JP7013480B2 - 被充電機器、無線充電装置及び無線充電方法 - Google Patents

Description

本発明は、充電技術分野に関し、さらに具体的に、被充電機器、無線充電装置及び無線充電方法に関する。

無線充電の普及に伴って、多い電子装置は全て無線充電の機能を支持する。無線充電技術の無線電気エネルギー伝送方式は、電磁誘導型、電磁共鳴型及び電磁放射型を備える。電磁誘導型無線充電技術を例とすると、電磁誘導型の無線電気エネルギー伝送原理は、コイルカップリングによってエネルギーを伝送し、送信端と受信端にそれぞれ１つのコイルを設置する。送信端は高周波交流信号に接続されて電磁信号を生成し、受信端は受信した電磁信号をコイルによって電流に変換し、電流は整流や電圧調整などの回路によって処理されてから、デバイスに電気エネルギーを提供する。

無線充電技術を採用すると、被充電機器に設置された充電ケーブル接続用インターフェイスを除去することができる。また、充電中にケーブルを接続することを必要としないので、充電がさらに便利になる。

しかし、関連技術の無線充電技術にとって、少なくとも無線充電時にデバイスの発熱が厳重である欠点がある。

関連技術の欠点を解決するために、本発明は被充電機器、無線充電装置及び無線充電方法を提供する。

上記の目的を達成するために、本発明の第一態様では、無線充電装置を提供する。無線充電装置は、電圧変換回路と、無線送信回路と、第一制御回路と、を備える。前記電圧変換回路は、入力電圧を受信し、且つ前記入力電圧を変換して前記電圧変換回路の出力電圧と出力電流を獲得するために用いられる。前記無線送信回路は、前記電圧変換回路の出力電圧と出力電流に応じて電磁信号を送信して、被充電機器に対して無線充電を行うために用いられる。前記第一制御回路は、前記無線充電の過程で、前記被充電機器と無線通信して、前記被充電機器のバッテリ情報を取得し、且つ前記バッテリ情報に応じて前記無線送信回路のスイッチトランジスタデューティ比を調整することにより、前記無線送信回路の送信電力を調整するために用いられる。

本発明の第二態様では、被充電機器を提供する。前記被充電機器は、バッテリと、無線受信回路と、降圧回路と、検出回路と、第二制御回路と、を備える。前記無線受信回路は、無線充電装置によって送信された電磁信号を受信し、前記電磁信号を前記無線受信回路の出力電圧及び出力電流に変換するために用いられる。前記降圧回路は、前記バッテリを充電するために、前記無線受信回路の出力電圧を受信し、且つ前記無線受信回路の出力電圧に対して降圧処理を行うために用いられる。前記検出回路は、前記バッテリのバッテリ情報を検出するために用いられる。前記第二制御回路は、前記無線充電装置が無線送信回路のスイッチトランジスタデューティ比を調整することにより、前記無線送信回路の送信電力を調整するように、前記バッテリ情報に基づいて前記無線充電装置と通信するために用いられる。

本発明の第三態様では、被充電機器に適用される無線充電方法を提供する。前記無線充電方法は、
無線受信回路を利用して無線充電装置から送信する電磁信号を受信し、且つ前記電磁信号を前記無線受信回路の出力電圧及び出力電流に変換するステップと、
降圧回路を利用して前記無線受信回路の出力電圧を受信し、前記無線受信回路の出力電圧に対して降圧処理を行って、前記被充電機器のバッテリを充電するステップと、
前記バッテリのバッテリ情報を検出するステップと、
前記無線充電装置が無線送信回路のスイッチトランジスタデューティ比を調整することにより、前記無線送信回路の送信電力を調整するように、前記バッテリ情報に基づいて前記無線充電装置と通信するステップと、
を備える。

図面は、本発明をさらに理解するために用いられ、且つ明細書の一部分を構成し、以下の具体的な実施形態とともに本発明を解釈するために用いられるが、本発明に対する限定を構成しない。図面は以下のようである。
本発明の一実施形態に係わる無線充電システムを示す図である。 本発明の一実施形態に係わる無線充電装置の構造を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係わる被充電機器の構造を示すブロック図である。 本発明の別の実施態様に係わる被充電機器の構造を示すブロック図である。 本発明の一実施態様において、無線充電装置と被充電機器の通信を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係わる無線充電を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係わる無線充電方法を示すフローチャートである。 本発明の別の実施態様に係わる無線充電方法を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照しながら本発明の具体的な実施形態について詳細に説明する。本明細書に記載された具体的な実施形態は、ただ本発明を説明し且つ解釈するために用いられ、本発明を限定するためによういられないことを理解されるべきである。

本発明で使用される「回路」という用語は、次の全ての内容を指す：（ａ）ハードウェアのみの回路実施方式（アナログ及び/又はデジタル回路のみでの実施方式など）及び（ｂ）回路とソフトウェア（及び/又はファームウェア）の組み合わせ、例えば（応用可能）な（ｉ）（複数の）プロセッサの組み合わせ又は（ｉｉ）（複数の）プロセッサ/ソフトウェア（（複数の）デジタルシグナルプロセッサ、ソフトウェア及び（複数の）メモリの一部を備え、これらは一緒に作動して、携帯電話やサーバーなどのデバイスにさまざまな機能を実行させる）及び（ｃ）（複数の）マイクロプロセッサ又は（複数の）マイクロプロセッサの一部の回路などであり、前記回路は、ソフトウェア又はファームウェアが物理的に存在しなくても、操作に用いられるソフトウェア又はファームウェアを要求する。「回路」という定義は、本発明のこの用語の全ての使用に適用され、特許請求の範囲のいずれか一項を含む。

本発明の実施形態において、被充電機器は端末であることができる。この「端末」は、有線回線によって接続される装置及び/又は無線インタフェースを介して通信信号を受信/送信する装置であることができるが、それに限定されるものではない。有線回線は、例えば、公衆交換電話網（ｐｕｂｌｉｃ ｓｗｉｔｃｈｅｄ ｔｅｌｅｐｈｏｎｅ ｎｅｔｗｏｒｋ, ＰＳＴＮ）、デジタル加入者線（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ ｌｉｎｅ, ＤＳＬ）、デジタルケーブル、直接接続ケーブル、及び/又は他のデータ接続ライン又はネットワーク接続ラインであることができる。無線インターフェースは、例えば、セルラーネットワーク、無線ローカルエリアネットワーク（ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｌｏｃａｌ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ，ＷＬＡＮ）、デジタルビデオ放送ハンドヘルド（ｄｉｇｉｔａｌ ｖｉｄｅｏ ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ ｈａｎｄｈｅｌｄ，ＤＶＢ-Ｈ）ネットワークのようなデジタルテレビネットワーク、衛星ネットワーク、振幅変調周波数変調（ａｍｐｌｉｔｕｄｅ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ-ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ, ＡＭ－ＦＭ）放送送信機、及び/又は他の通信端末と通信することであることができる。無線インタフェースを介して通信するように構成された端末は、「無線通信端末」、「無線端末」、及び/又は「移動端末」と呼ぶことができる。移動端末の例としては、衛星又はセルラー電話、パーソナル通信システム（ｐｅｒｓｏｎａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ，ＰＣＳ）端末（セルラー無線電話とデータ処理、ファックス及びデータ通信能力を組み合わせることができる）、パーソナルデジタルアシスタント（Ｐｅｒｓｏｎａ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ, ＰＤＡ）（無線電話（ｒａｄｉｏ ｔｅｌｅｐｈｏｎｅ）、ページャ（ｐａｇｅｒ）、インターネット/イントラネットアクセス（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ/Ｉｎｔｒａｎｅｔ ａｃｃｅｓｓ）、ウェブブラウジング（ｗｅｂ ｂｒｏｗｓｉｎｇ）、ノートブック（ｎｏｔｅｂｏｏｋ）、カレンダー（ｃａｌｅｎｄａｒ）及び/又は全地球測位システム（ｇｌｏｂａｌ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ, ＧＰＳ）受信機を備えることができる）及び/又は通常のラップトップ型又はハンドヘルド受信機、又は無線電話機能を備えた他の電子デバイスを備えるが、それに限定されるものではない。また、本発明の実施形態において、被充電機器又は端末は、パワーバンク（ｐｏｗｅｒ ｂａｎｋ）を備えることができる。このパワーバンクは、パワー供給装置によって充電されることができ、従って他の電子装置に電力を供給するためにエネルギーを蓄積することができる。

図１を参照すると、本発明の一実施形態に係わる無線充電システムを示す図である。

無線充電システム１０は、電源装置１００と、無線充電装置２００と、被充電機器３００と、を備える。

一実施形態では、電源装置１００は、無線充電装置２００に直流電流を供給するために用いられる。電源装置１００は、整流回路、変圧回路、制御回路、充電インターフェースなどを備え、交流電流入力を直流電流出力に変換して無線充電装置２００に提供することができる。例えば、電源装置は、アダプター、電源バンク（ｐｏｗｅｒ ｂａｎｋ）、又は車両電源などであることができる。

一実施形態では、電源装置１００は、無線充電装置２００に直接に交流電流を供給することもできる。例えば、電源装置１００は交流電源であることができる。電源装置１００が交流電源である場合、無線充電装置２００は、交流電流を直流電流に変換する回路又はモジュールを備え、例えば、整流フィルタ回路、ＤＣ/ＤＣ変換回路などである。

