充电控制装置、充电控制方法及装配有该充电控制装置的无线电力接收装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ]实施方式涉及无线电力传输技术。
【背景技术】
[0002]近来，已积极地研究和开发了用于向期望的装置无线地传递电能的无线电力传输或无线能量传递。
[0003]为了使用无线电力传输，可以提供用于发送无线电力的发送端子和用于接收所传输的无线电力的接收端子。
[0004]同时，如果无线电力被无限地提供给接收端子，则可能损坏接收端子。具体地，要被充电的对象可能由于过电压而损坏。
[0005]在这点上，美国专利N0.8217621中公开了用于控制对接收端子充电的技术。
[0006]然而，根据上述专利文献，具有复杂结构以生成预定低压电力供应的发电单元是必需的，使得充电控制效率低下。
【发明内容】
[0007]技术问题
[0008]实施方式提供了一种能够提高充电效率的充电控制方法和充电控制装置。
[0009]实施方式提供了一种能够确保充电安全的充电控制方法和充电控制装置。
[0010]实施方式提供了一种具有简单配置的充电控制装置。
[0011]实施方式提供了一种具有充电控制装置的无线电力接收器。
[0012]技术解决方案
[0013]根据实施方式，一种用于使用由从无线电力发送器接收的电力转换而来的电压对负载进行充电的充电控制装置包括:电容器，使用所转换的电压被充电；比较器，将电容器的电压与基准电压进行比较，并且基于比较结果生成输出信号；以及开关，被连接至电容器的前端，并且基于比较器的输出信号进行切换以控制所转换的电压至负载的供应。
[0014]根据实施方式，提供了一种充电控制方法，所述充电控制方法用于以下装置，所述装置包括电容器和连接至电容器的前端的开关，所述充电控制方法使用由从无线电力发送器接收的电力转换而来的电压对负载进行充电，其中，充电控制方法包括:使用所转换的电压对电容器进行充电;将电容器的电压与基准电压进行比较并且根据比较结果生成输出信号；以及基于输出信号来切换开关以控制所转换的电压至负载的供应。
[0015]根据实施方式，一种用于将从无线电力发送器接收的电力传递至负载的无线电力接收器包括:接收线圈，用于接收来自无线电力发送器的AC电力;整流器，用于将AC电力整流成DC电压；电容器，使用所整流的DC电压被充电；比较器，将电容器的电压与基准电压进行比较并且基于比较结果来生成输出信号；以及开关，被连接在整流器与电容器之间，并且基于比较器的输出信号进行切换以控制DC电压至负载的供应。
[0016]根据实施方式，一种用于将从无线电力发送器接收的电力传递至负载的无线电力接收器包括:接收线圈，用于接收来自无线电力发送器的AC电力;整流器，用于将AC电力整流成DC电压；电容器，使用所整流的DC电压被充电；控制器，将电容器的电压与基准电压进行比较并且基于比较结果来生成控制信号；以及开关，被连接在整流器与电容器之间，并且基于控制器的控制信号进行切换以控制DC电压至负载的供应。
[0017]有益效果
[0018]根据实施方式，可以阻断提供给负载的过电压以保护负载，使得可以保障充电安全。
[0019]根据实施方式，由于在提供过电压时，过电压被转换成充电电压，因此即使过电压被阻断，充电电压仍可以被持续提供给负载，使得可以提高负载的充电效率并且可以缩短充电时间。
[0020]实施方式仅包括开关和电容器，并且可以通过使用电容器的电压来控制开关以阻断提供给负载的电压，使得可以简化配置并且不会增加额外成本。
[0021]同时，下面将在实施方式的详细描述中直接地或隐含地描述其他各种效果。
【附图说明】
[0022]图1是示出了根据实施方式的无线电力传输系统的视图。
[0023]图2是根据实施方式的发送感应线圈的等效电路图。
[0024]图3是根据实施方式的电源和无线电力发送器的等效电路图。
[0025]图4是根据实施方式的无线电力接收器的等效电路图。
[0026]图5是示出了根据第一实施方式的无线电力传输系统的框图。
[0027]图6是示出了发送来自无线电力接收器的电力状态信息的方法的视图。
[0028]图7a至图7c是示出了反映电力状态信息并且从无线电力接收器的控制器输出的信号的示例的视图。
[0029]图8a至图Sc是示出了反映电力状态信息并且从无线电力接收器的控制器输出的信号的另一示例的视图。
[0030]图9a和图9b是示出了根据开关的接通/断开状态对负载进行充电的充电操作的视图。
[0031]图1Oa和图1Ob是示出了根据无线电力的大小而提供至负载的电压的视图。
[0032]图11是示出了根据无线电力的变化而提供至负载的电压的视图。
[0033]图12是示出了图5所示的无线电力发送器的信息检测器的详细视图。
[0034]图13a至图13c是示出了从图12所示的信息检测器生成的波形的视图。
[0035]图14是示出了根据第二实施方式的无线电力传输系统的框图。
[0036]图15是示出了根据图5所示的第一实施方式和图14所示的第二实施方式的无线电力发送器中的电力传输控制方法的流程图。
[0037]图16是示出了根据图5所示的第一实施方式和图14所示的第二实施方式的无线电力接收器中的电力传输控制方法的流程图。
