CN106134032B - 具有无线电力发送装置的无线电力传输*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及包括无线电力发送装置的无线电力传输***。根据本发明的实施方式的无线电力发送装置包括：基板；第一屏蔽件，该第一屏蔽件布置在基板上方并且由金属材料制成；第二屏蔽件，该第二屏蔽件布置在第一屏蔽件上方；以及无线发送单元，该无线发送单元安装在第一屏蔽件和第二屏蔽件中的至少一个上，其中，无线发送单元包括：包括第一发送线圈的第一无线发送单元；包括第二发送线圈的第二无线发送单元；以及控制单元，该控制单元用于根据电力发送方法来控制交流电源被输出至无线发送单元中的任一无线发送单元的无线发送线圈。

Description

具有无线电力发送装置的无线电力传输***

技术领域

本实施方式涉及具有无线电力发送器的无线电力传输***。

背景技术

通常，各种电子装置采用电池并且通过使用电池中充电的电力而被驱动。在这种情况下，电子装置的电池可以被更换或者再充电。电子装置可以包括用于与外部充电设备进行接触以便对电池进行充电的接触端子。即，电子装置通过接触端子电连接至充电设备。然而，接触端子可能暴露于电子装置的外部，使得接触端子可能会被污染或由于潮湿而短路。在这种情况下，接触端子与充电设备之间可能会产生接触错误，使得电子装置的电池可能不会被充电。

为了解决上述问题，已经提出了无线电力传输***。

作为无需任何导线而通过空间传输电力的技术的无线电力传输***使向移动装置和数字家用电器供给电力的便利性最大化。

无线电力传输***可以通过使用电池的再充电来经由实时电力使用控制来节省能量，克服对电力供给的空间限制并且降低消耗的功率。

实现无线电力传输***的方式通常分为磁感应方式和磁共振方式。

磁感应方式可以利用数百KHz的频率，其中，磁感应方式是以下非接触式能量传输技术：其通过允许两个线圈彼此紧密靠近并且允许电流流过另一线圈所产生的磁通量的介质来在一个线圈处产生电动势。

磁共振方式可以具有几米或更多的可传输距离并且使用几十MHz的带宽，其中，磁共振方式是使用电场或磁场而不使用任何电磁波或电流的磁共振技术。

在发送电力的发送器与接收电力的接收器之间的电力传输效率、阻抗匹配以及无线电力传输***中的目标接收器的选择方面，重要的是通过改变电力供给的电压来生成无线电力传输***所需的电压。

然而，由于***另外地包括用于对发送器和接收器中包括的线圈的电压或电流进行感测的电路以及用于通过发送器与接收器之间的通信来控制电压的电路，所以***的容量和复杂性增加。

另外，在包括磁感应方式和磁共振方式的无线电力发送器中，由于电磁感应方式和磁共振方式在输出电压的范围和输出类型方面彼此不同，所以无线电力发送器必需采用以电磁感应方式驱动的变压器和以磁共振方式驱动的变压器——即两个独立的变压器，使得电路设计的成本和复杂性增加。由于无线电力传输***的电路复杂性增加，所以从无线电力发送器的部件产生的热和电磁波可能会使部件的性能劣化。另外，从部件产生的热和电磁波可能会使无线电力接收器劣化。

发明内容

实施方式提供了具有无线电力发送器的无线电力传输***，其中，无线电力发送器能够根据电力传输方式和效率来改变DC-DC变压器的输出电压的振幅，而减小DC-DC变压器的输出电压的误差。

另外，实施方式提供了具有无线电力发送器的无线电力传输***，其中，无线电力传输***能够通过对控制单元的输出控制端口进行可变控制来主动地控制DC-DC变压器的输出而不考虑DC-DC变压器的特性。

另外，实施方式提供了具有无线电力发送器的无线电力传输***，其中，无线电力发送器包括选择单元，该选择单元能够通过使用一个变压器和用于控制选择单元的控制单元来适当地选择磁感应方式和磁共振方式中的一种方式。

另外，实施方式提供了具有改进的性能的无线电力发送器。

另外，实施方式提供了具有阻挡电磁波功能的无线电力发送器。

另外，实施方式提供了具有辐射热功能的无线电力发送器。

根据实施方式，提供了一种无线电力发送器，该无线电力发送器包括：基板；第一阻挡单元，该第一阻挡单元布置在基板上方并且由金属材料形成；第二阻挡单元，该第二阻挡单元在所述第一阻挡单元上方；以及无线发送单元，该无线发送单元安装在第一阻挡单元和第二阻挡单元中的至少一个上，其中，无线发送单元包括：包含第一发送线圈的第一无线发送单元；包含第二发送线圈的第二无线发送单元；以及控制单元，该控制单元根据电力传输方式进行控制使得AC电力被输出至无线发送单元中的一个无线发送单元的发送线圈。

根据实施方式，无线电力传输***可以根据电力传输方式和效率来改变DC-DC变压器的输出电压的振幅，而减小DC-DC变压器的输出电压的误差。

另外，根据实施方式，无线电力传输***可以通过对控制单元的输出控制端口进行可变控制来主动地控制DC-DC变压器的输出而不考虑DC-DC变压器的特性。

另外，根据实施方式，无线电力传输***可以通过使用一个变压器来选择磁感应方式和磁共振方式中的一种方式并且提供适当的电力。

另外，根据实施方式的无线电力发送器，阻挡单元介于部件与无线发送单元之间以使部件与无线发送单元彼此隔离。即，阻挡单元阻挡从与部件对应的无线发送单元产生的热和电磁波。

