非接触式电力发送设备、电力接收设备和电力收发系统的制作方法
【专利摘要】本公开提供一种非接触式电力发送设备、电力接收设备和电力收发系统，所述非接触式电力收发系统可包括：非接触式电力发送设备，基于请求来调整用于设置发送功率的级别的偏置功率，并在非接触模式下发送第一功率和第二功率之一，其中，第二功率的功率级别高于第一功率的功率级别；非接触式电力接收设备，向非接触式电力发送设备请求第一功率和第二功率之一，并基于请求的功率来改变设置的用于确定异常状态的温度级别。
【专利说明】非接触式电力发送设备、电力接收设备和电力收发系统
[0001]本申请要求于2014年11月3日在韩国知识产权局提交的第10-2014-0151164号韩国专利申请的利益，该申请的公开通过引用合并于此。
技术领域
[0002]本公开涉及一种能够在非接触模式下发送电力的非接触式电力发送设备、一种能够在非接触模式下接收电力的非接触式电力接收设备以及一种能够在非接触模式下收发电力的非接触式电力收发系统。
【背景技术】
[0003]为了从外部向电子装置供电，需要供电设备从外部电源插座向电子装置发送电力。
[0004]通常，作为上面提到的供电设备，有线式供电设备主要用于向嵌入在电子装置中的电池供电，其中，有线式供电设备通过连接器(或诸如此类)直接连接到电子装置。或者，如在下面的【背景技术】文献中公开的【背景技术】，可使用磁感应效应或磁共振效应，在非接触模式下向嵌入在电子装置中的电池供电。
[0005]同时，在移动装置(诸如，智能电话、平板个人计算机(PC)、可翻转膝上型PC等)中，会存在由于用户对更大的屏幕等的需求而增加功耗的问题。相应地，移动装置的电池容量已逐渐增大，结果，由于增大的电池容量，所以用于对移动装置的电池充电的充电时间会增加。
[0006][【背景技术】文献]
[0007]第2013-0054897号韩国专利特许公开。
【发明内容】
[0008]本公开的一方面可提供一种能够执行快速充电的非接触式电力发送设备、非接触式电力接收设备和非接触式电力收发系统。
[0009]根据本发明的一方面，一种非接触式电力发送设备包括:供电单元，提供偏置功率；驱动单元，接收偏置功率，并在非接触模式下提供发送功率；以及控制单元，响应于请求信号来控制偏置功率的级别，并将发送功率设置为第一功率或第二功率，其中，第二功率的级别高于第一功率的级别。
[0010]在所述非接触式电力发送设备中，控制单元基于在发送所述发送功率的功率发送线圈的功率接收侧的阻抗变化来改变对发送功率的设置。
[0011]根据本发明的一方面，一种非接触式电力接收设备包括:整流单元，对接收的功率进行整流；转换单元，将整流后的功率转换为充电功率，并将所述充电功率传送到负载；检测单元，检测在功率接收时产生的物理特性；控制单元，基于用户选择来请求第一功率或第二功率，并基于请求的功率来改变设置的用于确定异常状态的级别，其中，第二功率的功率级别高于第一功率的功率级别。
[0012]在所述非接触式电力接收设备中，控制单元控制整流单元和转换单元中的至少一个的操作，并改变从功率发送侧检测的阻抗以请求需要的功率。
[0013]根据本公开的一方面，一种非接触式电力收发系统包括:非接触式电力发送设备，基于请求来调整用于设置发送功率的级别的偏置功率，并在非接触模式下发送第一功率和第二功率之一，其中，第二功率的功率级别高于第一功率的功率级别；非接触式电力接收设备，向非接触式电力发送设备请求第一功率和第二功率之一，并基于请求的功率来改变设置的用于确定异常状态的温度级别。
【附图说明】
[0014]从结合附图进行的以下详细描述，本公开的上述和其他方面、特征以及其他优点将更清楚地被理解，其中:
[0015]图1是根据本公开中的示例性实施例的非接触式电力收发系统的示意性配置图；
[0016]图2是根据本公开中的示例性实施例的非接触式电力收发系统的示意性框图；
[0017]图3和图4是根据本公开中的示例性实施例的非接触式电力发送设备的示意性框图；
[0018]图5和图6是根据本公开中的示例性实施例的非接触式电力接收设备的示意性框图；
[0019]图7是根据本公开中的示例性实施例的非接触式电力收发系统的示意性操作流程图。
【具体实施方式】