【具体实施方式】
[0038]在实施方式的描述中，应当理解，当构成元件被称为在另一构成元件“上”或“下”时，构成元件可以“直接”或“间接”在另一构成元件上，或者还可以存在一个或更多个介于中间的元件。另外，术语“在……上(在……上方)”和“在……下(在……下方)”可以包括基于一个构成元件的“向上”和“向下”的含义。
[0039]首先，在说明无线端子支架之前，将描述反映发送无线电力的一般概念的系统。
[0040]图1是示出了根据实施方式的无线电力传输系统的视图。
[0041]参考图1，根据实施方式的无线电力传输系统可以包括电源100、无线电力发送器200、无线电力接收器300和负载400。
[0042]根据一个实施方式，电源100可以被包括在无线电力发送器200中，但是本实施方式不限于此。
[0043]无线电力发送器200可以包括发送感应线圈210和发送谐振线圈220。
[0044]无线电力接收器300可以包括接收谐振线圈310、接收感应线圈320和整流单元330。
[0045]电源100的两个端子可以连接至发送感应线圈210的两个端子。
[0046]发送谐振线圈220可以以预定距离与发送感应线圈210间隔开。
[0047]接收谐振线圈310可以以预定距离与接收感应线圈320间隔开。
[0048]接收感应线圈320的两个端子可以连接至整流单元330的两个端子，并且负载400可以连接至整流单元330的两个端子。根据一个实施方式，负载400可以被包括在无线电力接收器300中。
[0049]从电源100生成的电力被发送至无线电力发送器200。在无线电力发送器200中接收的电力被发送至无线电力接收器300，无线电力接收器300由于谐振现象而与无线电力发送器200谐振，S卩，无线电力接收器300具有与无线电力发送器200的谐振频率相同的谐振频率。
[0050]在下文中，将更加详细地描述电力传输过程。
[0051]电源100可以生成具有预定频率的AC电力并且将该AC电力传递至无线电力发送器200。
[0052]发送感应线圈210和发送谐振线圈220彼此感应耦合。换言之，AC电流由于从电源装置100接收的AC电力而从发送感应线圈210生成，并且AC电流由于电磁感应而被感应至与发送感应线圈210物理地间隔开的发送谐振线圈220。
[0053]其后，发送谐振线圈220中接收的电力通过谐振被发送至无线电力接收器300，无线电力接收器300通过频率谐振具有与无线电力发送器200的谐振频率相同的谐振频率。
[0054]电力可以通过谐振在彼此阻抗匹配的两个LC电路之间传送。当通过谐振发送的电力与通过电磁感应发送的电力相比较时，通过谐振发送的电力可以以较高的效率被更远地传送。
[0055]接收谐振线圈310可以通过频率谐振从发送谐振线圈220接收电力。AC电流可以由于接收的电力而流过接收谐振线圈310。由于电磁感应，接收谐振线圈310中接收的电力可以被发送至与接收谐振线圈310感应耦合的接收感应线圈320。接收感应线圈320中接收的电力通过整流单元330被整流并且被发送至负载400。
[0056]根据一个实施方式，发送感应线圈210、发送谐振线圈220、接收谐振线圈310、和接收感应线圈320可以具有螺线结构(spiral structure)或螺旋结构(helical structure)，但是本实施方式不限于此。
[0057]发送谐振线圈220和接收谐振线圈310可以彼此谐振耦合，使得可以在谐振频率下进行电力传输。
[0058]由于发送谐振线圈220与接收谐振线圈310谐振耦合，因此无线电力发送器200与无线电力接收器300之间的电力传输效率可以得到显著提高。
[0059]如上所述，无线电力传输系统可以在谐振频率方案下传输电力。
[0060]实施方式还可以通过电磁感应方案以及谐振频率方案传输电力。
[0061 ]即，根据实施方式，当无线电力传输系统基于电磁感应传送电力时，可以省略包括在无线电力发送器200中的发送谐振线圈220和包括在无线电力接收器300中的接收谐振线圈310。
[0062]品质因数和耦合系数在无线电力传输中是重要的。即，电力传输效率可以与品质因数和耦合系数中的每一个成比例。因此，随着品质因数和耦合系数中至少之一的增加，电力传输效率可以得到提高。
[0063]品质因数可以指代可以被存储在无线电力发送器200或者无线电力接收器300附近的能量的指数。
[0064]品质因数可以根据工作频率w以及线圈的形状、尺寸和材料而变化。品质因数可以被表达为下面的等式1:
[0065][等式I]
[0066]Q=w*L/R
[0067]在等式I中，L指的是线圈的电感，并且R指的是与在线圈中引起的功率损耗的量对应的电阻。
[0068]品质因数可以具有O至无穷大的值。当品质因数具有较大的值时，无线电力发送器200与无线电力接收器300之间的电力传输效率可以得到较大地提高。
[0069]耦合系数表示发送线圈与接收线圈之间的电感磁耦合的程度，并且具有O至I的值。
[0070]耦合系数可以根据发送线圈与接收线圈之间的相对位置和距离而变化。
[0071]图2是根据实