附图说明

图1是示出应用实施方式的无线电力传输***的框图。

图2是示出根据实施方式的无线电力发送器的透视图。

图3是根据实施方式的无线电力发送器的分解透视图。

图4是沿图2的线A-A'截取的剖面图。

图5是示出根据另一实施方式的无线电力发送器的透视图。

图6是根据另一实施方式的无线电力发送器的分解透视图。

图7是沿图5的线B-B'截取的剖面图。

图8是示出根据又一实施方式的无线电力发送器的透视图。

图9是根据又一实施方式的无线电力发送器的分解透视图。

图10是沿图8的线C-C'截取的剖面图。

图11和图12是示出根据实施方式的无线电力传输***的发送器和接收器的框图。

图13是示出根据实施方式的传输类型选择单元和电力变换单元的框图。

图14是示出根据实施方式的转换单元和控制单元的框图。

图15是示出根据实施方式的控制器的子***的框图。

图16是示出从检测接收器的步骤到从发送器向接收器发送电力的步骤的过程的流程图。

图17是示出发送器天线***中的线圈布置关系的剖面图。

图18是示出包括发送器天线的共振线圈和感应线圈或者仅感应线圈的线圈单元的图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图来描述实施方式。在下面描述中，为了说明的目的，相同的部件会被分配有相同的附图标记。如果确定了关于公知功能或配置的描述可能会使实施方式的主题不清楚，则将省略其细节。

图1是示出应用实施方式的无线电力传输***的框图。

参照图1，根据实施方式的无线电力传输***1包括无线电力发送器100和无线电力接收器1000。

无线电力发送器100连接至电源以从电源接收电力。无线电力发送器100以无线的方式发送电力。在这种情况下，无线电力发送器100可以发送AC电力。因此，无线电力发送器100以各种充电方式发送电力。在这种情况下，传输方式包括电磁感应方式、共振方式和RF/微波辐射方式。即，至少一种充电方式被预先设置给无线电力发送器100。无线电力发送器100可以以预设充电方式发送电力。

无线电力接收器1000以无线方式接收电力。在这种情况下，无线电力接收器1000可以接收AC电力。无线电力接收器1000可以将AC电力变换成DC电力。在这种情况下，无线电力接收器1000根据各种充电方式接收电力。在这种情况下，接收方式包括电磁感应方式、共振方式和RF/微波方式。即，至少一种充电方式被预先设置给无线电力接收器1000。无线电力接收器1000可以以预设充电方式接收电力。无线电力接收器1000可以通过使用电力来驱动。

图2是示出根据实施方式的无线电力发送器的透视图，其中，图2的(a)是无线电力发送器的主透视图，而图2的(b)是无线电力发送器的后透视图。图3是示出根据第一实施方式的无线电力发送器的分解透视图。图4是沿图2的线A-A'截取的剖面图。

参照图2、图3和图4，实施方式的无线电力发送器100包括基板110、阻挡单元120、无线发送单元140和壳体160。

基板110支撑阻挡单元120和无线发送单元140。在这种情况下，基板110可以以平板结构来实现。基板110包括面对无线电力接收器的顶表面111和与顶表面111相反的底表面113。

基板110控制无线电力发送器100的整体操作。基板110可以由嵌入有多个传输线(未示出)的介电材料形成。在这种情况下，可以通过层叠多个介电层来实现基板110。例如，基板110可以是印刷电路板(PCB)。基板110包括多个部件115。在这种情况下，部件115安装在基板110的底表面113上。部件115可以与传输线相接触，使得传输线可以传递从部件115输出的信号或输入至部件115的信号。例如，部件115可以包括控制装置、存储装置和供电装置。

阻挡单元120在无线电力发送器100中将部件115与无线发送单元140彼此隔离。为此，阻挡单元120介于部件115与无线发送单元140之间。在这种情况下，阻挡单元120布置在基板110上。阻挡单元120包括第一阻挡单元123和第二阻挡单元127。

第一阻挡单元123布置在基板210上。在这种情况下，第一阻挡单元123面对基板110的顶表面111。即，第一阻挡单元123覆盖110的顶表面111。在这种情况下，第一阻挡单元123紧密地布置在基板110的顶表面111上并且可以与基板110的顶表面111进行接触。

另外，第一阻挡单元123支撑第二阻挡单元127。在这种情况下，第一阻挡单元123在边缘区域支撑第二阻挡单元127。第一阻挡单元123在边缘区域耦接至第二阻挡单元127。在第一阻挡单元123的中央区域形成有接收部124。接收部124可以与第一阻挡单元123的顶表面111对应地成凹形。另外，在第一阻挡单元123中形成有开口部125。开口部125穿过第一阻挡单元123。在这种情况下，开口部125可以暴露基板110的一部分。

另外，第一阻挡单元123由金属材料形成。例如，金属材料包括铝(Al)和镁(Mg)。第一阻挡单元123包括面对无线电力接收器的顶表面以及与顶表面相反而面对基板100的底表面。

第二阻挡单元127布置在第一阻挡单元123上。在这种情况下，第二阻挡单元127在边缘区域耦接至第一阻挡单元123。第二阻挡单元127在中央区域与第一阻挡单元123间隔开。第二阻挡单元127可以具有平板形状。

