JP2013529883A

JP2013529883A - 無線電力受信装置及び無線電力伝送システム

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Publication number: JP2013529883A
Application number: JP2013515671A
Authority: JP
Inventors: ビンバイ; チャオリュウ; イーロンシー
Original assignee: 海爾集団公司; 青島海爾電子有限公司
Priority date: 2010-06-24
Filing date: 2010-12-23
Publication date: 2013-07-22
Anticipated expiration: 2030-12-23
Also published as: CN102299566A; JP5571848B2; US20130069446A1; EP2587628A4; EP2587628A1; CN102299566B; WO2011160411A1

Abstract

無線電力受信装置及び無線電力伝送システムである。無線電力受信装置(１０６)と無線電力送信装置(１０２)は結合される。無線電力受信装置は受信コイル(１０８)、電源供給回路(１１０)及び警報ユニット(１１４)を備える。受信コイルが結合される時、結合電圧を発生させて出力する。電源供給回路は、受信コイルに結合される第１の受信端子(１１８)を含み、結合電圧とプリセット動作電圧範囲とを比較し、結合電圧がプリセット動作電圧範囲を超える時、制御信号を発生させて出力する。警報ユニットは、電源供給回路から制御信号を受信して該制御信号に基づいて警告信号を出力するように電源供給回路に電気的に結合される。該装置は電圧不足の場合に使用者の家電製品への誤用を避けることができる。

Description

本発明は電力伝送技術に関し、特に無線電力伝送の結合情况を検出できる無線電力受信装置及び該無線電力受信装置を応用する無線電力伝送システムに関する。

電子科学技術の進歩に伴い、家中の家電製品はますます多くなり、通常、家電製品は充電式及び非充電式に分けることができ、充電式家電製品は、一定期間使用されると、充電器に接続して充電しなければならず、充電器の電源プラグは外部電源に電気的に接続され、非充電式家電製品は直接電源プラグが外部電源に電気的に接続される。非充電式家電製品について、その設置位置はかならず外部電源に近接していなければならず、そうでなければ、使用者は延長コードを利用して非充電式家電製品と外部電源を接続しなければならない。このような接続に対して、使用者は延長コードの配置及び安全の問題を憂慮しなければならない。

従って、無線給電の構想は機運に乗じて出てきた。ところで、家電製品の無線給電の過程中、外部環境が不安定などの要因で、家電製品の動作電圧が不安定になる恐れがあり、また使用者はこの不安定の状况を視覚的に判断するのが困難であり、動作電圧が不安定の時、知らぬまま依然として家電製品を使用することは避けられない。この誤用は家電製品の保護に不利で、さらに家電製品を損傷する。

本発明は、結合電圧がプリセット動作電圧範囲を超える時、警告信号を出力することができる無線電力受信装置を提供する。

また、本発明は結合が変化する時、警告信号を出力することが出来る無線電力伝送システムを提供する。

前記メリットを達成するために、本発明は無線電力送信装置と結合される無線電力受信装置を提案する。この無線電力受信装置は受信コイル、電源供給回路及び警報ユニットを備える。前記受信コイルが結合される時、結合電圧を発生させて出力する。前記電源供給回路は、受信コイルに電気的に結合される第１の受信端子を含み、該結合電圧とプリセット動作電圧範囲とを比較し、結合電圧がプリセット動作電圧範囲を超える時、警告信号を発生させて出力する。前記警報ユニットは警告信号を受信して出力するように電源供給回路に電気的に結合される。

本発明の好ましい実施例において、前記電源供給回路は、順に電気的に接続される整流回路、交流/直流コンバータ、電圧安定回路、比較器及び制御回路を備え、該整流回路は第１の受信端子に電気的に接続され、該第１の受信端子は受信コイルから伝送されてくる結合電圧を受信し、整流回路は該結合電圧を整流フィルタリングした後、交流/直流コンバータに伝送し、交流/直流コンバータは受信した交流電圧を直流電圧に変換した後、電圧安定回路に伝送し、比較器は電圧安定回路から受信した直流電圧とビルトインのプリセット動作電圧範囲とを比較し、比較結果を制御回路に伝送する。

