CN107516945A - 谐振器模块及利用此的无线电力发射装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种谐振器模块及利用此的无线电力发射装置。根据本发明的一技术方面的无线电力发射装置可以包括：开关部，接收直流电源并进行切换操作而生成交流电流；控制部，控制包含在所述开关部的多个开关的切换；以及谐振器，包含接收所述交流电流而工作的多个谐振电路。所述多个谐振电路可以将接地端作为中性点而彼此并联连接。

Description

谐振器模块及利用此的无线电力发射装置
技术领域
本发明涉及一种谐振器模块及利用此的无线电力发射装置。
背景技术
随着无线技术的发展，无线技术的多样的发展不仅涉及到了数据的传输，还涉及到了电力的传输等。尤其，近期正开发一种在非接触状态下也能够对电子设备进行充电的无线充电技术。
对现有的无线充电装置的情况而言，具备无线电力接收装置和用于实现充电位置的自由度的多个谐振电路，而且在多个谐振电路中，使最接近于无线电力接收装置的一个谐振电路工作而以无线的方式提供了充电。
然而，对这些现有技术的情况而言，多个谐振电路分别需要满足用于无线充电的电感，所以多个谐振电路中的各个谐振电路的线圈的电感的要求较高。据此，存在着需要使线圈的大小增大、费用增加的局限性。
[现有技术文献]
[专利文献]
(专利文献1)韩国公开专利公报第2011-0137393号
发明内容
根据本发明的一实施方式的目的在于提供一种如下的无线电力发射装置：使备于多个谐振电路的各个线圈的电感降低，从而满足价格竞争力以及小型化的需求。
本发明的一个技术方面提供一种无线电力发射装置。所述无线电力发射装置可以包括：开关部，接收直流电源并进行切换操作而生成交流电流；控制部，控制包含在所述开关部的多个开关的切换；以及谐振器，包含接收所述交流电流而工作的多个谐振电路。所述多个谐振电路可以将接地端作为中性点而彼此并联连接。
本发明的另一个技术方面提供一种谐振器模块。所述谐振器模块是可应用到无线电力发射装置的谐振器模块，可以包括：开关部，接收直流电源并进行切换操作而生成交流电流；以及谐振器，包含接收所述交流电流而工作的多个谐振电路。所述多个谐振电路可以将接地端作为中性点而彼此并联连接。
上述的课题的技术方案并没有将本发明的特征全部罗列。用于解决本发明的课题的多样的手段将会通过参照以下的详细的说明中记载的具体实施方式而更为详细地得到理解。
根据本发明的一实施方式的无线电力接收装置具有如下的效果：使配备于多个谐振电路的各个线圈的电感降低，从而满足价格竞争力以及小型化的需求。
附图说明
图1是示出根据本发明的一实施例的无线电力发射装置的一采用例的图。
图2是示出根据本发明的一实施例的无线电力发射装置的框图。
图3是示出图示于图2的无线电力发射装置的一电路构成例的电路图。
图4是示出图示于图3的无线电力发射装置的一操作例的图。
图5是示出图示于图2的无线电力发射装置的另一电路构成例的电路图。
图6以及图7是用于说明基于多个谐振电路的线圈构成的磁场方向的图。
符号说明
100：无线电力发射装置 110：开关部
120：谐振器 130：控制部
140：单元供应部 200：无线电力发射装置
300：电子设备
具体实施方式
以下，参照附图对根据本发明的优选实施方式进行说明。
然而，本发明的实施方式还可以变形为多种其他的形态，而且本发明的范围并非局限于以下说明的实施方式。此外，提供本发明的实施方式的目的在于，对本发明所属的技术领域中具有平均知识水平的人更为完整地说明本发明。
另外，本发明中描述的术语的含义需要以如下方式得到理解。当说明为某一构成要素“连接”到另一构成要素时，应当理解为该构成要素可能是直接地连接到了另一构成要素，也可能是在两者的中间存在有其他构成要素。相反，当说明为某一构成要素“直接连接”到另一构成要素时，应当理解为两者的中间不存在其他构成要素。另外，描述构成要素之间的关系的其他表述(即，“在……之间”、“正好处于……之间”、“与……相邻”、“与……直接相邻”等)也需要以相同的方式得到理解。
