信号を生成するために、金属外部オブジェクト１８０の存在を検知する。第２バランスコイル１３０は、第２検知信号を生成するために、第１バランスコイル１２０のブラインド領域１３２に位置する金属外部オブジェクト１８０の存在を検知する。制御回路は、第１バランスコイル１２０および第２バランスコイル１３０に接続され、制御信号を生成するために、第１検知信号および／または第２検知信号を受信する。電力供給回路１５０は、制御回路１４０およびプライマリコイル１１０に接続され、電力信号を生成するために、制御信号により制御される。【選択図】図１A wireless power transmission apparatus for accurately detecting a metal external object and supplying a corresponding power signal is provided. A primary coil 110, a first balance coil 120, a second balance coil 130, a control circuit 140, and a power supply circuit 150 are included. Primary coil 110 transmits a power signal. The first balance coil 120 detects the presence of the metal external object 180 in order to generate the first detection signal. The second balance coil 130 detects the presence of the metal external object 180 located in the blind region 132 of the first balance coil 120 in order to generate a second detection signal. The control circuit is connected to the first balance coil 120 and the second balance coil 130 and receives the first detection signal and / or the second detection signal to generate a control signal. The power supply circuit 150 is connected to the control circuit 140 and the primary coil 110, and is controlled by a control signal to generate a power signal. [Selection] Figure 1
Description
本考案は、一般に、無線電力伝送技術、特に、相応の電力信号を供給するために金属外部オブジェクトを正確に検知する無線電力伝送装置に関する。 The present invention relates generally to wireless power transfer technology, and more particularly, to a wireless power transfer device that accurately detects metal external objects to provide a corresponding power signal.
近年、バッテリーにより駆動される装置の多くが、無線で誘電結合された充電装置により充電される。これらの充電装置は、バッテリー充電機能および電力供給装置の機能を発揮する。充電装置は、電磁誘導の原理により充電される装置のセカンダリコイルに結合されるプライマリコイルを有する。電力の伝送は、プライマリコイルおよびセカンダリコイル間において、無線により行われる。 In recent years, many battery-powered devices are charged by wirelessly inductively coupled charging devices. These charging devices exhibit a battery charging function and a power supply device function. The charging device has a primary coil coupled to a secondary coil of the device that is charged on the principle of electromagnetic induction. Transmission of electric power is performed wirelessly between the primary coil and the secondary coil.
誘電結合された無線電力伝送システムにおいて外部オブジェクトを検知するための方法としては、種々の方法がある。これらの方法には、プライマリコイルにおける電流の周波数の変化により外部オブジェクトを検知するもの、プライマリコイルにおける電流および電圧の不均衡な変化を検知するもの、プライマリコイルからの出力電力の計測に基づくもの等が含まれる。従来知られている外部オブジェクト検知方法は、構成が簡単ではなく、実現が困難である。そのため、構成が簡単で、実現が容易な無線充電システムが望まれている。 There are various methods for detecting an external object in an inductively coupled wireless power transmission system. These methods include detecting external objects based on changes in the frequency of current in the primary coil, detecting unbalanced changes in current and voltage in the primary coil, and measuring output power from the primary coil. Is included. Conventionally known external object detection methods are not simple in configuration and difficult to implement. Therefore, a wireless charging system that is simple in configuration and easy to implement is desired.
本考案は、利用における利便性を向上させて実現を促進するために、金属外部オブジェクトを正確に検知し、相応の電力信号を供給する無線電力伝送装置を提供する。 The present invention provides a wireless power transmission apparatus that accurately detects a metal external object and supplies a corresponding power signal in order to improve convenience in use and promote realization.
本考案は、プライマリコイル、第１バランスコイル、第２バランスコイル、制御回路および電力供給回路を有する無線電力伝送装置を提供する。プライマリコイルは、電力信号を伝送する。第１バランスコイルは、第１検知信号を生成するために、金属外部オブジェクトの存在を検知する。第２バランスコイルは、第２検知信号を生成するために、第１バランスコイルのブラインド領域に位置する金属外部オブジェクトの存在を検知する。制御回路は、第１バランスコイルおよび／または第２バランスコイルに結合され、制御信号を生成するために、第１検知信号および第２検知信号を受信する。制御回路は、プライマリコイルの周囲に外部オブジェクトがない場合は何も検知しないように検知信号を調整するバランス回路を有する。電力供給回路は、制御回路およびプライマリコイルに結合され、電力信号を生成するために、制御信号を受信する。 The present invention provides a wireless power transmission device having a primary coil, a first balance coil, a second balance coil, a control circuit, and a power supply circuit. The primary coil transmits a power signal. The first balance coil detects the presence of a metal external object in order to generate a first detection signal. The second balance coil detects the presence of a metal external object located in the blind area of the first balance coil in order to generate a second detection signal. The control circuit is coupled to the first balance coil and / or the second balance coil and receives the first detection signal and the second detection signal to generate a control signal. The control circuit includes a balance circuit that adjusts the detection signal so that nothing is detected when there is no external object around the primary coil. The power supply circuit is coupled to the control circuit and the primary coil and receives the control signal to generate a power signal.
