[发明专利]无线充电系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种能够以非接触(无线)方式向电子设备(比如包括可充电电池的移动电话)供电的非接触馈电型无线充电系统。

背景技术

电磁感应方法已知是用于无线供电的方式。

另一方面，近年来已经关注基于依赖电磁谐振现象的磁谐振的无线馈电和充电系统。

通过如今广泛使用的电磁感应类型非接触馈电方法，功率的源和功率的目的地(功率接收侧)必须共享磁通量。对于有效率的功率发送，功率的源和目的地被布置得彼此非常靠近。此外，耦合对准也是重要的。

另一方面，基于电磁谐振现象的非接触馈电方法优点在于，由于电磁谐振现象的原理，其允许比电磁感应方法更长距离的功率发送，并且发送效率甚至不因稍微的不良对准而恶化太多。

应该注意，电场谐振方法是基于电磁谐振现象的另一方法。

使用磁谐振类型无线馈电系统，校准不是必要的，因此实现更长的馈电距离。

顺带提及，近年来更频繁地携带紧凑便携式电子设备。这些移动设备(便携式设备)每个都包括通常定期充电以使用的辅电池。

例如，在适用于通过电磁感应从功率发射机到功率接收机提供功率的以上的无线功率发送中，如果在功率发送期间在功率发射机与接收机之间提供能够生成涡流的外部对象(诸如硬币或钥匙等)，则这不仅产生功率损耗而且还产生外部对象自身的加热。

因此，所考虑的方法是把温度传感器添加到发射机，从而测量温度作为对抗外部对象的加热的对策。

例如，日本专利公开No.2003-153457公开了一种非接触充电器，目的是不仅在将被充电设备的温度上升保持最小的同时在尽可能短的时间里执行充电，而且如果在充电部分中提供金属外部对象则还防止异常温度上升。

此外，日本专利公开No.2008-172874公开了一种旨在提供改进的安全性的非接触充电器。该充电器使用在非接触充电器上的优化位置提供的温度感测元件进行该操作，并且如果检测到放置在其上的对象的异常温度上升则立即停止充电。

可以说，这些对策是针对存在一个功率发射机和一个功率接收机的情况严格设计的。

发明内容

然而，对于以非接触方式对多个设备进行充电的单个充电器的需求日益增加。

在此情况下将必须的是每个均包括功率接收机的多个辅设备可以放置在包括功率发射机的主设备上，并且功率也可以被提供给辅设备中的每一个。

如果在如上所述配置的主设备上提供温度传感器，则必须知道所有外部对象的尺寸和位置。结果，将使用无限数量的温度传感器。

这可能明显地影响成本，因此使得该选择远不可行。

此外，功率发射机与接收机之间分布的磁力线可以被无限数量的温度传感器干扰，因此使得很可能功率发射机与接收机之间的效率(馈电效率)降低。

如上所述，如果包括主设备的功率发射机与每个均包括辅设备的功率接收机之间存在外部对象(金属)，诸如硬币或钥匙等，则因为其暴露于功率发射机与接收机之间分布的强磁场而在外部对象中生成涡流。

然而，虽然能够防止温度上升产生的外部对象的加热，但上述技术归因于较大数量的传感器可以导致更高的成本，并且导致较低的馈电效率。

期望提供一种能够使用最少数量的传感器避免加热并且此外以高效率执行充电的无线充电系统。

根据本发明第一模式的无线充电系统包括主设备和辅设备。主设备包括适用于无线地发送功率的功率发射机。辅设备包括适用于从所述功率发射机接收无线地发送的功率的功率接收机。所述辅设备还包括适用于检测在功率发射机和接收机之间的功率传输路径中的任何异常的传感器。

本发明使用最少数量的传感器避免加热，并且此外允许高度有效充电。

附图说明

图1是示出根据本发明实施例的无线充电系统的整个配置示例的图；

图2是示出根据本发明实施例的包括外部对象检测器的无线充电系统的基本配置示例的框图；

图3是示意性示出根据本发明实施例的功率发送和接收侧上的线圈之间的关系的示例的图；

图4是示意性示出其中辅设备中的每一个中包括传感器的配置的图；

图5是示出辅设备中的功率接收机、功率接收线圈和传感器的布置的示例的图；

图6是示出根据本发明实施例的包括外部对象检测器的无线充电系统的另一配置示例的框图；

图7A和图7B是示出在不同位置生成涡流的外部对象的示例的图；

图8是示出功率发射机和接收机的功率发送和接收部分的基本谐振电路的示例的图；