無線充電装置２００は、無線方式で電力を伝送するために、電源装置１００から供給される直流電流又は交流電流を電磁信号に変換するために用いられる。

図２を参照すると、一実施形態では、無線充電装置２００は、整流フィルター回路（図示せず）、ＤＣ/ＤＣ変換回路（図示せず）、無線送信回路２０１及び第一制御回路２０２を備える。

２２０Ｖの交流電流は整流フィルタ回路によって安定した直流電流に変換されてから、ＤＣ/ＤＣ変換回路の変換によって電圧を１つの固定値に調整して無線送信回路２０１に供給する。

整流フィルタ回路及びＤＣ/ＤＣ変換回路は選択可能であり、上述したように、電源装置１００が交流電源である場合、無線充電装置２００に整流フィルタ回路及ＤＣ/ＤＣ変換回路を設置することができると理解されるべきである。電源装置１００が安定した直流電流を供給できる場合、整流フィルター回路及び/又はＤＣ/ＤＣ変換回路を除去することができる。

無線送信回路２０１は、ＤＣ/ＤＣ変換回路が提供する直流電流又は電源装置などから提供する直流電流を送信コイルに結合可能な交流電流に変換し、送信コイルを介して交流電流を電磁信号に変換して送信するために用いられる。

一実施形態では、無線送信回路２０１は、インバータ回路及び共振回路を備えることができる。インバータ回路は複数のスイッチトランジスタを備えることができ、スイッチトランジスタの導通時間（デューティ比）を制御することにより、出力電力の大きさを調整することができる。共振回路は電気エネルギーを送信するために用いられ、例えば、共振回路はコンデンサと送信コイルを備えることができる。共振回路のスイッチトランジスタデューティ比を調整することにより、無線送信回路２０１の出力電力の大きさを調整することができる。

一実施形態では、無線充電装置２００は、無線充電ベース又はエネルギー貯蔵機能を有する装置などであることができる。無線充電装置２００がエネルギー貯蔵機能を有する装置である場合、それはエネルギー貯蔵モジュール（例えば、リチウムバッテリ３０５）をさらに備え、電源装置から電力を獲得して貯蔵することができる。したがって、エネルギー貯蔵モジュールは、無線送信回路２０１に電力を提供することができる。無線充電装置２００は、有線又は無線方式で電源装置から電力を獲得することができると理解されるべきである。有線方式は、例えば、充電インターフェース（例えば、Ｔｙｐｅ-Ｃインターフェース）によって電源装置に接続されて電力を獲得する。無線方式は、例えば、無線充電装置２００は図３に示された無線受信回路を備え、それは無線方式で無線充電機能を有するう装置から電力を獲得することができる。

第一制御回路２０２は、無線充電過程を制御するために用いられる。例えば、第一制御回路２０２は、電源装置と通信して、電源装置の出力電圧及び/又は出力電流を確定することができる。あるいは、第一制御回路２０２はさらに被充電機器３００と通信して、充電情報（例えば、被充電機器３００のバッテリ３０５の電圧情報、バッテリ３０５の温度情報、充電モード情報などである）を交渉し、無線充電の充電パラメーター（例えば、充電電圧及び/又は充電電流である）を確定することができる。

無線充電装置２００は、対応する機能を実現するために、他の関連するハードウェア、ロジックデバイス、回路及び/又はコードをさらに備えることができと理解されるべきである。例えば、無線充電装置２００は、無線充電中に充電状態（例えば、充電中又は充電完了など）をリアルタイムで表示するために、ディスプレイモジュール（例えば、発光ダイオード又はＬＥＤディスプレイスクリーンであることができる）をさらに備えることができる。

図２を参照すると、本発明の一実施形態では、無線充電装置２００は電圧変換回路２０３をさらに備える。電圧変換回路２０３は、無線送信回路２０１に供給される電流の電圧が所定の条件を満たさない場合、無線送信回路２０１に供給される電流に対して電圧変換を行うために用いられる。例えば、電圧変換は電圧を上げるか又は電圧を下げることができるので、電圧変換回路２０３は昇圧回路又は降圧回路であることができる。上述したように、一実施形態では、無線送信回路２０１に提供される電流は、ＤＣ/ＤＣ変換回路、電源装置又はエネルギー貯蔵モジュールなどによって提供されることができる。

もちろん、代わりに、無線送信回路２０１に供給される電圧が無線送信回路２０１の入力電圧に対する電圧要件に達することができる場合、電圧変換回路２０３を省略して、無線充電装置を簡素化することを実現することができる。無線送信回路２０１の入力電圧に対する電圧要求は実際の需要によって設定することができ、例えば、１０Ｖに設定することができる。

本発明の一実施形態では、無線送信回路２０１に供給される電流の電圧が所定の条件を満たさないことは、この電圧が無線送信回路２０１の需要電圧より低いか、又はこの電圧が無線送信回路２０１の需要電圧より高いことを意味する。例えば、高電圧低電流（例えば、２０Ｖ/１Ａ）の充電モードで無線充電する場合、このような充電モードは無線送信回路２０１の入力電圧に対する要求はより高い（例えば、１０Ｖ又は２０Ｖ）。無線送信回路２０１に供給される電圧が無線送信回路２０１の電圧要求に達することはできない場合、電圧変換回路２０３は入力電圧に対して昇圧して、無線送信回路２０１の電圧要求に達することにする。電源装置の出力電圧が無線送信回路２０１の需要電圧を超える場合、電圧変換回路２０３は入力電圧に対して降圧して、無線送信回路２０１の電圧要求に達することにする。

図３を参照すると、本発明の一実施形態では、被充電機器３００は、無線受信回路３０１と、第二制御回路３０２と、降圧回路３０３と、検出回路３０４と、バッテリ３０５と、第一充電チャンネル３０６と、を備える。

一実施形態では、無線受信回路３０１は、バッテリ３０５を充電するために、受信コイルによって無線充電装置２００の無線送信回路２０１から送信する電磁信号を交流電流に変換し、且つこの交流電流に対して整流及び/又はフィルタリングなどの操作を行って、この交流電流を安定な直流電流に変換するために用いられる。

一実施形態では、無線受信回路３０１は、受信コイル及びＡＣ/ＤＣ変換回路３０７を備える。ＡＣ／ＤＣ変換回路３０７は、受信コイルによって受信された交流電流を直流電流に変換するために用いられる。

本発明の一実施形態では、バッテリ３０５は、単一のセル又は複数のセルを含むことができる。バッテリ３０５が複数のセルを含む場合、複数のセルは直列に接続されている。したがって、バッテリ３０５が耐えることができる充電電圧は、複数のセルが耐えることができる充電電圧の合計であり、充電速度を向上し、充電発熱を低減することができる。

例えば、携帯電話を被充電機器とすると、被充電機器のバッテリ３０５が単一セルを含む場合、内部の単一セルの電圧は一般的に３．０Ｖ～４．３５Ｖの間である。被充電機器のバッテリ３０５が直列に接続された２つのセルを含む場合、直列に接続された２つのセルの合計電圧は６．０Ｖ～８．７Ｖである。これにより、単一セルと比較して、直列に接続された複数のセルを採用する場合、無線受信回路３０１の出力電圧を高めることができる。同じ充電速度を実現するために、単一のセルと比較して、複数のセルが必要とする充電電流は単一のセルが必要とする充電電流の約１/Ｎ（Ｎは、被充電機器の直列に接続されたセルの個数である）である。換言すると、同じ充電速度（同じ充電電力）を確保することを前提として、複数のセル方式は充電電流を減らし、それによって充電過程における被充電機器の発熱量を減少することができる。一方、単一セル方式と比較して、同じ充電電流である場合、複数のセルが直列に接続される方式を採用すると、充電電圧を高め、従って充電速度を高めることができる。

本発明の一実施形態では、第一充電チャンネル３０６は導線であることができる。第一充電チャンネル３０６に降圧回路３０３を設置することができる。

降圧回路３０３は、無線受信回路３０１から出力される直流電流に対して降圧処理を行って、第一充電チャンネル３０６の出力電圧及び出力電流を獲得するために用いられる。一実施形態では、第一充電チャンネル３０６から出力される直流電流の電圧値及び電流値は、バッテリ３０５の充電要件を満たし、バッテリ３０５に直接に印加することができる。

検出回路３０４は、第一充電チャンネル３０６の電圧値及び/又は電流値を検出するために用いられる。第一充電チャンネル３０６の電圧値及び/又は電流値は、無線受信回路３０１と降圧回路３０３との間の電圧値及び/又は電流値、即ち無線受信回路３０１の出力電圧値及び/又は電流値を指すことができる。又は、第一充電チャンネル３０６の電圧値及び/又は電流値は、降圧回路３０３とバッテリ３０５との間の電圧値及び/又は電流値、即ち降圧回路３０３の出力電圧及び/又は出力電流を指すことができる。