本考案は、さらに、プライマリコイル、複数のバランスコイル、制御回路および電力供給回路を有する無線電力伝送装置を提供する。プライマリコイルは、電力信号を伝送する。バランスコイルはそれぞれ、検知信号を生成するために、金属外部オブジェクトの存在を検知する。制御回路は、バランスコイルに結合され、制御信号を生成するために、検知信号を受信する。制御回路は、プライマリコイルの周囲に外部オブジェクトがない場合は何も検知しないように検知信号を調整するバランス回路を有する。電力供給回路は、制御回路およびプライマリコイルに結合され、電力信号を生成するために、制御信号を受信する。 The present invention further provides a wireless power transmission device having a primary coil, a plurality of balance coils, a control circuit, and a power supply circuit. The primary coil transmits a power signal. Each balance coil detects the presence of a metal external object in order to generate a detection signal. The control circuit is coupled to the balance coil and receives the detection signal to generate a control signal. The control circuit includes a balance circuit that adjusts the detection signal so that nothing is detected when there is no external object around the primary coil. The power supply circuit is coupled to the control circuit and the primary coil and receives the control signal to generate a power signal.
本考案の無線電力伝送装置によれば、第１バランスコイルにより金属外部オブジェクトの存在が検知され、および／または、第２バランスコイルにより第１バランスコイルのブラインド領域に位置する金属外部オブジェクトが検知され、第１バランスコイルおよび／または第２バランスコイルにより金属外部オブジェクトの存在が検知される。そして、制御回路は、上記の検知結果に従い、伝送するプライマリコイルに電力信号を供給するように電力供給回路を制御する。あるいは、金属外部オブジェクトの存在は、無線電力伝送装置に設けられた複数のバランスコイルにより検知され、制御回路は、上記の検知結果に従い、伝送するプライマリコイルに電力信号を供給するように電力供給回路を制御する。したがって、無線電力伝送装置は、利用における利便性を向上させ、構成が簡単で実現が容易となるように、金属外部オブジェクトを正確に検知し、相応の電力信号を供給する。 According to the wireless power transmission device of the present invention, the presence of the metal external object is detected by the first balance coil, and / or the metal external object located in the blind region of the first balance coil is detected by the second balance coil. The presence of the metal external object is detected by the first balance coil and / or the second balance coil. And a control circuit controls a power supply circuit so that a power signal may be supplied to the primary coil to transmit according to said detection result. Alternatively, the presence of the metal external object is detected by a plurality of balance coils provided in the wireless power transmission device, and the control circuit supplies a power signal to the primary coil for transmission in accordance with the detection result. To control. Therefore, the wireless power transmission apparatus accurately detects a metal external object and supplies a corresponding power signal so that convenience in use is improved, and the configuration is simple and easy to implement.
本考案の他の目的、利点および新規な特徴は、付随する図面と合わせて記載される以下の詳細な説明からより明らかになるであろう。
下記の詳細な説明は、本技術の様々な構成を示すことを意図したものであり、本技術が実現される唯一の構成を示すことを意図したものではない。添付された図面は、ここに組み込まれ、詳細な説明の一部を構成する。詳細な説明は、本技術の十分な理解を提供することを目的として具体的な細部を含む。しかし、本技術がこれらの具体的な細部なしで実現できることは当業者にとって明らかであろう。本技術の思想が不明瞭となることを避けるために、いくつかの例において、周知の構造や構成はブロック図形式で示されている。理解が容易となるように、同様の構成要素には、同一の要素番号を付している。 The following detailed description is intended to illustrate various configurations of the present technology and is not intended to represent the only configurations in which the present technology may be implemented. The accompanying drawings are incorporated herein and constitute a part of the detailed description. The detailed description includes specific details for the purpose of providing a thorough understanding of the present technology. However, it will be apparent to those skilled in the art that the present technology may be practiced without these specific details. In some instances, well-known structures and configurations are shown in block diagram form in order to avoid obscuring the concepts of the present technology. To facilitate understanding, the same component numbers are assigned to similar components.
特定の構成を参照するために、特定の用語が、詳細な説明および実用新案登録請求の範囲を通して使用されている。当業者であれば理解できるように、製造業者はその構成を異なる名称により参照することがある。本明細書は、異なる構成を名称ではなく機能により識別することを意図している。詳細な説明および実用新案登録請求の範囲において、「含む」および「有する」という用語は、オープンエンド形式において用いられ、間接的または電気的に直接接続していることを意味すると理解されるべきである。したがって、ある装置が他の装置に電気的に接続されているという場合、その接続は、電気的に直接接続しているか、あるいは、他の装置および接続を介して間接的に接続していてもよい。以下の記載は本考案を実施する最善のモードの一つを示す。この記載は、本考案の一般的な原理を示す目的でなされたものであり、限定的な意味を持つものではない。本考案の範囲は、添付された実用新案登録請求の範囲を参照することにより決定される。 To refer to specific configurations, specific terminology is used throughout the detailed description and utility model registration claims. As will be appreciated by those skilled in the art, manufacturers may refer to their configurations by different names. This document intends to identify different configurations by function rather than name. In the detailed description and claims for utility model registration, the terms "include" and "have" are used in an open-ended form and should be understood to mean indirectly or electrically connected directly. is there. Thus, when a device is electrically connected to another device, the connection may be electrically connected directly or indirectly through another device and connection. Good. The following description shows one of the best modes for carrying out the present invention. This description is made for the purpose of illustrating the general principles of the present invention and is not meant to be limiting. The scope of the present invention is determined by referring to the appended claims for utility model registration.
