CN102694423B - 无线电力传输装置的电力传输控制方法及电力传输装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无线电力传输装置的电力传输控制方法及电力传输装置，所述电力传输控制方法包括：通过物体感测传感器，感测在无线充电过程中是否有异物置于无线电力传输装置的充电位置；若所述异物被物体感测传感器感测，则根据所述无线电力传输装置的控制部计算无线充电的电力损失；以及若所述电力损失为基准值以上，则随着所述异物的感测终止电力传输。

Description

无线电力传输装置的电力传输控制方法及电力传输装置

技术领域

本发明涉及用于提高无线电力效率的无线电力传输装置的电力传输控制方法及电力传输装置。

背景技术

一般来讲，电池组(Battery pack)从外部的充电器接受电力(电能)而被充电的状态下，提供能够使得便携式终端(手机、PDA等)工作的电源，这种电池组包括用于充电电能的电池单元以及用于对所述电池单元进行充电及放电(以便携式终端提供电能)的电路等。

如此，向使用于便携式终端的电池组充电电能的充电器与电池组之间的电连接方式中，包括：接受常用电源而转换为对应于电池组的电压及电流，并通过相关电池组的端子向电池组供给电能的端子供给方式。

但是，若以这种端子供给方式提供电源，则在将充电器与电池组相接触或分离时，由于两侧的端子(电池组的端子及充电器的端子)具有互不相同的电位差，因此存在导致瞬间放电现象的问题。

尤其，当因这种瞬间放电现象等，而在两侧端子上堆积异物时，具有发生火灾等隐患。

并且，由于潮湿等原因，已被充电到电池组的电能会经由电池组的端子向外部自然放电，不仅如此，随之还降低电池组的寿命及性能。

最近，为了解决如上所述的问题，而提出了利用无线电力传输方式的无接点方式的充电***及控制方法。

针对这种无线电力传输***，一直努力追求达到稳定的电力接收以及提高无线电力传输效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无线电力接收装置的电力接收控制方法及利用该控制方法的无线电力接收装置，以用于在无线电力传输***中感测异物而执行与之对应的电力传输控制，从而提高无线电力传输效率。

为了达到上述课题，根据本发明一实施例的无线电力传输装置的电力传输控制方法，可以包括：通过物体感测传感器，感测在无线充电过程中是否有异物置于无线电力传输装置的充电位置；若所述异物被物体感测传感器感测，则根据所述无线电力传输装置的控制部计算无线充电的电力损失；以及若所述电力损失为基准值以上，则随着所述异物的感测终止电力传输。

在此，所述物体感测传感器可以是红外线感测传感器，而所述红外线感测传感器其感测角可以为120度以上，感测距离可以为20cm以上。

根据本发明一实施例的一方面，所述无线电力传输装置的电力传输控制方法，还可以包括：检测通过所述无线电力传输装置的一次侧核芯所发送的脉冲信号的相位变化或电流值变化，从而感测在一次侧核芯上无线电力接收装置是否位于充电位置；以及若所述无线电力接收装置位于充电位置，则通过传输无线电力信号来开始所述无线充电。

根据本发明一实施例的一方面，检测通过所述无线电力传输装置的一次侧核芯所发送的脉冲信号的相位变化或电流值变化，从而感测在一次侧核芯上无线电力接收装置是否位于充电位置的步骤，可以包括：向所述一次侧核芯的第一传输线圈及第二传输线圈依次传输脉冲信号；检测所述第一传输线圈及第二传输线圈中的某一个上所产生的所述脉冲信号的相位变化或电流值变化；以及基于所述相位变化或电流值变化，检测所述无线电力接收装置是否置于所述第一传输线圈及第二传输线圈中的某一个上。

根据本发明一实施例的一方面，所述无线电力传输装置的电力传输控制方法，还可以包括：检测所述无线电力传输装置的发热温度；以及若所述发热温度为基准温度以上，则终止所述无线充电。

根据本发明一实施例的一方面，若所述异物被物体感测传感器感测，则根据所述无线电力传输装置的控制部计算无线充电的电力损失的步骤， 可以包括：利用从无线电力接收装置所传输的充电状态信息，计算电力损失。