[0020]现将参照附图对本公开中的示例性实施例进行详细描述。
[0021]图1是根据本公开中的示例性实施例的非接触式电力收发系统的示意性配置图。
[0022]参照图1，根据本公开中的示例性实施例的非接触式电力收发系统可包括非接触式电力发送设备100和非接触式电力接收设备200。
[0023]非接触式电力接收设备200可将用于请求电力的请求信号发送到非接触式电力发送设备100，并且，非接触式电力发送设备100可基于发送的请求信号，在非接触模式下将第一功率或第二功率发送到非接触式电力接收设备200，其中，第二功率由于功率级别高于第一功率的功率级别而能够快速地对非接触式电力接收设备200充电。
[0024]在此使用的非接触模式可指示以下模式:在电力被从电力发送侧发送到电力接收侧的过程期间，电力在电力发送侧的传导体与电力接收侧的传导体之间没有直接连接的情况下被发送，也就是说，非接触模式可为无触点模式、无线传输模式或诸如此类。
[0025]图2是根据本公开中的示例性实施例的非接触式电力收发系统的示意性框图。
[0026]参照图2，非接触式电力发送设备100可基于发送的请求信号来改变用于提供发送功率的偏置功率的级别，以便在非接触模式下将第一功率或第二功率发送到非接触式电力接收设备200，并可基于改变后的发送功率级别来调整输出端的功率发送阻抗匹配以与发送功率相应，从而提高传输效率。
[0027]此外，为了按照第一请求信号或第二请求信号来接收第一功率或第二功率，非接触式电力接收设备200可调整功率接收阻抗匹配，以便适合于接收请求的功率。
[0028]此外，由于第二功率的功率级别高于第一功率的功率级别，所以非接触式电力接收设备200可改变设置的用于确定异常状态的保护级别，作为针对接收第二功率的过程期间发生的温度升高的预防措施。
[0029]图3和图4是根据本公开中的示例性实施例的非接触式电力发送设备的示意性框图。
[0030]参照图3，根据本公开中的示例性实施例的非接触式电力发送设备100可包括:供电单元110、驱动单元120、功率发送阻抗匹配单元130、功率发送线圈140和控制单元150。
[0031]供电单元110可将偏置功率提供给驱动单元120。可根据控制单元150的控制来改变提供给驱动单元120的偏置功率的级别。
[0032]驱动单元120可基于来自供电单元110的偏置功率的级别来发送第一功率或第二功率。
[0033]功率发送阻抗匹配单元130可通过基于来自驱动单元120的功率改变传送路径中的阻抗来调整阻抗匹配。
[0034]功率发送线圈140可在非接触模式下从外部发送被传送到阻抗匹配路径的第一功率或第二功率。
[0035]控制单元150可通过基于来自非接触式电力接收设备200的请求信号改变供电单元110的偏置功率的级别来控制将被发送的第一功率或第二功率。此外，控制单元150可改变阻抗以调整功率发送阻抗匹配单元130的传送路径的阻抗匹配，从而提高所请求的第一功率或第二功率的功率传送效率。
[0036]控制单元150可基于由非接触式电力接收设备200进行的操作控制来检测在功率发送线圈140中反映出的阻抗变化，并可从非接触式电力接收设备200接收请求信号。
[0037]参照图4，根据本公开中的示例性实施例的非接触式电力发送设备100可还包括通信单元160。
[0038]通信单元160可从非接触式电力接收设备200接收请求信号，并可将请求信号传送到控制单元150。
[0039]通信单元160可通过使用多种通信模式(诸如，蓝牙、ZigBee、无线保真(W1-Fi)、近场通信(NFC)等)中的至少一种从非接触式电力接收设备200接收请求信号。
[0040]由于供电单元110、驱动单元120、功率发送阻抗匹配单元130、功率发送线圈140和控制单元150的功能和操作与图3中描述的功能和操作相同或相似，所以将省略对它们的详细描述。
[0041]图5和图6是根据本公开中的示例性实施例的非接触式电力接收设备的示意性框图。
[0042]参照图5，根据本公开中的示例性实施例的非接触式电力接收设备200可包括:功率接收线圈210、功率接收阻抗匹配单元220、整流单元230、转换单元240、检测单元250和控制单元260。
