[发明专利]无线电力发送器和无线电力接收器

说明书

技术领域

本发明大致涉及无线电力发送器和无线电力接收器，其可以使用无线电力发送技术和能够对电池进行快速充电的技术。

背景技术

使用有线电力发送技术，仅当充电器和要充电的装置彼此按有线方式直接相连或由接触点彼此连接时才可进行充电。因此，为了使用这种技术对装置进行充电，用户必须执行将装置和充电器直接相连的操作。这可能导致根据使用电池的各种便携装置的外观而产生的不便且可导致其使用量的减少。还可能存在由于用于各个装置的电缆的复杂位置而造成的不便。为了解决这种有线充电方法的问题，已开发出无线电力发送技术且已对其进行了各种研究。

无线电力发送技术是在不具有位于充电器与需要进行充电的装置之间的直接线路或接触点的情况下发送电力的技术，且近来甚至已广泛应用于电动车辆(EV)，以及智能电话和平板PC。根据该方法，无线电力发送技术可以分为感应、电容和谐振方法。各个方法在实现或效率方面具有优点和缺点，且电磁感应方法和谐振方法是标准化的并作为主要的技术。两种方法之间的显著差异是在电磁感应方法中，工作频率在几百kHz的范围内，而在谐振方法中，工作频率在几MHz的范围内。在电磁感应方法中，可能在短的充电距离内以高效率进行充电，且在谐振方法中，可以增加充电距离。

应用上述无线电力发送技术的传统无线充电系统通常包括电力发送器和电力接收器。

图9为根据相关技术的传统无线充电系统的框图。

参考图9，传统电力发送器910包括：单相或三相交流(AC)电力供应单元911；适配器914，其用于生成电力发送单元915所需要的电力以从AC电力供应单元911进行无线充电；以及电力发送单元915，其用于生成作为采用可进行无线电力发送的形式的信号的电力。

适配器914包括应用功率因子校正(PFC)电路的AC/DC转换器单元912和DC/DC转换器单元913，且在构成适配器914的AC/DC转换器单元912的作用中的功率因子校正可以是根据适配器914能力的重要功能。例如，在用于笔记本的适配器中具有75W或更大能力的适配器应具有PFC功能。在不需要PFC功能的情况下，能够将PFC部分视为将AC电力转换成DC电力的AC/DC转换器。

传统电力接收器930包括：电力接收单元931，其用于使用从电力发送器910的电力发送单元915生成的信号来生成直流(DC)电力；DC/DC转换器单元932，其用于生成适用于对电池934进行充电的充电器集成电路(IC)933的形式的电力；充电器IC 933；以及电池934。

在如图9中所示的无线充电系统的结构中，电力转换单元(AC/DC转换器单元912、DC/DC转换器单元913、电力发送单元915、电力接收单元931、DC/DC转换器单元932和充电器IC 933)中的每一个根据设计规格具有不同的电力转换效率，但却具有约为80％或更大的效率特性。

图10为示出基于根据相关技术的传统DC/DC转换器单元的输出电流和输入电压的效率特性的图。

参考图10，提供了示出根据DC/DC转换器单元913的输出电流和输入电压的效率特性的图。该图显示了约为80％的效率特性。图9的无线充电系统经历了总共为六个电力转换单元的电力转换操作并将电力从AC电力供应单元911发送到电池934，由此能够对电池934进行充电。因此，当假定每个电力转换单元的效率为80％时，当从AC电力供应单元911供应100％的电力时，约26％的电力被发送到电池934。同时，当每个电力转换单元的效率为80％时，可以发送更大量的电力。

最广泛用于对电池进行充电的传统电池充电方法为恒定电流恒定电压(CC-CV)充电方法。CC-CV充电方法是最初进行恒定电流充电且随后使用恒定电压进行充电的方法，且已经进行了关于CC-CV充电方法的许多研究，以使得可以使用市售的IC来实现CC-CV充电方法。然而，在传统的CC-CV方法中，将电池从完全放电的状态充电到其完全充电的状态通常需要几个小时，这对于用户来说是不方便的。因此，为了解决在电池充电时间方面的问题，已进行了对能够对电池进行快速充电的快速充电技术的研究。另外，考虑到使用电池的装置的电力消耗的增加及其移动的容易性，由于电池的容量限制，存在对开发快速充电技术，诸如开发快速充电器、快速充电电池等的需求。

为此，已经开发了快速充电技术，其中，充电电流在传统CC-CV充电方法中的初始CC充电部分中以多步形式进行配置。该技术应用强效充电(Boost Charging)方法，该方法使用比在现有CC充电方法中更大的电流作为初始充电电流值进行预定时间的充电。