CN102893495B - 无线充电用电力接收器及具备其的携带用电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供无线充电用电力接收器及具备其的携带用电子设备，包括：主体，形成有收容部；充电套件，具备有线圈与充电电路，所述线圈可拆卸地收容于所述收容部，并通过与电力供给器的磁性耦合来接收电力，所述充电电路通过所述线圈感应的感应电动势来对电池进行充电。

Description

无线充电用电力接收器及具备其的携带用电子设备
技术领域
本发明涉及从无线充电***接收电力的无线充电用电力接收器，及具备其的携带用电子设备。
背景技术
通常，如移动通信终端机、PDA（Personal Digital Assistants）等的携带用电子设备中会安装有可再次充电的二次电池（Secondary Battery）来充当电池。为了对电池进行充电，需要有可以利用家用、商用电源来向携带用电子设备的电池提供电能的独立的充电装置。
通常，充电装置与电池，外部分别会形成有独立的接触端子，通过两个接触端子相互接触来使充电装置与电池进行电气连接。但是，如上所述的接触端子暴露于外部时，会影响到美观，并且接触端子也会因为外部的异物的污染容易导致接触状态的不良。此外，因用户的不注意引发电池的短路或暴露于湿气中时，会导致轻易地损失充电的能量。
作为这种接触式充电方式的替代方案，提出通过不需要使充电装置与电池分别的接触端子相互接触的方式来向电池进行充电的非接触式（无线）充电***。
发明内容
（要解决的技术问题）
本发明的目的在于提供无线充电用电力接收器及具备其的携带用电子设备，可以替换用于接收无线充电用电力供给器所提供的电力的部分。
（解决问题的手段）
为了实现如上所述的技术问题，与本发明的一实施例相关的无线充电用电力接收器，包括：主体，形成有收容部；充电套件，具备有线圈与充电电路，所述线圈可拆卸地收容于所述收容部，并通过与电力供给器的磁性耦合来接收电力，所述充电电路通过所述线圈感应的感应电动势来对电池进行充电。
此处，所述主体，可以包括：电池盖板，与所述携带用电子设备结合，从而盖住安装于携带用电子设备上的所述电池。
此处，所述收容部，可以形成为，通过所述电池盖板的侧面来导入所述充电套件。
此处，所述收容部，可以形成为，与所述电池盖板的表面平行的面。
此处，所述充电套件，可以包括：所述线圈、所述充电电路及框架，所述框架形成外观，并包裹所述线圈与所述充电电路。
此处，所述线圈，可以具有圆形、四角形、梯形、椭圆形及这些的组合形中的任意一种形态。
此处，所述充电电路，还可以包括：充电端子，与所述电池的第一端子接触。
此处，所述充电套件，还可以包括：遮蔽部件，安置于所述框架内，切断从所述线圈泄露的磁力。
此处，所述框架，可以包括：第一及第二部分，相互结合并形成有内部空间来内置所述线圈与所述充电电路。
此处，还可以包括轴：在所述第一及第二部分中的至少一个上凸出形成，来支持所述线圈。
此处，还包括：充电端子，形成于所述充电电路上，来与所述电池的端子接触，所述第一及第二部分中的任意一个上形成有端子插槽，来暴露所述充电端子。
此处，所述主体，可以包括：安装有所述电池的携带用电子设备。
根据本发明的另一实施例的携带用电子设备，包括：主体，具备有显示器与向所述显示器供给电力的电池；如上所述的无线充电用电力接收器，来向所述电池供给电力。
此处，所述主体，还可以包括：无线通信模块。
此处，所述电池，可以包括：第一端子，接触于所述无线充电用电力接收器；第二端子，接触于所述主体的端子。
（发明的效果）
具有如上所述构成的本发明相关的无线充电用电力接收器及具备其的携带用电子设备，可以根据需要来替换无线充电用电力接收器中的一部分。
由此，上述替换对象部分也可以使用于其他无线充电用电力接收器。
附图说明
图1是与本发明相关的无线充电***的概略性立体图。
图2是图1的无线充电***的内部功能框图。
图3是表示根据本发明的一实施例的电力接收器200与安装其的移动通信终端机400的分解立体图。