图1是示出根据本发明的一实施例的无线电力发射装置的一采用例的图。
参照图1，无线电力接收装置200相邻于无线电力发射装置100，从而可以与无线电力发射装置100磁性结合(例如，磁共振或者磁感应)而通过无线的方式接收电力。
无线电力接收装置200可以将接收到的电力提供给电子设备300。无线电力接收装置200可以是作为电子设备300内的一个构成而存在的装置，或者可以是连接到电子设备300的独立的装置。
在图示的例中，虽然无线电力接收装置200和无线电力发射装置100部分隔离，但是该图仅仅是为了示出无线电力发射装置100的构成而示出的图，实际上，无线电力接收装置200和无线电力发射装置100可以彼此接触或者彼此相邻。
无线电力发射装置100可以包含多个谐振电路。因此，可以提供针对无线电力接收装置200的充电位置的自由度。多个谐振电路可以以接地端为中性点而彼此并联，从而降低各个电路所需要的电感。据此，可以实现无线电力发射装置100的纤薄化，并可以降低制造价格。
以下，参照图2至图7对无线电力发射装置100进行更为详细的说明。
图2是示出根据本发明的一实施例的无线电力发射装置的框图。
参照图2，无线电力发射装置100可以包含开关部110、谐振器120以及控制部130。根据实施例，无线电力发射装置100还可以包含电源供应部140。
电源供应部140可以生成直流电源，并将其提供给开关部110。
例如，电源供应部140可以包含整流电路以及平滑电路，整流电路以及平滑电路用于接收商用交流电源并将其整流及平滑而输出。
开关部110可以通过接收直流电源并进行切换操作而生成交流电流。所生成的交流电流输入到谐振器120，从而可以运行谐振器。
开关部110可以包含多个开关，而且该多个开关可以借助控制部130而分别得到切换控制。
谐振器120可以包含接收交流电流而工作的多个谐振电路。开关部110可以包含分别连接到多个谐振电路的多个开关，据此，多个谐振电路可以分别被单独地得到控制。
多个谐振电路可以将接地端作为中性点而彼此并联连接。例如，谐振器120可以包含三个谐振电路，而且三个谐振电路可以以将接地端作为中性点的Y形接线得到连接。
在对无线电力接收装置以无线方式提供电力的无线电力发射模式下，多个谐振电路可以全部工作。即，多个谐振电路可以在无线电力发射模式下一同工作而形成一个磁场。如上所述，如果以接地端作为中性点而并联连接多个谐振电路，而且在进行无线充电时将上述的多个谐振电路全部利用，则变为多个谐振电路作为合成电感而执行无线充电，因此，各个谐振电路所要求的电感值将会降低。对此，参照图3而在下文中进行更为详细的说明。
控制部130可以控制开关部110所包含的多个开关的切换。
在一实施例中，控制部130使多个谐振电路依次地工作，从而能够检测出最接近无线电力接收装置的第一谐振电路。例如，控制部130可以将从各个谐振电路中检测出的阻抗进行比较而检测出最接近无线电力接收装置的谐振电路。
控制部130可以控制与第一谐振电路连接的开关，以能够从最接近无线电力接收装置的第一谐振电路发生磁场。即，其目的在于，在最接近于无线电力接收装置的第一谐振电路中，沿着朝向无线电力接收装置的方向形成磁场，而在除了该谐振电路以外的其他的谐振电路中，沿着进入的方向形成磁场。对此，将参照图6至图7而在下文中进行更为详细的说明。
图3是示出图示于图2的无线电力发射装置的一电路构成例的电路图。在图3中示出了针对无线电力发射装置中的一部分的电路构成例。另外，图示于图3的电路可能是独立地实现的一个谐振器模块。