第二阻挡单元127由金属材料形成。在这种情况下，第二阻挡单元127的金属材料可以与第一阻挡单元123的金属材料的相同或不同。例如，金属材料包括铝(Al)和镁(Mg)。第二阻挡单元127包括面对无线电力接收器的顶表面和与顶表面相反而面对第一阻挡单元123的底表面。

无线电力发送器100的无线发送单元140以无线方式发送电力。在这种情况下，无线发送单元140以各种充电方式发送电力。在这种情况下，充电方式包括电磁感应方式、共振方式和RF/微波辐射方式。将参照图11至图18来描述无线发送单元140的详细配置和操作。

无线发送单元140安装在阻挡单元120上。在这种情况下，无线发送单元140安装在第一阻挡单元123与第二阻挡单元127中的至少一个上。即，无线发送单元140与基板110相对，而在其之间***有阻挡单元120。无线发送单元140包括第一无线发送单元141和第二无线发送单元151。在这种情况下，第一无线发送单元141和第二无线发送单元151以相互不同的充电方式发送电力。

第一无线发送单元141以第一充电方式发送电力。例如，第一充电方式可以是电磁感应方式，但是实施方式不限于此。第一无线发送单元141安装在第一阻挡单元123上。第一无线发送单元141安装在第一阻挡单元123上。第一无线发送单元141布置在第一阻挡单元123的接收部124中。另外，无线发送单元141安装在第一阻挡单元123的顶表面上。第一无线发送单元141包括第一屏蔽构件143和至少一个第一发送线圈145。

第一屏蔽构件143在无线发送单元140中将第一阻挡单元123与第一发送线圈145彼此隔离。在这种情况下，第一屏蔽构件143粘附至第一阻挡单元123的顶表面。第一屏蔽构件143由铁氧体形成。在这种情况下，第一屏蔽构件143可以包括金属粉末和树脂材料。例如，作为软磁性金属粉末的金属粉末可以包括铝(Al)、金属硅和铁氧化物(FeO、Fe3O4、Fe2O3)。另外，作为热塑性树脂的树脂材料可以包括聚烯烃弹性体。第一屏蔽构件143包括面对无线电力接收器的顶表面以及与顶表面相反而与第一阻挡单元123相接触的底表面。

第一发送线圈145明显地在无线发送单元140中发送电力。在这种情况下，第一发送线圈145通过其两端连接至基板110。在这种情况下，第一发送线圈145通过第一阻挡单元123的开口部125连接至基板110。第一发送线圈145发送从基板110接收到的电力。在这种情况下，当操作第一发送线圈145时，在第一发送线圈145的周围区域处形成电磁场。第一发送线圈145粘附至第一屏蔽构件143。在这种情况下，第一发送线圈145粘附至第一屏蔽构件143的顶表面。即，第一发送线圈145与第一阻挡单元123相对而在其间***有第一屏蔽构件143。

第二无线发送单元151以第二充电方式发送电力。例如，第二充电方式是共振方式，但是实施方式不限于此。另外，第二无线发送单元151安装在第二阻挡单元127上。在这种情况下，第二无线发送单元151安装在第二阻挡单元127的顶表面上。无线发送单元151包括第二屏蔽构件153和至少一个第二发送线圈155。

第二屏蔽构件153在无线发送单元140中将第二阻挡单元127与第二发送线圈155彼此隔离。在这种情况下，第二屏蔽构件153粘附至第二阻挡单元127的顶表面。第二屏蔽构件153由铁氧体形成。在这种情况下，第二屏蔽构件153可以包括金属粉末和树脂材料。例如，作为软磁性金属粉末的金属粉末可以包括铝(Al)、金属硅和铁氧化物(FeO、Fe3O4、Fe2O3)。另外，作为热塑性树脂的树脂材料可以包括聚烯烃弹性体。第二屏蔽构件153包括面对无线电力接收器的顶表面以及与顶表面相反而与第二阻挡单元127相接触的底表面。

第二发送线圈155基本上在无线发送单元140中发送电力。在这种情况下，第二发送线圈155通过其两端连接至基板110。第二发送线圈155发送从基板110接收到的电力。在这种情况下，当操作第二发送线圈155时，在第二发送线圈155的环境区域处形成电磁场。第二发送线圈155粘附至第二屏蔽构件153。在这种情况下，第二发送线圈155粘附至第二屏蔽构件153的顶表面。即，第二发送线圈155与第二阻挡单元153相对而在其间***有第二屏蔽构件153。

壳体160支撑无线电力发送器100的基板110、阻挡单元120和无线发送单元140。壳体160可以接收基板110、阻挡单元120和无线发送单元140中的至少一个。壳体160可以耦接至阻挡单元120。在这种情况下，壳体160可以耦接到第一阻挡单元123的边缘区域中。壳体160暴露阻挡单元120的至少一部分。另外，壳体160由塑料材料形成。

根据本实施方式，阻挡单元120介于部件115与无线发送单元140之间，以使部件与无线发送单元彼此隔离。当操作部件115时，从部件115产生热和电磁波。同样地，当操作无线发送单元140时，从无线发送单元140产生热和电磁波。然而，阻挡单元120阻挡与部件115对应的无线发送单元140的热和电磁波。另外，阻挡单元120阻挡与无线发送单元140对应的部件115的热和电磁波。

图5是示出根据另一实施方式的无线电力发送器的透视图，其中图5的(a)是无线电力发送器的主透视图，以及图5的(b)是无线电力发送器的后透视图。图6是根据另一实施方式的无线电力发送器的分解透视图。图7是沿图5的线B-B'截取的剖面图。