本発明の好ましい実施例において、該結合電圧から変換された該直流電圧が該プリセット動作電圧範囲における電圧数値より小さい又は大きい時、制御回路は制御信号を発生させて警報ユニットに出力し、警報ユニットが警報信号を出すように制御し、そうでなければ、該結合電圧から変換された該直流電圧が該プリセット動作電圧範囲に位置する時、制御回路は前記結合電圧から変換された直流電圧を動作電圧とし、動作電圧を内部回路に出力する。

本発明の好ましい実施例において、前記電源供給回路はさらに第２の受信端子を備える。該電源供給回路は警告信号を出力した後、第２の受信端子が入力電圧を有するかどうかを判断する。

本発明の好ましい実施例において、電源供給回路はプリセット期間内において、第２の受信端子が入力電圧を有していないと判断した時、動作電圧の出力を停止する。

本発明の好ましい実施例において、電源供給回路はプリセット期間内において、第２の受信端子が入力電圧を有すると判断した時、入力電圧を処理した後に出力する。

本発明の好ましい実施例において、前記無線電力受信装置は内部回路をさらに備える。この内部回路は処理後の入力電圧を受信するためのものである。

本発明の好ましい実施例において、前記入力電圧は商用電源である。

本発明の好ましい実施例において、前記無線電力受信装置は内部回路をさらに備える。この内部回路は電源供給回路に電気的に接続され、動作電圧を受信するためのものである。

本発明の好ましい実施例において、前記警報ユニットはマイクロコントローラユニット、データ記憶モジュール、データ処理モジュール及び情報出力モジュールを備え、そのうち、マイクロコントローラユニットはそれぞれデータ記憶モジュール、データ処理モジュール及び情報出力モジュールに電気的に接続され、データ処理モジュールはさらにデータ記憶モジュールと情報出力モジュールにそれぞれ電気的に接続される。

本発明は無線電力伝送端と無線電力受信装置を備える無線電力伝送システムをさらに提供する。前記無線電力受信装置は無線電力送信装置と結合され、結合が発生させる結合電圧とプリセット動作電圧範囲とを比較し、結合電圧がプリセット動作電圧範囲を超える時、警告信号を出力する。

本発明は、無線電力受信装置の結合電圧を検出することにより、結合電圧がプリセット動作電圧範囲を超える時、警告信号を出力し、使用者に他の方式で電力を無線電力受信装置に供給するか、又は無線電力受信装置により自動的にシャットダウンするかを決めさせ、従って、使用者は視覚的に現在の電圧状况を判断でき、使用者の家電製品への誤用の発生を避け、より確実に家電製品を保護することができる。

前記説明は、本発明の技術案の概説に過ぎず、より明確に本発明の技術手段を理解するために、明細書の内容に従って実施してもよく、且つ本発明の前記目的と他の目的、特徴及びメリットをより明確にして理解しやくするために、以下、実施例を挙げて、図面と合わせて詳しく説明する。

図１は本発明に係る実施例の無線電力伝送システムの回路ブロック模式図である。図２は本発明に係る実施例の無線電力伝送システムの電源供給回路のブロック模式図である。図３は本発明に係る実施例の無線電力伝送システムの警報ユニットのブロック模式図である。

本発明が予定の発明の目的を達成するために採用する技術手段及び効果をさらに説明するため、以下、図面及び好ましい実施例を合わせて、本発明に係る立体表示装置の具体的な実施形態、構造、特徴及び効果を以下の通り詳しく説明する。

図１を参照し、図１は本発明に係る実施例の無線電力伝送システムの回路ブロック模式図を示す。本実施例において、無線電力伝送システム１００は無線電力送信装置１０２及び無線回路受信端１０６を備える。そのうち、無線電力送信装置１０２は商用電源１０４に電気的に結合され、商用電力電圧を受信し、処理した後、送信コイル（図示していない）を介して無線回路受信端１０６の受信コイル１０８に結合し、それによって、電力を無線回路受信端１０６に伝送する。

本発明の好ましい実施例において、無線回路受信端１０６は例えばテレビであってもよいが、これに限られない。

無線回路受信端１０６は受信コイル１０８、電源供給回路１１０、内部回路１１２及び警報ユニット１１４を備える。この受信コイル１０８は結合電圧を発生させて出力するように無線電力伝送端１０２の送信コイルとの結合に適する。