[0043]功率接收线圈210可从非接触式电力发送设备100接收功率，并且，功率接收阻抗匹配单元220可基于根据由控制单元260进行的控制而接收的功率是第一功率还是第二功率来改变阻抗，以调整适合的传送路径的阻抗匹配。
[0044]整流单元230可对接收的功率进行整流，并且，转换单元240可将整流后的功率转换为充电功率，并可将所述充电功率传送到负载。
[0045]检测单元250可检测在功率接收时产生的物理特性，并可包括温度检测单元251和电压-电流检测单元252。
[0046]温度检测单元251可检测在功率接收时产生的热量，并可将所述热量传送到控制单元260，并且，电压-电流检测单元252可检测接收的功率的电压或电流，并可将所述电压或所述电流传送到控制单元260。
[0047]控制单元260可基于设置的保护级别来确定异常状态，其中，控制单元260可通过将从温度检测单元251检测的温度级别与设置的温度级别进行比较而确定出异常状态来停止功率接收操作，并可基于从电压-电流检测单元252检测的电压或电流的级别来请求对发送功率进行级别调整。
[0048]同时，控制单兀260可请求非接触式电力发送设备100发送第一功率或第二功率，可改变阻抗以将阻抗匹配调整为适合于所请求的功率，并可改变设置的温度级别。例如，在控制单元260请求第二功率(其中，第二功率的级别高于第一功率的级别)的情况下，由于在功率接收时会产生更多的热量，所以控制单元260可通过改变设置的温度级别(其中，所述设置的温度级别被设置为适合于第一功率)来允许即使在第二功率被接收的情况下也执行正常操作。
[0049]此外，控制单元260可基于从电压-电流检测单元检测的电压或电流的级别来确定出异常状态，并可停止功率接收操作。也就是说，例如，在控制单元260请求第二功率(其中，第二功率的级别高于第一功率的级别)的情况下，控制单元260可通过改变设置的电压级别或设置的电流级别来允许即使在第二功率被接收的情况下也执行正常操作，其中，设置的电压级别或设置的电流级别针对在第一功率被接收的情况下的过电压保护(OVP)或过电流保护(OCP)被设置。
[0050]控制单元260可通过调整整流单元230和转换单元240中的至少一个的操作状态来发送请求信号，从而改变非接触式电力发送设备100的功率发送线圈140的阻抗。
[0051]参照图6，根据本公开中的示例性实施例的非接触式电力接收设备200可还包括通信单元270。
[0052]通信单元270可将控制单元260基于用户选择做出的请求信号发送到非接触式电力发送设备100。
[0053]通信单元270可通过使用多种通信模式(诸如，蓝牙、ZigBee、无线保真(W1-Fi)、近场通信(NFC)等)中的至少一种来将请求信号发送到非接触式电力发送设备100。
[0054]由于功率接收线圈210、功率接收阻抗匹配单元220、整流单元230、转换单元240、检测单元250和控制单元260的功能和操作与图5中描述的功能和操作相同或相似，所以将省略对它们的详细描述。
[0055]图7是根据本公开中的示例性实施例的非接触式电力收发系统的示意性操作流程图。
[0056]在用户在操作SlO选择快速充电的情况下，非接触式电力接收设备200的控制单元260可在操作S20改变设置的保护级别，并可在操作S30请求非接触式电力发送设备100发送第二功率。所述设置的保护级别可为设置的温度级别、设置的功率级别或与功率接收阻抗匹配相关的级别，并且，可对设置的温度级别、设置的功率级别以及与功率接收阻抗匹配相关的级别全部进行改变。
[0057]响应于来自非接触式电力接收设备200的对第二功率的发送请求，非接触式电力发送设备100可通过改变偏置功率并改变阻抗以调整发送功率传送路径中的阻抗匹配，在非接触模式下将第二功率发送到非接触式电力接收设备200。
[0058]同时，在负载(即，电池)中进行充电的功率的级别在操作S40高于参考级别的情况下，非接触式电力接收设备200的控制单元260可在操作S50通过降低功率级别来请求发送第一功率，并且，在不需要快速充电的情况下，非接触式电力接收设备200的控制单元260可在操作S50请求发送第一功率。