图4是图3的充电套件300的分解立体图。
图5是表示图3的电池262与电力接收器200关系的分解立体图。
图6是表示根据本发明的另一实施例的充电套件300'的分解立体图。
图7是表示根据本发明的又另一实施例的充电套件300"的分解立体图。
具体实施方式
下面，参照附图对根据本发明的优选实施例的无线充电用电力接收器及具备其的携带用电子设备进行详细地说明。本说明中，对于相同或类似的构成，即使其在相互不同的实施例中也会赋予相同或类似的参照号，并会用初次的说明来替代对其的说明。
图1是与本发明相关的无线充电***的概略性立体图。
如图所示，所述无线充电***，包括：电力供给器100；电力接收器200，为了对电池进行充电而从电力供给器100无线接收电力。
电力供给器100是从外部电源接收电能，并生成向电力接收器200供给的充电电力的装置。电力供给器100可以形成为平板形态，来使电力接收器200容易安装。供给到电力供给器100上的外部电源，可以采用商用交流电源（60Hz，220V/100V）或直流电源。
电力接收器200，包括：携带用电子设备，内置有，内置电池的电池组或电池。此外，电力接收器200，可以为与电池接触的携带用电子设备的一部分或独立于携带用电子设备来与电池接触的部件。作为携带用电子设备，可以为移动电话、PDA、MP3播放器等。电池作为可再充电的电池单元，可以包括：锂离子电池或锂聚合物电池等。
电力供给器100与电力接收器200可以具备相互对应的一次线圈110及二次线圈210。一、二次线圈110、210通过感应结合来形成磁性的相互耦合。因此，二次线圈210在一次线圈110上并列(juxtaposed)，通过一次线圈110生成的磁场会在二次线圈210内感应成感应电流。
电力供给器100，内置有充电电力供给电路150（参照图2），来用于驱动第一线圈110来生成磁场。电力接收器200，内置有充电电路250（参照图2），通过二次线圈210来利用感应到的感应电动势来对电池进行充电。
下面，参照图2来查看充电电力供给电路150与充电电路250的详细构成。图2是图1的无线充电***的内部功能框图。
参照本图，内置于电力供给器100内的充电电力供给电路150，可以包括：一次线圈110、整流器152、驱动电路153、控制器155、无线接收模块156。
整流器152，将商用交流电源151的交流电压整流为直流后，传达到驱动电路153。驱动电路153利用通过整流器152整流的直流电压，生成商用频率以上的高频交流电压脉冲，并将其施加到一次线圈110来生成磁场（Magnetic Field）。
驱动电路153，可以包括：电力驱动部154a与PWM（Pulse WidthModulation，脉冲宽度调制）信号发生器154b。电力驱动部154a，可以包括：高频振荡电路，转换规定等级的直流电压来振荡出商用频率以上的高频交流电压；驱动电路，通过向一次线圈110施加脉冲宽度调制的高频交流电压脉冲来驱动一次线圈110。所述PWM信号发生器154b是对所述高频交流电压实施脉冲宽度调制（PWM：pulse width modulation）。由此，通过电力驱动部153的输出端排出的输出信号会转换为高频交流电压脉冲。此高频交流电压脉冲会成为脉冲列（pulse train），且此脉冲列的脉冲宽度会通过控制器155来调节。以上的驱动电路153可以采用，如切换模式电源（SMPS：switching mode power supply）。
控制器155，根据通过无线送、收信模块156、256反馈的电池的充电状态信息来调节所述脉冲宽度调制的高频交流电压脉冲的脉冲宽度。例如，控制器155在从充电电路250反馈的应答信号为充电开始信号时，会将一次线圈110的驱动模式从待机模式转换为充电模式。此外，分析从充电电路250反馈的充电状态信息的结果，判断为电池充满电时，会将一次线圈110的驱动模式从充电模式转换为充电完毕模式。控制器155，在没有从充电电路250反馈的应答信号时，会将一次线圈110的驱动模式维持为待机模式。