根据本发明的另一实施例，无线电力传输装置可以包括：一次侧核芯，以用于将无线电力信号及脉冲信号向无线电力接收装置传输；物体感测传感器，以用于感测无线充电中的异物；传输控制部，用于控制所述一次侧核芯，以此若通过物体感测传感器感测到在无线充电过程中有异物置于无线电力传输装置的充电位置，则计算所述无线充电的电力损失，若所述电力损失为基准值以上，则随着所述异物的感测而终止电力传输。

根据本发明另一实施例的一方面，所述物体感测传感器是红外线感测传感器，而所述红外线感测传感器其感测角可以为120度以上，感测距离可以为20cm以上。

根据本发明另一实施例的一方面，所述红外线感测传感器可以设置在形成于所述无线电力传输装置之一侧的凸出部。

根据本发明另一实施例的一方面，所述无线电力传输装置还可以包括设置在所述凸出部的指示器，以用于表示所述无线充电是否正常进行。

根据本发明另一实施例的一方面，所述传输控制部检测通过所述一次侧核芯所发送的脉冲信号的相位变化或电流值变化，从而感测在一次侧核芯上无线电力接收装置是否位于充电位置，若所述无线电力接收装置位于充电位置，则通过传输无线电力信号来开始所述无线充电。

根据本发明另一实施例的一方面，所述一次侧核芯包括第一传输线圈及第二传输线圈，所述传输控制部可以向第一传输线圈及第二传输线圈依次传输脉冲信号，并检测所述第一传输线圈及第二传输线圈中的某一个上所产生的所述脉冲信号的相位变化或电流值变化，以及基于所述相位变化或电流值变化，检测所述无线电力接收装置是否置于所述第一传输线圈及第二传输线圈中的某一个上。

根据本发明另一实施例的一方面，所述无线电力传输装置还包括用于检测所述无线电力传输装置的发热温度的温度检测部，若所述温度检测部所检测的所述发热温度为基准值以上，则所述传输控制部可以控制所述无线充电终止。

根据具有如上所述构成的本发明的一实施例，在无线充电过程中或无线充电开始之前，能够感测在无线电力传输装置与无线电力接收装置之间可能存在的异物，并以此执行无线电力传输控制，从而能够提高无线电力传输效率。

附图说明

图1为有关本发明一实施例的无线电力传输***的构成框图；

图2为用于说明本发明一实施例的无线电力传输装置中的异物感测的概念图；

图3为用于说明本发明一实施例的无线电力传输装置中的无线电力传输控制方法的流程图。

(附图标记的说明)

具体实施方式

以下，参照附图详细说明有关本发明的无线电力接收装置及其电力控制方法。在以下的说明中所使用的对构成要素的接尾词“模块”及“部”是为了便于说明书撰写而赋予或混用的，两者本身并非具有相互区别的含义或作用。

图1是本发明一实施例的无线电力传输***的构成框图。如图所示， 本发明一实施例的无线电力传输***包括无线电力传输装置100和无线电力接收装置200。即，根据电磁感应方式，若无线电力传输装置100将无线电力信号传输至无线电力接收装置200，则接收该电力信号的无线电力接收装置200以所述无线电力信号的电力对电池组进行充电，或者向与无线电力接收装置200相连的电子设备供给电源。

以下，对无线电力传输装置100及无线电力接收装置200的构成分别进行说明。

根据本发明一实施例的无线电力传输装置100，包括：一次侧核芯110、传输控制部120及AC/DC转换器130。在此，一次侧核芯110(一次侧线圈)是将电力信号以电磁感应方式传输至电力接收装置200之二次侧核芯210的装置，在本实施例中，可以使用两个线圈(即，第一传输线圈111及第二传输线圈112)。

再次参照图1，用于控制所述一次侧核芯110的传输控制部120可以包括：客体感测部121、中央控制部122、开关控制部123、驱动器124以及串联共振型转换器125。

所述客体感测部121，感测作为所述一次侧线圈的一次侧核芯110的相位变化或电流值变化，不仅能够判断所述变化是否为无线电力接收装置200所致(即，具有作为ID确认部的功能)，而且执行对从无线电力接收装置200所传输的充电状态信号进行滤波处理的功能。即，若接收到作为通过一次侧核芯110所传输的ID呼叫信号之应答信号的ID信号，则对其进行滤波处理，若在充电过程中，接收到包含电池单元或充电电压的信息的充电状态信号，则对其进行滤波处理。