参照图5、图6和图7，实施方式的无线电力发送器200包括基板210、阻挡单元220以及无线发送单元240。在下面描述中，由于实施方式的基板210和无线发送单元240类似于上述实施方式的基板和无线发送单元，所以细节将被省略。

然而，根据实施方式，阻挡单元220布置在基板210的上部和下部。阻挡单元220包括上阻挡单元221和下阻挡单元231。

上阻挡单元221布置在基板210的上部。上阻挡单元221包括第一阻挡单元223和第二阻挡单元227。在下面描述中，由于第一阻挡单元223和第二阻挡单元227类似于上述实施方式的第一阻挡单元123和第二阻挡单元127，所以细节将被省略。

下阻挡单元231布置在基板210的下部。下阻挡单元231可以在边缘区域中耦接至第一阻挡单元223。下阻挡单元231覆盖基板210的底表面213。在这种情况下，下阻挡单元231在中央区域中与第一阻挡单元223间隔开。另外，下阻挡单元231将部件215密封在基板210的底表面213上。

下阻挡单元231由金属材料形成。在这种情况下，下阻挡单元231的金属材料可以与第一阻挡单元223的金属材料相同或不同。下阻挡单元231的金属材料可以与第二阻挡单元227的金属材料相同或不同。例如，金属材料包括铝(Al)和镁(Mg)，下阻挡单元231包括面对基板210的顶表面以及与顶表面相反的底表面。

根据本实施方式，阻挡单元220介于部件215与无线发送单元240之间，以使部件215与无线发送单元240彼此隔离。当操作部件215时，从部件215产生热和电磁波。同样地，当操作无线发送单元240时，从无线发送单元240产生热和电磁波。然而，阻挡单元220阻挡与部件215对应的无线发送单元240的热和电磁波。另外，阻挡单元220阻挡与无线发送单元240对应的部件215的热和电磁波。另外，阻挡单元220将部件215密封在基板210的上部和下部上。因此，阻挡单元220更有效地将部件215与无线发送单元240彼此隔离。此外，阻挡单元220保护部件215免受外部物理影响。因此，减小了无线电力发送器100的厚度以使得可以减小无线电力发送器100的尺寸。

图8是示出根据又一实施方式的无线电力发送器的透视图，其中图8的(a)是无线电力发送器的主透视图，以及图8的(b)是无线电力发送器的后透视图。图9是根据又一实施方式的无线电力发送器的分解透视图。图10是沿图8的线C-C'截取的剖面图。

参照图8、图9和图10，实施方式的无线电力发送器300包括基板310、阻挡单元320、无线发送单元340和热辐射单元370。在下面描述中，由于该实施方式的基板310、阻挡单元320和无线发送单元340类似于上述实施方式的基板、阻挡单元和无线发送单元，所以细节将被省略。

然而，热辐射单元370辐射从无线电力发送器300产生的热。为此，热辐射单元370安装在下阻挡单元331上。热辐射单元370安装在下阻挡单元331的底表面上。热辐射单元370包括多个热辐射销371。在这种情况下，由于热辐射单元370包括热辐射销371，所以热辐射单元370具有扩展的表面积。热辐射销371从下阻挡单元331延伸。

根据本实施方式，阻挡单元320介于部件315与无线发送单元340之间以使部件315与无线发送单元340彼此隔离。当操作部件215时，从部件315产生热和电磁波。同样地，当操作无线发送单元340时，从无线发送单元340产生热和电磁波。然而，阻挡单元320阻挡与部件315对应的无线发送单元340的热和电磁波。另外，阻挡单元320阻挡与无线发送单元340对应的部件315的热和电磁波。另外，阻挡单元320将部件315密封在基板310的上部和下部上。此外，热辐射单元370辐射热。因此，阻挡单元320将部件315与无线发送单元340更有效地彼此隔离。另外，阻挡单元320保护部件315免受外部物理影响。

同时，尽管上面描述了包括第一无线发送单元141、241或341以及第二无线发送单元151、251或351的无线发送单元的示例，但实施方式不限于此。即，即使无线发送单元140、240或340包括第一无线发送单元141、241和341或者第二无线发送单元151、251和351中的至少一个，实施方式也可以被实现。换言之，无线发送单元140、240或340可以包括第一无线发送单元141、241和341或第二无线发送单元151、251和351中的至少一个。

在下文中，将参照图11至图18来详细描述无线发送单元140、240或340的配置和操作。

在下面描述中，将附图标记140共同分配给根据实施方式分配有附图标记140、240和340的无线发送单元以用于方便和简化描述的目的。关于具有附图标记140的无线发送单元的下面描述可以适用于所有无线发送单元140、240和340。

图11和图12是示出根据实施方式的无线电力传输***的发送器和接收器的框图。

参照图11和图12，构成根据实施方式的无线电力传输***1的无线电力发送器100的无线发送单元140可以包括发送电力变换器1401和发送天线1402。

发送电力变换器1401可以包括整流滤波单元1410、转换单元1420、电力变换单元1430、控制单元1440和传输方式选择单元1460。

整流滤波单元1410产生在下一阶段中使用的DC电压。DC电压可以通过转换单元1420提供至发送天线1402。

转换单元1420可以基于控制信号来调整从整流滤波单元1410输出的DC电力的水平。转换单元1420可以使用半导体装置如电力晶体管作为开关，以将DC输入电压变换成方波类型的电压，使得转换单元1420可以对经变换的电压进行滤波以生成受控DC输出电压。