一実施形態では、検出回路３０４は、電圧検出回路３０４Ａおよび電流検出回路３０４Ｂを備えることができる。電圧検出回路３０４Ａは、第一充電チャンネル３０６の電圧をサンプリングし、サンプリングされた電圧値を第二制御回路３０２に送信するために用いられる。いくつかの実施形態では、電圧検出回路３０４Ａは、直列電圧分割で第一充電チャンネル３０６の電圧をサンプリングすることができる。電流検出回路３０４Ｂは、第一充電チャンネル３０６の電流をサンプリングし、サンプリングされた電流値を第二制御回路３０２に送信するために用いられる。いくつかの実施形態では、電流検知回路３０４Ｂは、電流検知抵抗と電流検出器によって第一充電チャンネル３０６の電流をサンプリングすることができる。

一実施形態では、第二制御回路３０２は、無線充電装置の第一制御回路２０２と通信して、検出回路３０４によって検出された電圧値及び/又は電流値を第一制御回路２０２にフィードバックするために用いられる。したがって、第一制御回路２０２は、フィードバックされた電圧値及び/又は電流値に基づいて無線送信回路２０１の送信電力を調整することができ、第一充電チャンネル３０６から出力される直流電流の電圧値及び/又は電流値がバッテリ３０５の必要とする充電電圧及び/又は充電電流と一致するようにする。

本発明の一実施形態では、「バッテリ３０５の必要とする充電電圧及び/又は充電電流と一致する」ことは、第一充電チャンネル３０６から出力される直流電流の電圧値及び/又は電流値がバッテリ３０５の必要とする充電電圧値及び/又は充電電流値と等しいか、又は所定範囲で浮動する（例えば、電圧値が１００ミリボルト～２００ミリボルト範囲内で上下浮動する）ことを備える。

本発明の実施形態では、降圧回路３０３は様々な実現形式を有することができる。一例として、降圧回路３０３はＢｕｃｋ回路であることができる。他の例として、降圧回路３０３はチャージポンプ（ｃｈａｒｇｅ ｐｕｍｐ）であることができる。チャージポンプは複数のスイッチング素子から構成され、スイッチング素子に電流が流れて発生する熱は非常に小さく、電流が直接に配線に流れることとほぼ同等であるので、チャージポンプを降圧回路３０３として使用する場合、降圧効果を達成することができるだけではなく、発熱も少ない。一例として、降圧回路３０３は、半電圧回路であることもできる。

一実施形態では、無線充電装置２００の電圧変換回路２０３の昇圧倍数と被充電機器３００の降圧回路３０３の降圧倍数は、電源装置が提供することができる出力電圧、バッテリ３０５が要求する充電電圧などのパラメータに係わり、両者は同じでもよく、異なってもよく、本発明の実施形態はこれに対して具体的に限定しない。

一実施形態では、電圧変換回路２０３の昇圧倍数と降圧回路３０３の降圧倍数を等しく設定することができる。例えば、電圧変換回路２０３は電源装置の出力電圧を２倍に昇圧するための昇圧回路であることができ、降圧回路３０３は無線受信回路３０１の出力電圧を半分にするための半電圧回路であることができる。

本発明の一実施形態では、電圧変換回路２０３の昇圧倍数と降圧回路３０３の降圧倍数を１：１に設置することができ、このような設置方式によって、降圧回路３０３の出力電圧及び出力電流はそれぞれ電源装置の出力電圧及び出力電流と同じであり、制御回路を簡略化することに有利である。バッテリ３０５が要求する充電電流は５Ａである場合、第二制御回路３０２は検出回路３０４によって降圧回路３０３の出力電流が４．５Ａであることを知ると、降圧回路３０３の出力電流が５Ａに達するように、電源装置の出力電力を調整する必要がある。もし電圧変換回路２０３の昇圧倍数と降圧回路３０３の降圧倍数の比が１：１ではないと、電源装置の出力電力を調整する際、第一制御回路２０２又は第二制御回路３０２は降圧回路３０３の現在の出力電流と期待値との間の差に基づいて、電源装置の出力電力の調整値を再び計算することを必要とする。本発明の実施形態は、電圧変換回路２０３の昇圧倍数と降圧回路３０３の降圧倍数の比を１：１に設置すると、第二制御回路３０２は第一制御回路２０２に出力電流を５Ａに増加させるように通知し、従って無線充電経路のフィードバック調整方式が簡単になる。

図４を参照すると、本発明の一実施形態では、被充電機器３００は、さらに第二充電チャンネル３０８を備える。第二充電チャンネル３０８は導線であることができる。第二充電チャンネル３０８に変換回路３０７を設置することができる。変換回路３０７は、無線受信回路３０１から出力される直流電流に対して電圧制御を行って、第二充電チャンネル３０８の出力電圧及び出力電流を獲得し、バッテリ３０５を充電するために用いられる。

一実施形態では、変換回路３０７は、電圧を安定化するために用いられる回路と、定電流及び定電圧を実現するために用いられる回路と、を備える。その中において、電圧を安定化するために用いられる回路は無線受信回路３０１に接続され、定電流及び定電圧を実現するために用いられる回路はバッテリ３０５に接続される。

第二充電チャンネル３０８でバッテリ３０５を充電する場合、無線送信回路２０１は一定の送信電力を採用することができ、無線受信回路３０１は電磁信号を受信してから、変換回路３０７によってバッテリ３０５の充電要件を満たす電圧及び電流に処理し、バッテリ３０５に入力してバッテリ３０５を充電する。いくつかの実施形態では、一定の送信電力は、送信電力が完全に不変のままであることを必要としなく、所定の範囲内で変動することができ、例えば、送信電力は７．５Ｗから上下に０．５Ｗ浮動することができる。

本実施形態において、第二制御回路３０２は、さらに、検出された第二充電チャンネル３０８の出力電圧値を設定目標値（例えば、バッテリ３０５の実際の需要電圧値）と比較して、誤差値を確定し、データパケットの形式で誤差値を第一コントローラーに送信するために用いられる。第二充電チャンネル３０８の出力電圧値は変換回路３０７とバッテリ３０５との間の電圧値及び又は電流値であることができる。

一実施形態では、第二充電チャンネル３０８を介してバッテリ３０５を充電する場合、無線充電装置及び被充電機器は、Ｑｉ規格に基づいて無線充電することができる。これにより、上記の誤差値を含むデータ信号を信号変調により無線受信回路３０１のコイルにカップリングして、無線送信回路２０１のコイルに送信した後、第一コントローラに送信することができる。

本発明の一実施形態では、第二充電チャンネル３０８を介してバッテリ３０５を充電する場合、無線電気エネルギー伝送制御過程は、
第二制御回路３０２は、検出された第二充電チャンネル３０８の出力電圧値を設定目標値と比較して、誤差値を確定し、データパケットの形式で誤差値を第一コントローラーに送信すること、
第一コントローラーは、現在の送信コイルの電流値と誤差データパケットの情報に基づいて差値を確定し、且つ差値に基づいて新しい動作周波数を設定して、無線送信回路２０１の送信電力の大きさを調整すること、
を備えることができる。

本発明の実施形態では、第一充電チャンネル３０６を介してバッテリ３０５を充電する充電モードは第一充電モードと呼ばれ、第二充電チャンネル３０８を介してバッテリ３０５を充電する充電モードは第二充電モードと呼ばれる。無線充電装置及び被充電機器は、通信によって、第一充電モードで充電するか、それとも第二充電モードで充電するかを確定することができる。

本発明の実施形態では、無線充電装置側では、第一充電モードで被充電機器を充電する場合、無線送信回路２０１の最大送信電力は第一送信電力値でることができる。第二充電モードで被充電機器を充電する場合、無線送信回路２０１の最大送信電力は第二送信電力値であることができる。第一送信電力値は第二送信電力値よりも大きいので、第一充電モードで被充電機器を充電する充電速度は第二充電モードで被充電機器を充電する充電速度よりも大きい。

上述したように、一実施形態では、無線充電過程のコイル発熱問題を低減するために、第一充電モードを採用する場合、無線送信回路２０１は高電圧低電流モードを採用することができる。即ち、第一充電モードを採用する時の無線送信回路２０１の出力電圧は、第二充電モードを採用する時の無線送信回路２０１の出力電圧よりも大きいので、第一送信電力値は第二送信電力値よりも大きい。

被充電機器側では、第二制御回路３０２は充電モードに応じて第一充電チャンネル３０６と第二充電チャンネル３０８を切り替える。第一充電モードを採用する場合、第二制御回路３０２は、第一充電チャンネル３０６の降圧回路３０３が作動するように制御する。第二充電モードを採用する場合、第二制御回路３０２は、第二充電チャンネル３０８の変換回路３０７が作動するように制御する。

本発明の実施形態では、無線充電装置は、盲目的第一充電モード又は第二充電モードを採用して被充電機器を充電するのではなく、被充電機器と双方向通信して、充電モードを交渉し、充電過程の安全性を向上させる。

図５を参照すると、本発明の一実施形態では、無線充電装置と被充電機器の通信を示すフローチャートである

ステップＳ５１において、無線充電装置は被充電機器に第一指令を送信する。

第一指令は被充電機器に第一充電モードを支持するか否かを問い合わせるために用いられ、又は第一指令は被充電機器の以下の情報の中の少なくとも一種を請求するために用いられ、即ち被充電機器のタイプ又は形番（例えば、被充電機器の出荷時に設定された形番）、被充電機器の識別コード（例えば、被充電機器にプリセットした文字列であり、文字列は被充電機器が第一充電モードを支持するか否かを標識するために用いられる）、被充電機器が支持する最大充電電圧、被充電機器が支持する最大充電電流などである。上述したように、被充電機器が支持する最大充電電圧と最大充電電流は、被充電機器の降圧回路３０３又は変換回路３０７の回路パラメーターに関連されるか、及び/又は被充電機器のバッテリー３０５のセルの数量の関連される。