[0059]因此，非接触式电力接收设备200的控制单元260可改变设置的温度级别和功率接收阻抗匹配使得适合于第一功率的接收，并可请求发送第一功率。非接触式电力发送设备100可改变偏置功率以适合于所请求的第一功率，并可改变发送功率传送路径的阻抗，由此在非接触模式下将第一功率发送到非接触式电力接收设备200。
[0060]如上所述，根据本公开，可按照需要向移动装置(诸如，智能电话、平板个人计算机(PC)、可翻转膝上型PC等)提供快速充电。
[0061 ] 如上所述，根据本公开中的示例性实施例，可实现所述快速充电。
[0062]虽然已经如上示出和描述了示例性实施例，但是对于本领域技术人员将清楚的是，在不脱离如权利要求限定的本发明的范围的情况下，可做出修改和改变。
【主权项】
1.一种非接触式电力发送设备，包括: 供电单元，提供偏置功率； 驱动单元，接收偏置功率，并在非接触模式下提供发送功率；以及 控制单元，响应于请求信号来控制偏置功率的级别，并将发送功率设置为第一功率或第二功率，其中，第二功率的级别高于第一功率的级别。2.如权利要求1所述的非接触式电力发送设备，还包括:功率发送阻抗匹配单元，基于由控制单元对发送功率的设置来改变功率发送阻抗。3.如权利要求1所述的非接触式电力发送设备，其中，控制单元基于在发送所述发送功率的功率发送线圈的功率接收侧的阻抗变化来改变对发送功率的设置。4.如权利要求1所述的非接触式电力发送设备，还包括:通信单元，从功率接收侧接收功率请求信号，并将所述功率请求信号传送到控制单元以改变对发送功率的设置。5.一种非接触式电力接收设备，包括: 整流单元，对接收的功率进行整流； 转换单元，将整流后的功率转换为充电功率，并将所述充电功率传送到负载； 检测单元，检测在功率接收时产生的物理特性；以及 控制单元，基于用户选择来请求第一功率或第二功率，并基于请求的功率来改变设置的用于确定异常状态的级别，其中，第二功率的功率级别高于第一功率的功率级别。6.如权利要求5所述的非接触式电力接收设备，其中，控制单元基于请求的功率来改变设置的温度级别。7.如权利要求5所述的非接触式电力接收设备，还包括:功率接收阻抗匹配单元，基于来自控制单元的功率请求来改变功率接收阻抗。8.如权利要求5所述的非接触式电力接收设备，其中，控制单元控制整流单元和转换单元中的至少一个的操作，并改变从功率发送侧检测的阻抗以请求需要的功率。9.如权利要求5所述的非接触式电力接收设备，还包括:通信单元，将来自控制单元的基于用户选择做出的功率请求传送到功率发送侧。10.一种非接触式电力收发系统，包括: 非接触式电力发送设备，调整用于设置发送功率的级别的偏置功率，并在非接触模式下发送第一功率和第二功率之一，其中，第二功率的功率级别高于第一功率的功率级别；以及 非接触式电力接收设备，向非接触式电力发送设备请求第一功率和第二功率之一，并基于请求的功率来改变设置的用于确定异常状态的温度级别。11.如权利要求10所述的非接触式电力收发系统，其中，非接触式电力发送设备基于请求的功率来调整功率发送阻抗匹配。12.如权利要求10所述的非接触式电力收发系统，其中，非接触式电力接收设备基于请求的功率来改变阻抗并调整功率接收阻抗匹配。13.一种非接触式电力收发系统，包括: 非接触式电力发送设备，调整用于设置发送功率的级别的偏置功率，并在非接触模式下发送第一功率和第二功率之一，其中，第二功率的功率级别高于第一功率的功率级别；以及 非接触式电力接收设备，向非接触式电力发送设备请求第一功率和第二功率之一，并基于请求的功率来改变设置的用于确定异常状态的功率级别。14.如权利要求13所述的非接触式电力收发系统，其中，非接触式电力发送设备基于请求的功率来改变阻抗并调整功率发送阻抗匹配。15.如权利要求13所述的非接触式电力收发系统，其中，非接触式电力接收设备基于请求的功率来改变阻抗并调整功率接收阻抗匹配。16.如权利要求13所述的非接触式电力收发系统，其中，非接触式电力接收设备改变所述设置的功率级别的设置的电压级别或设置的电流级别。
【文档编号】H02J7/02GK105990886SQ201510080153
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年2月13日
【发明人】李晟旭, 韩熹宣, 张基源, 朴哲均, 吴淳泽, 金智勋
【申请人】三星电机株式会社