さらに、「含む」という用語やその変形は、非排他的に包含する意味を有することを意図されている。したがって、一群の要素を含む処理、方法、物または装置は、特に明言されなくても、これらの要素だけではなく、特に明示されない他の要素、あるいは処理、方法、物または装置に内在する要素も含みうる。他に限定がなされなければ、「〜を含む」という記載によって限定される要素は、その要素を含む処理、方法、物または装置に存在する他の同様の要素を排除するものではない。 Furthermore, the term “comprising” and variations thereof are intended to have a non-exclusive meaning. Thus, a process, method, article or device comprising a group of elements is not limited to these elements, but also other elements which are not expressly specified, or elements inherent in a process, method, article or device, unless expressly stated otherwise. May be included. Unless otherwise limited, an element defined by the phrase “comprising” does not exclude other similar elements present in the process, method, article or apparatus containing that element.
図１は、本考案の実施形態に係る無線電力伝送装置の概略構成を示す図である。無線電力伝送装置１００は、プライマリコイル１１０、第１バランスコイル１２０、第２バランスコイル１３０、制御回路１４０および電力供給回路１５０を含む。プライマリコイル１１０は、電力信号を伝送する。すなわち、無線電力伝送装置１００は、外部オブジェクトに対して電力信号を伝送しうる。外部オブジェクトは、無線による電力を受け、電磁場および外部オブジェクトは、うず電流を発生しうる。うず電流は、電磁場を生成する。生成された電磁場は、バランスコイル上に電流を供給する。 FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a wireless power transmission device according to an embodiment of the present invention. The wireless power transmission device 100 includes a primary coil 110, a first balance coil 120, a second balance coil 130, a control circuit 140, and a power supply circuit 150. Primary coil 110 transmits a power signal. That is, the wireless power transmission device 100 can transmit a power signal to an external object. External objects receive wireless power, and electromagnetic fields and external objects can generate eddy currents. The eddy current generates an electromagnetic field. The generated electromagnetic field supplies current on the balance coil.
第１バランスコイル１２０は、第１検知信号を生成するために、金属外部オブジェクト１８０の存在を検知する。第１検知信号は、金属外部オブジェクト１８０の存在を示す。本実施形態において、金属外部オブジェクト１８０は、たとえば、プライマリコイル１１０によって伝送される電力信号を受信するために、プライマリコイル１１０に誘電結合されるセカンダリコイルを備えている。金属外部オブジェクト１８０は、たとえば、携帯電話、タブレットコンピューター、あるいはＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）等の電子装置である。 The first balance coil 120 detects the presence of the metal external object 180 in order to generate the first detection signal. The first detection signal indicates the presence of the metal external object 180. In the present embodiment, the metal external object 180 includes a secondary coil that is inductively coupled to the primary coil 110 in order to receive a power signal transmitted by the primary coil 110, for example. The metal external object 180 is an electronic device such as a mobile phone, a tablet computer, or a PDA (Personal Digital Assistant).
また、第１バランスコイル１２０は、たとえば、８の字型（８−ｆｉｇｕｒｅ）のコイルである。図１の第１バランスコイル１２０は、８の字型のコイルを示すために二つの円型を示したものである。実際には、８の字型に成形された第１バランスコイル１２０は導電性を有する金属線から形成される。導電性を有する金属線は、たとえば、エナメルのワイヤである。エナメルのワイヤは巻線を形成するために用いられ、巻線を捻ることにより８の字型が形成される。第１バランスコイル１２０は、誘電結合の方法を使用する金属外部オブジェクト１８０が存在するか否かを検知する。たとえば、第１バランスコイル１２０は、金属外部オブジェクト１８０が無線電力伝送装置１００に接近しているか否かを検知する。 Further, the first balance coil 120 is, for example, an 8-shaped coil. The first balance coil 120 shown in FIG. 1 has two circular shapes to show an 8-shaped coil. Actually, the first balance coil 120 formed into an 8-shape is formed of a conductive metal wire. The metal wire having conductivity is, for example, an enameled wire. The enameled wire is used to form the winding, and the figure is formed by twisting the winding. The first balance coil 120 detects whether there is a metal external object 180 that uses a method of dielectric coupling. For example, the first balance coil 120 detects whether or not the metal external object 180 is approaching the wireless power transmission device 100.
たとえば、金属外部オブジェクト１８０が第１バランスコイル１２０に接近する場合、金属外部オブジェクト１８０はセカンダリコイル（不図示）を備えているため、第１バランスコイル１２０と金属外部オブジェクト１８０のセカンダリコイルとの間で、誘電結合の影響が発生する。そして、第１バランスコイル１２０は、金属外部オブジェクト１８０の存在を示す第１検知信号を生成する。 For example, when the metal external object 180 approaches the first balance coil 120, the metal external object 180 includes a secondary coil (not shown), and therefore, between the first balance coil 120 and the secondary coil of the metal external object 180. Thus, the influence of dielectric coupling occurs. Then, the first balance coil 120 generates a first detection signal indicating the presence of the metal external object 180.
