能够收发无线电力的辅助电池的制作方法

文档序号:15741467发布日期:2018-10-23 22:22阅读:101来源:国知局
本发明涉及一种辅助电池,更具体而言,涉及可以通过无线发送电力来对携带式设备等的电池进行充电且通过无线自行充电的能够收发无线电力的辅助电池。
背景技术
::通常,为了对如移动电话、笔记本电脑和个人数字助理(personaldigitalassistant;PDA)等的便携式终端(portableterminal)进行充电,便携式终端必须从外部充电器接收电能(或电力)。这种便携式终端包括用于存储所供应的电能的电池单元和用于对电池单元进行充电和放电(向便携式终端供应电能)的电路。用于将电能充电到电池单元中的电池充电器和电池单元之间的电连接方式包括接收商用电源来转换成与电池单元对应的电压和电流并通过相关电池单元的端子向电池单元供应电能的端子供应方式。这种端子供应方式伴随物理电缆(cable)或电线的使用,并且必须伴随用于使上述电缆或电线电连接的端口。这种端口形成为暴露于外部,因此有异物流入或水分渗入的可能性,导致由于异物流入或水分渗入引起的端子损坏,由此存在降低使用寿命的问题。并且,一般有线充电和放电型辅助电池由于必须将电缆插入端口来连接而存在使用不方便的问题。技术实现要素:技术问题本发明是鉴于上述问题而研制的,其目的在于提供如下的能够收发无线电力的辅助电池,即,通过无线传输电力来对充电对象的电池进行充电,并通过无线接收电力来自行充电,因此通过移除以往的电缆和端口而易于使用,并且可以解决由端口引起的各种问题。并且,本发明的另一目的在于提供如下的能够收发无线电力的辅助电池,即,包括一个无线电力传输天线,根据使用目的将该天线转换成无线电力发送模式或无线电力接收模式来能够减少整个厚度。解决问题的方案为了达到上述目的,本发明提供一种能够收发无线电力的辅助电池,包括:电池;无线电力传输天线,执行用于发送或接收无线电力的天线的功能;及电路部,用于控制上述无线电力传输天线的驱动,其中,上述无线电力传输天线通过一个天线接收从外部供给的无线电力来对上述电池的电源进行充电或以无线方式发送存储于上述电池的电源来向充电对象侧供电。并且,在上述无线电力传输天线的一面可以布置有磁场屏蔽片,上述磁场屏蔽片由磁性材料制成,以便通过屏蔽磁场来向所需的方向进行集束。并且,上述无线电力传输天线可以以通过无线方式发送存储于上述电池的电源的发送模式进行工作。并且,上述无线电力传输天线周期性地发送用于检测无线电力接收模式的功率信号(powersignal)。并且,上述功率信号可以包含上述充电对象的电力量信息、充电状态信息、适合于所需负荷的电力信息及识别信息中的至少一个以上的信息。作为一例,在上述无线电力传输天线的电感值变化且不检测到除从上述无线电力传输天线发送的功率信号之外的其他功率信号时,上述电路部可以保持上述无线电力传输天线的发送模式状态。由此,可以对上述充电对象的主电池进行充电。作为另一例,在上述无线电力传输天线的电感值变化且检测到除从上述无线电力传输天线发送的功率信号之外的其他功率信号时,上述电路部可以使上述无线电力传输天线转换成接收模块。由此,上述电池可以自行充电。并且,上述无线电力传输天线的电感值可以通过设置在上述充电对象的无线电力接收模块的无线电力接收用天线或设置在外部充电器的无线电力发送模块的无线电力发送用天线之间的相互作用而产生变化。并且,上述能够收发无线电力的辅助电池还可包括外壳,上述外壳具有用于容纳上述能够收发无线电力的辅助电池的内部空间,其中,上述外壳的内部可以由防水剂填充,以便覆盖上述无线电力传输天线的至少一面。并且,上述防水剂可以是包括硅树脂、环氧树脂及聚氨酯树脂中的至少一种的树脂物。并且,在上述外壳的一侧可以设有用于与上述充电对象电连接的充电端口。并且,在上述外壳的一侧可以设置有用于打开和关闭上述电路部的驱动的开关。本发明的优选实施例的能够收发无线电力的辅助电池包括:电池;无线电力传输天线,形成在上述电池的一面,能够用作无线电力接收用天线或无线电力发送用天线;及电路部,当充电对象的无线电力接收模块接近时,使上述无线电力传输天线转换成无线电力发送用天线来实现无线电力发送模块,当无线电力发送模块接近时,使上述无线电力传输天线转换成无线电力接收用天线来实现无线电力接收模块。