專利名稱：非接觸式充電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及一種非接觸式充電系統(tǒng)，并且尤其涉及一種如下的非接觸式充電系統(tǒng)，其檢測(cè)置于非接觸式充電器平臺(tái)上的便攜式終端、電池組或者外部物體，并且通過該檢測(cè)高效地監(jiān)視和控制其充電狀態(tài)，從而防止置于平臺(tái)上的外部物體被感應(yīng)加熱，以及引起在對(duì)所述便攜式終端或者電池組進(jìn)行充電期間產(chǎn)生負(fù)離子，從而殺滅終端上的細(xì)菌并且保持附近周圍的空氣清新。
背景技術(shù)：
通常的，隨著通信和信息處理技術(shù)的發(fā)展，攜帶方便的便攜式設(shè)備例如手機(jī)等得到越來越廣泛的使用。隨著技術(shù)發(fā)展，效率得到改進(jìn)的新型終端正在不斷得到普及。
為了對(duì)這樣的便攜式設(shè)備充電，使用了接觸式充電方法，或者為了解決所述接觸式充電方法中接觸終端暴露在外導(dǎo)致的問題而采用使用沒有電接觸的電磁耦合的非接觸式充電方法來給電池充電。
對(duì)應(yīng)于所述非接觸式充電器的相關(guān)技術(shù)，提出了使用磁性主芯通過電池組和充電設(shè)備之間的無線通信進(jìn)行充電的方法，例如先前提交的未審查的名稱為“Contactless Type Charging Device Of Storage Battery For MobileDevice Using Induction Coupling”(“使用感應(yīng)耦合的移動(dòng)設(shè)備蓄電池非接觸式充電設(shè)備”)的韓國(guó)專利No.2002-0035242，以及為了解決使用變壓器的磁性主芯的問題而在印刷電路基底上形成線路的方法，例如先前提交的未審查的名稱為“Coreless Ultra Thin Type Printed Circuit SubstrateTransformer And Non-contact Battery Charger Using Printed CircuitSubstrate Transformer”(“無芯超薄型印刷電路基底變壓器和使用印刷電路基底變壓器的非接觸式電池充電器”)的韓國(guó)專利No.2002-0057469。
本發(fā)明提出了構(gòu)建無線充電平臺(tái)以執(zhí)行非接觸充電功能的技術(shù)，配置為將便攜式設(shè)備的電池組置于無線充電平臺(tái)上以執(zhí)行非接觸充電功能，并且允許通過“Wireless Charging Pad And Battery Pack Employing RadioFrequency Identification Technology”(“采用射頻標(biāo)識(shí)技術(shù)的無線充電平臺(tái)和電池組”，先前提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)No.2004-48286)進(jìn)行非接觸充電。
然而，在檢測(cè)置于非接觸充電平臺(tái)上的便攜式設(shè)備或者電池組時(shí)，傳統(tǒng)技術(shù)依賴于通過讀取器天線向外發(fā)送射頻(RF)載波信號(hào)，然后檢測(cè)是否存在返回信號(hào)，因此存在檢測(cè)電池組和通過檢測(cè)對(duì)充電狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視和控制受到限制的問題。
而且，當(dāng)放置電池組或者便攜式設(shè)備之外的其他物體例如硬幣、金屬筆、剪刀等等(此后稱為外部物體)在非接觸式充電平臺(tái)上時(shí)，也會(huì)持續(xù)進(jìn)行功率發(fā)射，從而存在放置在非接觸充電平臺(tái)上的外部物體被感應(yīng)加熱的問題。