第２バランスコイル１３０は、第２検知信号を生成するために、第１バランスコイル１２０のブラインド領域１３２に位置する金属外部オブジェクト１８０の存在を検知する。第２検知信号は、第１バランスコイル１２０のブラインド領域１３２に位置する金属外部オブジェクト１８０の存在を示す。ブラインド領域１３２は、金属外部オブジェクト１８０を検知するための第１バランスコイル１２０における信号の弱い領域として定義される。すなわち、金属外部オブジェクト１８０が、第１バランスコイル１２０においてブラインド領域１３２に接近するとき、この領域の信号が弱いため、第１バランスコイル１２０は金属外部オブジェクト１８０の存在を検知しない。さらに、金属外部オブジェクト１８０の存在の検知の正確性を向上させるため、第２バランスコイル１３０は、たとえば、第１バランスコイル１２０のブラインド領域１３２に配置される。 The second balance coil 130 detects the presence of the metal external object 180 located in the blind region 132 of the first balance coil 120 in order to generate a second detection signal. The second detection signal indicates the presence of the metal external object 180 located in the blind region 132 of the first balance coil 120. The blind region 132 is defined as a weak signal region in the first balance coil 120 for detecting the metal external object 180. That is, when the metal external object 180 approaches the blind region 132 in the first balance coil 120, the first balance coil 120 does not detect the presence of the metal external object 180 because the signal in this region is weak. Furthermore, in order to improve the accuracy of detection of the presence of the metal external object 180, the second balance coil 130 is disposed in the blind region 132 of the first balance coil 120, for example.
本実施形態において、第２バランスコイル１３０は、たとえば、８の字型のコイルである。同様に、図１の第２バランスコイル１３０は、８の字型のコイルを示すために二つの円型を示したものである。実際には、８の字型に成形された第２バランスコイル１３０は、導電性を有する金属線から形成される。導電性を有する金属線は、たとえば、エナメルのワイヤである。第２バランスコイル１３０は、誘電結合の方法を使用する金属外部オブジェクト１８０が存在するか否かを検知する。たとえば、第２バランスコイル１３０は、金属外部オブジェクト１８０が無線電力伝送装置１００に接近しているか否かを検知する。 In the present embodiment, the second balance coil 130 is, for example, an 8-shaped coil. Similarly, the second balance coil 130 of FIG. 1 shows two circular shapes to show an 8-shaped coil. Actually, the second balance coil 130 formed into an 8-shape is formed of a conductive metal wire. The metal wire having conductivity is, for example, an enameled wire. The second balance coil 130 detects whether there is a metal external object 180 that uses a method of dielectric coupling. For example, the second balance coil 130 detects whether or not the metal external object 180 is approaching the wireless power transmission device 100.
たとえば、金属外部オブジェクト１８０が第２バランスコイル１３０（すなわち、第１バランスコイル１２０のブラインド領域１３２）に接近する場合、金属外部オブジェクト１８０はセカンダリコイル（不図示）を備えているため、第２バランスコイル１３０と金属外部オブジェクト１８０のセカンダリコイルとの間で、誘電結合の影響が発生する。そして、第２バランスコイル１３０は、ブラインド領域における金属外部オブジェクト１８０の存在を示す第２検知信号を生成する。 For example, when the metal external object 180 approaches the second balance coil 130 (that is, the blind region 132 of the first balance coil 120), the metal external object 180 includes the secondary coil (not shown), and thus the second balance. An influence of dielectric coupling occurs between the coil 130 and the secondary coil of the metal external object 180. Then, the second balance coil 130 generates a second detection signal indicating the presence of the metal external object 180 in the blind area.
制御回路１４０は、第１バランスコイル１２０および第２バランスコイル１３０に接続されている。外部オブジェクトの検知は、プライマリコイル１１０が生成する磁束において用いられる。うず電流により外部オブジェクトが磁束を発生し、磁束により制御信号が生成される。制御回路１４０は、制御信号を生成するために、第１検知信号および／または第２検知信号を受信する。さらに、制御回路１４０は、第１検知信号および／または第２検知信号を受信することにより、金属外部オブジェクト１８０が存在するか否かを判断する。 The control circuit 140 is connected to the first balance coil 120 and the second balance coil 130. The detection of the external object is used in the magnetic flux generated by the primary coil 110. An external object generates a magnetic flux by the eddy current, and a control signal is generated by the magnetic flux. The control circuit 140 receives the first detection signal and / or the second detection signal to generate a control signal. Further, the control circuit 140 receives the first detection signal and / or the second detection signal to determine whether or not the metal external object 180 exists.
たとえば、第１検知信号が高い電圧レベルであるとき、制御回路１４０は、金属外部オブジェクト１８０が存在すると判断し、制御回路１４０は、たとえば、高い電圧レベルの制御信号を生成する。第１検知信号が低い電圧レベルであるとき、制御回路１４０は、金属外部オブジェクト１８０が存在しないと判断し、制御回路１４０は、たとえば、低い電圧レベルの制御信号を生成する。電圧を低くするために、装置を稼働させる前に、「ゼロバランス」の調整がなされる。 For example, when the first detection signal is at a high voltage level, the control circuit 140 determines that the metal external object 180 is present, and the control circuit 140 generates, for example, a high voltage level control signal. When the first detection signal is at a low voltage level, the control circuit 140 determines that the metal external object 180 does not exist, and the control circuit 140 generates a control signal at a low voltage level, for example. In order to lower the voltage, a “zero balance” adjustment is made prior to operating the device.