この電源供給回路１１０は第１の受信端子１１８と第２の受信端子１２０を備え、電源供給回路１１０の第１の受信端子１１８は受信コイル１０８に電気的に結合され、電源供給回路１１０の第２の受信端子１２０はプラグ１１６に電気的に結合される。そのうち、プラグ１１６は商用電源１０６と電気的に接続されることに適するプラグである。

電源供給回路１１０の第１の受信端子１１８は、受信コイル１０８から伝送されてくる結合電圧を受信し、この結合電圧とビルトインのプリセット動作電圧範囲とを比較する。結合電圧が該プリセット動作電圧範囲を超える時、即ち、該プリセット動作電圧範囲における最小電圧数値より小さい、又は該プリセット動作電圧範囲における最大電圧数値より大きい時、電源供給回路１１０は制御信号を発生させて、制御信号を警報ユニット１１４に出力する。そうでなければ、結合電圧が該プリセット動作電圧範囲に位置する時、電源供給回路１１０は結合電圧を動作電圧に変換し、動作電圧を内部回路１１２に出力する。

本発明の好ましい実施例において、電源供給回路１１０が結合電圧を動作電圧に変換する過程は、結合電圧に対して、交流−直流の電圧変換、圧力安定、減圧等を行なう過程を含むが、いずれもこれらに限られない。

図２を参照し、図２は本発明に係る実施例の無線電力伝送システムの電源供給回路のブロック模式図である。本実施例において、電源供給回路１１０は整流回路１１１、交流-直流（Ａ−Ｄ）コンバータ１１３、電圧安定回路１１５、比較器１１７及び制御回路１１９を備える。前記整流回路１１１、交流-直流（Ａ−Ｄ）コンバータ１１３、電圧安定回路１１５、比較器１１７及び制御回路１１９は電気的に接続される。そのうち、整流回路１１１は第１の受信端子１１８に電気的に接続され、電源供給回路１１０の第１の受信端子１１８は受信コイル１０８から伝送されてくる結合電圧を受信し、整流回路１１１はこの結合電圧を整流フィルタリングし、整流フィルタリングした後の交流電圧をＡ−Ｄコンバータ１１３に伝送する。Ａ−Ｄコンバータ１１３は受信した交流電圧を直流電圧に変換し、該直流電圧を電圧安定回路１１５に伝送する。電圧安定回路１１５は該直流電圧を安定的に出力するためのものである。比較器１１７は電圧安定回路１１５から直流電圧を受信し、結合電圧から変換されたこの直流電圧とビルトインのプリセット動作電圧範囲とを比較し、この比較結果を制御回路１１９に伝送する。結合電圧から変換されたこの直流電圧が該プリセット動作電圧範囲における電圧数値より小さい又は大きい時、制御回路１１９は制御信号を発生させ、この制御信号を警報ユニット１１４に出力し、警報ユニット１１４が警報信号を出すように制御する。そうでなければ、結合電圧から変換されたこの直流電圧が該プリセット動作電圧範囲に位置する時、制御回路１１９は前記結合電圧から変換された直流電圧を動作電圧とし、動作電圧を内部回路１１２に出力する。

本実施例において、電源供給回路１１０の制御回路１１９は制御信号を警報ユニット１１４に出力した後、タイミングメカニズムの起動を開始し、プリセット期間内において第２の受信端子１２０が入力電圧を有するかどうかを判断する。即ち、プリセット期間内において使用者がプラグ１１６を商用電源１０４に接続したかどうかを判断する。

電源供給回路１１０の制御回路１１９はプリセット期間内において第２の受信端子１２０が入力電圧を有していないと判断した時、動作電圧の出力を停止する。言い換えれば、結合電圧が内部回路１１２の運転に必要な電力を提供できず、その上、電源供給回路１１０の第２の受信端子１２０が入力電圧を有していないため、内部回路１１２を保護するために、電源供給回路１１０の制御回路１１９は、無線回路受信端１０６を閉めるように動作電圧の内部回路１１２への出力を停止する。