无线接收模块156，包括：如解调器一样的收信部156，随着线圈110接收从充电电路250的无线送信模块256传输的反馈应答信号，解调此反馈应答信号来复原电池262的充电状态信息。无线接收模块156还可以包括：天线，独立于线圈110来接收从充电电路250的无线送信模块256传输的反馈应答信号。
以上的充电电力供给电路150，还可以包括：恒压电路，为了过电保护电路，使通过过电压滤波电路或整流器整流的电压维持为规定等级的电压。所述过电压滤波电路，安置于商用交流电源151与整流器152之间，所述恒压电路安置于整流器152与驱动电路153之间。
之后，对从充电电力供给电路150接收电力来对电池262进行充电的充电电路250进行查看。此充电电路250内置于电力接收器200。
充电电路250，可以包括：二次线圈210、整流器251、恒压/恒流电路252、下降检测器253、控制器255、无线送信模块256。
二次线圈210，磁性耦合于一次线圈110来发生感应电动势。如上所述，因为一次线圈110上施加的电力信号为脉冲宽度调制信号，因此感应到二次线圈210上的感应电动势也为交流电压脉冲列。此外，根据一次线圈110的驱动模式，感应到二次线圈210上的交流电压脉冲也会遵循待机模式、充电模式及充电完毕模式中的某一种形态。
整流器251，连接于二次线圈210的输出端，将通过二次线圈210感应的交流电压脉冲平坦化为一定等级的直流。恒压/恒流电路252，利用规定等级的直流电压来生成对电池262进行充电的恒电压与恒电流。具体地说是，在电池262的初期充电时间点维持恒电流模式，直到电池262的充电电压呈饱和状态时，转换为恒电压模式。
下降检测器253，是用于检测通过二次线圈210感应的交流电压脉冲的下降时间点，即，检测下降时间点（falling time）的装置。下降检测信号会输入到控制器255。
控制器255作为一种微处理器，接收如下降检测信号、充电电流、充电电压等监控信号，并根据此监控信号来控制恒压/恒流电路252与无线送信模块256。例如，控制器255，根据从下降检测器253输入的下降检测信号，来确认脉冲的下降时间点，并将向充电电力供给电路150传输的反馈应答信号的传输时间点同步于脉冲的下降时间点。控制器255，监控电池262的充电电流与充电电压，并将此监控值临时储存于内部储存器（未图示）。未图示的所述储存器不仅可以储存如监控到的充电电流与充电电压的电池262充电状态信息，还可以一同储存电池262的式样信息（产品编号、额定值等）。
此外，控制器255，会根据电池262的充电状态，来适当地选择并转换恒电压模式与恒电流模式。控制器255，监控是否有过度的电压施加到恒压/恒流电路252两端上，并在施加有过度的电压时，生成调整请求信号。此调整请求信号会经过无线送信模块256反馈到电力供给器100侧的充电电力供给电路150上。
监控恒压/恒流电路252的两端电压的动作，是通过测量恒压/恒流电路252的前端电压与后端电压来检查其差值是否超过基准值而实现。无线送信模块256，包括：送信部256，在线圈210传输要向充电电力供给电路150传输的反馈应答信号（充电开始信号、充电状态信号、调整要求信号）时，调制如充电状态信号的基带信号来生成反馈应答信号。无线接收模块256，还可以包括：天线，独立于线圈210来向充电电力供给电路150传输反馈应答信号。
恒压/恒流电路252与电池262之间会安置有保护电路（PCM，Protective Circuit Module）261，来防止向电池262施加过电压或过电流。此保护电路261与电池262可以构成一个电池单元260。
图3是表示根据本发明的一实施例的电力接收器200与安装有其的移动通信终端机400的分解立体图。
参照本图，首先携带用电子设备可以为具备无线通信模块的移动通信终端机400。移动通信终端机400，可以包括：主体410、显示器420、操作键430、麦克风440、扬声器450、摄像头460及电池262。显示器420可安装有可触摸输入的触摸层。通过操作键430输入的信息可以通过显示器420及扬声器450来输出。通过麦克风440输入语音及其他声音。通过摄像头460输入影像信息。