また、第２検知信号が高い電圧レベルであるとき、制御回路１４０は、金属外部オブジェクト１８０が存在すると判断し、制御回路１４０は、たとえば、高い電圧レベルの制御信号を生成する。第２検知信号が低い電圧レベルであるとき、制御回路１４０は、金属外部オブジェクト１８０が存在しないと判断し、制御回路１４０は、たとえば、低い電圧レベルの制御信号を生成する。 When the second detection signal is at a high voltage level, the control circuit 140 determines that the metal external object 180 exists, and the control circuit 140 generates a control signal at a high voltage level, for example. When the second detection signal is at a low voltage level, the control circuit 140 determines that the metal external object 180 is not present, and the control circuit 140 generates a control signal at a low voltage level, for example.
さらに、第１検知信号および第２検知信号が同時に高い電圧レベルであるときも、制御回路１４０は、金属外部オブジェクト１８０が存在すると判断し、制御回路１４０は、たとえば、高い電圧レベルの制御信号を生成する。 Furthermore, also when the first detection signal and the second detection signal are simultaneously at a high voltage level, the control circuit 140 determines that the metal external object 180 exists, and the control circuit 140, for example, outputs a control signal at a high voltage level. Generate.
上述のように、第１検知信号および第２検知信号のうちの少なくとも一方が高い電圧レベルであるとき、制御回路１４０は、金属外部オブジェクト１８０が存在すると判断し、制御回路１４０は、たとえば、高い電圧レベルの制御信号を生成する。 As described above, when at least one of the first detection signal and the second detection signal is at a high voltage level, the control circuit 140 determines that the metal external object 180 exists, and the control circuit 140 is, for example, high. A voltage level control signal is generated.
電力供給回路１５０は、制御回路１４０およびプライマリコイル１１０に接続されている。電力供給回路１５０は、電力信号を生成するために、制御信号を受信する。さらに、電力供給回路１５０は、制御信号に従い、プライマリコイル１１０に対して電力信号を生成するか否かを判断する。 The power supply circuit 150 is connected to the control circuit 140 and the primary coil 110. The power supply circuit 150 receives a control signal to generate a power signal. Furthermore, the power supply circuit 150 determines whether to generate a power signal for the primary coil 110 according to the control signal.
たとえば、制御信号が高い電圧レベルであるとき、電力供給回路１５０は、プライマリコイル１１０が充電のために金属外部オブジェクト１８０に対して電力信号を伝送するように、プライマリコイル１１０に対して電力信号を生成する。これにより、プライマリコイル１１０および金属外部オブジェクト１８０のセカンダリコイルの間において、無線による電力信号が生成される。具体的には、プライマリコイル１１０および金属外部オブジェクト１８０のセカンダリコイルの間誘電結合の影響により、金属外部オブジェクト１８０を充電するための電力が生成され、あるいは伝送される。電力供給回路１５０から電力信号が供給されると、プライマリコイル１１０において磁場が生成される。本明細書において、このようなコイル間の相互作用はプライマリコイルおよびセカンダリコイル間の電力信号の伝送として定義される。制御信号が低い電圧レベルであるとき、制御信号は、制御回路１４０において増幅されてもよい。したがって、本実施形態の無線電力伝送装置１００は、使用における利便性を向上させ、金属外部オブジェクトの存在を検知する構成を簡単にして実現を促進するために、金属外部オブジェクト１８０を正確に検知し、相応の電力信号を供給できる。 For example, when the control signal is at a high voltage level, the power supply circuit 150 sends a power signal to the primary coil 110 such that the primary coil 110 transmits a power signal to the metal external object 180 for charging. Generate. As a result, a wireless power signal is generated between the primary coil 110 and the secondary coil of the metal external object 180. Specifically, electric power for charging the metal external object 180 is generated or transmitted under the influence of dielectric coupling between the primary coil 110 and the secondary coil of the metal external object 180. When a power signal is supplied from the power supply circuit 150, a magnetic field is generated in the primary coil 110. In this specification, such interaction between coils is defined as transmission of a power signal between a primary coil and a secondary coil. When the control signal is at a low voltage level, the control signal may be amplified in the control circuit 140. Therefore, the wireless power transmission apparatus 100 according to the present embodiment accurately detects the metal external object 180 in order to improve convenience in use and simplify the configuration for detecting the presence of the metal external object, thereby facilitating the realization. A corresponding power signal can be supplied.
図２は、本考案の他の実施形態に係る無線電力伝送装置の概略構成を示す図である。無線電力伝送装置は、プライマリコイル２１０、複数のバランスコイル２２０＿１、２２０＿２、２２０＿３、２２０＿４、制御回路２３０および電力供給回路２４０を有する。 FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic configuration of a wireless power transmission device according to another embodiment of the present invention. The wireless power transmission device includes a primary coil 210, a plurality of balance coils 220_1, 220_2, 220_3, 220_4, a control circuit 230, and a power supply circuit 240.
プライマリコイル２１０は、上述のように、電力信号を伝送する。すなわち、無線電力伝送装置２００は無線方式を用いてプライマリコイル２１０により電力信号を伝送する。 Primary coil 210 transmits a power signal as described above. That is, the wireless power transmission device 200 transmits a power signal by the primary coil 210 using a wireless method.
