功率接收单元、功率接收控制方法、馈送系统和电子装置的制造方法_2

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缠绕线圈)。此外,可以使用通过捆绑和层叠多个导电线形成的盘条(所谓的绞合线(litz wire))。
[0056]此外,除了通过缠绕导电盘条形成的线圈,例如,可以使用所谓的图案线圈(pattern coil)或图案回路(pattern loop),其通过在印刷线路板或柔性印刷电路板上安排导电图案形成。图案线圈等可以通过在基底上印刷或蒸镀导电材料或在基底上安排导电板、导电薄层等形成。
[0057]此外,例如,作为功率馈送线圈14,可以使用通过在其厚度方向上缠绕布线配置的螺旋形线圈(spiral-shape coil)或螺旋状线圈(helical-shape coil)。此外,功率馈送线圈14可以使用通过将螺旋线圈折叠成两层或多层螺旋形状配置的阿尔法缠绕形配置。
[0058]注意,在功率馈送线圈14周围可以提供由磁材料、导电材料等形成的防护罩,以便防止磁通量的泄露。在该情况下,防护罩的配置设计为改进功率馈送效率。此外,在功率馈送线圈14周围可以提供磁体,以便便利功率馈送单元10和电子装置90之间的定位。
[0059]例如,在功率馈送线圈部分114中,电容器13和功率馈送线圈14可以相互串联连接以配置LC谐振电路。在馈送系统I中,电容器13的电容值和功率馈送线圈14的电感值设计为使得LC谐振电路的谐振频率fl基本上等于或接近电子装置90的功率接收单元
20(稍后描述)中的LC谐振电路的谐振频率f2。此外,例如,电容器13的电容值可以利用可变电容器配置为可变。在该情况下,允许调整谐振频率H。
[0060]注意,功率馈送线圈部分114的配置不限于电容器13和功率馈送线圈14以此方式相互串联连接的配置,并且可以是电容器13和功率馈送线圈14相互并联连接的配置,或者可以是增加其他元件并且组合串联连接和并联连接的配置。此外,在该示例中提供电容器13 ;然而,这不是限制性的,并且例如可以省略电容器13。具体地,例如,在不用提供电容器13就可通过功率馈送线圈14的内布线电容(寄生电容)、功率馈送线圈14和功率接收线圈21 (稍后描述)之间的电容等获得期望谐振频率fl的情况下,可以省略电容器13。此夕卜,在不提供电容器13就可实现高功率馈送效率的情况下,也可以省略电容器13。顺带提及,在该示例中提供了一个功率馈送线圈14 ;然而,功率馈送线圈14的数量不限于此。例如,可以提供多个功率馈送线圈14,并且可以从它们当中选择要使用的一个或多个功率馈送线圈14。
[0061]此外,在该示例中使用电容器13和功率馈送线圈14配置LC谐振电路。然而,这不是限制性的,并且还可以增加其他元件,或者还可以增加其他谐振电路。
[0062]当功率馈送单元10对电子装置90进行功率馈送时,解调部分15通过所谓的负载解调来解调由电子装置90的功率接收单元20 (稍后描述)传输的馈送控制信号CTL。馈送控制信号CTL包括功率馈送操作所需的信息,如从功率接收单元20到功率馈送单元10的馈送功率的增加请求、减少请求等。解调部分15的输入端连接到阻抗匹配电路12的第一端等,并且解调部分15提供有叠加在功率信号Spl上的馈送控制信号CTL。解调部分15从该信号提取馈送控制信号CTL,并且将馈送控制信号CTL提供给馈送控制部分16。
[0063]馈送控制部分16基于馈送控制信号CTL控制功率馈送单元10的馈送操作。具体地,馈送控制部分16基于馈送控制信号CTL控制功率信号生成部分11,并且控制馈送功率从功率馈送单元10到电子装置90的功率接收单元20 (稍后描述)。此时,馈送控制部分16控制功率信号生成部分11生成的功率信号Spl的频率fp,并且改变从功率馈送单元10到功率接收单元20的功率馈送效率以控制馈送功率。
[0064]图3图示馈送系统I中的馈送功率的示例。横轴指示功率信号Spl的频率fp,并且纵轴指示从功率馈送单元10到功率接收单元20的馈送控制。在该示例中,馈送功率设计为在频率f0最高,并且在该示例中功率信号生成部分11生成大于频率fO的频率fp (例如,频率fpl)的功率信号Spl。例如,当从功率接收单元20给出馈送功率的增加请求时,馈送控制部分16控制功率信号生成部分11,使得功率信号Spl的频率fp减少。结果,在馈送系统I中,从功率馈送单元10到功率接收单元20的馈送功率增加,如图3所示。此外,例如,当从功率接收单元20给出馈送功率的减少请求时,馈送控制部分16控制功率信号生成部分11,使得功率信号Spl的频率fp增加。相应地,在馈送系统I中,从功率馈送单元10到功率接收单元20的馈送功率减少,如图3所示。