电池262，供给显示器420等的运行所需的电力。电池262，可以通过主体410的背面，来安装于主体410或从主体410分离。为了维持电池262安装于主体410的状态，电池盖板230可以可拆卸地结合于主体410的背面。
本实施例中，电池盖板230中可拆卸地收纳有充电套件300。这种电池盖板或主体230与充电套件300会构成电力接收器200。
主体230，可以包括：主面231与侧面232。侧面232可以与外部联通开口，有收容部235，来收容充电套件300。收容部235中收容的充电套件300，可以与主面231平行安置。根据这种构造，在***充电套件300时，可以最小化主面231增加的厚度。
充电套件300是用于，从电力供给器100（参照图1）无线接收电力来对电池262进行充电的套件。
以上，虽然对充电套件300收纳于称为电池盖板230的主体内来进行了说明，但是充电套件300可以为收纳于移动通信终端机400的主体410的构成。此时，电力接收器200的主体，会成为移动通信终端机400的主体410。此外，收容部235会通过主体410的侧面，在主体410上形成与外部联通的空间。
参照图4对上述的充电套件300的构成进行说明。此处，图4是图3的充电套件300的分解立体图。
参照本图，充电套件300，可以包括：框架311、316、线圈320、粘合部件325、充电电路330、遮蔽部件340。
框架311、316是构成充电电路330外形的部件。框架311、316可以包括：相结合的第一部分311与第二部分316，来形成收容线圈320等的内部空间。第一部分311的内面可以凸出形成有轴313与肋条315。第二部分316上可以开口形成有端子插槽317。
线圈320为图1及图2中以参照号210进行说明的二次侧线圈。线圈320，与一次侧线圈110（参照图1）磁性耦合来发生感应电动势。线圈320大体上绕线为具有圆形形态。线圈320的中心形成有开口部，来使轴313***。
粘合部件325，安置于第一部分311与线圈320之间，来使线圈320粘合于第一部分311。粘合部件325，例如可以为双面胶。粘合部件325的中央形成有对应于轴313的开口孔。
充电电路330，电气连接于线圈320，将感应到线圈320的感应电动势向通过充电端子331接触的电池262进行充电。充电电路330可以通过形成于第一部分311的内面的肋条315（Rib）来进行固定。
遮蔽部件340，可以安置于线圈320与第二部分316之间。遮蔽部件340起到阻断从线圈320向充电套件300方向泄露的磁束的作用。遮蔽部件340，可以包括：磁性体，用于更有效地形成从线圈320发生的磁路（Magnetic Path）；涡流减少部件，以网状（Mesh）形态形成来减少磁场的外部放出。此处，磁性体起到提高形成磁路的效率的作用的同时，也起到防止磁场向移动通信终端机400外部泄露的作用。涡流减少部件会最终阻断磁性体中泄露的的磁场的一部分。由此，磁性体与涡流减少部件可以具有表面相对的两个板的叠层的形态。
图5是表示图3的电池262与电力接收器200关系的分解立体图。
参照本图，电池262可以具有暴露于外部的第一端子262a与第二端子262b。第一端子262a可与电力接收器200的充电端子331接触；第二端子262b可与移动通信终端机400（参照图3）的端子接触。
电力接收器200，如上述说明，具有内置有充电套件300的主体230。此处，主体230为电池盖板，结合于移动通信终端机400来用于包裹电池262。主体230的表面231上开口有暴露部237，暴露充电端子331。通过暴露部237暴露于外部的充电端子331会与电池262的第一端子262a接触。
根据这种构成，通过电力供给器100（图1）感应到充电套件300上的电力，会经过充电端子331与第一端子262a向电池262进行充电。充电的电池262通过第二端子262b向移动通信终端机400供给电力。
充电套件300，因为可与主体230分离，对于一个主体230使用的充电套件300也可以适用于其他主体。此时，在充电套件300异常时，不用替换至主体230，可以只需替换充电套件300。