バランスコイル２２０＿１、２２０＿２、２２０＿３、２２０＿４は、複数の検知信号を生成するために、金属外部オブジェクト２８０の存在を検知する。また、バランスコイル２２０＿１、２２０＿２、２２０＿３、２２０＿４のそれぞれは、たとえば、８の字型のコイルである。さらに、バランスコイル２２０＿１、２２０＿２、２２０＿３、２２０＿４は、プライマリコイル２１０の領域において、並んで配列される。バランスコイル２２０＿１、２２０＿２、２２０＿３、２２０＿４は、誘電結合の方式において、金属外部オブジェクト２８０の存在を検知し、たとえば、金属外部オブジェクト２８０が無線電力伝送装置２００に接近したか否かを検知する。 The balance coils 220_1, 220_2, 220_3, and 220_4 detect the presence of the metal external object 280 in order to generate a plurality of detection signals. Each of the balance coils 220_1, 220_2, 220_3, and 220_4 is, for example, an 8-shaped coil. Furthermore, the balance coils 220_1, 220_2, 220_3, and 220_4 are arranged side by side in the region of the primary coil 210. The balance coils 220_1, 220_2, 220_3, and 220_4 detect the presence of the metal external object 280 in the dielectric coupling method, for example, detect whether or not the metal external object 280 has approached the wireless power transmission apparatus 200.
たとえば、金属外部オブジェクト２８０がバランスコイル２２０＿１、２２０＿２、２２０＿３、２２０＿４に接近するとき、バランスコイル２２０＿１、２２０＿２、２２０＿３、２２０＿４および金属外部オブジェクト２８０の間において、誘電結合の影響が発生し、バランスコイル２２０＿１、２２０＿２、２２０＿３、２２０＿４は、たとえば、高い電圧レベルの検知信号を生成する。一方、金属外部オブジェクト２８０がバランスコイル２２０＿１、２２０＿２、２２０＿３、２２０＿４に接近しないとき、バランスコイル２２０＿１、２２０＿２、２２０＿３、２２０＿４および金属外部オブジェクト２８０の間において、誘電結合の影響が発生せず、バランスコイル２２０＿１、２２０＿２、２２０＿３、２２０＿４は、たとえば、低い電圧レベルの検知信号を生成する。 For example, when the metal external object 280 approaches the balance coil 220_1, 220_2, 220_3, 220_4, an influence of dielectric coupling occurs between the balance coil 220_1, 220_2, 220_3, 220_4 and the metal external object 280, and the balance coil 220_1. , 220_2, 220_3, and 220_4, for example, generate high voltage level detection signals. On the other hand, when the metal external object 280 does not approach the balance coils 220_1, 220_2, 220_3, and 220_4, no influence of dielectric coupling occurs between the balance coils 220_1, 220_2, 220_3, and 220_4 and the metal external object 280. 220_1, 220_2, 220_3, and 220_4 generate, for example, a low voltage level detection signal.
また、バランスコイルの数は、たとえば、４個である。バランスコイルの数および配置は、２個や３個や４個以上等、実際の条件に従って調整されてもよい。これらのコイルは、プライマリコイル２１０の領域において、互いに近接して配置されても、互いに交差して配置されてもよい。 Further, the number of balance coils is, for example, four. The number and arrangement of the balance coils may be adjusted according to actual conditions such as two, three, four or more. These coils may be arranged close to each other or cross each other in the region of the primary coil 210.
制御回路２３０は、バランスコイル２２０＿１、２２０＿２、２２０＿３、２２０＿４に接続される。制御回路２３０は、制御信号を生成するために、検知信号を受信する。さらに、制御回路２３０は、検知信号を受信することにより、金属外部オブジェクト２８０が存在するか否かを判断する。制御回路２３０は、検知信号に従って、制御信号を生成する。動作については、図１の制御回路１４０の実施形態を参照することができるため、記載を省略する。 The control circuit 230 is connected to the balance coils 220_1, 220_2, 220_3, and 220_4. The control circuit 230 receives the detection signal to generate a control signal. Furthermore, the control circuit 230 determines whether or not the metal external object 280 exists by receiving the detection signal. The control circuit 230 generates a control signal according to the detection signal. Regarding the operation, the embodiment of the control circuit 140 in FIG.
上述のように、バランスコイル２２０＿１、２２０＿２、２２０＿３、２２０＿４によって生成された検知信号のうち少なくとも一つが高い電圧レベルであった場合、制御回路２３０は、金属外部オブジェクト２８０が存在すると判断し、制御回路２３０は、たとえば、高い電圧レベルの制御信号を生成する。 As described above, when at least one of the detection signals generated by the balance coils 220_1, 220_2, 220_3, and 220_4 has a high voltage level, the control circuit 230 determines that the metal external object 280 is present, and the control circuit 230 230 generates, for example, a high voltage level control signal.
電力供給回路２４０は制御回路２３０およびプライマリコイル２１０に接続される。電力供給回路２４０は、電力信号を生成するために、制御信号を受信する。さらに、電力供給回路２４０は、制御信号に従って、プライマリコイル２１０に対して電力信号を生成するか否かを判断する。 The power supply circuit 240 is connected to the control circuit 230 and the primary coil 210. The power supply circuit 240 receives a control signal to generate a power signal. Furthermore, the power supply circuit 240 determines whether to generate a power signal for the primary coil 210 according to the control signal.