其中,在实现上述无线电力发送模块时,上述充电对象的主电池可被充电,在实现上述无线电力接收模块时,上述电池可以自行充电。发明的效果根据本发明,通过无线传输电力来对充电对象的电池进行充电或使辅助电池自行充电,从而通过如将充电对象放置在辅助电池上或者将辅助电池放置在无线电力传输装置上等简单的方法执行充电和放电而无需如以往的连接电缆的操作,因此使用非常简便。并且,在本发明的能够收发无线电力的辅助电池中,由于在现有技术的有线充电和放电方式中作为必须构成的端口被除去,因此可以防止由端口引起的异物和由于水分渗入引起的故障,从而可以延长辅助电池的使用寿命。并且,本发明的能够收发无线电力的辅助电池被设置成通过切换一个无线电力传输天线来转换成接收模式和传输模式来使用,从而能够减小辅助电池的厚度。附图说明图1为示出本发明的一实施例的能够收发无线电力的辅助电池的示意图。图2为图1的沿A-A线的截面图。图3为本发明的一实施例的能够收发无线电力的辅助电池的使用状态图。图4为示出本发明的另一实施例的能够收发无线电力的辅助电池的示意图。图5为图4的沿B-B线的截面图。图6为使用本发明的另一实施例的能够收发无线电力的辅助电池以有线方式对便携式电子设备进行充电的状态的示意图。图7为示出应用于本发明的能够收发无线电力的辅助电池的电路部的详细构成的框图。具体实施方式在下文中,参考附图,会对本发明的实施例进行详细描述,使得本发明可被本领域技术人员容易地实施。但是,应当注意的是,本发明并不限于这些实施例,而可以多种其它方式实施。为了说明的简洁,在附图中,与描述无关的部件被省略,且纵贯全文,相同的参考数字表示相同的部件。本发明的一实施例的能够收发无线电力的辅助电池100、200是用于使用电池120的电源来对充电对象的主电池进行充电。其中,上述充电对象可以为可携带、便于搬运的便携式电子设备10的形态。作为一例,上述便携式电子设备可以为智能手机、蜂窝式电话等便携式终端,可以为智能手表、数码相机、数字多媒体广播(digitalmultimediabroadcasting;DMB)、电子书、上网本、平板电脑、便携式计算机、增强现实(augmentedreality;AR)设备和虚拟现实(virtualreality;VR)设备等。如图1至图6所示,如上所述的本发明的一实施例的能够收发无线电力的辅助电池100、200包括电池120、无线电力传输天线130及电路部140等。上述无线电力传输天线130可以发送或接收无线电力。其中,上述无线电力传输天线130可以被设置为导电材料以顺时针或逆时针缠绕的圆形、椭圆形或四边形及其相互组合而成的各种形状中任一个形状的平板型线圈,且形成在两端部的连接端子131、132可以与上述电路部140电连接。此时,本发明的能够收发无线电力的辅助电池100、200可以通过一个无线电力传输天线130从外部充电器接收无线电力来对自身电池120的电源进行充电或将电池120的电源以无线电力发送来对充电对象的主电池进行充电。也就是说,本发明的无线电力传输天线130可以通过一个天线并根据使用目的而执行无线电力发送用天线的功能或无线电力接收用天线的功能。换句话说,上述无线电力传输天线130可以用作无线电力发送用天线来以使用存储于上述电池120的电源对充电对象的主电池进行充电的发送模式进行工作,也可以用作无线电力接收用天线来以接收从外部充电器供应的无线电力来对上述电池120进行充电的接收模式进行工作。即,当设置有无线电力接收模块的充电对象接近时,上述无线电力传输天线130可以被切换成无线电力发送用天线来实现无线电力发送模式,当无线电力发送模块接近时,上述无线电力传输天线130可以被切换成无线电力接收用天线来实现无线电力接收模式。并且,上述无线电力传输天线130可以从作为对上述充电对象的主电池进行充电的无线电力发送用天线进行工作的发送模式状态被转换成作为使上述电池120自行充电的无线电力接收用天线进行工作的接收模式状态。作为一例,上述无线电力传输天线130在以发送无线电力的发送模式进行工作的状态下,当包括无线电力接收模块的充电对象接近时,可以对上述充电对象的主电池进行充电(参照图3),当包括无线电力发送模块的充电器接近时,上述无线电力传输天线130可以从发送模式被转换成使上述电池120自行充电的接收模式。