图示于图3的无线电力发射装置可以包含多个谐振电路321、322、323和与多个谐振电路321、322、323分别连接的多个开关部311、312、313。无线电力发射装置还可以包含分压电路330。
多个谐振电路321、322、323可分别包含电感器L1、L2、L3和电容器C1、C2、C3。
多个谐振电路321、322、323彼此并联连接，而且多个谐振电路321、322、323的一端连接到接地端。多个谐振电路321、322、323可以连接为将接地端作为中性点而彼此并联的Y形接线结构。分压电路330可以将直流电压分压而连接到中性点(即，接地端)。
如此，若多个谐振电路321、322、323将中性点(即，接地端)作为公共点而并联连接，而且在无线电力发射模式下一同工作，则多个谐振电路321、322、323将会具有一个合成电感值。
若将这种合成电感L表示为数学式，则与如下的数学式1相同。
[数学式1]
L＝L1+(L2//L3)＝3/2L1
因此，若将多个谐振电路321、322、323各自的电感表示为数学式，则与如下的数学式2相同。
[数学式2]
L1＝L2＝L3＝2/3L
其结果是，在本实施例中，由于无线电力充电所要求的电感为合成电感L，所以多个谐振电路321、322、323各自的电感L1、L2、L3小于合成电感。因此，多个谐振电路321、322、323的线圈可以形成得较小。
图4是示出图示于图3的无线电力发射装置的一操作例的图。
在图示于图4的例中，连接到第一谐振电路321的第一开关部311进行切换操作，从而从直流电源生成的交流电流可以输入到第一谐振电路321。
另外，由于第一谐振电路321与第二谐振电路322以及第三谐振电路323共同具有中性点，因此，从第一谐振电路321流到中性点的交流电流将如图所示地通过第二谐振电路322以及第三谐振电路323而流出。
在此情况下，可以不执行针对连接到第二谐振电路322的第二开关部312、连接到第三谐振电路323的第三开关部313的专门的切换操作，而仅仅将第二开关部312以第三开关部313的开关置于接通(ON)状态，也可以沿着如图所示的流向而形成电流。
即，如果在工作中的第一谐振电路321中以中性点为基准而沿着第一方向形成电流，则在其余的第二谐振电路322以及第三谐振电路323中将会沿着与此相反的第二方向形成电流。即，对图示的例的情况而言，可知在第一谐振电路321中，朝向中性点而形成电流；并且在第二谐振电路322以及第三谐振电路323中，沿着从中性点流出的方向形成电流。
若通过上述的方式形成电流，则第一谐振电路321至第三谐振电路323将会形成一个磁场。具体而言，在第一谐振电路321中，沿着朝向无线电力发射装置的方向形成所述磁场中的一部分，并第二谐振电路322以及第三谐振电路323中沿着从所述无线电力接收装置进入的方向形成所述磁场中的另一部分。该情形图示于图6至图7。
参照图3至图4而在上文中说明的一电路构成例示出了将中性点作为接地点而连接的例，但是这仅仅是一示例。即，在将接地点作为中性点的情况下，可以带来开关电路的电位差降低等效果，但是并不局限于此。
因此，还可以如图5所示地使中性点以非接地状态的浮置状态构成。
图5是示出图示于图2的无线电力发射装置的另一电路构成例的电路图。
在图5中，以中性点P作为基准而示出了多个谐振电路420。
与在上文中已说明的内容相应地，多个谐振电路420分别连接到多个开关部411、412、413，并通过多个开关部411、412、413的操作而被驱动。
另外，分压电路430可以连接于多个谐振电路420的中性点P，而且在图示的例中，中性点P对应于未接地的一例。
如上所示，即使是在中性点P未接地的情况下，如同参照图4说明的内容，在将一个谐振电路作为中心而工作的情况下，其他谐振电路也将形成电流。因此，可以容易理解：在一个谐振电路中，沿着朝向无线电力接收装置的方向而形成磁场中的一部分；而且在其余的谐振电路中，沿着从无线电力接收装置进入的方向形成磁场中的另一部分。