たとえば、制御信号が高い電圧レベルであるとき、電力供給回路２４０は、プライマリコイル２１０が充電のために金属外部オブジェクト２８０に対して電力信号を伝送するように、プライマリコイル２１０に対して電力信号を生成する。したがって、本実施形態の無線電力伝送装置２００は、使用における利便性を向上させるために、金属外部オブジェクトを正確に検知して相応の電力信号を供給でき、構成が簡単で、実現が容易である。 For example, when the control signal is at a high voltage level, the power supply circuit 240 sends a power signal to the primary coil 210 such that the primary coil 210 transmits a power signal to the metal external object 280 for charging. Generate. Therefore, the wireless power transmission device 200 according to the present embodiment can accurately detect a metal external object and supply a corresponding power signal in order to improve convenience in use, has a simple configuration, and is easy to implement. .
図３は、図１に示す実施形態に係る制御回路装置の概略回路図を示す図である。 FIG. 3 is a diagram showing a schematic circuit diagram of the control circuit device according to the embodiment shown in FIG.
制御回路１４０は、ゼロバランス調整トリマー３０２、コイル電流を検知するオペアンプ３０４、整流のための二つのダイオード３０１、信号をホールドするための二つのキャパシター３０３を有する。二つのバランスコイルに接続されるゼロバランス調整トリマー３０２は、二つのバランスコイルをバランスするために、二つの検知信号を受信し、二つの検知信号のための動作を行う。検知信号は、たとえば、バランスコイルの近くに配置された金属外部オブジェクトにより、バランスのとれていない信号を有する場合がある。それらは、外部オブジェクトとして検知されない。ゼロバランス調整トリマー３０２に接続されるオペアンプ３０４は、二つのバランスコイルおよび外部オブジェクトの間の二つの検知信号を変化させる差分アンプとして動作する。オペアンプ３０４は、電力供給回路１５０に接続される。 The control circuit 140 includes a zero balance adjustment trimmer 302, an operational amplifier 304 that detects a coil current, two diodes 301 for rectification, and two capacitors 303 for holding a signal. The zero balance adjustment trimmer 302 connected to the two balance coils receives two detection signals and performs operations for the two detection signals in order to balance the two balance coils. The detection signal may have an unbalanced signal, for example, due to a metal external object placed near the balance coil. They are not detected as external objects. The operational amplifier 304 connected to the zero balance adjustment trimmer 302 operates as a differential amplifier that changes two detection signals between the two balance coils and the external object. The operational amplifier 304 is connected to the power supply circuit 150.
ゼロバランス調整トリマー３０２は、バランス回路において使用される。バランス回路は、オペアンプ３０４により受信された検知信号を調整するために使用される。 The zero balance adjustment trimmer 302 is used in the balance circuit. The balance circuit is used to adjust the detection signal received by the operational amplifier 304.
また、図２のバランスコイル２２０＿１、２２０＿２、２２０＿３、２２０＿４の実施形態は、図３の第１バランスコイル１２０の実施形態を示してもよく、図２の制御回路２３０の実施形態は、図３の制御回路１４０の実施形態を示してもよく、説明は省略される。 Also, the embodiment of the balance coils 220_1, 220_2, 220_3, 220_4 of FIG. 2 may show the embodiment of the first balance coil 120 of FIG. 3, and the embodiment of the control circuit 230 of FIG. An embodiment of the control circuit 140 may be shown and description thereof is omitted.
上記の実施形態により提供される無線電力伝送装置によれば、第１バランスコイルにより金属外部オブジェクトの存在が検知され、および／または、第１バランスコイルのブラインド領域に位置する金属外部オブジェクトの存在が第２バランスコイルにより検知される。これにより、第１バランスコイルおよび／または第２バランスコイルは、金属外部オブジェクトの存在を正確に検知する。そして、制御回路は、上記検知結果に従い、伝送するプライマリコイルに電力信号を供給するように電力供給回路を制御する。あるいは、無線電力伝送装置に配置された複数のバランスコイルによって、金属外部オブジェクトの存在が検知され、制御回路は、上記の検知結果に従って、伝送するプライマリコイルに電力信号を供給するように電力供給回路を制御する。したがって、無線電力伝送装置は、利用における利便性を向上させ、実現を促進するように、金属外部オブジェクトを正確に検知し、相応の電力信号を供給する。外部オブジェクト検知の主な目的は、安全な動作のための金属検知から、電力伝送を行う電力供給回路の保護を意味する。 According to the wireless power transmission device provided by the above embodiment, the presence of the metal external object is detected by the first balance coil and / or the presence of the metal external object located in the blind region of the first balance coil is detected. It is detected by the second balance coil. Thereby, the first balance coil and / or the second balance coil accurately detect the presence of the metal external object. And a control circuit controls a power supply circuit so that a power signal may be supplied to the primary coil to transmit according to the said detection result. Alternatively, the presence of the metal external object is detected by a plurality of balance coils arranged in the wireless power transmission device, and the control circuit supplies a power signal to the primary coil to be transmitted according to the detection result. To control. Therefore, the wireless power transmission apparatus accurately detects a metal external object and supplies a corresponding power signal so as to improve convenience in use and promote realization. The main purpose of external object detection is to protect the power supply circuit that transmits power from metal detection for safe operation.
本願考案は、その好ましい実施形態に関して説明されているが、それは本願考案を限定するものではない。実用新案登録請求の範囲に記載された考案の思想および範囲から離れることなく、当業者によって多くの他の可能な修正および変形がなされうると理解されるべきである。 While the present invention has been described in terms of its preferred embodiments, it is not intended to limit the invention. It should be understood that many other possible modifications and variations can be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims for utility model registration.