ステップＳ５２において、無線充電装置は被充電機器がフィードバックした応答情報に基づいて、採用する充電モードを確定する。

一実施形態では、応答情報は無線充電装置が第一充電モード支持することを示す場合、無線充電装置は採用された充電モードが第一充電モードであると確定する。逆に、応答情報は無線充電装置が第一充電モードを支持しないことを示す場合、無線充電装置は採用された充電モードが第二充電モードであると確定する。

一実施形態では、被充電機器がフィードバックした応答情報は、被充電機器のタイプ又は形番、被充電機器の識別コード、被充電機器が支持する最大充電電圧、被充電機器が支持する最大充電電流などの情報の中の少なくとも一種を備えることができる。無線充電装置は受信された応答情報に基づいて採用できる充電モードを確定する。例えば、被充電機器のタイプ又は形番が第一充電モードを支持するタイプ又は形番である場合、第一充電モーを採用して被充電機器に対して無線充電する。

一実施形態では、無線充電装置は、確定された充電モードを被充電機器にフィードバックすることができ、従って被充電機器は第一充電チャンネル３０６又は第二充電チャンネル３０８をオンに制御することができる。

一実施形態では、無線充電装置と被充電機器との間の通信は、ブルートゥース通信、Ｗｉ－Ｆｉ通信、高キャリア周波数に基づく短距離無線通信、光通信、超音波通信、超広帯域通信及び移動通信などの無線通信方式を採用することができる。

一実施形態では、高キャリア周波数に基づく短距離無線通信モジュールは、内部にＥＨＦアンテナが実装されたＩＣチップを備えることができる。選択的に、高キャリア周波数は６０ ＧＨｚである。

一実施形態では、光通信モジュールは赤外線通信モジュールを備え、赤外線を使用して情報を送信することができる。

一実施形態では、移動通信モジュールは、５Ｇ通信プロトコル、４Ｇ通信プロトコル、又はは３Ｇ通信プロトコルなどの移動通信プロトコルを使用して情報送信を実行することができる。

上述した無線通信方式を採用すると、上述した信号変調により無線受信回路３０１のコイルにカップリングして通信する方式に比べて、通信の信頼性を高めることができ、信号結合通信による電圧リップルが変換回路３０７又は降圧回路３０３の電圧処理過程を影響することを免れることができる。

本開示の一実施形態では、無線充電装置は、被充電機器と通信して、無線充電装置と被充電機器との間の充電モードを確定することに加えて、電源装置と通信して、電源装置と無線充電装置との間の充電モードを確定することもできる。

上述したように、無線充電装置と被充電機器との間で第一充電モードが採用される場合、無線充電装置の送信電力は、第二充電モードを採用する時の送信電力より高く、即ち、第一充電モードを採用する場合、無線充電装置の無線送信回路２０１の要求電圧は高い。したがって、無線充電装置は電源装置と通信して、電源装置が適切な電圧を提供することにする。

一実施形態では、電源装置のタイプは、急速充電タイプの電源装置と非急速充電タイプの電源装置が含まれる。急速充電タイプの電源装置の出力電圧は、非急速充電タイプの電源装置の出力電圧よりも高い。非急速充電タイプの電源装置の出力電圧は予め設定された電圧値よりも低く、例えば、５Ｖ又は１０Ｖである。例えば、非急速充電タイプの電源装置の出力電圧/出力電流は５Ｖ/２Ａであり、急速充電タイプの電源装置の出力電圧/出力電流は１５Ｖ/ ２Ａである。

電源装置のタイプが急速充電タイプである場合、無線充電装置に提供する電圧は、無線充電装置が第一充電モードを採用することを支持することができる。電源装置のタイプが非急速充電タイプである場合、無線充電装置に提供する電圧は、無線充電装置が第二充電モードを採用することを支持することができる。

一実施形態では、無線充電装置は、電源装置と通信して、電源装置のタイプを確定し、上述の方法で被充電機器と通信して、被充電機器が支持する充電モードを確定する。それから、無線充電装置は、電源装置のタイプ及び/又は被充電機器が支持する充電モードに基づいて、採用される充電モードを確定することができる。

いくつかの実施形態では、電源装置のタイプが非急速充電タイプであり、被充電機器が第一充電モードを支持する場合、第一充電モードを採用するように、無線充電装置は、電圧変換回路２０３を介して電源装置によって提供される電圧を変換する。

いくつかの実施形態では、電源装置のタイプが急速充電タイプであり、被充電機器が第一充電モードを支持する場合、しかし、電源装置によって提供される電圧は無線送信回路２０１の要件（即ち、第一充電モードを採用する場合の無線送信回路２０１の電圧要求）を満たすことができない場合も、第一充電モードを採用するように、電圧変換回路２０３を介して電源装置によって提供される電圧を変換することができる。

いくつかの実施形態では、電源装置のタイプが急速充電タイプであるが、被充電機器がただ第二充電モードを支持する場合（例えば、被充電機器は第二充電チャンネル３０８のみを含む）、電圧変換回路２０３を介して電源装置によって提供される電圧を変換する（例えば、降圧する）してから、第二電モードを採用する。

いくつかの実施形態では、電源装置のタイプが非急速充電タイプであり、被充電機器が第二充電モードを支持する場合、無線充電装置は第二充電モードを採用する。

無線充電装置が第一充電モードで被充電機器のバッテリ３０５を充電するとき、関連技術の低電圧大電流の無線充電方式による発熱問題及び低充電効率問題を解決するために、本開示の実施形態は高電圧低電流方式を採用して、発熱を減少し、充電効率を高める。

本発明の実施形態において、電圧変換回路２０３は無線充電装置に設置される。バッテリ３０５に接続された第一充電チャンネル３０６（例えば、導線）は被充電機器に設置される。第一充電チャンネル３０６の出力電圧及び出力電流がバッテリ３０５の充電要件を満たすように、第一充電チャンネル３０６には無線受信回路３０１の出力電圧を降圧するために用いられる降圧回路３０３が設置される。

一実施形態では、無線充電装置２００が２０Ｗの出力電力で被充電機器の単一セルバッテリ３０５を充電する場合、もし第二充電チャンネル３０８で単一セルバッテリ３０５を充電すると、無線送信回路２０１の入力電圧は５Ｖであり、入力電流は４Ａであり、４Ａの電流を採用すると、必ずコイルの発熱を招く、充電効率が低下する。

第一充電チャンネル３０６で単一セルバッテリ３０５を充電する場合、第一充電チャンネル３０６に降圧回路３０３が設置されているので、無線送信回路２０１の送信電力が変化しない場合（上記２０Ｗ）、無線送信回路２０１の入力電圧を高めることができ、従って無線送信回路２０１の入力電流を低減することができる。

本開示の一実施形態では、降圧回路３０３は半電圧回路を採用することができ、即ち降圧回路３０３の発熱をさらに低減するために、降圧回路３０３の入力電圧と出力電圧の比は２：１に固定されている。

降圧回路３０３が半電圧回路を採用する場合、例えば、無線送信回路２０１の入力電圧は１０Ｖであることができ、入力電流は２Ａであることができ、従って無線受信回路３０１の出力電圧は１０Ｖである（消費電力を考慮すると、実際値は１０Ｖに近いと理解されるべきである）。降圧回路３０３の降圧によって、第一充電チャンネル３０６の出力電圧は５Ｖであり、バッテリ３０５の充電を実現する。この実施形態は、バッテリ３０５の必要電圧が５Ｖであることを例として説明し、実際にバッテリ３０５を充電する場合、第二制御回路３０２は、検出回路３０４によってリアルタイムで検出された降圧回路３０３の出力電圧及び/又は出力電流を第一制御回路２０２にフィードバックする。第一制御回路２０２は、フィードバックされた出力電圧及び/又は出力電流に基づいて、無線送信回路２０１の出力電力を調整することにより、降圧回路３０３の入力電圧と出力電圧の電圧差が予め設定された条件を満たすようにする。

本発明の実施例において、無線充電装置２００が無線送信回路２０１の出力電力を調整する方法は様々である。具体的には、調整方法は、以下の３つの方法の中のいずれか一種及びいくつかの組合を備えることができる。
（１）無線送信回路２０１に入力される電圧が固定されている場合、共振回路の同調周波数及び/又はインバータ回路のスイッチングトランジスタのデューティ比などのパラメーターを調整することにより、無線送信回路２０１の出力電力を調整する。
（２）電圧変換回路２０３の出力電圧（即ち、無線送信回路２０１に入力される電圧）を調整することにより、無線送信回路２０１の出力電力を調整する。
（３）図１に示された電圧変換回路２０３を除去する場合、電源装置の出力電圧（即ち無線充電装置に入力される電圧）を調整することにより、無線送信回路２０１の出力電力を調整する。