而且，非接觸式充電平臺(tái)僅具有對(duì)終端或者電池組充電的功能，從而存在有效性降低的問題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明著眼于現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，并且本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是提供一種非接觸式充電系統(tǒng)，其根據(jù)類型檢測(cè)置于非接觸式充電器平臺(tái)上的便攜式終端、電池組或者外部物體，并且通過檢測(cè)監(jiān)視和控制其充電狀態(tài)，從而防止置于平臺(tái)上的所述外部物體被加熱溫度升高。
本發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)是提供一種非接觸式充電系統(tǒng)，其中為非接觸充電平臺(tái)提供了對(duì)終端進(jìn)行滅菌的功能，并且使得從所述非接觸充電平臺(tái)產(chǎn)生負(fù)離子，從而使得終端使用衛(wèi)生并且保持周圍空氣清新。
本發(fā)明的又一個(gè)目標(biāo)是提供一種非接觸式充電系統(tǒng)，其中非接觸充電平臺(tái)中包含的主芯單元設(shè)置為使得其中央部分可以從中穿過的形式，從而簡(jiǎn)化其結(jié)構(gòu)，可以在預(yù)定位置進(jìn)行充電并且可以提高其使用有效性。
為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明提供了一種非接觸式充電系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有通過由接收電源的非接觸式充電器(A)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)充電的電池組(B)，其中所述非接觸式充電器(A)包括連接到電源輸入端的電磁波濾波器(100)用于阻斷交流(AC)電源導(dǎo)致的電磁波；主整流電路(110)用于將其電磁波的已經(jīng)被阻斷的AC電源整流為直流(DC)電源；回掃轉(zhuǎn)換器(110’)用于在內(nèi)置晶體管開啟時(shí)存儲(chǔ)從主整流電路(110)傳輸?shù)碾娫矗⑶以谒鰞?nèi)置晶體管關(guān)斷時(shí)提供輸入電壓給門驅(qū)動(dòng)器(160)、中央處理單元(180)以及離子產(chǎn)生單元(182)，并且提供驅(qū)動(dòng)電壓給串聯(lián)共振型轉(zhuǎn)換器(120)；置于回掃轉(zhuǎn)換器(110’)和串聯(lián)共振型轉(zhuǎn)換器(120)之間的電流檢測(cè)單元(170)用于檢測(cè)由于電池組(B)接近(approach)時(shí)導(dǎo)致的電流變化，并且根據(jù)電流變化輸出比較電流；中央處理單元(180)用于通過使用從電流檢測(cè)單元(170)輸入的比較電流而檢測(cè)電池組(B)的接近，根據(jù)電池組(B)是否接近以及溫度保護(hù)電路單元(183)的電流控制門驅(qū)動(dòng)器(160)，在發(fā)生異常操作或者放置在非接觸式充電平臺(tái)上的外部物體的溫度超過預(yù)定溫度時(shí)而停止門驅(qū)動(dòng)器(160)的切換；門驅(qū)動(dòng)器(160)用于在中央處理單元(180)的控制下輸出門信號(hào)；串聯(lián)共振型轉(zhuǎn)換器(120)用于響應(yīng)于從門驅(qū)動(dòng)器(160)輸入的門信號(hào)而調(diào)整提供給主芯單元(130)的電壓和電流的波形；以及主芯單元(130)，由串聯(lián)共振型轉(zhuǎn)換器(120)進(jìn)行切換以產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。
門驅(qū)動(dòng)器(160)允許在串聯(lián)共振型轉(zhuǎn)換器(120)中提供的兩個(gè)切換設(shè)備根據(jù)中央處理單元(180)控制下的門信號(hào)輸出而交替開啟，從而通過對(duì)耦合到各切換設(shè)備的并聯(lián)電容進(jìn)行充電和放電而調(diào)整輸入電壓和電流的波形。