在这种情况下，可以通过控制开关的接通/断开时间段来实现DC输出电压的控制。

由于对转换单元1420的操作基于DC输入到DC输出的变换，所以转换单元1420可以被称为SMPS(开关模式电源)、DC-DC变压器或DC-DC变换器。

转换单元1420可以具有降压变换器、升压变换器和降压升压变换器中之一的特性，其中，降压变换器的输出电压低于其输入电压，升压变换器的输出电压高于其输入电压，降压升压变换器具有上述变换器的所有特性。

可以通过控制单元1440的控制信号来调整和控制从转换单元1420输出的DC电压的水平。

控制单元1440可以被称为微处理器、微控制单元或微型计算机。

控制单元1440可以通过考虑最大电力传输效率、接收器1000所需的电力量和接收器1000的当前充电量来控制从转换单元1420输出的电压。

另外，控制单元1440可以通过使用从存储单元(未示出)读取的算法、程序或应用程序来调整转换单元1420的输出电压并且控制发送单元140的整体操作。

发送电力变换器1401进一步可以包括能够与接收器1000的接收通信单元进行通信的发送通信单元1441。

发送接收通信单元可以执行双向通信。例如，发送接收通信单元可以通过使用NFC(近场通信)、Zigbee通信、红外通信、可见光通信、蓝牙通信或BLE(蓝牙低功耗)通信方式来执行通信。

另外，通信单元可以在其间发送或接收电力信息，其中电力信息包括接收器1000的容量、电池剩余容量、充电循环数、使用量、电池容量和电池速率中的至少一个。发送通信单元1441可以发送用于控制接收器1000的充电功能的充电功能控制信号。

充电功能控制信号可以是用于控制接收器1000使得接收器1000的功能被启用或禁用的控制信号。此外，电力信息可以包括关于电线充电端子的引入、从SA模式到NSA模式的切换以及错误情形发布的信息。

同时，如图所示，发送电力变换器1401的发送通信单元1441可以执行带外通信或带内通信。

发送通信单元1441可以与控制单元1440分开。

电力变换单元1430可以通过几十KHz至几十MHz带宽的开关脉冲信号来将一定水平的DC电压变换成AC电压以产生电力。即，电力变换单元1430将DC电压变换成AC电压，以产生在进入充电区域的接收器1000中使用的“唤醒电力”或“充电电力”。

在这种情况下，唤醒电力表示0.1毫瓦特至1毫瓦特的低电力。充电电力表示在目标接收器1000的负载中消耗的1毫瓦特至200瓦特的较大电力，其中充电电力是对接收器1000的电池进行充电所必需的电力或被消耗以操作接收器1000的电力。

同时，电力变换单元1430可以包括用于根据开关脉冲信号对从转换单元1420输出的DC电压进行放大的电力放大器。

电力变换单元1430可以包括全桥或半桥逆变器。

另外，电力变换单元1430可以包括多个电力变换单元。

电力变换单元中的一个可以向感应线圈提供AC电力，以便以磁感应方式发送电力，而电力变换单元中的另一个可以向共振线圈提供AC电力，以便以磁共振方式发送电力。

电力变换单元可以根据传输方式分别生成具有相互不同频率的AC信号。

匹配单元1450可以布置在后级并且包括至少一个无源元件和至少一个有源元件中的至少一个，以使在发送器100与接收器1000之间彼此阻抗匹配，使得电力传输效率可以最大化。

由匹配单元1450看到的阻抗可以被控制成允许输出电力高效率或高输出。匹配单元1450可以基于控制单元1440和发送通信单元1441的控制来控制阻抗。另外，匹配单元1450可以包括线圈和电容器中的至少一个。控制单元1440和发送通信单元1441可以利用线圈和电容器中的至少一个来控制连接状态，以执行阻抗匹配。

发送天线1402可以包括感应线圈和共振线圈中的至少一个。

当无线电力传输***1仅以磁感应方式传输电力时，发送天线1402可以仅包括感应线圈。当无线电力传输***1仅以电磁共振方式传输电力时，发送天线1402可以仅包括共振线圈。当无线电力传输***1以电磁感应方式和电磁共振方式的混合来传输电力时，发送天线1402可以包括感应线圈和共振线圈二者。

另外，可以提供单个感应线圈或共振线圈或者多个感应线圈或共振线圈。当提供多个感应线圈或共振线圈时，感应线圈或共振线圈可以彼此重叠，并且通过考虑磁通量密度之间的偏差来确定重叠区域。

传输方式选择单元1460可以被简称为选择单元。传输方式选择单元1460可以允许基于控制单元1440的选择信号而将从转换单元1420产生的电力被传输至共振线圈或感应线圈。

当传输方式选择单元1460根据控制单元1440的选择信号来选择磁感应方式作为传输电力的方式时，传输方式选择单元1460可以将转换单元1420连接至电力变换单元1430中的另一电力变换单元。

如图12所示，用于接收从发送器140输出的电力的接收器1000可以包括接收电力变换器1001和接收天线1002。

另外，接收天线1002可以以磁感应方式或磁共振方式接收电力。接收电线1002可以包括至少一个感应线圈或共振线圈。另外，接收天线1002可以与NFC天线设置在一起。