電源供給回路１１０はプリセット期間内において、第２の受信端子１２０が入力電圧を有すると判断した時、入力電圧を無線回路受信端１０６の電力源とする。言い換えれば、結合電圧が内部回路１１２の運転に必要な電力を提供できないため、電源供給回路１１０は、入力電圧に対して、交流-直流の電圧変換、圧力安定、減圧等の過程を行った後、内部回路１１２の運転に必要な電力の動作電圧を出力する。

警報ユニット１１４は電源供給回路１１０から伝送されてくる制御信号を受信するように電源供給回路１１０の制御回路１１９に電気的に結合される。そのうち、警報ユニット１１４は、例えば灯光または音声の方式で使用者に警告を出してもよい。例えば、電源供給回路１１０は結合電圧がプリセット動作電圧範囲を超えると判断した時、警報ユニット１１４は「電圧異常、給電モードを切り替えてください」という音声プロンプト又は文字プロンプトを出し、電源供給回路１１０の第２の受信端子１２０はプリセット時間内に入力電圧を有していない時、警報ユニット１１４は「電圧異常、シャットダウンしてください」という音声プロンプト又は文字プロンプトを出す。

図３を参照し、図３は本発明に係る実施例の無線電力伝送システムの警報ユニット１１４のブロック模式図である。警報ユニット１１４はマイクロコントローラユニット（ＭＣＵ）１２１、データ記憶モジュール１２２、データ処理モジュール１２３及び情報出力モジュール１２４を備える。そのうち、ＭＣＵ１２１はそれぞれデータ記憶モジュール１２２、データ処理モジュール１２３及び情報出力モジュール１２４に電気的に接続される。データ処理モジュール１２３はさらにデータ記憶モジュール１２２と情報出力モジュール１２４にそれぞれ電気的に接続される。

ＭＣＵ１２１は電源供給回路１１０の制御回路１１９に電気的に接続され、該ＭＣＵ１２１は制御回路１１９から制御信号を受信し、該制御信号を処理した後、データ処理モジュール１２３に出力する。データ記憶モジュール１２２はＭＣＵ１２１に電気的に接続され、プリセットされた警報情報（例えば、電源供給回路１１０は結合電圧がプリセット動作電圧範囲を超えると判断した時、「電圧異常、給電モードを切り替えてください」という音声プロンプト又は文字プロンプトを出し、電源供給回路１１０の第２の受信端子１２０がプリセット時間内に入力電圧を有していない時、「電圧異常、シャットダウンしてください」という音声プロンプト又は文字プロンプトを出す。）を記憶するためのものである。データ処理モジュール１２３はそれぞれ、ＭＣＵ１２１、データ記憶モジュール１２２及び情報出力モジュール１２４に接続され、ＭＣＵ１２１が出力した制御信号を受信し、データ記憶モジュール１２２におけるマッチングする警報情報を取り出す。情報出力モジュール１２４はそれぞれＭＣＵ１２１とデータ処理モジュール１２３に接続され、データ処理モジュール１２３に伝送される警報情報を出力するためのものである。情報出力モジュール１２４は音声モジュール、表示モジュール又は両者の合わせたものであってもよく、音声形式、画像文字形式又は同時にこの２種の形式で警報情報を出力してもよいことが分かる。

本発明の好ましい実施例において、商用電源１０４が提供する入力電圧は、例えば２２０ボルト又は１１０ボルトの交流電圧であってもよい。

本発明の好ましい実施例において、無線電力伝送端１０２と無線回路受信端１０６との間の結合は電磁界結合である。

以上に述べたことをまとめれば、本発明は、無線電力受信装置の結合電圧を検出でき、結合電圧がプリセット動作電圧範囲を超える時、警告信号を出力し、使用者に他の方式で電力を無線電力受信装置に供給する、又は無線電力受信装置により自動的にシャットダウンするかどうかを決めさせ、従って、使用者は視覚的に現在の電圧状况を判断でき、使用者の家電製品への誤用の発生を避け、より確実に家電製品を保護することができる。

以上に述べたのは、本発明に係る実施例に過ぎず、本発明を何ら制限するものではなく、本発明を実施例を用いて以上のように説明したが、本発明を制限するものではなく、当業者は、本発明の技術案から脱逸しない範囲内において、以上に開示した技術内容を利用して、多少の変更または修正が同等の変更である同効果の実施例を作成しても良いが、本発明の技術方案内容から逸脱せず、本発明の技術の本質に基づき、以上の実施例に対して行う如何なる簡単な手直しや同等の変更及び添加は、いずれも本発明の技術案の範囲に属する。