其中,使用上述无线电力传输天线130的电力传输和接收的原理可以适用使用线圈产生电磁场并且通过电磁场传输电力的已知的磁感应方式和自谐振方式。此时,上述无线电力传输天线130可以通过用户操作单独的开关(图中未示出)来以手动方式在接收模式和发送模式进行切换,也可以通过电路部140以自动方式在接收模式和发送模式进行切换。作为一例,当设置有无线电力接收模块的充电对象接近本发明的辅助电池100、200时,上述电路部140可以将上述无线电力传输天线130切换成无线电力发送用天线,当无线电力发送模块接近本发明的辅助电池100、200时,上述电路部140可以将上述无线电力传输天线130切换成无线电力接收用天线。并且,在无线电力传输天线130以对上述对充电对象的主电池进行充电的发送模式进行工作的状态下,若外部充电器接近,则上述电路部140可以使发送模式转换成接收模式。另外,在无线电力传输天线130以对自身电池120进行充电的接收模式进行工作的状态下,若充电对象接近,则上述电路部140可以使接收模式转换成发送模式。在本发明中,上述电路部140可以控制上述无线电力传输天线130的操作,以便接收从外部供给的无线电力或向外部发送无线电力,上述电路部140可以使用上述电池120的电源作为驱动电源。当上述电池120被充电时,如上所述的电路部140可以保持驱动的状态直到所充电的电池120的电源耗尽,但可以通过用户的开关114操作允许或阻止从上述电池120提供的驱动功率,从而打开/关闭工作。具体而言,当向上述电路部140供电时,上述无线电力传输天线130以执行无线电力发送用天线的功能的发送模式进行工作,且通过上述电路部140的控制,用于检测无线电力接收模块是否接近的功率信号(powersignal)可以通过上述无线电力传输天线130以预定周期被发送到外部。其中,上述功率信号包括设置有无线电力接收模块的充电对象的电力量信息、充电状态信息、适合于充电对象所需要的负荷的电力信息及识别信息中的至少一个以上的信息,从而可以确定用于生成无线电力信号而使用的频率、电流、电压中的一种以上的特性。此时,在上述无线电力传输天线130发送功率信号的过程中,若发生无线电力传输天线130的电感值的变化,则识别设置有无线电力接收模块的充电对象接近,根据上述无线电力接收模块中所需要的负荷来调节电力量,由此,使存储于上述电池120的电源被消耗并对充电对象的电池进行充电。并且,如上所述,在上述无线电力传输天线130以发送模式进行工作而用于检测无线电力接收模块是否接近的功率信号通过上述无线电力传输天线130以预定周期被发送的状态下,若上述电路部140检测到无线电力传输天线130的电感值的变化和从外部发送的其他功率信号,则上述电路部140识别设置有无线电力发送模块的外部充电器接近,从而可以将上述无线电力传输天线130转换成接收模式。由此,上述电池120通过无线电力传输天线130接收从上述外部充电器的无线电力发送模块发送的无线电力来使上述电池120自行充电。为此,上述电路部140可以包括用于使上述无线电力传输天线130以接收模块和发送模式进行工作的各种电路。作为一例,如图7所示,上述电路部140可包括生成用于调节为了控制上述电路部140的整体动作,生成从上述无线电力传输天线130发送的功率信号而使用的频率、施加的电压、电流等的特性的控制信号的控制部141。在本发明中,上述控制部141可以根据检测无线电力接收模块及无线电力发送模块的存在的结果执行识别上述无线电力接收模块及无线电力发送模块的过程,或者确定是否开始无线电力发送,或者在检测到是否无线电力发送模块接近时生成可将上述无线电力传输天线130从发送模式转换为接收模式的控制信号。并且,上述电路部140可以包括将从上述电池120提供的电源变换为预定电压或电流或将通过上述无线电力传输天线130接收的电力变换为适合于电池120的预定电压及电流来向上述电池120侧提供的变换部142。此外,上述电路部140可以包括将从上述电池120供给的直流电源变换为交流电源的交换器部143,也可以包括将通过上述无线电力发送用天线130接收的外部电源从交流电源变换为直流电源的整流部145,也可以包括用于将在上述整流部145变换的直流电源下降至适合于上述电池120的电压的电压下降部144。