上述した３つの送信電力調整方法は、さらに被充電機器のバッテリのバッテリ情報（例えば、バッテリの電圧及び/又は電流情報）、無線受信回路の出力電圧及び/又は出力電流情報、バッテリーに入る電圧及び/又は電流などの情報を調整基準とすることができると理解されるべきである。本発明の実施例はこれに対して限定しない。なお、バッテリ情報、無線受信回路の出力電圧及び/又は出力電流情報、バッテリーに入る電圧及び/又は電流及び降圧回路３０３の出力電圧及び/又は出力電流の間は関連しているので、この数種類の情報に基づく電力調整は同等であると見なすことができる。

本発明の実施形態では、被充電機器と無線充電装置との間の無線通信によって、通信情報に基づいて無線送信回路のスイッチトランジスタデューティ比を調整することにより、無線送信回路の送信電力を調整して、無線充電過程における発熱を制御することができ、発熱を減少し、充電効率を高める。

例えば、上述した予め設定された条件は、降圧回路３０３の入力電圧と出力電圧の比が２：１であることである。上記の（２）の方法で無線送信回路２０１の出力電力を調整する場合、降圧回路３０２の出力電圧がＤ１ボルトであることが検出されると、第一制御回路２０２の制御によって、降圧回路３０３の入力電圧を２Ｄ１ボルト（エネルギー損失を考慮すると、実際の電圧は２Ｄ１ボルトより大きいことができると理解されるべきである）になるようにする。これにより、降圧回路３０３の電圧差が予め設定された条件を満たすようにして、発熱を減少し、充電効率を高める。

上記の（１）の方法を採用する場合、無線送信回路２０１の入力電圧が固定値Ｄ２であると、降圧回路３０３の出力電圧がＤ１ボルトであることが検出されると、第一制御回路２０２はＤ１とＤ２に応じて同調周波数又はスイッチングデューティ比を確定して、降圧回路３０３の入力電圧を２Ｄ１ボルト（エネルギー損失を考慮すると、実際の電圧は２Ｄ１ボルトより大きいことができると理解されるべきである）になるようにする。

上記の（３）の方法を採用する場合、降圧回路３０３の出力電圧がＤ１ボルトであることが検出されると、第一制御回路２０２はＤ１に応じて電源装置と通信して、電源装置が無線送信回路２０１に提供する電圧が２Ｄ１ボルトになることにして、無線送信回路２０１の出力電圧が２Ｄ１ボルト（エネルギー損失を考慮すると、実際の電圧は２Ｄ１ボルトより大きいことができると理解されるべきである）になるようにする。これにより、降圧回路３０３の入力電圧は２Ｄ１ボルトである。

本発明の実施形態は第一通信制御回路２０２と電源装置との間の通信方式に対して具体的に制限しない。一実施形態において、第一通信制御回路２０２は、充電インターフェース以外の別の通信インターフェースによって電源装置に接続され、且つこの通信インターフェースによって電源装置と通信することができる。他の実施形態において、第一通信制御回路２０２は、無線方式で電源装置と通信することができる。例えば、第一通信制御回路２０２は電源装置と近距離無線通信（ｎｅａｒ ｆｉｅｌｄ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，ＮＦＣ）を行うことができる。さらに別の実施形態において、第一通信制御回路２０２は充電インタフェースによって電源装置と通信することができ、追加の通信インタフェース又は他の無線通信モジュールを設置することを必要としなく、無線充電装置を簡素化することができる。例えば、充電インタフェースはＵＳＢインタフェースであり、第一通信制御回路２０２はＵＳＢインターフェースのデータ線（Ｄ＋線及び/又はＤ－線など）によって電源装置と通信することができる。別の例において、充電インターフェースは、電力供給（ｐｏｗｅｒ ｄｅｌｉｖｅｒｙ，ＰＤ）通信プロトコルを支持するＵＳＢインターフェース（ＵＳＢ ＴＹＰＥ－Ｃインターフェースなど）であることができる。第一通信制御回路２０２はＰＤ通信プロトコルに基づいて電源装置と通信することができる。

本発明の実施形態では、電源装置が出力電力を調整する方式に対して具体的に限定しない。例えば、電源装置の内部に電圧フィードバックループ及び電流フィードバックループを設置することができ、従って実際に需要によって出力電圧及び/又は出力電流を調整することができる。

一実施形態では、無線充電装置２００は円形、正方形などの様々な形状に設置されることができ、被充電機器が無線充電装置２００の充電表面（送信コイルが設置された表面）に置かれると、無線充電装置２００は、図６に示された無線充電手順によって無線充電を始める。

図６は、本発明の一実施形態に係わる無線充電を示すフローチャートである。

ステップＳ６１において、無線充電装置は物体の有無を検出する。

例えば、無線充電装置は、予め設定された時間毎にエネルギーを送信して、表面に物体が放置されているか否かを検出する。

ステップＳ６２において、検出された物体が正当な被充電機器であるか否かを判断する。

ステップＳ６３において、被充電機器の身分情報と構成情報を取得する。

例えば、身分情報は、被充電機器の識別コードであることができ、構成情報は、被充電機器のタイプ又は型番であることができる。

ステップＳ６４において、被充電機器の身分情報と構成情報に基づいて、充電モードを確定する。

例えば、充電モードは、上述の方法を採用して、電源装置のタイプ及び/又は被充電機器が支持する充電モードに基づいて確定することができる。

本発明の一実施形態では、第二充電モードを採用する場合、ステップＳ６５～Ｓ６７の無線充電過程が実行され、第一充電モードを採用する場合、ステップＳ６８～Ｓ６９の無線充電過程が実行される。

ステップＳ６５において、無線充電過程において、被充電機器がフィードバックする制御情報を取得する。

一実施形態では、上述の方法を採用して、被充電機器の第二制御回路３０２によって制御情報を含むデータパケット信号を無線受信回路３０１のコイルにカップリングして、無線送信回路２０１のコイルに送信した後、無線充電装置の第一コントローラーに送信することができる。制御情報は上記の誤差値を含むことができる。

ステップＳ６６において、制御情報が情報送信を終了する場合、無線充電を停止する。

ステップＳ６７において、制御情報が誤差情報である場合、誤差情報に基づいて無線送信回路２０１の送信電力を調整する。

例えば、上記の（１）又は（３）の方法によって送信電力を調整することができる。

ステップＳ６８において、無線充電過程において、被充電機器と無線通信して、被充電機器がフィードバックする降圧回路３０３の出力電圧及び/又は出力電流を取得する。

ステップＳ６９において、降圧回路３０３の出力電圧及び/又は出力電流に応じて電圧変換回路２０３の出力電圧及び/又は出力電流を調整することにより、電磁信号の送信電力を調整して、降圧回路３０３の入力電圧と出力電圧の電圧差が予め設定された条件を満たすようにする。

ステップＳ６９は、バッテリ情報に応じて無線送信回路のスイッチトランジスタデューティ比を調整することにより、無線送信回路の電磁信号の送信電力を調整することもできると理解されるべきである。

第一充電モードを採用する場合、無線充電装置と被充電機器との間の通信は、ブルートゥース通信、Ｗｉ－Ｆｉ通信、高キャリア周波数に基づく短距離無線通信、光通信、超音波通信、超広帯域通信及び移動通信などの無線通信方式を採用することができると理解されるべきである。

例えば、上記の（１）～（３）の中のいずれか１つ又は複数の方法によって、送信電力を調整することができると理解されるべきである。

第一充電モード又は第二充電モードのどちらが採用されても、充電終了条件を満たす場合、無線充電は停止されると理解されるべきである。例えば、被充電機器が充電表面を離れたことが検出されると、充電終了条件を満たす。又は、充電中に異常が発生した場合（例えば、充電過程において、過電圧、過電流、過熱などの異常が発生する）、充電終了条件を満たす。

本発明の一実施形態において、第一充電モードを採用する場合、被充電機器の無線受信回路３０１の出力電圧は、電圧変換回路２０３の出力電圧によって決定される。本発明の一実施形態では、降圧回路３０３の入力電圧と出力電圧との間の電圧差を低減することにより、降圧回路３０３の動作効率を高め、且つ温度上昇を低減する。一実施形態では、降圧回路３０３の入力電圧は無線受信回路３０１の入力電圧によって決定されるので、無線受信回路３０１の入力電圧を下げることにより、降圧回路３０３の電圧差を低減することができる。

本発明の実施形態に係わる無線充電装置及び/又は被充電装置は、第一充電モードのみで無線充電することができ、又は第一充電モード及び第二充電モードを同時に支持することもできると理解されるべきである。本発明の実施形態はこれに対して限定しない。

一実施形態では、バッテリ３０５の充電電流が一定であることを確保するために、無線受信回路３０１の入力電圧を低減する場合、無線受信回路３０１の入力電流を高める必要がある。入力電流が増加すると、受信コイルの電流が増加し、コイルの温度上昇が増加する。これいにより、本発明の一実施形態に係わる無線充電装置の第一制御回路２０２は、被充電機器がフィードバックする降圧回路３０３の出力電流及び予め設定された電流閾値に基づいて、電圧変換回路２０３の出力電圧を調整する。

一実施形態では、電流閾値は、第一電流閾値と第二電流閾値を備え、その中において、第一電流閾値は第二電流閾値より大きい。第一制御回路２０２は、降圧回路３０３の出力電流が第一電流閾値より大きい場合、電圧変換回路２０３の出力電圧を高めるように制御するために用いられ、降圧回路３０３の出力電流が第二電流閾値より小さい場合、電圧変換回路２０３の出力電圧を下げるように制御するために用いられる。