電流檢測(cè)單元(170)連接到與回掃轉(zhuǎn)換器(110’)的輸出端和串聯(lián)共振型轉(zhuǎn)換器(120)的輸入端連接的電阻的兩端，所述電流檢測(cè)單元(170)包括差分放大器(171)，從電阻兩端輸出的信號(hào)輸入到所述差分放大器(171)；以及比較器/低頻濾波器(172)，耦合到差分放大器(171)的輸出端并且通過將差分放大器(171)的輸出電壓與預(yù)定參考電壓比較而檢測(cè)電流變化，根據(jù)電流變化而濾除比較電流，并且輸出比較電流。
中央處理單元(180)配置為處理從煙霧(dust and odor)傳感器(181)反饋的信息并且切換離子產(chǎn)生單元(182)的操作模式。
主芯單元(130)配置為使得線圈(P線圈1和P線圈2)纏繞在其內(nèi)形成了中央開口(132)的板芯構(gòu)件(131)的周圍。
板芯構(gòu)件(131)具有多邊形、圓形或者橢圓形狀，其上依附有若干無定型金屬或者鐵氧材料片。
線圈(P線圈1和P線圈2)并聯(lián)或者串聯(lián)的纏繞在板芯構(gòu)件(131)周圍。
電池組(B)包括第二芯單元(210)，配置為通過主芯單元(130)感應(yīng)電源；耦合到第二芯單元(210)的線圈(S線圈1)的第二整流電路單元(200)用于整流感應(yīng)電源；充電控制單元(230)，包括充電調(diào)整電路(230a)用于為通過第二整流電路(200)整流的電源提供電池容量度量(230b)并且響應(yīng)于第二整流電路200的輸出而提供電壓給射頻標(biāo)識(shí)(RFID)控制單元，以及電池容量度量(210b)用于通過保護(hù)電路(240)將從充電調(diào)整電路(230a)提供的電源提供給電池BAT，并且產(chǎn)生充電狀態(tài)信息以及在監(jiān)視電池BAT的充電狀態(tài)時(shí)周期性記錄所述信息；以及在充電控制單元(230)和電池(BAT)之間耦合的保護(hù)電路單元(240)用于依賴于電池(BAT)的充電狀態(tài)而控制是否執(zhí)行充電或者放電。
在電池組(B)的第二芯單元(210)和電池盒(250)之間插入膜狀的屏蔽板(260)，并且保護(hù)電路單元(240)被屏蔽構(gòu)件(241)包圍。
充電控制單元(230)通過集成電路形成，所述集成電路優(yōu)化為執(zhí)行使用通過第二整流電路(200)整流的電源對(duì)電池(BAT)進(jìn)行充電和放電控制的充電控制功能，和在監(jiān)視電池(B)充電狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生充電狀態(tài)信息并且周期性記錄所產(chǎn)生信息的電池容量度量功能。
外部物體檢測(cè)單元(220)在包含第二芯單元(210)的電池組(B)置于無線充電器(A)上的同時(shí)檢測(cè)瞬時(shí)電源并且允許通過在一定時(shí)間周期內(nèi)將開關(guān)(Q3)保持在關(guān)閉狀態(tài)而保持無負(fù)載狀態(tài)，以及允許在無負(fù)載狀態(tài)保持一定時(shí)間周期后通過將開關(guān)(Q3)保持在開啟狀態(tài)而將無負(fù)載狀態(tài)切換到負(fù)載狀態(tài)，從而通過負(fù)載調(diào)制通知主線圈包含第二芯單元(210)的電池組(B)已經(jīng)置于非接觸充電器(A)上，并且同時(shí)提供電源給充電控制單元(230)。
根據(jù)本發(fā)明，添加了用于檢測(cè)置于非接觸充電器平臺(tái)上的便攜式終端、電池組或者外部物體，并且通過被添加的檢測(cè)而有效監(jiān)視和控制其充電狀態(tài)的組件，從而整個(gè)電路的有效性得到改進(jìn)，并且可以防止外部物體通過感應(yīng)加熱而被加熱。
而且，為非接觸式充電平臺(tái)提供了對(duì)終端滅菌的功能并且產(chǎn)生負(fù)離子，從而終端可以衛(wèi)生使用并且附近周圍的空氣可以保持清新。
而且，在非接觸充電平臺(tái)中包含的主芯單元設(shè)置為使得其中央部分可以從中穿過的形式，從而簡(jiǎn)化其結(jié)構(gòu)，可以在預(yù)定位置進(jìn)行充電并且可以提高其使用有效性。


圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明的非接觸式充電系統(tǒng)的構(gòu)造的結(jié)構(gòu)圖；
