本發(fā)明涉及一種諧振裝置及利用此的無線功率發(fā)送裝置。

背景技術(shù)：

隨著無線技術(shù)的發(fā)展，無線技術(shù)多樣地發(fā)展成不僅可以傳輸數(shù)據(jù)，還可以傳輸功率的技術(shù)，尤其，最近被開發(fā)了一種能夠在非接觸的狀態(tài)下給電子設(shè)備進(jìn)行功率充電的無線功率充電技術(shù)。

在這種無線功率充電技術(shù)中，延長無線充電距離是一個非常重要的課題。

現(xiàn)有的無線功率充電技術(shù)中，使用了通過調(diào)節(jié)無線功率發(fā)送裝置的發(fā)送諧振器的阻抗或增加無線充電時的輸出而增加無線充電距離的方式。

但是，對于這種現(xiàn)有技術(shù)而言，在進(jìn)行無線充電的過程中，其充電距離可能增加，但是在識別無線功率接收裝置并為了無線充電而交換信息的步驟，即準(zhǔn)備無線充電的步驟還只能在短距離內(nèi)進(jìn)行而存在限制。

[現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)]

[專利文獻(xiàn)]

(專利文獻(xiàn)1)韓國公開專利公報第2015-0045875號

(專利文獻(xiàn)2)韓國公開專利公報第2014-0073085號

(專利文獻(xiàn)3)韓國公開專利公報第2015-0017814號

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的一實施形態(tài)的目的在于，提供如下的無線功率發(fā)送裝置，通過增加聲脈沖信號的發(fā)送距離而增加無線充電的識別距離。

本發(fā)明的一技術(shù)方案提供一種無線功率發(fā)送裝置，所述無線功率發(fā)送裝置可以包括：無線功率發(fā)送部，用于使具有第一諧振頻率的發(fā)送諧振器工作而將聲脈沖信號發(fā)送給無線功率接收裝置，且當(dāng)從所述無線功率接收裝置接收到針對所述聲脈沖信號的響應(yīng)信號時，通過無線方式將功率提供給所述無線功率接收裝置；輔助諧振器，具有與所述聲脈沖信號的頻率對應(yīng)的第二諧振頻率，其中，所述第一諧振頻率和所述第二諧振頻率彼此相異。

本發(fā)明的另一技術(shù)方案提供一種諧振裝置，所述諧振裝置作為一種可應(yīng)用于無線功率發(fā)送裝置的諧振裝置，可以包括：發(fā)送諧振器，具有第一諧振頻率；輔助諧振器，與所述發(fā)送諧振器電隔離，并具有與所述第一諧振頻率相異的第二諧振頻率。

所述技術(shù)方案不包括本發(fā)明的所有特征。可以參照具體實施方式中的具體實施形態(tài)而對本發(fā)明的用于解決技術(shù)問題的多種手段進(jìn)行更詳細(xì)的理解。

根據(jù)本發(fā)明的一實施形態(tài)的無線功率發(fā)送裝置具有以下效果：通過增加聲脈沖信號的發(fā)送距離而增加無線充電的識別距離。

附圖說明

圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的一實施例的無線功率發(fā)送裝置的一應(yīng)用實例的圖。

圖2是示出進(jìn)行無線功率傳輸?shù)母鱾€階段(phase)的圖。

圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的一實施例的無線功率發(fā)送裝置的框圖。

圖4是示出圖3中示出的發(fā)送諧振的對于頻率和增益的特性的曲線圖。

圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的一實施例的無線功率發(fā)送裝置的電路圖。

圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的一實施例的諧振裝置的圖。

圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的諧振裝置的圖。

圖8是用于說明發(fā)送聲脈沖信號時的諧振裝置的圖。

符號說明

100：無線功率發(fā)送裝置101：無線功率發(fā)送部

110：電源供應(yīng)部120：逆變器

130：發(fā)送諧振器140：控制部

150：輔助諧振器200：無線功率接收裝置

300：電子設(shè)備

具體實施方式

以下，參照附圖而對本發(fā)明的優(yōu)選實施形態(tài)進(jìn)行說明。

但是，本發(fā)明的實施形態(tài)可以變形成多種不同的形態(tài)，且本發(fā)明的范圍不限于以下說明的實施形態(tài)。并且，為了給在本發(fā)明的所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有平均知識的人員更完整地說明本發(fā)明而提供本發(fā)明的實施形態(tài)。