１００ 無線電力伝送装置、
１１０ プライマリコイル、
１２０ バランスコイル、
１３０ バランスコイル、
１３２ ブラインド領域、
１４０ 制御回路、
１５０ 電力供給回路、
１８０ 金属外部オブジェクト、
２００ 無線電力伝送装置、
２１０ プライマリコイル、
２２０＿１、２２０＿２、２２０＿３、２２０＿４ バランスコイル、
２３０ 制御回路、
２４０ 電力供給回路、
２８０ 金属外部オブジェクト、
３０１ ダイオード、
３０２ ゼロバランス調整トリマー、
３０３ キャパシター、
３０４ オペアンプ。
100 wireless power transmission device,
110 Primary coil,
120 balance coil,
130 balance coil,
132 blind area,
140 control circuit,
150 power supply circuit,
180 metal external objects,
200 wireless power transmission device,
210 primary coil,
220_1, 220_2, 220_3, 220_4 balance coil,
230 control circuit,
240 power supply circuit,
280 metal external object,
301 diode,
302 Zero balance adjustment trimmer,
303 capacitor,
304 operational amplifier.
Claims (10)
第１検知信号を生成するために、金属外部オブジェクトの存在を検知する第１バランスコイルと、
第２検知信号を生成するために、前記第１バランスコイルのブラインド領域に位置する前記金属外部オブジェクトの存在を検知する第２バランスコイルと、
前記第１バランスコイルおよび前記第２バランスコイルに接続され、制御信号を生成するために、前記第１検知信号および／または前記第２検知信号を受信し、前記検知信号を調整するバランス回路を有する制御回路と、
前記制御回路および前記プライマリコイルに接続され、前記電力信号を生成するために、前記制御信号を受信する電力供給回路と、
を有する無線電力伝送装置。 A primary coil for transmitting power signals;
A first balance coil for detecting the presence of a metal external object to generate a first detection signal;
A second balance coil for detecting the presence of the metal external object located in a blind region of the first balance coil to generate a second detection signal;
A balance circuit that is connected to the first balance coil and the second balance coil and receives the first detection signal and / or the second detection signal and adjusts the detection signal to generate a control signal; A control circuit;
A power supply circuit connected to the control circuit and the primary coil and receiving the control signal to generate the power signal;
A wireless power transmission device.
前記第１検知信号および前記第２検知信号を受信および調整するために、前記第１バランスコイルおよび前記第２バランスコイルに接続されるゼロバランス調整トリマーと、
前記第１検知信号および前記第２検知信号を整流するために、前記ゼロバランス調整トリマーに接続される二つのダイオードと、
前記第１検知信号および前記第２検知信号を保持するために、前記ゼロバランス調整トリマーに接続される二つのキャパシターと、
前記第１検知信号および前記第２検知信号を検知し、前記制御信号を生成するために、前記ゼロバランス調整トリマーに接続されるオペアンプと
を有する請求項１〜４のいずれか一項に記載の無線電力伝送装置。 The control circuit includes:
A zero balance adjustment trimmer connected to the first balance coil and the second balance coil to receive and adjust the first detection signal and the second detection signal;
Two diodes connected to the zero balance adjustment trimmer to rectify the first detection signal and the second detection signal;
Two capacitors connected to the zero balance adjustment trimmer to hold the first detection signal and the second detection signal;
5. An operational amplifier connected to the zero balance adjustment trimmer to detect the first detection signal and the second detection signal and generate the control signal. 6. Wireless power transmission device.
検知信号を生成するために、金属外部オブジェクトの存在をそれぞれ検知する複数のバランスコイルと、
前記複数のバランスコイルに接続され、制御信号を生成するために、複数の前記検知信号を受信し、複数の前記検知信号を調整するバランス回路を有する制御回路と、
前記制御回路および前記プライマリコイルに接続され、前記電力信号を生成するために、前記制御信号を受信する電力供給回路と、
を有する無線電力伝送装置。 A primary coil for transmitting power signals;
A plurality of balance coils each detecting the presence of a metal external object to generate a detection signal;
A control circuit connected to the plurality of balance coils and having a balance circuit that receives the plurality of detection signals and adjusts the plurality of detection signals to generate a control signal;
A power supply circuit connected to the control circuit and the primary coil and receiving the control signal to generate the power signal;
A wireless power transmission device.
複数の前記検知信号を受信および調整するために、前記複数のバランスコイルに接続されるゼロバランス調整トリマーと、
複数の前記検知信号を整流するために、前記ゼロバランス調整トリマーに接続される二つのダイオードと、
複数の前記検知信号を保持するために、前記ゼロバランス調整トリマーに接続される二つのキャパシターと、
複数の前記検知信号を検知し、前記制御信号を生成するために、前記ゼロバランス調整トリマーに接続されるオペアンプと、
を有する請求項６〜９のいずれか一項に記載の無線電力伝送装置。 The control circuit includes:
A zero balance adjustment trimmer connected to the plurality of balance coils to receive and adjust a plurality of the detection signals;
Two diodes connected to the zero balance adjustment trimmer to rectify a plurality of the detection signals;
Two capacitors connected to the zero balance adjustment trimmer to hold a plurality of the detection signals;
An operational amplifier connected to the zero balance adjustment trimmer to detect a plurality of the detection signals and generate the control signal;
The wireless power transmission device according to any one of claims 6 to 9.
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