産業上の利用可能性
本発明は、無線電力受信装置の結合電圧を検出でき、結合電圧がプリセット動作電圧範囲を超える時、警告信号を出力し、使用者に他の方式で電力を無線電力受信装置に供給する、又は無線電力受信装置により自動的にシャットダウンするかどうかを決めさせ、従って、使用者は視覚的に現在の電圧状况を判断でき、使用者の家電製品への誤用の発生を避け、より確実に家電製品を保護することができる。

Claims

無線電力送信装置の送信コイルに結合される受信コイルと、
該受信コイルに電気的に結合される第１の受信端子を含み、該結合電圧とプリセット動作電圧範囲とを比較し、該結合電圧が該プリセット動作電圧範囲を超える時、制御信号を発生させて出力するための電源供給回路と、
該電源供給回路に電気的に結合され、該制御信号に基づいて警告信号を出力するための警報ユニットと、を備える無線電力受信装置。
前記電源供給回路は、順に電気的に接続される整流回路、交流/直流コンバータ、電圧安定回路、並びに比較器及び制御回路を備え、前記整流回路は第１の受信端子に電気的に接続され、該第１の受信端子は受信コイルから伝送されてくる結合電圧を受信し、整流回路は該結合電圧を整流フィルタリングした後、交流/直流コンバータに伝送し、交流/直流コンバータは受信した交流電圧を直流電圧に変換した後、電圧安定回路に伝送し、比較器は電圧安定回路から受信した直流電圧とビルトインのプリセット動作電圧範囲とを比較し、比較結果を制御回路に伝送することを特徴とする請求項１に記載の無線電力受信装置。
前記結合電圧から変換された前記直流電圧が前記プリセット動作電圧範囲を超える時、制御回路は制御信号を発生させて該制御信号を警報ユニットに出力し、警報ユニットが警報信号を出すように制御し、そうでなければ、前記結合電圧から変換された前記直流電圧が前記プリセット動作電圧範囲に位置する時、制御回路は前記結合電圧から変換された直流電圧を動作電圧とし、動作電圧を内部回路に出力して該内部回路の入力電圧とすることを特徴とする請求項２に記載の無線電力受信装置。
前記電源供給回路はさらに第２の受信端子を備え、前記電源供給回路は前記警告信号を出力した後、前記第２の受信端子が入力電圧を有するかどうかを判断することを特徴とする請求項２に記載の無線電力受信装置。
前記電源供給回路の制御回路はプリセット期間内において、前記第２の受信端子が前記入力電圧を有していないと判断した時、前記動作電圧の出力を停止することを特徴とする請求項４に記載の無線電力受信装置。
前記電源供給回路はプリセット期間内において、前記第２の受信端子が前記入力電圧を有すると判断した時、該入力電圧を処理した後に出力することを特徴とする請求項４に記載の無線電力受信装置。
前記無線電力受信装置は、前記電源供給回路に電気的に接続され、処理後の前記入力電圧を受信するための内部回路をさらに備えることを特徴とする請求項３又は６に記載の無線電力受信装置。
前記入力電圧は商用電源であることを特徴とする請求項４に記載の無線電力受信装置。
前記警報ユニットはマイクロコントローラユニット、データ記憶モジュール、データ処理モジュール及び情報出力モジュールを備え、そのうち、マイクロコントローラユニットはそれぞれデータ記憶モジュール、データ処理モジュール及び情報出力モジュールに電気的に接続され、データ処理モジュールはさらにデータ記憶モジュールと情報出力モジュールにそれぞれ電気的に接続されることを特徴とする請求項２に記載の無線電力受信装置。
前記マイクロコントローラユニットは電源供給回路の制御回路に電気的に接続され、前記マイクロコントローラユニットは前記制御回路から制御信号を受信し、該制御信号を処理した後、データ処理モジュールに出力することを特徴とする請求項９に記載の無線電力受信装置。
前記データ記憶モジュールはマイクロコントローラユニットに電気的に接続され、プリセットされる報警情報を記憶するためのものであることを特徴とする請求項１０に記載の無線電力受信装置。