[0065]图4图示电子装置90的配置示例。电子装置90包括功率接收单元20和负载80。功率接收单元20包括功率接收线圈部分121、阻抗匹配电路24、整流电路25、调节器26、负载连接部分27、接收控制部分28和调制部分29。负载80包括充电控制部分81、二次电池82和电子电路83。
[0066]功率接收线圈部分121从功率馈送单元10接收功率。功率接收线圈部分121包括功率接收线圈21和电容器22,并且功率接收线圈21和电容器22配置LC谐振电路。功率接收线圈21基于功率馈送单元10的功率馈送线圈14生成的电磁场,根据基于电磁感应定律的磁通量的变化生成感应电压。尽管在该示例中提供了一个功率接收线圈21,但功率接收线圈21的数量不限于此。例如,可以提供多个功率接收线圈21,并且可以从它们当中选择要使用的一个或多个功率接收线圈21。
[0067]作为功率接收线圈21,类似于功率馈送单元10的功率馈送线圈14,可以使用具有各种配置的线圈。具体地,作为功率接收线圈21,例如,可以使用通过缠绕导电盘条形成的线圈,或者通过在印刷线路板或柔性印刷电路板上安排导电图案形成的所谓图案线圈或图案回路。此外,例如,作为功率接收线圈21,可以使用通过在其厚度方向上缠绕布线配置的螺旋形线圈或螺旋状线圈,或者,功率接收线圈21可以使用通过将螺旋线圈折叠成两层或多层螺旋形状配置的阿尔法缠绕形配置。顺带提及,类似于功率馈送单元10的功率馈送线圈14的情况,在功率接收线圈21周围可以提供由磁材料、导电材料等形成的防护罩,以便防止磁通量的泄露。此外,在功率接收线圈21周围可以提供磁体,以便便利功率馈送单元10和电子装置90之间的定位。
[0068]功率接收线圈部分121连接到阻抗匹配电路24的第一端等,并且阻抗匹配电路24提供有AC功率信号Sp2,其具有根据功率馈送线圈14的两端之间的感应电压的电压。换句话说,功率信号Sp2对应于功率馈送单元10中的功率信号Spl。具体地,例如,功率信号Sp2的频率等于功率信号Spl的频率fp。功率接收单元20基于功率信号Sp2生成具有期望电压的DC功率,并且将DC功率提供给负载80。
[0069]例如,在功率接收线圈部分121中,功率接收线圈21和电容器22可以相互串联连接以配置LC谐振电路。在馈送系统I中,电容器22的电容值和功率接收线圈21的电感值设计为使得LC谐振电路的谐振频率f2基本上等于或接近功率馈送单元10的LC谐振电路的谐振频率H。此外,例如,电容器22的电容值可以利用可变电容器配置为可变。在该情况下,允许调整谐振频率f2。
[0070]注意,功率接收线圈部分121的配置不限于功率接收线圈21和电容器22以此方式相互串联连接的配置,并且可以是功率接收线圈21和电容器22相互并联连接的配置,或者可以是增加其他元件并且组合串联连接和并联连接的配置。例如,进一步提供电容器23,功率接收线圈21和电容器22相互串联,并且电容器23可以与相互串联连接的功率接收线圈21和电容器22并联连接;然而,这不是限制性的。例如,可以省略电容器22。具体地,例如,在不用提供电容器22就可通过功率接收线圈21的内布线电容(寄生电容)、功率接收线圈21和功率馈送线圈14之间的电容等获得期望谐振频率f2的情况下,可以省略电容器22。此外,在不提供电容器22就可实现高功率馈送效率的情况下,也可以省略电容器22。
[0071]此外,在该示例中使用电容器22和功率接收线圈21配置LC谐振电路。然而,这不是限制性的,并且还可以增加其他元件,或者还可以增加其他谐振电路。
[0072]阻抗匹配电路24匹配功率接收单元20的阻抗和功率馈送单元10的阻抗。阻抗匹配电路24的第一端连接到功率接收线圈部分121,并且其第二端连接到整流电路25的输入端。在馈送系统I中,以这样的方式进行阻抗匹配,使得允许增强从功率馈送单元10到功率接收单元20的功率馈送效率。作为阻抗匹配电路24,可以使用具有固定电路常数的电路、或者包括可变元件(如可变电容器)并具有可变电路常数的电路。顺带提及,在该示例中提供阻抗匹配电路24,这不是限制性的。在不提供阻抗匹配电路24就可实现高功率馈送效率的情况下,可以省略阻抗匹配电路24。