所述中央控制部122，接收所述客体感测部121的判断结果而进行确认，分析从一次侧核芯110所接收到的ID信号，从而将通过所述一次侧核芯110而用于发送无线电力信号的电力信号传输至所述驱动器124。并且，若从后述的一次侧核芯接收到充电状态信号，则基于此来控制驱动器124而变更无线电力信号。

所述开关控制部123用于控制串联共振型转换器125与第一传输线圈111及第二传输线圈112之间的开关的开关动作。在本发明中，虽然使用 了两个传输线圈，但本发明并非限定于此，而也可以包括适用一个线圈的情形。当适用一个线圈时，无需设置所述开关控制部123。

所述驱动器124通过中央控制部122的控制来对串联共振型转换器125的动作进行控制。

所述串联共振型转换器125，根据驱动器124的控制而生成用于产生欲发送电力信号的发送电源，并供给至所述一次侧核芯110。换句话说，若中央控制部122将用于发送具有所需电力值之电力信号的电力控制信号发送至驱动器124，则所述驱动器124对应于所传输之电力控制信号而控制串联共振型转换器125的动作，而所述串联共振型转换器125根据驱动器124的控制，将与所需电力值相对应的发送电源施加到一次侧核芯110，以发送所需大小的无线电力信号。

并且，所述串联共振型转换器125根据驱动器124的控制，通过第一传输线圈111及第二传输线圈112，分别提供用于产生第一客体感测信号及第二客体感测信号的电源。

物体感测部126设置在无线电力传输装置的凸出部150(参照图2)，以用于确认在无线充电过程中是否有异物置于无线电力传输装置的充电位置附近。这种物体感测部126可以为红外线感测传感器。红外线感测传感器利用红外线来感测温度、压力、放射线的大小等物理量或化学量，并将之转换为能够信号处理的电量，以此来感测物体。红外线感测传感器，包括：自己发射红外光，并感测光被切断时的变化的主动式；以及本身不具有发光器，而只读取从外界所接收红外线的变化的被动式。红外线是指在电磁波频谱中，具有比可视光线的红光长且比微波短的波长，即0.75μm□1mm波长的辐射线。由于使用所述红外线感测传感器，因此其感测度和正确度比现有技术的温度传感器、紫外线传感器要高。所述红外线感测传感器，其感测角为120度以上，感测距离为20cm以上时，即可足以使用。

指示器127形成在所述凸出部150，以用于确认无线电力传输是否良好，可由如LED等发光装置构成。根据本发明一实施例，设有两个指示器，分别用于表示在第一传输线圈111及第二传输线圈112是否正常发射 无线电力传输信号。

另外，无线电力传输装置还可以包括温度电路部(温度检测部)(未图示)。该温度检测部用于防止无线电力传输装置的过热，其检测根据无线电力传输装置中产生热量的第一传输线圈111或第二传输线圈112而产生热量的无线电力传输装置100的周面温度。

参照图2及图3，详细说明传输控制部120的具体动作。

AC/DC转换器130是将220V或110V的交流电源转换为预定电压之直流电源的装置，如前所述，根据所述中央控制部122的控制，输出电压值得到变更。

另外，接收电力信号而得到电力供给的无线电力接收装置200，包括：二次侧核芯210，根据所述发送的电力信号而产生感应电力；整流部220，对感应的电力进行整流；电池单元模块230，根据被整流的电力得以充电；以及接收控制部240，用于控制所述二次侧核芯210、整流部220、所述电池单元模块230。本发明的无线电力接收装置200可以是包含电池单元模块的电池组，也可以是包含该电池组的移动通信终端。

二次侧核芯210用于接收无线电力传输装置100的一次侧核芯所传输的无线电力信号。

整流部220将从所述二次侧核芯所接收到的无线电力整流为直流电压，直至充电开始之前，以充电电压保持充电状态。

电池单元模块230受接收控制部240的控制，而成为通过来自所述整流部220的直流电源来进行充电的充电对象。电池单元模块230还可以用PMP、MP3、手机等电子设备来代替。另外，在所述电池单元模块230包括过电压及过电流防止电路、温度感测电路等保护电路，而且包括用于收集和处理电池单元的充电状态等信息的充电管理模块。