其中,上述控制部141可以使用公知的微程序控制器(microprogrammedcontrolunit,MCU),上述控制部141可以适用脉宽调变(pulse-widthmodulation;PWM)控制方式,上述电压下降部144可适用低压降(lowdrop-out;LDO)方式或Buck方式中的一种方式。另外,上述电路部140为了防止过度充电或者保护各种电路而可以包括如保护电路模块(protectioncircuitmodule;PCM)等的保护电路。进而,上述电路部140还可包括开关电路,当无线电力接收模式接近时,上述开关电路使无线电力传输天线130执行无线电力发送用天线的功能,或者当无线电力发送模式接近时,上述开关电路使上述无线电力传输天线130执行无线电力接收用天线的功能。如上所述的电路部140可呈如下形态,即,包括在图案形成在上述电路基板147上的多种电路图案和安装在电路基板147上的至少一个芯片组或二极管及多种手动元件(例如,电阻,电容等)中的至少一种。由此,本发明的能够收发无线电力的辅助电池100、200可以通过控制上述电路部140来以使用存储于电池120的电源来对充电对象的主电池进行充电的发送模式进行工作,或可以接收从外部充电器供给的无线电力来对上述电池120进行充电的接收模式进行工作。作为一例,在将要使用本发明的能够收发无线电力的辅助电池100、200来对充电对象的主电池进行充电时,若从上述电池120向电路部140侧供给电源,则通过上述控制部141产生的功率信号以一定周期被发送到外部,从而上述无线电力传输天线130可以以发送模式进行工作。其中,向上述电路部140侧的电源供给可以通过用户的开关114操作提供或断开。并且,从上述电池120供给的电源通过上述变换部142变换为预定电压及电流之后,可以向控制部141侧供给,通过上述交换器部143,在直流电源变换为交流电源之后,向无线电力传输天线130侧供给,由此,向外部发送具有预定周期的功率信号。之后,在上述无线电力传输天线130发送上述功率信号的过程中,通过与包括在充电对象的无线电力接收模块的接收用天线之间的相互作用,发生以发送模式进行工作的无线电力传输天线130的电感值的变化,则上述电路部140识别需要电池充电的充电对象的接近,根据上述充电对象的无线电力接收模块中所需要的负荷来调节电力量,由此,可以使存储于上述电池120的电源被消耗并对充电对象的电池进行充电。另一方面,当需要上述电池120的自行充电时,通过使包括无线电力发送模块的充电器接近本发明的能够收发无线电力的辅助电池100、200侧来以无线方式实现上述电池120的充电。即,本发明的能够收发无线电力的辅助电池100、200以发送模式进行工作,在上述功率信号通过无线电力传输天线130按预定周期发送的状态下,若上述充电器接近,则以发送模式进行工作的无线电力发送用天线130通过与包括在上述充电器的无线电力发送模块的发送用天线之间的相互作用而发生电感值的变化。与此同时,若通过上述控制部141检测从上述充电器发送的其他功率信号,则上述控制部141可以识别充电器的接近,并断开向交换器部143侧供给的电源。由此,上述无线电力传输天线130以无线电力接收用天线进行工作,由此,转换为对电池120的自身电源进行充电的接收模式。其中,上述控制部141可以向上述充电器侧提供包括关于上述电池120的状态的电力量信息、充电状态信息、适合于充电对象所需要的负荷的电力信息及识别信息中的至少一个以上的信息。由此,将从上述充电器提供的无线电力以符合于上述电池120的状态通过上述无线电力传输天线130接收之后,向上述电池120侧供给,由此可以对上述电池120的电源进行充电。其中,通过上述无线电力传输天线130接收的电力通过上述整流部145从交流电源变换为直流电源,通过电压下降部144,变换为适合于上述电池120的电压的大小之后,通过变换部142以预定电压及电流提供,由此实现电池120的充电。如上所述,本发明的能够收发无线电力的辅助电池100、200通过无线收发电力来对充电对象的电池进行充电或对自身电源进行充电,从而通过如将充电对象放置在辅助电池上或者将辅助电池放置在外部充电器上等简单的方法执行充电和放电而无需如以往的连接电缆的操作,从而,可以提高使用方便性。