此外，也可以通过一个充电套件300来对应多种电力接收器200。例如，通过一个充电套件300向移动通信终端机400的电池262进行充电，之后可以使用此充电套件300来向携带用摄像机的电池进行充电。
图6是表示根据本发明的另一实施例的充电套件（300'）的分解立体图。
参照本图，充电套件300'大体上与前述实施例的充电套件300相同，但是线圈320'与前述实施例的线圈320相异。
本实施例中，线圈320'大体上绕线为四角形的形态。四角形形态的线圈320'相比于圆形可以扩大面积，因此具有可以提高与一次侧线圈110（图1）磁性耦合的效率的优点。
图7是表示根据本发明的又另一实施例的充电套件（300"）的分解立体图。
参照本图，充电套件300"大体上与前述实施例的充电套件300相同，但是线圈320'与前述实施例的线圈320相异。
本实施例中，线圈320"具有在四角形的线圈内安置圆形的线圈的复合形态。这种复合型的线圈320"，相比于圆形线圈可以确保更大的面积，因此可以提高效率，此外，相比于四角形线圈，可以提高与一次侧线圈110（图1）的对位稍微发生错位时的应对效率。
以上的线圈320、320'、320"并不限定于圆形、四角形等，也可以绕线为椭圆形、梯形等的形态。
如上所述的无线充电用电力接收器及具备其的携带用电子设备并不限定于上述说明的实施例的构成与运行方式。所述实施例，其构成可以通过各个实施例的全部或部分选择性的组合来实行多种变形。

Claims (13)

1.一种无线充电用电力接收器，包括：
主体，形成有收容部；及
充电套件，具备有线圈与充电电路，所述线圈可拆卸地收容于所述收容部，并通过与电力供给器的磁性耦合来接收电力，所述充电电路通过所述线圈感应的感应电动势来对电池进行充电；
所述主体包括：
电池盖板，与携带用电子设备结合，从而盖住安装于携带用电子设备上的所述电池；
所述收容部，通过所述电池盖板的侧面来导入所述充电套件。
2.根据权利要求1所述的无线充电用电力接收器，其特征在于，
所述收容部，形成与所述电池盖板的表面平行的面。
3.根据权利要求1所述的无线充电用电力接收器，其特征在于，所述充电套件包括：
所述线圈与所述充电电路；及
框架，形成外观的，并包裹所述线圈与所述充电电路。
4.根据权利要求3所述的无线充电用电力接收器，其特征在于，
所述线圈，具有圆形、四角形、梯形、椭圆形及这些的组合形中的任意一种形态。
5.根据权利要求3所述的无线充电用电力接收器，其特征在于，所述充电电路还包括：
充电端子，与所述电池的第一端子接触。
6.根据权利要求3所述的无线充电用电力接收器，其特征在于，所述充电套件还包括：
遮蔽部件，安置于所述框架内，切断从所述线圈泄露的磁力。
7.根据权利要求3所述的无线充电用电力接收器，其特征在于，所述框架包括：
第一及第二部分，相互结合并形成有内部空间来内置所述线圈与所述充电电路。
8.根据权利要求7所述的无线充电用电力接收器，其特征在于，还包括：
轴，在所述第一及第二部分中的至少一个上凸出形成的，来支持所述线圈。
9.根据权利要求7所述的无线充电用电力接收器，其特征在于，还包括：
充电端子，形成于所述充电电路上，来与所述电池的端子接触，
所述第一及第二部分中的任意一个上形成有端子插槽，来暴露所述充电端子。
10.根据权利要求1所述的无线充电用电力接收器，其特征在于，所述主体包括：安装有所述电池的携带用电子设备。
11.一种携带用电子设备，包括：
主体，具备有显示器与向所述显示器供给电力的电池；及
根据权利要求1至9项中的任意一项的无线充电用电力接收器，来向所述电池供给电力。
12.根据权利要求11所述的携带用电子设备，其特征在于，所述主体还包括：无线通信模块。
13.根据权利要求11所述的携带用电子设备，其特征在于，所述电池包括：
第一端子，接触于所述无线充电用电力接收器；及
第二端子，接触于所述主体的端子。
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