[0073]整流电路25整流从阻抗匹配电路24提供的AC信号以生成具有电压Vrect的DC信号。此外,整流电路25能够基于来自接收控制部分28的指令接通或关断操作。
[0074]调节器26基于从整流电路25提供的DC信号,生成具有稳定期望电压Vreg的DC功率。此外,调节器26能够基于来自接收控制部分28的指令接通或关断操作。
[0075]负载连接部分27基于来自接收控制部分28的指令,将调节器26通过其连接到负载80。具体地,当从接收控制部分28接收连接负载80的指令时,负载连接部分27进入连接状态。结果,功率接收单元20将DC功率提供给负载80。另一方面,当从接收控制部分28接收断开负载80的指令时,负载连接部分27进入断开状态。结果,功率接收单元20停止将DC功率提供给负载80。
[0076]接收控制部分28基于功率信号Sp2和整流电路25的输出电压Vrect控制功率接收单元20的操作。具体地,如稍后将描述的,接收控制部分28基于功率信号Sp2的AC电压,获取功率信号Sp2的频率fp,并且基于功率信号Sp2的频率fp生成馈送控制信号DTL,并且控制整流电路25、调节器26和负载连接部分27的操作。例如,在开始从功率馈送单元10到功率接收单元20的功率馈送时,接收控制部分28开始整流电路25和调节器26的操作。然后,接收控制部分28基于功率信号Sp2的频率fp和电压Vrect,通过馈送控制信号CTL对功率馈送单元10进行馈送功率的增加请求、减少请求等,并且当满足预定条件时,接收控制部分28指示负载连接部分27连接负载80。然后,当二次电池82完全充电时,例如,接收控制部分28可以停止整流电路25和调节器26的操作,或者可以指示负载连接部分27断开负载80。
[0077]当获取功率信号Sp2的频率fp时,例如,接收控制部分28可以从功率信号Sp2的谐波分量和噪声分量中分离基波分量,以便只提取基波分量,然后可以基于基波分量获取频率fp。此外,例如,接收控制部分28可以进行功率信号Sp2的实数分量和虚数分量的分离,并且可以基于这些分量获取频率fp。此外,当获取功率信号Sp2的频率fp和电压Vrect时,例如,接收控制部分28可以多次获取功率信号Sp2的频率fp和电压Vrect,并且可以进行平均处理、噪声减少等。此外,除了功率信号Sp2的频率fp,接收控制部分28可以进一步获取诸如功率?目号Sp2的占空比、相位、和幅度的彳目息。
[0078]当功率馈送单元10给电子装置90 (功率接收单元20)馈送功率时,调制部分29将从接收控制部分28提供的馈送控制信号CTL通过所谓的负载调制传输给功率馈送单元10。在该示例中,调制部分29通过负载调制与功率馈送单元10通信;然而,调制方法不限于此。可替代地,例如,调制部分29可以通过不同于负载调制的调制方法进行调制。此外,调制部分29将馈送控制信号CTL传输给功率馈送单元10 ;然而,这不是限制性的。例如,调制部分29可以传输与馈送操作无关的数据。
[0079]在该示例中,功率接收单元20具有传输馈送控制信号CTL给功率馈送单元10的调制部分29 ;然而,这不是限制性的。可替代地,例如,功率接收单元20可以包括通信线圈、天线和通过通信线圈和天线传输馈送控制信号CTL给功率馈送单元10的通信部分。在该情况下,例如,通信部分可以传输或接收与馈送操作无关的数据。
[0080]在负载80中,充电控制部分81基于从功率接收单元20提供的DC功率控制二次电池82的充电。在该示例中,充电控制部分81不仅能够提供功率给二次电池82,还能够提供给电子电路83。二次电池82将从功率接收单元20提供的DC功率存储在其中,并且可以使用可再充电电池(如锂离子电池)配置。电子电路83接收来自二次电池82和充电控制部分81的功率的提供,以便执行操作以实现电子装置90的功能。
[0081 ] 顺带提及,在该示例中,接收控制部分28和充电控制部分81相互分开提供;然而,配置不限于此。可替代地,例如,接收控制部分28可以与充电控制部分81集成配置,以便具有充电控制部分81的功能。此外,例如,接收控制部分28可以配置为具有充电控制部分81的功能的一部分,或者充电控制部分81可以配置为具有接收控制部分28的功能的一部分。
[0082]这里,阻抗匹配电路24、整流电路25、和调节器26对应于本公开中“功率生成部分”的具体示例。接收
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