前記データ処理モジュールはそれぞれマイクロコントローラユニット、データ記憶モジュール及び情報出力モジュールに接続され、マイクロコントローラユニットが処理した後の制御信号を受信してデータ記憶モジュールにおけるマッチングする報警情報を取り出すためのものであることを特徴とする請求項１１に記載の無線電力受信装置。
前記情報出力モジュールはそれぞれマイクロコントローラユニット及びデータ処理モジュールに接続され、データ処理モジュールに伝送される報警情報を出力するためのものであり、そのうち、情報出力モジュールは音声モジュール、表示モジュール又は両者の合わせたものを備えることを特徴とする請求項１２に記載の無線電力受信装置。
無線電力送信装置と、
該無線電力送信装置に結合され、該結合による結合電圧とプリセット動作電圧範囲とを比較し、前記結合電圧が前記プリセット動作電圧範囲を超える時、警告信号を出力するための無線電力受信装置と、を備える無線電力伝送システム。
前記無線電力受信装置は、
前記結合が発生する時、前記結合電圧を発生させて出力する受信コイルと、
前記受信コイルに電気的に結合される第１の受信端子を含み、前記結合電圧と前記プリセット動作電圧範囲とを比較し、前記結合電圧が前記プリセット動作電圧範囲を超える時、制御信号を発生させて出力するように制御するための電源供給回路と、
前記電源供給回路に電気的に結合され、前記制御信号に従って警告信号を出力するための警報ユニットと、を備えることを特徴とする請求項１４に記載の無線電力伝送システム。
前記電源供給回路は、順に電気的に接続される整流回路、交流/直流コンバータ、電圧安定回路、比較器及び制御回路を備え、前記整流回路は第１の受信端子に電気的に接続され、該第１の受信端子は受信コイルから伝送されてくる結合電圧を受信し、整流回路は前記結合電圧を整流フィルタリングした後、交流/直流コンバータに伝送し、交流/直流コンバータは受信した交流電圧を直流電圧に変換した後、電圧安定回路に伝送し、比較器は電圧安定回路から受信した直流電圧とビルトインのプリセット動作電圧範囲とを比較し、比較結果を制御回路に伝送することを特徴とする請求項１５に記載の無線電力伝送システム。
前記結合電圧から変換された前記直流電圧が前記プリセット動作電圧範囲を超える時、制御回路は制御信号を発生させて該制御信号を警報ユニットに出力し、警報ユニットが警報信号を出すように制御し、そうでなければ、前記結合電圧から変換された前記直流電圧が前記プリセット動作電圧範囲に位置する時、制御回路は前記結合電圧から変換された直流電圧を動作電圧とし、動作電圧を内部回路に出力して該内部回路の入力電圧とすることを特徴とする請求項１６に記載の無線電力伝送システム。
前記電源供給回路はさらに第２の受信端子を備え、前記電源供給回路は前記警告信号を出力した後、前記第２の受信端子が入力電圧を有するかどうかを判断することを特徴とする請求項１７に記載の無線電力伝送システム。
前記電源供給回路はプリセット期間内において、前記第２の受信端子が前記入力電圧を有していないと判断した時、前記動作電圧の出力を停止することを特徴とする請求項１８に記載の無線電力伝送システム。
前記電源供給回路はプリセット期間内において、前記第２の受信端子が前記入力電圧を有すると判断した時、前記入力電圧を処理した後に出力することを特徴とする請求項１８に記載の無線電力伝送システム。
前記無線電力受信装置は、前記電源供給回路に電気的に接続され、処理後の前記入力電圧を受信するための内部回路をさらに備えることを特徴とする請求項１７又は２０に記載の無線電力伝送システム。
前記入力電圧は商用電源であることを特徴とする請求項１８に記載の無線電力伝送システム。
前記警報ユニットはマイクロコントローラユニット、データ記憶モジュール、データ処理モジュール及び情報出力モジュールを備え、そのうち、マイクロコントローラユニットはそれぞれデータ記憶モジュール、データ処理モジュール及び情報出力モジュールに電気的に接続され、データ処理モジュールはさらにデータ記憶モジュールと情報出力モジュールにそれぞれ電気的に接続されることを特徴とする請求項１６に記載の無線電力伝送システム。