送信電力が一定である場合、降圧回路３０３の出力電流が第一電流閾値より大きい場合、降圧回路３０３の電圧差が予め設定された条件を満たしても、受信コイルの電流が大き過ぎるので、コイルの発熱を招くと理解されるべきである。従って、電圧変換回路２０３の出力電圧を高めるように制御することにより、電流を低減して、コイルの発熱を低減するのに有利である。降圧回路３０３の出力電流が第二電流閾値より小さい場合、降圧回路３０３の電圧差が大きくなり、降圧回路３０３の発熱を招く。これにより、電圧変換回路２０３の出力電圧を下げるように制御することにより、降圧回路３０３の電圧差を低減し、降圧回路３０３の発熱を低減することができる。

一実施形態では、デバッグ段階のデータ又は複数の試験データなどによって温度上昇モデルデータベースを確立して、充電コイルで許容される最大電流閾値（即ち、上記の第一電流閾値）及び第二電流閾値を確定することができる。

本開示の一実施形態では、無線充電装置の第一制御回路２０２は、さらに被充電機器がフィードバックする降圧回路３０３の出力電圧及び予め設定された電圧差と充電効率の対応関係に基づいて、電圧変換回路２０３の出力電圧を調整する。

一実施形態では、降圧回路３０３の動作特性に応じて、デバッグ及びテストによって、降圧回路３０３の効率が最高である時の電圧差を取得し、電圧差と充電効率の対応関係を確定することができる。充電効率と温度上昇の関係にとって、例えば、充電効率は温度上昇と反比例を形成し、充電効率が高いほど、温度上昇は低くなる。

一実施形態では、電圧差は、バッテリ３０５の入力電圧と電圧変換回路２０３の出力電圧との間の電圧差であることができる。いくつかの実施形態では、降圧回路の電圧差は、さらにバッテリの電圧と、無線送信回路の出力電圧、無線受信回路の出力電圧、降圧回路の入力電圧及び電圧変換回路の出力電圧の中のいずれか一種に基づいて取得することができると理解されるべきである。

これにより、降圧回路３０３の電圧差及び上記の対応関係に基づいて、電圧変換回路２０３の出力電圧を調整することにより、最適な充電効率を達成することができる。又は、フィードバックする降圧回路３０３の出力電圧に基づいて、バッテリ３０５の入力電圧を確定し、確定されたバッテリ３０５の入力電圧と電圧変換回路２０３の出力電圧との間の電圧差及び上記の対応関係に基づいて、電圧変換回路２０３の出力電圧を調整することにより、最適な充電効率を達成する。

本発明の一実施形態では、上述した電圧変換回路の電圧を調整する２つの方法を結合することができ、即ち、被充電機器がフィードバックする降圧回路３０３の出力電圧及び予め設定された電圧差と充電効率の対応関係に基づいて、電圧変換回路２０３の出力電圧が第一電圧になるように調整し、電圧変換回路２０３の出力電圧が第一電圧になるように調整してから、被充電機器がフィードバックする降圧回路３０３の出力電流及び予め設定された電流閾値に基づいて、電圧変換回路２０３の出力電圧が第二電圧になるように調整する。これにより、電圧変換回路２０３の出力電圧に対して粗調整及び微調整して、調整精度を確保することができる。

図７を参照すると、本発明の一実施形態に係わる無線充電方法を示すフローチャートである。この無線充電方法は被充電機器に適用される。

ステップＳ７１において、無線受信回路３０１を利用して無線充電装置から送信する電磁信号を受信し、電磁信号を無線受信回路３０１の出力電圧及び出力電流に変換する。

ステップＳ７２において、降圧回路３０３を利用して無線受信回路３０１の出力電圧を受信し、無線受信回路３０１の出力電圧に対して降圧処理を行って、被充電機器のバッテリ３０５を充電する。

ステップＳ７３において、バッテリのバッテリ情報を検出する。

ステップＳ７４において、無線充電装置が無線送信回路のスイッチトランジスタデューティ比を調整することにより、無線送信回路の送信電力を調整するように、バッテリ情報に基づいて無線充電装置と通信する。

一実施形態では、検出された降圧回路３０３の出力電圧及び/又は出力電流に基づいて、無線充電装置と通信することは、
検出された降圧回路３０３の出力電圧及び/又は出力電流に基づいて、無線充電装置に調整情報を送信することを備える。調整情報は、電磁信号の送信電力を調整するために、無線充電装置に受信した電源装置からの電気エネルギーに対して電圧及び/又は電流調整を実行するように指示するために用いられる。

一実施形態では、第二制御回路は、さらに、バッテリー情報に基づいて被充電機器の降圧回路の入力電圧と出力電圧との間の電圧差を取得し、電圧差に基づいて無線充電装置に調整情報を送信するために用いられ、調整情報は無線充電装置が無線送信回路のスイッチトランジスタデューティ比を調整するように指示して、降圧回路の電圧差が予め設定された条件を満たすようにする。例えば、調整情報は、送信電力値を増加するか、又は送信電力値を低減するか、又は電圧値を増加するか、又は電圧値を低下することであることができる。

一実施形態では、方法は、バッテリー３０５を充電するように、変換回路３０７を利用して無線受信回路３０１の出力電圧及び出力電流を受信し、無線受信回路３０１の出力電圧及び/又は出力電流に対して定電圧及び/又は定電流制御を実行するステップと、無線充電装置と通信して、降圧回路３０３が作動するように制御するか、又は変換回路３０７が作動するように制御することを確定するステップと、をさらに備える。

図８を参照すると、本発明の別の実施態様に係わる無線充電方法を示すフローチャートである。この無線充電方法は無線充電装置に適用される。

ステップＳ８１において、電圧変換回路２０３を利用して入力電圧を受信し、入力電圧を変換して、電圧変換回路２０３の出力電圧と出力電流を取得する

ステップＳ８２において、無線送信回路２０１を利用して電圧変換回路２０３の出力電圧と出力電流に応じて電磁信号を送信して、被充電機器に対して無線充電を行う。

ステップＳ８３において、無線充電の過程で、被充電機器と無線通信を行って、被充電機器のバッテリ情報を取得し、且つバッテリ情報に応じて無線送信回路のスイッチトランジスタデューティ比を調整することにより、無線送信回路の送信電力を調整する。

上述した方法の各々のステップの具体的な内容は、上述した実施形態で説明されているので、ここで具体的に説明しないことを理解されたい。

本発明の実施形態において、第一充電チャンネル３０６又は第二充電チャンネル３０８を採用してバッテリ３０５を充電する過程は、トリクル充電段階、定電流充電段階及び定電圧充電段階を含むことができる。本発明の実施例で言及される定電流充電段階は、充電電流が完全に一定のままであることを必要とせず、例えば、充電電流のピーク値又は平均値は一定期間内で一定のままであることを指す。実際には、定電流充電段階では、一般的に多段定電流充電方法で充電する。

多段定電流充電（Ｍｕｌｔｉ-ｓｔａｇｅ ｃｏｎｓｔａｎｔ ｃｕｒｒｅｎｔ ｃｈａｒｇｉｎｇ）は、Ｎ個（Ｎは２以上の整数である）の定電流段階を有することができる。多段階定電流充電は、所定の充電電流で第一段階充電を始まる。多段階定電流充電のＮ個の定電流段階は、第一段階から第Ｎ段階まで順次に実行される。定電流段階の中の前の定電流段階から次の定電流段階に移行すると、充電電流値は小さくなることができる。バッテリ３０５の電圧が充電終止電圧閾値に達すると、定電流段階の中の前の定電流段階は次の定電流段階に移行する。隣接する２つの定電流段階の間の電流変換過程は、漸進的な変化であるか、又は、段階状の跳躍的な変化であってもよい。

本発明の実施形態は、無線充電装置と被充電機器との間の通信方式及び通信順序に対して具体的に限定しない。

選択的に、いくつかの実施形態では、無線充電装置と被充電機器（又は第二制御回路３０２と第一制御回路２０２）との間の無線通信は一方向無線通信であることができる。

例えば、バッテリ３０５の無線充電過程において、被充電機器が通信の開始者であり、無線充電装置が通信の受信者であると特定することができる。例えば、バッテリ３０５の定電流充電段階において、被充電機器は検出回路３０４によってバッテリ３０５の充電電流（即ち無線受信回路３０１の出力電流）をリアルタイムに検出することができる。バッテリ３０５の充電電流がバッテリ３０５の現在要求している充電電流と一致しない場合、被充電機器は無線充電装置に調整情報を送信して、無線充電装置に無線送信回路２０１の送信電力を調整するように指示する。

選択的に、いくつかの実施形態では、無線充電装置と被充電機器（又は第二制御回路３０２と第一制御回路２０２）との間の無線通信は双方向無線通信でることができる。双方向無線通信は、一般的に受信者が開始者によって開始された通信要求を受信した後に、受信者が開始者に応答情報を送信することを要求する。双方向通信メカニズムは通信過程をより安全にすることができる。