接收电力变换器1001可以包括匹配单元1110、整流单元1120、接收侧变压器1130、负载1140和接收侧控制单元1150。

接收侧控制单元1150可以包括接收侧通信单元1151。接收侧通信单元1151可以与接收侧控制单元1150分开。

匹配单元1110执行发送单元140与接收器1000之间的阻抗匹配。

整流单元1120对从接收天线1002输出的AC电压进行整流以生成DC电压。

接收侧变压器1130可以包括DC-DC变换器，并且将从整流单元1120输出的DC电压的水平调整成负载1140的容量。

负载1140可以包括电池、显示器、音频输出电路、主处理器和各种传感器。

接收侧控制单元1150可以通过使用来自发送器100的发送单元140的唤醒电力而被激活。接收侧控制单元1150可以与发送器100进行通信，并且可以完全地控制接收器1000。

可以提供一个接收器1000或同时以无线方式从发送器100接收能量的多个接收器1000。即，在共振类型的无线电力传输***中，多个目标接收器1000可以从发送器100接收电力。

包括在发送器100的发送单元140中的匹配单元1450可以自适应地执行接收器1000之间的阻抗匹配。

同时，当提供多个接收器1000时，可以建立相同的***或相互不同的***。

在下文中，将参照图13来详细地描述包括在图11的发送器100的发送单元140中的发送选择单元1460和电力变换单元1430的细节和操作。

电力变换单元1430可以包括第一电力变换单元1431和第二电力变换单元1432。

传输方式选择单元1460可以根据控制单元1440的选择信号来将从转换单元1420提供的DC电力提供至第一电力变换单元1431和第二电力变换单元1432中的一个。

第一电力变换单元1431可以将从转换单元1420提供的DC电力变换成具有频率为kHz至MHz的AC电力，以向感应线圈提供该AC电力。第二电力变换单元1432可以将从转换单元1420提供的DC电力变换成具有频率为kHz至15MHz的AC电力，以向共振线圈提供该AC电力。

尽管上面已经描述了电力变换单元1430分别采用第一电力变换单元1431和第二电力变换单元1432以向感应线圈提供具有第一频率和第一振幅的第一AC电力以及向共振线圈提供具有第二频率和第二振幅的第二AC电力，但可以通过使用单个电力变换单元1430根据控制单元4120的控制来生成具有相互不同的频率的振幅的AC电力，并且可以分别将具有相互不同的频率的振幅的AC电力提供至感应线圈和共振线圈。

图14是示出根据实施方式的转换单元和控制单元的框图。

参照图14，转换单元1420可以包括变压器1421、控制器1422和配电器1423。

尽管在附图中描绘了配电器1423包括在转换单元1420中，但实施方式不限于此，并且配电器1423可以与转换单元1420分开。

能够调节转换单元1421的输出电压的控制单元1422可以接收反馈回至变压器1421的输出电压的分压电压，以控制输出电压的误差。

配电器1423对变压器1421的输出电压进行分压以向控制器1422提供分压电压。

控制器1422可以向变压器1421提供脉冲宽度基于配电器1423所分配的电压而被调整(脉冲宽度调制：PWM)的方波脉冲，并且变压器1421可以输出水平根据方波脉冲的脉冲宽度而被调整的DC电压。

配电器1423可以连接至控制单元1440的第一输出控制端口OCP1和第二输出控制端口OCP2。

控制单元1440可以根据电力传输方式向第一输出控制端口OCP1或第二输出控制端口OCP2输出控制信号，以调整控制器1422的输入端子电压的值，使得变压器1421的输出电压可以被控制。

图15是示出根据实施方式的控制器的框图。

参照图15，控制单元1422的子***可以包括误差放大器1424、比较器1425和开关驱动单元1426。

误差放大器1424基于配电器1423的分布电压Vd来对变压器1421的输出电压Vout的误差进行放大，并且输出经放大的电压Vc。

误差放大器1424可以包括第一运算放大器OP1。变压器1421的输出电压通过配电器1423施加于第一运算放大器的反相端子，并且基准电压Vref施加于第一运算放大器的非反相端子。

误差放大器1424将变压器1421通过配电器1423的输出电压与基准电压Vref进行比较，并且对作为比较结果的误差进行放大以将经放大的误差输入至比较器1425。

比较器1425基于误差放大器1424的输出电压Vc来生成方波脉冲。

比较器1425可以采用第二运算放大器OP2。误差放大器1424的输出电压Vc施加于第二运算放大器OP2的非反相端子，并且三角波施加于第二运算放大器OP2的反相端子。

比较器1425可以将误差放大器1424的输出电压Vc与三角波进行比较以生成用于驱动变压器1421的方波脉冲，并且比较器1425可以调整与变压器1421的输出误差对应的脉冲宽度以调整变压器1421的输出电压Vout。

开关驱动单元1426可以基于比较器1425的输出来驱动变压器1421。即，变压器1421中包括的开关被控制成接通或断开，使得可以始终保持呈现给变压器1421的电压。

控制单元1422和变压器1421可以被集成到转换单元(集成芯片：IC)1420中。

如上所述，转换单元1420可以反映预设电压的误差以输出恒定电压。然而，将对在需要改变转换单元1420的输出电压时允许控制单元1440控制转换单元1420的方式进行描述。

配电器1423可以包括第一电阻器R1和第二电阻器R2，其中，第一电阻器R1连接至变压器1421的输出端子和误差放大器1424的输入端子(反相端子)，第二电阻器R2连接在误差放大器1424的输入端子(反相端子)与地之间。