另外,由于在现有有线充电和放电方式中作为用于连接电缆的必须构成的端口被除去,因此可以防止由端口引起的异物和由于水分渗入引起的故障,从而可以延长辅助电池的使用寿命。另一方面,本发明的能够收发无线电力的辅助电池100、200可以实现为上述电池120和电路部140等内装在外壳110的形式,以便从外部环境保护上述电池120和电路部140等且提高携带性。作为一例,上述外壳110可以呈具有用于容纳上述电池120、无线电力传输天线130及电路部140等的内部空间的凹体形状,且可以由如塑料或金属等的具有刚性的材料形成。此时,上述外壳110的至少一面可以形成为水平面。这是为了使得待充电的充电对象的一面保持与上述水平面接触的状态,或使用于对上述电池120进行充电的充电器的一面处于与上述水平面接触的状态,以顺利实现充电。其中,上述充电器可以是已知的充电垫。并且,在上述外壳110的一侧可以设有与上述电路部140电连接的开关114,从而通过用户的操作向上述电路部140侧供电或切断电源。另外,在上述外壳110的一侧可设置有通知装置(图中未示出),上述通知装置用于显示内装在上述外壳110的电池120的剩余电量或用于显示电路部140的开/关驱动。另一方面,如图4至图6所示,本发明的能够收发无线电力的辅助电池200在上述外壳110的一侧可以包括与上述电路部140电连接的充电端口170。如上所述的充电端口170用于与如便携式电子设备等需要充电的充电对象电连接。也就是说,如图6所示,上述充电端口170可以通过已知的充电电缆以有线方式与上述便携式电子设备连接,从而以有线方式对上述便携式电子设备的主电池进行充电。由此,本发明的能够收发无线电力的辅助电池200通过上述无线电力传输天线130以无线方式使内装的电池120自行充电,且使用上述电池120的电源来同时充电通过电缆以有线方式连接的便携式电子设备的主电池。从而,本发明的能够收发无线电力的辅助电池200在同时充电电池120和便携式电子设备的主电池或以有线方式充电便携式电子设备的主电池的过程中可以改变通过电缆连接的便携式电子设备的位置,从而,用户可以自由地使用便携式电子设备。其中,当本发明的能够收发无线电力的辅助电池200包括充电端口170时,上述电路部140可以包括用于有线充电的单独的有线充电电路。另一方面,当本发明的能够收发无线电力的辅助电池100、200实现为在外壳110的内部容纳电池120、无线电力传输天线130及电路部140等的形式时,在上述外壳110的内部可以由防水剂160填充,以便覆盖上述无线电力传输天线130的至少一面(参照图2和图5)。由此,即使来自外部的水分渗透,通过填充在上述外壳110内部的防水剂160根本上阻挡与水分的接触,从而可以预先防止由于水分引起的电子部件的损坏和性能劣化。作为一例,上述防水剂160由包括硅树脂、环氧树脂及聚氨酯树脂中的至少一种的树脂物,以便在水分渗透时能够保护上述电路部140和无线电力传输天线130。然而,上述防水剂160不限于此,而可以使用通常使用的任何防水剂160。另一方面,本发明的能够收发无线电力的辅助电池100、200可以包括磁场屏蔽片150,以便提高上述无线电力传输天线130的传输效率。上述磁场屏蔽片150可以布置在上述无线电力传输天线130的一面。其中,上述屏蔽片150由具有磁性的材料形成,以便屏蔽从上述无线电力传送用天线130发生的磁场来向需要的方向进行集束。如上所述的磁场屏蔽片150可由公知的多种材料形成。作为一例,上述磁场屏蔽片可使用包含非晶质合金及纳米结晶粒合金中的至少一种以上的带片、铁素体片或聚合物片等。同时,上述磁场屏蔽片150可以被片状处理,以便被分离为多个微细片,也可以呈多层结构。上述磁场屏蔽片150为公知结构,因此,将省略对其的说明,可使用被用作屏蔽片的公知的所有屏蔽片。以上,对本发明一实施例进行了说明,但是本发明的思想并不局限于本说明书中提出的实施例,本发明所属领域的技术人员在相同的思想范围内,可通过结构要素的附加、变更、删除、追加等来简单提出其他实施例,这也属于本发明的范围。当前第1页1 2 3 当前第1页1 2 3 
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