另外，本發(fā)明中使用的術(shù)語的含義應(yīng)被如下的理解。提到某個構(gòu)成要素“連接到”其他構(gòu)成要素時，應(yīng)理解為可能直接連接到其他構(gòu)成要素，但中間也可能存在其他構(gòu)成要素。相反，當(dāng)提到某個構(gòu)成要素“直接連接到”其他構(gòu)成要素時，應(yīng)理解為中間不存在其他構(gòu)成從要素。另外，用于說明構(gòu)成要素之間的關(guān)系的術(shù)語，即“之間”和“剛剛之間”、“與～相鄰”和“與～直接相鄰”等也應(yīng)得到相同的解釋。

圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的一實施例的無線功率發(fā)送裝置的一應(yīng)用實例的圖。

參照圖1，無線功率接收裝置200與無線功率發(fā)送裝置100相鄰，且可以通過與無線功率發(fā)送裝置100磁耦合(例如，磁諧振或自感)而通過無線方式接收功率。

無線功率接收裝置200可以將接收的功率提供給電子設(shè)備300。無線功率接收裝置200可以作為電子設(shè)備300內(nèi)的一個構(gòu)成而存在，或者可以是連接到電子設(shè)備300的專門的裝置。

如圖所示，為了在無線功率接收裝置200和無線功率發(fā)送裝置100相距一部分的狀態(tài)下進(jìn)行無線充電，不僅需要保障無線充電時的距離，還需要在無線功率接收裝置200相隔的狀態(tài)下進(jìn)行用于無線充電的準(zhǔn)備。

根據(jù)本發(fā)明的無線功率發(fā)送裝置100可以通過增加聲脈沖信號的發(fā)送距離而在更遠(yuǎn)的距離下進(jìn)行為了與無線功率接收裝置200進(jìn)行無線充電的準(zhǔn)備步驟。因此，可以增加實質(zhì)上的無線充電的距離。

圖2是示出進(jìn)行無線功率傳輸?shù)母鱾€階段(phase)的圖，參照圖2而對無線功率傳輸?shù)母鱾€步驟進(jìn)行說明。

參照圖2，為了進(jìn)行無線功率傳輸，首先進(jìn)行選擇階段(selectionphase)。在選擇階段中，無線功率發(fā)送裝置可以通過諧振部而發(fā)送外部裝置檢測信號。

無線功率發(fā)送裝置在發(fā)生針對外部裝置檢測信號的變化(如阻抗的變化等)時，可以判斷為特定的外部物體位于無線功率發(fā)送裝置的周圍。

如果在選擇階段中判斷預(yù)定的外部物體的相鄰，則可以利用聲脈沖信號而確認(rèn)對象物體是否為無線功率接收裝置。將這個階段稱為聲脈沖階段(pingphase)。

本發(fā)明的一實施例中，可以利用輔助諧振器而強化聲脈沖信號的輸出，從而在無線功率接收裝置位于更遠(yuǎn)的距離的情況下或者其位置歪斜的情況下，成功地執(zhí)行聲脈沖階段。

當(dāng)無線功率接收裝置接收到聲脈沖信號時，可以發(fā)送對應(yīng)于此的響應(yīng)信號。響應(yīng)信號可以包括信號強度信息、無線功率接收裝置的種類相關(guān)信息、所需功率相關(guān)信息、電壓相關(guān)信息等中的至少一個信息。

因此，無線功率發(fā)送裝置可以利用無線功率接收裝置的針對聲脈沖信號的響應(yīng)信號而確認(rèn)對象和功率需求(identification&configuration，識別與配置)。

此后，無線功率發(fā)送裝置可以利用確認(rèn)的信息而通過無線的方式提供功率(powertransferphase，功率傳輸階段)。

如上所述，根據(jù)本發(fā)明的一實施例的無線功率發(fā)送裝置可以在聲脈沖階段中利用輔助諧振器而強化聲脈沖信號并輸出，從而增加在聲脈沖階段中的功率接收裝置的識別距離。

據(jù)此，可以增加與無線功率接收裝置的充電距離，或者在無線功率接收裝置的位置歪斜的情況下，也可以穩(wěn)定地進(jìn)行無線充電。

圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的一實施例的無線功率發(fā)送裝置的框圖。

參照圖3，無線功率發(fā)送裝置100可以包括無線功率發(fā)送部101和輔助諧振器150。

無線功率發(fā)送部101在使具有第一諧振頻率的發(fā)送諧振器工作而向無線功率接收裝置發(fā)送聲脈沖信號，并從所述無線功率裝置接收針對所述聲脈沖信號的響應(yīng)信號后，通過無線方式給所述無線功率接收裝置提供功率。

