供电装置和供电方法
【专利说明】供电装置和供电方法
[0001]本申请要求于2014年9月1日提交到韩国知识产权局的第10-2014-0115674号韩国专利申请和于2014年10月27日提交到韩国知识产权局的第10-2014-0146155号韩国专利申请的优先权和权益，该韩国专利申请的公开内容通过引用被包含于此。
技术领域
[0002]本公开涉及一种供电装置和供电方法。
【背景技术】
[0003]就小型便携式电子装置来说，在供电装置的设计中，高密度和高功率效率是重要问题。
[0004]可增加供电装置的开关频率来实现高密度和高效率。这是因为当提高了装置的开关频率时可减小装置(诸如变压器)的尺寸。
[0005]然而，高密度可能会导致开关频率的EMI噪音增加。
[0006]为了克服以上问题，已提出采用简化且纤薄的压电变压器的供电装置。遗憾的是，压电变压器需要用于获得反馈电压的附加电路，从而使得装置的整体尺寸增大。另外，确定是否已发生损坏可能有些困难。
[0007]在现有技术中，已存在处理这些问题的方法，例如，第2001-0029928号韩国专利特许公开中公开的方法，以及第2014-0017450号韩国专利特许公开中公开的方法。
[0008]【现有技术文件】
[0009]【专利文件1】第2001-0029928号韩国专利特许公开
[0010]【专利文件2】第2014-0017450号韩国专利特许公开
【发明内容】
[0011]本公开的一方面可提供一种能够通过简单的结构获得反馈电压的供电装置和供电方法。
[0012]根据本公开的一方面，供电装置可包括:压电变压器单元，包括多个压电层；检测单元，通过使用所述多个压电层中的至少一层检测反馈电压。
[0013]根据本公开的另一方面，供电装置可包括:压电变压器单元，包括接收输入电压的输入部和提供转换电压的输出部；损坏感测单元，连接到包括在输入部或输出部中的压电元件，以感测压电元件是否损坏
[0014]根据本公开的另一方面，供电装置可包括:压电变压器单元，包括接收输入电压的输入压电元件和输出转换电压的输出压电元件；检测单元，利用输出压电元件的多个压电层中的至少一个电压层检测反馈电压；控制单元，利用反馈电压控制压电变压器单元。
[0015]根据本公开的另一方面，一种由采用压电变压器的供电装置执行的供电方法，所述方法可包括:将输入电压施加到压电变压器，以输出转换电压；利用压电变压器的输出压电元件的多个压电层中的至少一个压电层检测反馈电压；利用反馈电压控制压电变压器。
【附图说明】
[0016]通过下面结合附图进行的详细描述，本公开的上述及其它方面、特征及优点将会被更清楚的理解，其中:
[0017]图1是示出根据本公开的示例性实施例的供电装置的示意性立体图；
[0018]图2是沿着图1的A-A’线截取的剖视图；
[0019]图3是示出根据本公开的另一示例性实施例的供电装置的示意性立体图；
[0020]图4是沿着图3的B-B’线截取的剖视图；
[0021]图5是示出根据本公开的另一示例性实施例的供电装置的示意性立体图；
[0022]图6是沿着图5的C-C’线截取的剖视图；
[0023]图7是根据本公开的示例性实施例的供电装置的框图；
[0024]图8是根据本公开的另一示例性实施例的供电装置的框图；
[0025]图9是根据本公开的另一示例性实施例的供电装置的框图；
[0026]图10是示出根据本公开的示例性实施例的供电方法的流程图。
【具体实施方式】
[0027]现在将参照附图详细地描述本公开的示例性实施例。
[0028]图1是示出根据本公开的示例性实施例的供电装置的示意性立体图；图2是沿着图1的A-A’线截取的剖视图。
[0029]参照图1和图2，供电装置可包括压电变压器100和检测单元200。
[0030]压电变压器100是利用压电效应的变压器，可包括输入部10和输出部20。在一些示例性实施例中，压电变压器100还可包括绝缘层40。
[0031]输入部10可包括输入压电元件13和输入电极11、12。输入电极11、12可形成在输入压电元件13的两个面上，以施加输入电压。
[0032]输出部20可包括输出压电元件23和输出电极21、22。输出电极21、22可形成在输出压电兀件23的两个面上，以输出输出电压。
[0033]输入压电元件13和输出压电元件23可分别为堆叠的多个压电层。在所述多个压电层中，多个内电极可交替地形成，每个内电极可根据其极性而分别连接到输出电极。
[0034]输入压电元件13可以沿与输出压电元件23极化的方向不同的方向极化。例如，输入压电元件13可沿厚度方向极化，然而，输出压电元件23可沿长度方向极化。