优选地是，第一电阻器R1与第二电阻器R2之间的关系是R1<R2。

在这种情况下，变压器1421的分压电压Vd可以随着第一电阻器R1和第二电阻器R2的值而被改变。检验该原理，由于将通过第一电阻器R1和第二电阻器R2对变压器1421的输出电压Vout进行分压而获得的分压电压Vd与基准电压Vref进行比较，并且对分压电压Vd与基准电压Vref之间的差进行放大，所以当分压电压Vd小于基准电压Vref时，误差放大器1424的输出水平Vc被以误差放大器1421的反馈电阻Rf与输入电阻Rin之比——即梯度Rf/Rin——增加。与此相反，当分压电压Vd大于基准电压Vref时，误差放大器1424的输出电平Vc被以梯度Rf/Rin减小。

因此，尽管分压电压Vd可以根据第一电阻器R1和第二电阻器R2而被固定，但最终可以通过控制分压电压Vd来调整变压器1421的输出电压。

上述功能可以由控制单元1440来执行。

即，需要控制单元1440根据电力传输环境来调整变压器1421的输出电压Vout。在这种情况下，由于第三电阻器R3或第四电阻器R4连接在控制单元1440的第一输出控制端口OCP1和第二输出控制端口OCP2中的一个与误差放大器1424的输入端子(反相端子)之间，所以调整从控制单元1440的第一输出控制端口OCP1与第二输出控制端口OCP2中的一个所输出的电压，使得施加于误差放大器124的输入端子的分压电压Vd可以被调整。

如上所述，根据调整分压电压Vd的方法，可以对输出至第一输出控制端口OCP1和第二输出控制端口OCP2的电压进行调整来控制分压电压Vd。不同于上述方法，可以通过允许控制单元1440调整用作第三电阻器R3和第四电阻器R4的可变电阻器的电阻值的方式来控制分压电压Vd。

同时，可以根据控制单元1440的控制来改变分压电压Vd，使得可以基于分压电压Vd与基准电压Vref之间的比较来控制误差放大器1424的输出Vc的水平是被增加还是减小。

当通过比较器1425将误差放大器1424的输出Vc与三角波进行比较使得误差放大器1424的输出Vc的水平被增加时，比较器1425生成脉冲宽度被扩展的方波。当误差放大器1424的输出Vc的水平被减小时，比较器1425生成脉冲宽度被变窄的脉冲宽度。

同时，第一电阻器至第三电阻器R1、R2和R3之间的关系可以是R1<R3<R2和R1<R4<R2。

在下文中，将对传输方式选择单元1460、控制单元1440和转换单元1420之间的操作关系进行描述。

当无线电力传输***1以磁感应方式传输电力时，控制单元1440向第一输出控制端口OCP1发送控制信号，使得分压电压值可以被调整并且转换单元1420可以输出与经调整的分压电压值对应的DC电压。同时，控制单元1440可以控制传输方式选择单元1460，以将从变压器单元1420输出的DC电压提供至第一电力变换单元1431，使得从转换单元1420提供的电力被传输至感应线圈。

当无线电力传输***1以磁共振方式传输电力时，控制单元1440向第二输出控制端口OCP2发送控制信号，使得分压电压值可以被调整并且转换单元1420可以输出与经调整的分压电压值对应的DC电压。同时，控制单元1440可以控制传输方式选择单元1460，以将从变压器单元1420提供的电力施加于第二电力变换单元1432，使得从转换单元1432提供的电力被传输至共振线圈。

因此，传输方式选择单元1460可以基于控制单元1440的选择控制信号来将需要感应型输出的情况与需要共振型输出的情况彼此区分，使得从转换单元1420提供的输出被提供至对应的线圈。

传输方式选择单元1460可以采用模拟开关、MOSFET或晶体管来执行切换操作。

即，传输方式选择单元1460可以基于来自控制单元1440的选择控制信号来选择性地执行将转换单元1420电连接至感应线圈或共振线圈的操作。

在下文中，将对以下方式进行描述：由构成发送器100的发送单元140的控制单元1440基于关于发送器100与接收器1000之间的通信的信息来控制转换单元1420通过输出控制端口的输出电压。

首先，将基于发送侧通信单元1441和接收侧通信单元1151的通信类型和通信信息来描述发送侧控制单元1440的控制方式。

图16是示出从检测接收器的步骤到从发送器向接收器传输电力的步骤的过程的流程图。

控制方式可以大致分为四个步骤，其包括检测接收器1000的步骤S100(选择)、确认响应的步骤S200(查验(Ping))、识别和配置步骤S300和电力传输步骤S400。

检测接收器1000的步骤S100生成用于允许发送器100检测接收器1000的存在的信号，并且等到接收器1000的响应。

在响应确认步骤S200中，接收器1000可以传输关于信号的强度的信息，以便允许发送器100基于该信息来确认接收器1000的存在。

在识别和配置步骤S300中，接收器1000发送关于识别和所请求的电力的信息，并且发送器100配置并且准备电力传输。

在电力传输步骤S400中，接收器1000传输控制信息，并且发送器开始传输电力。

当在执行所述四个步骤时信号被切断或发生劣化，则过程可能会超时，使得过程返回至第一步骤。当在传输电力时检测到错误、接收器1000离开充电区域或者充电完成时，电力传输终止并且过程返回至第一步骤。

图17是示出发送器的天线线圈的布置关系的图。图8是示出包括发送器天线的共振线圈和感应线圈或者仅感应线圈的线圈单元的图。

如上面参照图2至图10所描述的，线圈单元可以是包括在无线发送单元中的第一发送线圈145和第二发送线圈155。另外，支撑第一发送线圈145和第二发送线圈155的支撑构件可以是用于屏蔽电磁波的屏蔽构件143和屏蔽构件153。屏蔽构件可以由铁氧体形成。