以上、本発明の実施形態に関する記載は、無線充電装置（無線充電装置の第一制御回路０２）と被充電機器（被充電機器の第二制御回路３０２）との間の主従関係を限定しない。換言すると、無線充電装置と被充電機器のうちのいずれか一方はマスターデバイスとして双方向通信を開始することができ、これに対応して他方はスレーブデバイスとしてマスタデバイスによって開始された通信に対して第一応答又は第一回復を行うことができる。実現可能な方式として、通信過程において、無線充電装置と被充電機器との間のリンク状態を比較して、マスターデバイスとスレーブデバイスの身分を確定することができる。例えば、無線充電装置が被充電機器に情報を送信する無線リンクはアップリンクであり、被充電機器が無線充電装置に情報を送信する無線リンクはダウンリンクであると仮定し、もしアップリンクがより高品質であると、無線充電装置を通信のマスターデバイスとして設置することができ、もしダウンリンクがより高品質であると、被充電機器を通信のスレーブデバイスとして設置することができる。

本発明の実施形態は、無線充電装置と被充電機器との間の双方向通信の具体的な実施態様を限定しない。即ち、無線充電装置と被充電機器のうちのいずれか一方はマスターデバイスとして通信会話を開始すると、これに対応して他方はスレーブデバイスとしてマスタデバイスによって開始された通信会話に対して第一応答又は第一回復を行い、マスターデバイスはスレーブデバイスの第一応答又は第一回復に対して第二応答を行うことができ、即ちマスターデバイスとスレーブデバイスとの間で１つの通信ネゴシエーション処理が完了したものと見なすことができる。

マスターデバイスは、通信会話に対するスレーブデバイスの第一応答又は第一回復に基づいて、第二応答を以下のように行うことができる。マスターデバイスは、通信会話に対するスレーブデバイスの第一応答又は第一回復を受信してから、受信したスレーブデバイスの第一応答又は第一回復に基づいて専門の第二応答を行うことができる。

マスターデバイスは、通信会話に対するスレーブデバイスの第一応答又は第一回復に基づいて、第二応答を以下のように行うことができる。マスターデバイスは、予め設定された時間内に通信会話に対するスレーブデバイスの第一応答又は第一回復を受信しなかったとしても、依然としてスレーブデバイスの第一応答又は第一回復に対して専門の第二応答を行う。

選択的に、いくつかの実施形態において、被充電機器がマスタデバイスとして通信会話を開始し、無線充電装置がスレーブデバイスとしてマスタデバイスによって開始された通信会話に対して第一応答又は第一回復を行う場合、被充電機器は無線充電装置の第一応答又は第一回復に対して専門の第二応答を行う必要はなく、即ち無線充電装置と被充電機器との間で１つの通信ネゴシエーション処理が完了したものと見なすことができる。

本発明の実施形態は、無線充電装置の第一制御回路２０２と被充電機器の第二制御回路３０２との間の無線通信方式に対して具体的に限定しない。例えば、第一制御回路２０２と第二制御回路３０２は、ブルートゥース（ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）、無線忠実度（ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｆｉｄｅｌｉｔｙ，Ｗｉ－Ｆｉ）、又は後方散乱（ｂａｃｋｓｃａｔｔｅｒ）変調（又は電力負荷変調）に基づいて互いに無線通信を行うことができる。

上述したように、無線充電過程において、第一制御回路２０２によって無線送信回路２０１の送信電力を調整するように、第二制御回路３０２は、検出回路３０４によって検出された第一充電チャンネル３０６の電圧及び/又は電流に基づいて、第一制御回路２０２と無線通信することができる。しかしながら、本発明の実施形態は第二制御回路３０２と第一制御回路２０２との間で伝送される通信内容に対して具体的に限定しない。

一実施形態において、第二制御回路３０２は、検出回路３０４によって検出された第一充電チャンネル３０６の出力電圧及び/又は出力電流を第一制御回路２０２に送信することができる。第二制御回路３０２は、さらにバッテリの状態情報を第一制御回路２０２に送信することができる。バッテリの状態情報は、被充電機器内のバッテリ３０５の現在の電力及び/又は現在の電圧を含む。第一制御回路２２２は、先ずバッテリ３０５の状態情報に基づいてバッテリ３０５の現在の充電段階を確定してから、さらにバッテリ３０５の現在要求している充電電圧及び/又は充電電流と一致する目標充電電圧及び/又は目標充電電流を確定することができる。次に、第一制御回路２０２は、第二制御回路３０２から送信された第一充電チャンネル３０６の出力電圧及び/又は出力電流を上述した目標充電電圧及び/又は目標充電電流と比較して、第一充電チャンネル３０６の出力電圧及び/又は出力電流がバッテリ３０５の現在要求している充電電圧及び/又は充電電流と一致するか否かを判定する。第一充電チャンネル３０６の出力電圧及び/又は出力電流がバッテリ３０５の現在要求している充電電圧及び/又は充電電流と一致しない場合、第一充電チャンネル３０６の出力電圧及び/又は出力電流がバッテリ３０５の現在要求している充電電圧及び/又は充電電流と一致するまで、無線通信回路２０１の送信電力を調整する。

他の実施形態において、無線送信回路２０１の送信電力を調整するように第一制御回路２０２に指示するために、第二制御回路３０２は第一制御回路２０２に調整情報を送信することができる。例えば、第二制御回路３０２は、無線送信回路２０１の送信電力を上げるように第一制御回路２０２に指示することができる。別の例では、第二制御回路３０２は、無線送信回路２０１の送信電力を下げるように第一制御回路２０２に指示することができる。さらに具体的には、無線充電装置は、無線送信回路２０１の送信電力を複数のギアに設置することができる。第一充電チャンネル３０６の出力電圧及び/又は出力電流がバッテリ３０５の現在要求している充電電圧及び/又は充電電流と一致するまで、第一制御回路２０２は、調整情報を受信するたびに、無線送信回路２０１の送信電力を１ギア調整する。

上述した通信内容の他に、第一制御回路０２及び第二制御回路３０２は、多い他の通信情報を交換することもできる。いくつかの実施形態では、第一制御回路２０２及び第二制御回路３０２は、安全保護、異常検出、又は故障処理に使用される情報を交換することができ、例えば、バッテリ３０５の温度情報、過電圧保護又は過電流保護に入ることを指示する情報、電力伝送効率情報（無線送信回路２０１と無線受信回路３０１との間の電力伝送効率を示すために用いられる情報）である。

例えば、バッテリー３０５の温度が高い過ぎる場合、第一制御回路２０２及び/又は第二制御回路３０２は充電回路が保護状態に入るように制御することができ、例えば、充電回路を制御して無線充電を停止する。別の例では、第一制御回路２０２は、第二制御回路３０２から送信された過電圧保護又は過電流保護を示す情報を受信してから、無線送信回路２０１の送信電力を低減するか又は無線送信回路２０１が作動を停止するように制御することができる。さらに別の例では、第一制御回路２０２は第二制御回路３０２から送信された電力伝送効率情報を受信してから、もし電力伝送効率が予め設定された閾値より低い場合、無線送信回路２０１が作動を停止するように制御し、ユーザーにこの事件を通知することができ、例えば、ディスプレイスクリーンによって電力伝送効率が低い過ぎると表示するか、又は指示ランプによって電力伝送効率が低い過ぎると指示して、ユーザーが無線充電環境を調整するようにする。

いくつかの実施形態では、第一制御回路２０２及び第二制御回路３０２は、無線送信回路２０１の送信電力を調整するために用いられる他の情報を交換することができる。例えば、バッテリ３０５の温度情報、第一充電チャンネル３０６の電圧及び/又は電流のピーク値又は平均値を示す情報、電力伝送効率情報（無線送信回路２０１と無線受信回路３０１との間の電力伝送効率を示すために用いられる情報）などである。

例えば、第二制御回路３０２は第一制御回路２０２に電力伝送効率情報を送信することができる。第一制御回路２０２は、電力伝送効率情報に基づいて、無線送信回路２０１の送信電力の調整幅を確定するために用いられる。具体的には、電力伝送効率情報が無線送信回路２０１と無線受信回路３０１との間の電力伝送効率が低いと指示する場合、第一制御回路２０２は無線送信回路２０１の送信電力の調整幅を上げることができ、無線送信回路２０１の送信電力が速やかに目標電力に到達することにする。

例えば、無線受信回路３０１の出力電圧及び/又は出力電流が脈動波形電圧及び/又は脈動波形電流である場合、第二制御回路３０２は第一制御回路２０２に第一充電チャンネル３０６の出力電圧及び/又は出力電流のピーク値又は平均値を示す情報を送信することができ、第一制御回路２０２は第一充電チャンネル３０６の出力電圧及び/又は出力電流のピーク値又は平均値がバッテリ３０５の現在要求している充電電圧及び/又は充電電流と一致するかどうかを判定することができる。第一充電チャンネル３０６の出力電圧及び/又は出力電流のピーク値又は平均値がバッテリ３０５の現在要求している充電電圧及び/又は充電電流と一致しない場合、第一制御回路２０２は無線送信回路２０１の送信電力を調整することができる。

例えば、第二制御回路３０２は第一制御回路２０２にバッテリ３０５の温度情報を送信することができる。バッテリ３０５の温度が高い過ぎる場合、第一制御回路２０２は無線送信回路２０１の送信電力を下げて、無線受信回路３０１の出力電流を低減することにより、バッテリ３０５の温度を低減することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述した実施形態の具体的な内容に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で、本発明の技術方案に対して様々な簡単な変更を行うことができ、このような簡単な変更は全て本発明の保護範囲に属する。