接收控制部240控制在整流部220所充电之电源的电流，以使适当的电流流经电池单元模块230。

图2是用于说明本发明一实施例的无线电力传输装置中的异物感测的概念图。如图所示，在本发明一实施例的无线电力传输装置100的周面，相间隔而设有第一传输线圈111和第二传输线圈112。并且，在无线电力 传输装置100的周面可以放置无线电力接收装置200。由此，根据无线电力接收装置200的放置位置，通过第一传输线圈111或第二传输线圈112中的某一个来发射无线电力信号，而接收到该信号的无线电力接收装置200的接收控制部240对电池单元模块230进行充电。此时，与输出所述无线电力信号的线圈相对应的指示器127会发光。

但是，若在无线充电过程中，如硬币或别针等异物位于无线电力传输装置的周面，则设在凸出部150的物体感测传感器126会感测到这些异物，并计算由此导致的电力损失。若，该电力损失大于基准值，则终止无线电力信号的传输。如图所示，所述物体感测传感器126可以设置两个。即，可以将一个设置为感测第一传输线圈111侧，另一个设置为感测第二传输线圈112侧。

并且，当一次侧核芯110由相互重叠的两个线圈构成时，该两个线圈以纵向相互重叠设置，而针对一个无线电力接收装置200传输无线电力信号。此时，可以将一个物体感测传感器126设置于凸出部150。

以下，参照图3详细说明具有如上所述构成的无线电力传输装置的无线电力传输控制方法。

图3是用于说明本发明一实施例的无线电力传输装置中的无线电力传输控制方法的流程图。

如图所示，首先，检测通过所述无线电力传输装置100的一次侧核芯110所发射之脉冲信号的相位变化或电流值变化，以此感测无线电力接收装置200是否位于一次侧核芯110上的充电位置(S11)。此时，如图1及图2所示，若两个线圈被一次侧核芯110所利用，则向所述一次侧核芯110的第一传输线圈111及第二传输线圈112依次传输脉冲信号，并检测所述第一传输线圈111及第二传输线圈112中的某一个上所产生的所述脉冲信号的相位变化或电流值变化，接着，基于所述相位变化或电流值变化，检测所述无线电力接收装置是否置于所述第一传输线圈111及第二传输线圈112中的某一个上。

如此，当无线电力接收装置200位于充电位置时，无线电力传输装置100的传输控制部120对从一次侧核芯所接收的无线电力接收装置200的ID信号进行确认，由此通过一次侧核芯110开始无线电力信号的传输而开始无线充电(S13)。接着，通过物体感测传感器126感测在无线充电过程中是否有异物置于无线电力传输装置100的充电位置。或者，通过物体感测传感器126感测无线电力接收装置200是否从充电位置脱离或移动(S15)。

如此，若物体感测传感器126感测到异物，则无线电力传输装置的传输控制部检测电力损失(S17)。对于电力损失，可以从为了发射无线电力传输信号的电力中减去用于实际充电的电力所得到值的绝对值来计算，或者可以由传输效率来计算。即，可以基于从无线电力接收装置所传输的充电状态信号(即，包含充电速度、充电电力、电池充电量信息等)来检测电力损失。

若由此计算的电力损失大于基准值，则无线电力传输装置100的传输控制部120切断电源而停止发射无线电力传输信号，以此防止浪费电力。

接着，若所述检测到的电力损失小于基准值，则无线电力传输装置的控制部通过温度检测部来检测所述无线电力传输装置100的发热温度(周面的发热温度)(S21)。接着，若所述发热温度为基准温度以上，则为了终止所述无线充电而切断无线电力传输装置100的电源(S23)。若检测到的发热温度低于基准温度，则正常传输所述无线电力传输信号(S25)。

根据具有如上所述构成的本发明的一实施例，在无线充电过程中或无线充电开始之前，能够感测在无线电力传输装置与无线电力接收装置之间可能存在的异物，并以此执行无线电力传输控制，从而能够提高无线电力传输效率。

以上说明的无线电力接收装置及其电力控制方法并非以限定的方式适用如上说明的实施例的构成及方法，而是可有选择性地组合各实施例的全部或一部分来对所述实施例进行各种变更。

Claims (13)