第一发送线圈145和第二发送线圈155分别可以是感应线圈和共振线圈。

无线电力传输***可以安装在用于车辆或EV(电动车辆)如PHEV(***式混合动力电动车辆)以及便携式电话或智能电话的无线充电***上。另外，无线电力传输***可以安装在用于工业机器或家用电器的应用上。

用于工业机器的应用包括电驱动工具、无线传感器或工业马达的滑环(转子)。家用电器包括TV、数字摄像机、游戏主机、电动牙刷或可再充电电池。另外，无线电力传输***可以适用于非接触式IC卡或无源RFID。

尽管已经参考若干说明性实施方式描述了实施方式，但应当理解的是，本领域技术人员可以设计会落入本公开内容的原理的精神和范围内的许多其他修改和实施方式。更具体地，在本公开内容、附图和所附权利要求的范围内，在主题组合布置的组成部件和/或步骤方面的各种变型和修改是可能的。除了在组成部件和/或布置方面的变型和修改之外，替选使用对于本领域技术人员而言也将是明显的。

Claims (21)

1.一种无线电力发送器，包括：

基板；

第一阻挡单元，其布置在所述基板上方并且由金属材料形成；

第二阻挡单元，其在所述第一阻挡单元上方；

无线发送单元，其安装在所述第一阻挡单元和所述第二阻挡 单元中的至少一个上；以及

下阻挡单元，其布置在所述基板下方，

其中，所述无线发送单元包括：

包括第一发送线圈的第一无线发送单元；

包括第二发送线圈的第二无线发送单元；以及

控制单元，其根据电力传输方式进行控制，使得AC电力被输出至所述无线发送单元中的一个的发送线圈。

2.根据权利要求1所述的无线电力发送器，其中，所述第一无线发送单元安装在所述第一阻挡单元的顶表面上，并且

所述第二无线发送单元安装在所述第二阻挡单元的顶表面上。

3.根据权利要求1所述的无线电力发送器，其中，所述第一无线发送单元和所述第二无线发送单元以相互不同的方式发送电力。

4.根据权利要求3所述的无线电力发送器，其中，所述第一无线发送单元包括执行电磁感应方式的感应线圈，并且

所述第二无线发送单元包括执行共振方式的共振线圈。

5.根据权利要求1所述的无线电力发送器，还包括：

转换单元，其将从供电单元施加的电力变换成DC电力；以及

电力变换单元，其将DC电力变换成AC电力并且将AC电力输出至所述无线发送单元。

6.根据权利要求5所述的无线电力发送器，还包括：选择单元，其基于所述控制单元的选择控制信号来允许AC电力被输出至所述无线电力发送单元的一个发送线圈。

7.根据权利要求6所述的无线电力发送器，其中，所述电力变换单元包括第一电力变换单元和第二电力变换单元，并且

所述选择单元向所述第一电力变换单元或所述第二电力变换单元提供DC电力。

8.根据权利要求5所述的无线电力发送器，其中，所述发送单元包括：DC-DC变换器和控制器，所述控制器通过接收所述DC-DC变换器的输出电压来调整所述DC-DC变换器的输出电压。

9.根据权利要求8所述的无线电力发送器，其中，所述控制器包括：配电器，其对所述DC-DC变换器的输出电压进行分压以输出分压电压。

10.根据权利要求9所述的无线电力发送器，其中，所述控制器根据所选择的无线发送单元来控制所述分压电压。

11.根据权利要求9所述的无线电力发送器，其中，所述控制器包括：

误差放大器，其将所述分压电压与基准电压进行比较以对误差进行放大；以及

比较器，其输出与所述误差放大器的输出对应的脉冲。

12.根据权利要求9所述的无线电力发送器，其中，所述控制器基于关于所述无线电力发送器和无线电力接收器之间的通信的信息来调整所述分压电压。

13.根据权利要求1所述的无线电力发送器，其中，所述无线发送单元通过穿过所述第一阻挡单元中形成的开口部而连接至所述基板。

14.根据权利要求1所述的无线电力发送器，其中，所述第一阻挡单元耦接至所述第二阻挡单元的边缘区域以支撑所述第二阻挡单元。

15.根据权利要求1所述的无线电力发送器，其中，所述第二阻挡单元由与所述第一阻挡单元的金属材料相同或不同的金属材料形成。

16.根据权利要求1所述的无线电力发送器，其中，所述下阻挡单元耦接至所述第一阻挡单元的边缘区域以支撑所述第一阻挡单元。

17.根据权利要求1所述的无线电力发送器，还包括安装在所述下阻挡单元上的热辐射单元。

18.根据权利要求17所述的无线电力发送器，其中，所述热辐射单元包括从所述下阻挡单元延伸的多个热辐射销。

19.根据权利要求1所述的无线电力发送器，其中，所述金属材料包括铝和镁。

20.根据权利要求9所述的无线电力发送器，其中，所述控制器包括：

用于控制所述分压电压的第一输出控制端口和第二输出控制端口。

21.根据权利要求9所述的无线电力发送器，其中，所述配电器包括：

第一电阻器，其连接至所述转换器的输出端子和误差放大器的输入端子；

第二电阻器，其连接在所述误差放大器的输入端子与地之间；

第三电阻器，其连接在所述误差放大器与第一输出控制端口之间；以及

第四电阻器，其连接在所述误差放大器与第二输出控制端口之间。