如上所述，中性点可以根据实施例而被接地处理，或者还可以被确定为未接地的浮置状态。
图6以及图7是用于说明基于多个谐振电路的线圈构成的磁场方向的图。
参照图6以及图7，图示于图6的第一线圈610可以与图示于图4的第一谐振电路321对应。同样，图示于图6的第二线圈620以及第三线圈630分别可以与图示于图4的第二谐振电路322以及第三谐振电路323对应。
若如图4所示地形成电流，则第一线圈610将朝向电力接收装置送出磁场，而且其余的两个线圈620、630将接收该磁场。
结果，多个谐振电路将会作为整体而以类似于一个谐振电路的形式工作，但是其中的一个谐振电路执行自主地形成磁场的功能，其余的谐振电路将被动地一同形成由此而引起的磁场。
图示于图7的例示出在沿着一方向布置成一列的多个线圈710、720、730之间的磁场的形成。
如在上文中说明，可以通过利用多个谐振电路而使无线电力接收装置能够形成更宽的可磁性结合的区域，同时可以减少各个谐振电路所要求的电感。据此，由于可以减少线圈的匝数，或者可以减少厚度，因此能够实现无线电力发射装置的纤薄化以及低价化。
此外，以上以图2至图6的例对具有三个谐振电路的情况进行了说明，但是这仅仅是为了便于说明而提出的例，多个谐振电路的数量并不局限于这些说明。因此，本领域的普通技术人员均可理解，还可以将本发明采用到两个谐振电路的情形，也可以采用到四个以上的谐振电路的情形。
以上说明的本发明并不局限于上述的实施例以及所附附图，而是通过权利要求书来得到限定，而且在本发明所属的领域中具有普通知识水平的人均可理解，在不脱离本发明的技术思想的范围内，可以对本发明的构成加以多样的变更以及改造。

Claims (10)

1.一种无线电力发射装置，包括：
开关部，接收直流电源并进行切换操作而生成交流电流；
控制部，控制包含在所述开关部的多个开关的切换；以及
谐振器，包含接收所述交流电流而工作的多个谐振电路，
所述多个谐振电路将接地端作为中性点而彼此并联连接。
2.如权利要求1所述的无线电力发射装置，其中，
所述多个谐振电路在无线电力发射模式下一同工作而形成一个磁场。
3.如权利要求2所述的无线电力发射装置，其中，
在所述多个谐振电路中的某一个谐振电路中，
电流以所述中性点作为基准而沿着第一方向流动，
在所述多个谐振电路中的其余的谐振电路中，
电流以所述中性点作为基准而沿着作为所述第一方向的反方向的第二方向流动。
4.如权利要求2所述的无线电力发射装置，其中，
所述控制部使所述多个谐振电路依次工作，从而检测出与无线电力接收装置最接近的第一谐振电路。
5.如权利要求4所述的无线电力发射装置，其中，
所述控制部控制与所述第一谐振电路连接的开关，以在第一谐振电路中使电流以所述中心点为基准而沿着所述第一方向流动。
6.如权利要求1所述的无线电力发射装置，其中，
所述无线电力发射装置还包括：分压电路，将所述直流电源分压并连接到所述中性点。
7.一种谐振器模块，该谐振器模块能够应用到无线电力发射装置，包括：
开关部，接收直流电源并进行切换操作而生成交流电流；以及
谐振器，包含接收所述交流电流而工作的多个谐振电路，
所述多个谐振电路将接地端作为中性点而彼此并联连接。
8.如权利要求7所述的谐振器模块，其中，
所述多个谐振电路在无线电力发射模式下一同工作而形成一个磁场。
9.如权利要求7所述的谐振器模块，其中，
所述多个谐振电路形成一个磁场，
在所述谐振电路中的某一个谐振电路中，电流以所述中性点为基准而沿着第一方向流动，
在所述多个谐振电路中的其余的谐振电路中，电流沿着作为所述第一方向的反方向的第二方向流动。
10.如权利要求7所述的谐振器模块，其中，
所述谐振器模块还包括：分压电路，将所述直流电源分压并连接到所述中性点。
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