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
【专利说明】功率接收单元、功率接收控制方法、馈送系统和电子装置
[0001]交叉引用相关申请
[0002]本申请要求2013年10月15日提交的日本优先权专利申请JP2013-214931的利益，在此通过引用并入其全部内容。
技术领域
[0003]本公开涉及从功率馈送单元无线接收功率的功率接收单元、在这样的功率接收单元中使用的功率接收控制方法、以及使用这样的功率接收单元的馈送系统和电子装置。
【背景技术】
[0004]近年来，在诸如移动电话和便携式音乐播放器的消费电子设备(CE设备)上进行无线功率馈送(也称为无线功率传送、免接触或无接触功率馈送)的馈送系统已经吸引了注意。在这样的馈送系统中，例如，当移动电话(功率接收单元)置于馈送盘(feedingtray)(功率馈送单元)上时，移动电话可以被充电。换句话说，在这样的馈送系统中，在不通过电缆等连接功率馈送单元或功率接收单元的情况下允许进行功率馈送。
[0005]进行这样的无线功率馈送的方法的示例例如可以包括使用共振现象的磁场共振方法(也称为磁共振方法)和电磁感应方法。在这些方法中，利用功率馈送单元的功率馈送线圈和功率接收单元的功率接收线圈之间的磁耦合传输功率。其中，与电磁感应方法相比，有利地，即使功率馈送单元和功率接收单元相互远离，磁场共振方法也允许传输功率，并且即使功率馈送单元和功率接收单元之间的定位不够，磁场共振方法中的馈送效率也不显著下降。
[0006]在这样的馈送系统中，从功率馈送单元提供给功率接收单元的功率经常依赖于从功率接收单元来看的负载状态。例如，在日本未审专利申请公开N0.2012-085426中，公开了利用磁场进行功率传输的功率馈送单元和馈送系统。功率馈送单元和馈送系统设计与各种负载对应的适当的功率提供。此外，例如，在日本未审专利申请公开N0.2013-102664中，公开了利用磁场或电场进行功率传输的功率馈送单元和馈送系统。该功率馈送单元和馈送系统设计适当的控制而与负载状态无关。
【发明内容】
[0007]顺带提及，功率接收单元期望启动功率馈送而在启动对负载的功率馈送时不导致故障。
[0008]期望提供一种功率接收单元、功率接收控制方法、馈送系统和电子装置，其能够启动对负载的功率馈送同时减少故障的可能性。
[0009]根据本公开的实施例的，提供了一种功率接收单元，包括:功率生成部分，配置为基于从功率馈送单元无线提供的功率信号生成DC功率；负载连接部分，配置为接通或关断对负载的DC功率的提供；以及控制部分，配置为控制功率信号的馈送功率，并且当所述功率信号满足可变参考条件时接通所述负载连接部分。
[0010]根据本公开的实施例的，提供了一种功率接收控制方法，包括:基于从功率馈送单元无线提供的功率信号生成DC功率；以及控制所述功率信号的馈送功率，并且当所述功率信号满足可变参考条件时接通对负载的DC功率的提供。
[0011]根据本公开的实施例的，提供了一种馈送系统，提供有功率馈送单元和功率接收单元，所述功率接收单元包括:功率生成部分，配置为基于从功率馈送单元无线提供的功率信号生成DC功率；负载连接部分，配置为接通或关断对负载的DC功率的提供；以及控制部分，配置为控制功率信号的馈送功率，并且当所述功率信号满足可变参考条件时接通所述负载连接部分。
[0012]根据本公开的实施例的，提供了一种电子装置，包括:功率生成部分，配置为基于从功率馈送单元无线提供的功率信号生成DC功率；负载，配置为基于DC功率操作；负载连接部分，配置为接通或关断对负载的DC功率的提供；以及控制部分，配置为控制功率信号的馈送功率，并且当所述功率信号满足可变参考条件时接通所述负载连接部分。
[0013]在根据本公开各个实施例的功率接收单兀、功率接收控制方法、馈送系统和电子装置中，基于功率信号生成DC功率，并且对负载的DC功率的提供被控制为接通或关断。此时，当功率信号满足可变参考条件时，DC功率提供给负载。
[0014]根据本公开各个实施例的功率接收单元、功率接收控制方法、馈送系统和电子装置，当功率信号满足可变参考条件时接通负载连接部分。因此，可能开始对负载的功率馈送同时减少故障的可能性。注意，本公开各实施例的效果不限于此，并且可以包括将在本公开中描述的任何效果。