1.一种无线电力传输装置的电力传输控制方法，包括如下步骤：

通过物体感测传感器感测在无线充电过程中是否有异物置于无线电力传输装置的充电位置；

若所述异物被物体感测传感器感测，则根据所述无线电力传输装置的控制部计算无线充电的电力损失；

若所述电力损失为基准值以上，则随着所述异物的感测终止电力传输；

若所述电力损失为基准值以下，则检测所述无线电力传输装置的发热温度，

若所述发热温度为基准温度以上，则终止所述无线充电，以及

若所述发热温度小于所述基准温度，则传输无线电力信号。

2.根据权利要求1所述的无线电力传输装置的电力传输控制方法，其特征在于，所述物体感测传感器为红外线感测传感器。

3.根据权利要求2所述的无线电力传输装置的电力传输控制方法，其特征在于，所述红外线感测传感器的感测角为120度以上，感测距离为20cm以上。

4.根据权利要求1所述的无线电力传输装置的电力传输控制方法，其特征在于，还包括如下步骤：

检测通过所述无线电力传输装置的一次侧核芯所发送的脉冲信号的相位变化或电流值变化，从而感测在一次侧核芯上无线电力接收装置是否位于充电位置；以及

若所述无线电力接收装置位于充电位置，则通过传输无线电力信号来开始所述无线充电。

5.根据权利要求4所述的无线电力传输装置的电力传输控制方法，其特征在于，

检测通过所述无线电力传输装置的一次侧核芯所发送的脉冲信号的相位变化或电流值变化，从而感测在一次侧核芯上无线电力接收装置是否位于充电位置的步骤，包括如下步骤：

向所述一次侧核芯的第一传输线圈及第二传输线圈依次传输脉冲信号；

检测所述第一传输线圈及第二传输线圈中的某一个上所产生的所述脉冲信号的相位变化或电流值变化；以及

基于所述相位变化或电流值变化，检测所述无线电力接收装置是否置于所述第一传输线圈及第二传输线圈中的某一个上。

6.根据权利要求1所述的无线电力传输装置的电力传输控制方法，其特征在于，

若所述异物被物体感测传感器感测，则根据所述无线电力传输装置的控制部计算无线充电的电力损失的步骤，包括如下步骤：

利用从无线电力接收装置所传输的充电状态信息，计算电力损失。

7.一种无线电力传输装置，包括：

一次侧核芯，以用于将无线电力信号及脉冲信号向无线电力接收装置传输；

物体感测传感器，以用于感测无线充电中的异物；

温度检测部，用于检测所述无线电力传输装置的发热温度；以及

传输控制部，若通过物体感测传感器感测到在无线充电过程中有异物置于无线电力传输装置的充电位置，则计算所述无线充电的电力损失，若所述电力损失为基准值以上，则终止所述电力传输，

若所述电力损失为基准值以下，则所述温度检测部检测所述发热温度，若所述发热温度为基准温度以上，则终止所述无线充电，若所述发热温度小于所述基准温度，则通过所述一次侧核芯来传输所述无线电力信号。

8.根据权利要求7所述的无线电力传输装置，其特征在于，所述物体感测传感器为红外线感测传感器。

9.根据权利要求8所述的无线电力传输装置，其特征在于，所述红外线感测传感器的感测角为120度以上，感测距离为20cm以上。

10.根据权利要求8所述的无线电力传输装置，其特征在于，所述红外线感测传感器设置在形成于所述无线电力传输装置的一侧的凸出部。

11.根据权利要求10所述的无线电力传输装置，其特征在于，还包括：设置在所述凸出部的指示器，以用于表示所述无线充电是否正常进行。

12.根据权利要求7所述的无线电力传输装置，其特征在于，

所述传输控制部，

检测通过所述一次侧核芯所发送的脉冲信号的相位变化或电流值变化，从而感测在一次侧核芯上无线电力接收装置是否位于充电位置，若所述无线电力接收装置位于充电位置，则通过传输无线电力信号来开始所述无线充电。

13.根据权利要求12所述的无线电力传输装置，其特征在于，

所述一次侧核芯包括第一传输线圈及第二传输线圈，

所述传输控制部，

向第一传输线圈及第二传输线圈依次传输脉冲信号，并检测所述第一传输线圈及第二传输线圈中的某一个上所产生的所述脉冲信号的相位变化或电流值变化，基于所述相位变化或电流值变化，检测所述无线电力接收装置是否置于所述第一传输线圈及第二传输线圈中的某一个上。