[0035]当具有谐振频率的输入电压施加到输入压电元件13时，输入压电元件13可产生机械能。输出压电元件23可利用输入压电元件13的物理能输出电能。在上述示例中，由于输入压电元件13在厚度方向上极化，因此当将输入电压施加到输入压电元件13时，输入压电元件13可在厚度方向上振动。这样的振动可导致相邻的输出元件23在长度方向上振动，使得输出电压兀件23可利用长度方向上的振动在次级侧输出输出电压。
[0036]可根据输入压电元件13与输出压电元件23之间的电极几何形状等确定次级侧的输出电压与初级侧的输入电压的比值。因此，来自输出压电元件23侧的输出(S卩，次级侧的输出电压)可以是经转换的电压(在下文中，称为“转换电压”)。
[0037]在示例性实施例中，压电变压器100还可包括位于输入部10和输出部20之间的绝缘层40。绝缘层40可由各种绝缘材料制成。例如，绝缘层40可由诸如陶瓷的高绝缘性材料制成。
[0038]绝缘层40可以是树脂片或膜。
[0039]在示例性实施例中，可使用绝缘且柔性的薄膜作为绝缘层40。薄膜绝缘层优于陶瓷绝缘层，因为在陶瓷绝缘层中可能因振动增加的疲劳程度而发生破裂或损坏。另一方面，由于陶瓷材料的刚度，输入部10的振动可能不能有效地传递到输出部20。
[0040]在示例性实施例中，可在绝缘层40中形成至少一个空隙。所述空隙由空气填充或可以是真空空间(真空状态)，从而输入部10可通过所述空隙与输出部20电绝缘。
[0041]可通过形成空隙显著减小绝缘层40的实际体积，使得绝缘层40具有最小面积，并且使来自输入部10的振动衰减降低。因此，振动可有效地传递到输出部20。
[0042]检测单元200可利用输出压电元件23的厚度的至少一部分检测反馈电压。换句话说，检测单元200可利用输出压电元件23的所述多个压电层中的至少一个压电层检测反馈电压。
[0043]在示例性实施例中，检测单元200可包括:第一检测电极201，附着于输出压电元件23的第一点；第二检测电极202，附着于输出压电元件23的第二点。就此而言，第一点可与第二点隔开，隔开间隙可等于输出压电元件23的所述多个压电层中的至少一个压电层的厚度。
[0044]也就是说，转换电压可通过输出压电元件23的整个压电层而输出，然而，可利用输出压电元件23的多个压电层中的至少一个压电层检测反馈电压。
[0045]根据获得反馈电压的现有技术，在检测反馈电压之前，需要用于降低从输出压电元件输出的转换电压的附加电路。相比之下，根据本公开的示例性实施例，可使用输出压电元件23的整个压电层中的至少一个压电层检测反馈电压，而不采用这样的附加电路。因此，整个电路的构造变得更简单，同时可更精确地获得反馈电压。
[0046]在示例性实施例中，检测单元200可通过反映输出压电元件23的被使用的压电层的数量与整个压电层的数量的比值来检测反馈电压。因此，可通过调节检测单元200的第一检测电极201和第二检测电极202之间的间隔来调节反馈电压的大小。
[0047]图3是示出根据本公开的另一示例性实施例的供电装置的示意性立体图；图4是沿着图3的B-B’线截取的剖视图。
[0048]参照图3和图4，供电装置可包括压电变压器100和检测单元200。
[0049]根据本示例性实施例的压电变压器100是堆叠的压电变压器，并且可包括输入部10和输出部20、30(与上述示例性实施例类似)。在一些示例性实施例中，压电变压器100还可包括绝缘层40。
[0050]在本示例性实施例中，输出部20、30可分别形成在输入部10的上面和下面。输出部20可包括输出压电元件23和分别形成在输出压电元件23的上面和下面的电极层21和电极层22，输出部30可包括输出压电元件33和分别形成在输出压电元件33的上面和下面的电极层31、32，所述电极层21、22、31、32分别用于输出输出电压。
[0051]尽管本示例性实施例中的输入部10和输出部20、30具有圆盘形状，但这仅仅是为了说明而不是限制。也就是说，根据需要，输入部10和输出部20、30可具有诸如多棱柱或椭圆柱的各种形状。
[0052]此外，绝缘层40可形成在输入部10和输出部20、30之间。尽管如上述示例性实施例中所描述的，绝缘层40可由高度绝缘的陶瓷材料制成，但是本示例性实施例中的绝缘层40可以是柔性薄膜。此外，与上述示例性实施例相似，绝缘层40中可形成至少一个空隙。
[0053]如图4中所示，第一输出部20的厚度tl可与第二输出部30的厚度t2不同。此夕卜，压电元件的其中一个的压电层数量可与压电元件中的另一个的压电层数量不同。因此，对于单一输入电压Vin，第一输出部20和第二输出部30可分别输出不同的电压Voutl和Vout20
[0054]此外，第一输出部20和第二输出部30可沿相同的方向被极化或沿相反的方向被极化。
[0055]此外，尽