[0015]要理解的是，前面的一般描述和下面的详细描述都是示例性的，并且意图提供要求保护的技术的进一步说明。
【附图说明】
[0016]包括下面的附图以提供本公开的进一步理解，并且将其并入并构成本说明书的一部分。附图图示实施例，并且与说明书一起用于说明技术的原理。
[0017]图1是图示根据本公开实施例的馈送系统的配置示例的透视图。
[0018]图2是图示图1所示的功率馈送单元的配置示例的方块图。
[0019]图3是用于说明图1所示的功率馈送系统中的馈送功率的说明图。
[0020]图4是图示根据第一实施例的功率接收单元的配置示例的方块图。
[0021]图5是图示图2所示的功率馈送单元的操作示例的流程图。
[0022]图6是图示图4所示的功率接收单元的操作示例的流程图。
[0023]图7是图示图6所示的功率接收单元的操作示例的时序波形图。
[0024]图8是图示图6所示的功率接收单元的操作示例的说明图。
[0025]图9是图示图4所示的功率接收单元的操作示例的另一时序波形图。
[0026]图10是图示根据比较示例的功率接收单元的操作示例的流程图。
[0027]图11是图示图10所示的功率接收单元的操作示例的时序波形图。
[0028]图12是图示根据第一实施例的修改的功率接收单元的配置示例的方块图。
[0029]图13是图示根据第一实施例的另一修改的功率接收单元的配置示例的方块图。
[0030]图14是图示根据第一实施例的另一修改的功率接收单元的配置示例的方块图。
[0031]图15是图示根据第一实施例的另一修改的功率接收单元的配置示例的方块图。
[0032]图16是图示图15所示的功率接收单元的操作示例的说明图。
[0033]图17是图示根据第一实施例的另一修改的功率接收单元的配置示例的方块图。
[0034]图18是图示根据第一实施例的另一修改的功率接收单元的配置示例的方块图。
[0035]图19是图示根据第二实施例的功率接收单元的配置示例的方块图。
[0036]图20是图示图19所示的功率馈送单元的操作示例的流程图。
[0037]图21是图示图20所示的功率接收单元的操作示例的时序波形图。
[0038]图22是图示根据第二实施例的修改的功率接收单元的操作示例的流程图。
【具体实施方式】
[0039]以下，将参考附图详细描述本公开的优选实施例。注意，将按照以下顺序给出描述。
[0040]1.第一实施例
[0041]2.第二实施例
[0042]〈1.第一实施例>
[0043](配置示例)
[0044]图1图示根据第一实施例的馈送系统的配置示例。馈送系统I是无线提供功率的馈送系统。注意，根据本公开各个实施例的功率接收单元、功率接收控制方法和电子装置通过本实施例体现，因此一起描述。
[0045]馈送系统I包括功率馈送单元10和电子装置90 (该示例中的电子装置90A和90B)。功率馈送单元10在该示例中是盘型功率馈送单元，并且当电子装置90置于功率馈送单元10的功率馈送表面SI上时，功率馈送单元10同时或以分时方式(顺序地)馈送功率给并入电子装置90的每个中的功率接收单元20 (稍后描述)，从而充电并入电子装置90的每个中的二次电池82 (稍后描述)。
[0046]稍后描述的功率馈送线圈14(未示出)设置在功率馈送单元10的功率馈送表面SI上(在与电子装置90接触的一侧)，并且稍后描述的功率接收线圈21 (未示出)设置在电子装置90的功率接收表面上(在与功率馈送单元10接触的一侧)。功率馈送单元10利用通过功率馈送线圈14和功率接收线圈21的磁耦合，传输功率给电子装置90。此时，电子装置90的每个中的功率接收单元20通过所谓的负载调制与功率馈送单元10通信，以便指示功率馈送单元10增加或减少馈送功率。相应地，允许用户充电二次电池82 (稍后描述)而不需要将AC (交流)适配器等直接连接到电子装置90，这使得可能增强用户的便利性。