無線功率發(fā)送部101可以包括：逆變器120、發(fā)送諧振器130和控制部140。根據(jù)實施例，無線功率發(fā)送部101還可以包括電源供應(yīng)部110。

電源供應(yīng)部110可以利用從外部輸入的電源而生成預(yù)定電平的直流電壓。

逆變器120可以得到所述直流電壓的輸入并進(jìn)行切換操作而輸出交流電流。

發(fā)送諧振器130可以得到所述交流電流的輸入而進(jìn)行操作。發(fā)送諧振器130可以發(fā)送上述外部物體檢測信號或聲脈沖信號，并且可以在電源傳輸階段中通過無線方式給無線功率接收裝置傳輸功率。

發(fā)送諧振器130可以具有對應(yīng)于功率發(fā)送時的逆變操作頻率的諧振頻率。因此，在功率傳輸步驟中，可以利用高增益進(jìn)行無線充電。

控制部140可以通過控制逆變器120的切換操作而調(diào)節(jié)從逆變器120輸出的交流電流的大小或頻率。

控制部140可以支持多種切換控制方式。例如，可以通過改變脈沖寬度而調(diào)節(jié)交流電流，或者通過改變頻率而調(diào)節(jié)交流電流。

控制部140在發(fā)送聲脈沖信號時，可以利用對應(yīng)于輔助諧振器150的諧振頻率的頻率而執(zhí)行逆變器(120)的切換。

控制部140在通過無線傳輸功率時，可以利用對應(yīng)于發(fā)送諧振器130的諧振頻率的頻率而執(zhí)行逆變器(120)的切換。

控制部140可以包括至少一個處理單元。根據(jù)實施例，控制部140還可以包括存儲器。處理單元例如可以包括：中央處理裝置(cpu)、圖形處理裝置(gpu)、微處理器、專用集成電路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)，現(xiàn)場可編程門陣列(fpga)等，并且可以具有多個芯。存儲器可以是易失性存儲器(如，ram等)、非易失性存儲器(如，rom、閃存等)或者它們的組合。

輔助諧振器150可以具有與發(fā)送諧振器130不同的頻率。

輔助諧振器150可以具有對應(yīng)于聲脈沖信號的操作頻率的諧振頻率。

即，為了區(qū)分各個階段，在功率傳輸階段中的逆變器120的工作頻率，與聲脈沖階段中的逆變器120的工作頻率可以彼此不同。因此，發(fā)送諧振器130的諧振頻率與功率傳輸階段中的逆變器120的工作頻率相對應(yīng)，所以發(fā)送諧振器130可以在功率傳輸階段中通過高增益而提供充分的輸出，但是在聲脈沖階段中可以通過低增益而提供低的輸出。據(jù)此，聲脈沖信號傳輸距離變得短于發(fā)送諧振器130的無線功率傳輸距離。

另外，輔助諧振器150可以具有對應(yīng)于聲脈沖信號的工作頻率的諧振頻率，因此在發(fā)送諧振器130發(fā)送聲脈沖信號的情況下，可以產(chǎn)生諧振。因此，從無線功率發(fā)送裝置100發(fā)送的聲脈沖信號可以得到強化。

由于輔助諧振器150與聲脈沖信號諧振而進(jìn)行工作，所以可以與無線功率發(fā)送部101電隔離而進(jìn)行工作。即，輔助諧振器150與發(fā)送諧振器130磁耦合而工作，但是可以與發(fā)送諧振器130電絕緣。

圖4是示出圖3中示出的發(fā)送諧振的對于頻率和增益的特性的曲線圖。

如圖所示，在功率傳輸階段中的工作頻率ftx中的增益g1高于聲脈沖信號發(fā)送時的工作頻率fp中的增益g2。

即，發(fā)送諧振器在聲脈沖信號發(fā)送時的輸出變得低于無線充電時的輸出，因此，聲脈沖信號的到達(dá)距離變得比實際可充電距離更短。

因此，本發(fā)明中，在聲脈沖信號的發(fā)送時，可以利用具有對應(yīng)于工作頻率fp的諧振頻率的輔助諧振器150而加強聲脈沖信號，并且可以據(jù)此增加聲脈沖信號的發(fā)送距離。

圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的一實施例的無線功率發(fā)送裝置的電路圖。

圖5示出逆變器120、發(fā)送諧振器130和輔助諧振器150的電路構(gòu)成的一個示例。

逆變器120由半橋逆變器構(gòu)成，但是也可以應(yīng)用全橋逆變器等多種逆變器電路。

發(fā)送諧振器130可以包括第一電容器cr以及與第一電容器串聯(lián)的第一線圈lr。

發(fā)送諧振器130與逆變器120串聯(lián)，因此可以根據(jù)逆變器120的切換操作而在發(fā)送諧振器130中施加交流電流。

輔助諧振器150可以包括第二電容器cp以及與第二電容器串聯(lián)的第二線圈lp。第二線圈lp可以在第一線圈lr的外側(cè)纏繞。

如圖所示，輔助諧振器150可以與發(fā)送諧振器130電隔離。輔助諧振器150的諧振電路可以與聲脈沖信號產(chǎn)生諧振，因此即使在與發(fā)送諧振器130電隔離的情況下，也可以在發(fā)送諧振器130發(fā)送聲脈沖信號的情況下，通過諧振而工作。

以上，對無線功率發(fā)送裝置的多種實施例進(jìn)行了說明。

另外，本發(fā)明的一實施例中，可以提供一種包括發(fā)送諧振器和輔助諧振器的諧振裝置。

以下，參照圖6至圖8而對諧振裝置的實施例進(jìn)行說明。

圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的一實施例的諧振裝置的圖。

諧振裝置作為可應(yīng)用于無線功率發(fā)送裝置的裝置，可包括：發(fā)送諧振器620，具有第一諧振頻率；以及輔助諧振器630，具有不同于第一諧振頻率的第二諧振頻率。

所述第一諧振頻率可以對應(yīng)于無線功率發(fā)送裝置通過無線的方式發(fā)送功率時的工作頻率，所述第二諧振頻率可以對應(yīng)于所述無線功率發(fā)送裝置發(fā)送聲脈沖信號時的工作頻率。

發(fā)送諧振器620可以包括第一電容器621和第一線圈622。

第一電容器621可以配備于基板610，第一線圈622的兩個端子也可以通過基板610而與第一電容器621串聯(lián)。

第一線圈622可以貼附在磁體襯墊623。磁體襯墊623可以增加磁場的大小，或提高結(jié)合系數(shù)。磁體襯墊623可以由提高透磁率的物質(zhì)，如納米結(jié)晶、鐵素體、非晶體(amorphous)等物質(zhì)構(gòu)成。

輔助諧振器630可以與發(fā)送諧振器620電隔離。輔助諧振器630的諧振頻率可以對應(yīng)于發(fā)送聲脈沖信號時的工作頻率。因此，在發(fā)送諧振器620發(fā)送生每次信號時，輔助諧振器630可以產(chǎn)生諧振。

輔助諧振器630可以包括第二電容器631和第二線圈632。第二線圈632可以在第一線圈622的外側(cè)纏繞，因此，可以使輔助諧振器630的諧振順暢，并減小諧振裝置的大小。

圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的一實施例的諧振裝置的圖。

參照圖7，發(fā)送諧振器720可以包括第一電容器721和第一線圈722。第一線圈721可以配備于基板710，第一線圈722兩個端子也可以通過基板710串聯(lián)到第一電容器721。第一線圈722可以貼附在磁體襯墊723，這一點與前述情形相同。

輔助諧振器730可以包括第二電容器731和第二線圈732。第二電容器731可以配備于基板710，第二線圈732的兩個端子也可以通過基板710串聯(lián)到第二電容器731。

輔助諧振器730和發(fā)送諧振器720連接到相同的基板710，但是可以彼此電絕緣，這一點與前述情形相同。

第二線圈732可以在第一線圈722的外側(cè)纏繞，因此，可以使輔助諧振器730的諧振順暢并減小諧振裝置的大小。

圖8是示出發(fā)送聲脈沖信號時的諧振裝置的圖。

參照圖8，示出了在一個基板810同時應(yīng)用發(fā)送諧振器820和輔助諧振器830的示例，并且圖示的情形是示出發(fā)送聲脈沖信號的聲脈沖階段的示例。

如上所述，聲脈沖信號中的發(fā)送諧振器820的增益較低，因此輸出降低，但是諧振器830與聲脈沖信號產(chǎn)生諧振，因此會強化作為整個諧振裝置的輸出。

以上說明的本發(fā)明不限于上述的實施例和附圖，而應(yīng)根據(jù)權(quán)利要求書而限定，并且，在本發(fā)明的所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有基本知識的人員可以容易發(fā)現(xiàn)，在不脫離本發(fā)明的技術(shù)思想的范圍內(nèi)，可以多樣地改變及改造本發(fā)明的構(gòu)成。