さらに、上述した具体的な実施形態で説明した各々の具体的な技術特徴は、矛盾がないかぎり、任意の適切な方式で組み合わせることができ、必要ない重複を免れるために、本発明は様々な組合方式に対して個別に説明しない。

加えて、本発明の技術思想を逸脱しない限り、本発明のいろいろな異なる実施形態の間は任意に組み合わせることができ、それも本発明の開示内容とみなされるべきである。

Claims (15)

1. 電圧変換回路と、無線送信回路と、第一制御回路と、を備え、
   前記電圧変換回路は、入力電圧を受信し、且つ前記入力電圧を変換して前記電圧変換回路の出力電圧と出力電流を獲得するために用いられ、
   前記無線送信回路は、前記電圧変換回路の出力電圧と出力電流に応じて電磁信号を送信して、被充電機器に対して無線充電を行うために用いられ、
   前記第一制御回路は、前記無線充電の過程で、前記被充電機器と無線通信して、前記被充電機器のバッテリ情報を取得し、且つ前記バッテリ情報に応じて前記無線送信回路のスイッチトランジスタデューティ比を調整することにより、前記無線送信回路の送信電力を調整するために用いられ、
   前記電圧変換回路は電源装置に接続され、
   前記第一制御回路は、さらに、前記電源装置が前記被充電機器のバッテリ情報に基づいて前記電圧変換回路に提供する電圧及び/又は電流を調整するように、前記電源装置と通信するために用いられ、
   前記第一制御回路は、さらに、前記電源装置と通信して前記電源装置のタイプを確定し、前記被充電機器と通信して前記被充電機器が支持する充電モードを確定し、且つ少なくとも前記電源装置のタイプに基づいて、採用される充電モードを確定するために用いられる、
   ことを特徴とする無線充電装置。
2. 前記充電モードは第一充電モード及び第二充電モードを備え、その中において、前記第一充電モードを採用する時の無線送信回路の最大送信電力は前記第二充電モードを採用する時の無線送信回路の最大送信電力より大きい、
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線充電装置。
3. 前記第一制御回路は、さらに、前記被充電機器が支持する充電モードに基づいて、採用される充電モードを確定するために用いられる、
   ことを特徴とする請求項２に記載の無線充電装置。
4. 前記第一制御回路は、さらに、前記電源装置が非急速充電型電源装置である場合、第一充電モードで前記被充電機器を充電するために、前記電圧変換回路を制御して、前記電源装置によって提供される電圧を変換するために用いられ、
   その中において、前記非急速充電型電源装置によって提供される出力電圧は予め設定された電圧値より低い、
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線充電装置。
5. 前記第一制御回路は、さらに、バッテリー情報に基づいて、被充電機器の降圧回路の入力電圧と出力電圧との間の電圧差を取得し、前記無線送信回路のスイッチトランジスタデューティ比を調整して、前記降圧回路の電圧差が予め設定された条件を満たすようにするために用いられる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線充電装置。
6. 前記無線充電装置は、整流フィルター回路及びＤＣ/ＤＣ変換回路をさらに備え、
   前記整流フィルター回路は、電源装置からの交流電圧を安定した直流電圧に変換するために用いられ、
   前記ＤＣ/ＤＣ変換回路は、前記整流フィルター回路から出力される直流電圧を１つの固定値に調整して前記無線送信回路に提供するために用いられる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線充電装置。
7. 前記無線充電装置は、エネルギー貯蔵モジュールをさらに備え、
   前記エネルギー貯蔵モジュールは、外部電源装置から電気エネルギーを獲得して貯蔵し、且つ前記無線送信回路に電力を提供するために用いられ、
   前記無線送信回路は前記エネルギー貯蔵モジュールから獲得した電気エネルギーに基づいて電磁信号を生成する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線充電装置。
8. 被充電機器であって、
   バッテリと、無線受信回路と、降圧回路と、検出回路と、第二制御回路と、変換回路と、を備え、
   前記無線受信回路は、無線充電装置によって送信された電磁信号を受信し、前記電磁信号を前記無線受信回路の出力電圧及び出力電流に変換するために用いられ、
   前記降圧回路は、前記バッテリを充電するために、前記無線受信回路の出力電圧を受信し、且つ前記無線受信回路の出力電圧に対して降圧処理を行うために用いられ、
   前記検出回路は、前記バッテリのバッテリ情報を検出するために用いられ、
   前記第二制御回路は、前記無線充電装置が無線送信回路のスイッチトランジスタデューティ比を調整することにより、前記無線送信回路の送信電力を調整するように、前記バッテリ情報に基づいて前記無線充電装置と通信し、且つ前記無線充電装置に接続された電源装置が前記被充電機器のバッテリ情報に基づいて前記無線充電装置の電圧変換回路に提供する電圧及び/又は電流を調整するように、前記バッテリ情報に基づいて前記無線充電装置と通信するために用いられ、
   前記変換回路は、前記バッテリーを充電するように、前記無線受信回路の出力電圧及び出力電流を受信し、且つ前記無線受信回路の出力電圧及び/又は出力電流に対して定電圧及び/又は定電流制御を実行するために用いられ、
   前記第二制御回路は、さらに前記降圧回路と前記変換回路との間の切り替えを制御するために用いられる、
   前記第二制御回路は、さらに、前記無線充電装置と通信して、充電モードを確定するために用いられ、前記充電モードは第一充電モード及び第二充電モードを備え、その中において、前記第一充電モードでの充電速度は前記第二充電モードでの充電速度よりも速く、前記第一充電モードで前記バッテリを充電する場合、前記降圧回路が作動するように制御し、前記第二充電モードで前記バッテリを充電する場合、前記変換回路が作動するように制御する、
   ことを特徴とする被充電機器。
9. 前記バッテリは互いに直列に接続されたＮ個のセルを備え、その中において、Ｎは１より大きい正整数である、
   ことを特徴とする請求項８に記載の被充電機器。
10. 前記降圧回路は、Ｂｕｃｋ回路又はチャージポンプである、
    ことを特徴とする請求項８に記載の被充電機器。
11. 前記第二制御回路は、さらに、前記バッテリー情報に基づいて被充電機器の降圧回路の入力電圧と出力電圧との間の電圧差を取得し、前記電圧差に基づいて前記無線充電装置に調整情報を送信するために用いられ、前記調整情報は前記無線充電装置が無線送信回路のスイッチトランジスタデューティ比を調整するように指示して、前記降圧回路の電圧差が予め設定された条件を満たすようにする、
    ことを特徴とする請求項８に記載の被充電機器。
12. 前記バッテリー情報はバッテリの温度を備え、前記第二制御回路は、さらに、前記バッテリの温度に基づいて、前記降圧回路と前記変換回路との間の切り替えを制御するために用いられる、
    ことを特徴とする請求項８に記載の被充電機器。
13. 前記降圧回路は第一充電チャンネルに設置され、前記検出回路は、前記第一充電チャンネルの電圧値及び/又は電流値を検出し、且つ検出された電圧値及び/又は電流値を前記第二制御回路に送信するするために用いられ、前記第二制御回路は検出された前記第一充電チャンネルの電圧値及び/又は電流値を前記無線充電装置に送信して、前記無線送信回路の送信電力を調整するようにする、
    ことを特徴とする請求項８に記載の被充電機器。
14. 前記降圧回路の降圧倍数と前記無線充電装置の昇圧回路の昇圧倍数は同じである、
    ことを特徴とする請求項８に記載の被充電機器。
15. 被充電機器に適用される無線充電方法であって、
    無線受信回路を利用して無線充電装置から送信する電磁信号を受信し、且つ前記電磁信号を前記無線受信回路の出力電圧及び出力電流に変換するステップと、
    降圧回路を利用して前記無線受信回路の出力電圧を受信し、前記無線受信回路の出力電圧に対して降圧処理を行って、前記被充電機器のバッテリを充電するステップと、
    前記バッテリのバッテリ情報を検出するステップと、
    前記無線充電装置が無線送信回路のスイッチトランジスタデューティ比を調整することにより、前記無線送信回路の送信電力を調整するように、前記バッテリ情報に基づいて前記無線充電装置と通信するステップと、
    前記無線充電装置に接続された電源装置が前記被充電機器のバッテリ情報に基づいて前記無線充電装置の電圧変換回路に提供する電圧及び/又は電流を調整するように、前記バッテリ情報に基づいて前記無線充電装置と通信するステップと、
    前記バッテリーを充電するように、変換回路を利用して前記無線受信回路の出力電圧及び出力電流を受信し、前記無線受信回路の出力電圧及び/又は出力電流に対して定電圧及び/又は定電流制御を実行するステップと、
    前記無線充電装置と通信して、前記降圧回路が作動するように制御するか、又は前記変換回路が作動するように制御することを確定するステップと、
    前記無線充電装置と通信して充電モードを確定し、前記充電モードは第一充電モード及び第二充電モードを備え、その中において、前記第一充電モードでの充電速度は前記第二充電モードでの充電速度よりも速く、前記第一充電モードで前記バッテリを充電する場合、前記降圧回路が作動するように制御し、前記第二充電モードで前記バッテリを充電する場合、前記変換回路が作動するように制御するステップと、
    を備える、
    ことを特徴とする無線充電方法。

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