[0047]在该示例中，馈送系统I对两个电子装置90A和90B进行功率馈送。顺带提及，在该示例中，电子装置90A是移动电话，并且电子装置90B是数字相机；然而，这不是限制性的。例如，可以使用各种便携式终端设备，如摄像机、智能电话、移动电池、个人计算机、膝上型计算机、平板手机(Phablet)、电子书阅读器、音频播放器、音频记录器、扬声器、耳机、头戴式显示器、配件、游戏机、可穿戴设备、眼镜型设备、腕带设备、和医疗仪器。功率馈送表面SI可以期望具有宽的表面，使得功率馈送单元10以此方式给多个电子装置90馈送功率。具体地，功率馈送单元10的功率馈送表面SI的面积可以期望大于电子装置90的每个的功率接收表面的面积。注意，这不是限制性的，并且例如，功率馈送表面SI的面积可以等于电子装置90的每个的功率接收表面的面积，或者可以小于电子装置90的每个的功率接收表面的面积。
[0048]在该示例中，尽管功率馈送单元10具有盘形，该形状不限于此，并且可替代地，例如功率馈送单元10可以具有梯形或嵌框形(mat shape)。此外，在该示例中，电子装置90置于功率馈送单元10的功率馈送表面SI上；然而，这不是限制性的。换句话说，通过磁耦合的功率馈送不仅允许通过接触进行，而且允许通过接近进行。因此，功率馈送单元10不限于具有平表面的情况，如功率馈送表面SI。具体地，例如，功率馈送单元10可以是立型功率馈送单元，如桌面保持器和支架。此外，功率馈送单元10可以是外壳型功率馈送单元，其将电子装置90容纳在其中，并且给电子装置90馈送功率，如家具、包、盒子和袋子。
[0049]此外，功率馈送单元10可以具有这样的配置，其中集成多个功率馈送单元或多种类型的功率馈送单元。此外，功率馈送单元10可以配置为并入其他电子装置或电器中，或者可以配置为嵌入墙、地板等中。此外，除了功率接收单元20，电子装置90可以配置为具有类似于功率馈送单元10的功能的功能，并且给其他功率接收单元馈送功率。
[0050]顺带提及，在该示例中，馈送系统I给两个电子装置90A和90B馈送功率；然而，电子装置的数量不限于此。可替代地，馈送系统I可以给一个或三个或更多电子装置90馈送功率。
[0051]图2图示功率馈送单元10的配置示例。功率馈送单元10包括功率信号生成部分11、阻抗匹配电路12、功率馈送线圈部分114、解调部分15和馈送控制部分16。
[0052]功率信号生成部分11基于来自馈送控制部分16的指令生成AC功率信号Spl。功率信号生成部分11通过插头和插座(所谓的输出口(outlet))提供有AC功率，并且从其他功率源单元提供有AC功率或DC功率，以便生成功率信号Spl。此时，允许功率信号生成部分11基于来自馈送控制部分16的指令改变功率信号Spl的频率fp。顺带提及，其他功率源单元的示例可以包括各种外部功率源单元以及使用电池等的内部功率源单元。此外，可以使用使用自然能源(可再用能源)的功率源单元，如太阳能和风能。
[0053]阻抗匹配电路12匹配功率馈送单元10的阻抗和电子装置90的功率接收单元
20(稍后描述)的阻抗。阻抗匹配电路12的第一端提供有功率信号Spl，并且其第二端连接到功率馈送线圈部分114。在馈送系统I中，阻抗匹配以这样的方式进行，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12，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12;然而，这不是限制性的。在不提供阻抗匹配电路12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12。
[0054]功率馈送线圈部分114对电子装置90的功率接收单元20进行功率馈送。功率馈送线圈部分114包括电容器13和功率馈送线圈14，并且电容器13和功率馈送线圈14配置LC谐振电路。功率馈送线圈部分114连接到阻抗匹配电路12的第二端，并且通过阻抗匹配电路12从功率信号生成部分11提供有功率信号Spl。此外，功率馈送线圈14基于功率信号SpI，根据安培定律生成电磁场。在馈送系统I中，功率馈送单元10通过电磁场对电子装置90的功率接收单元20进行功率馈送。
[0055]作为功率馈送线圈14,例如,可以使用通过缠绕导电盘条(wire rod)形成的线圈。在该情况下，作为盘条，例如，可以使用由多个捆绑的导电线形成的盘条。具体地，可以使用使用由捆绑的两个导电线形成的盘条的线圈(即，双线缠绕线圈)、或使用由捆绑的三个导电线形成的盘条的线圈(即，三线