圖2和圖3是顯示根據(jù)本發(fā)明的非接觸式充電系統(tǒng)中設(shè)置的主芯單元的透視圖；圖4、圖5和圖6為顯示根據(jù)本發(fā)明的非接觸式充電系統(tǒng)中設(shè)置的主芯單元的使用的透視圖；圖7為顯示依賴于根據(jù)本發(fā)明的非接觸式充電系統(tǒng)中設(shè)置的串聯(lián)共振型轉(zhuǎn)換器中各個(gè)操作模式的磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)方向的圖示；圖8為顯示根據(jù)本發(fā)明的非接觸式充電系統(tǒng)中設(shè)置的電池組的構(gòu)造的透視圖；圖9為顯示當(dāng)其中包含第二芯單元的電池組放置于根據(jù)本發(fā)明的非接觸式充電系統(tǒng)上時(shí)執(zhí)行的算法的圖示；圖10為顯示當(dāng)金屬制成的外部物體放置于根據(jù)本發(fā)明的非接觸式充電系統(tǒng)上時(shí)執(zhí)行的算法的圖示；以及圖11為顯示根據(jù)本發(fā)明的非接觸式充電系統(tǒng)的算法和狀態(tài)的圖示。
具體實(shí)施例方式
下面參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。
當(dāng)公知功能或者與本發(fā)明描述相關(guān)的構(gòu)造的細(xì)節(jié)被認(rèn)為可能不必要的模糊本發(fā)明實(shí)質(zhì)時(shí)，這些細(xì)節(jié)將被略去。
圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明的非接觸式充電系統(tǒng)的構(gòu)造的結(jié)構(gòu)圖。
根據(jù)本發(fā)明的非接觸式充電系統(tǒng)包括電池組B，該電池組B通過由接收電源的非接觸式充電器(A)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)進(jìn)行充電。
圖1所示的非接觸式充電器A，使用連接到無線充電平臺(tái)的電源輸入端的電磁波濾波器100阻斷由交流(AC)電源(110/220V)輸入而導(dǎo)致的電磁波，并且主整流電路110將已經(jīng)阻斷電磁波的AC電源整流為DC電源。回掃轉(zhuǎn)換器110’包含晶體管，在內(nèi)置晶體管被開啟時(shí)存儲(chǔ)從主整流電路110傳輸?shù)碾娫础Ｏ喾吹?，回掃轉(zhuǎn)換器110’在所述內(nèi)置晶體管關(guān)斷時(shí)同時(shí)提供輸入電壓給門驅(qū)動(dòng)器160、中央處理單元180以及離子產(chǎn)生單元182，并且提供驅(qū)動(dòng)電壓給串聯(lián)共振型轉(zhuǎn)換器120。
電流檢測(cè)單元170置于回掃轉(zhuǎn)換器110’和串聯(lián)共振型轉(zhuǎn)換器120之間，檢測(cè)由于電池組(B)接近導(dǎo)致的電流變化，并且根據(jù)電流變化輸出比較電流。
為了此目的，電流檢測(cè)單元170連接到與回掃轉(zhuǎn)換器110’的輸出端和串聯(lián)共振型轉(zhuǎn)換器120的輸入端的電阻的兩端，具有差分放大器171，從電阻兩端輸出的信號(hào)輸入到所述差分放大器171；以及耦合到差分放大器171的輸出端的比較器/低頻濾波器172。電流檢測(cè)單元170通過將差分放大器171的輸出電壓與預(yù)定參考電壓比較而檢測(cè)電流變化，根據(jù)電流變化量而濾除比較電流，并且輸出結(jié)果。
中央處理單元180通過從電流檢測(cè)單元170輸入的比較電流而檢測(cè)電池組B的接近，不但根據(jù)電池組B是否接近還根據(jù)溫度保護(hù)電路單元183的電流而控制門驅(qū)動(dòng)160從而在發(fā)生異常操作或者放置在非接觸式充電平臺(tái)上的外部物體的溫度超過預(yù)定溫度時(shí)停止切換門驅(qū)動(dòng)160。而且，中央處理單元180執(zhí)行從煙霧(dust and odor)傳感器181回饋信息的確定并且切換離子產(chǎn)生單元182的操作模式。
門驅(qū)動(dòng)器160在中央處理單元180的控制下輸出門信號(hào)，串聯(lián)共振型轉(zhuǎn)換器120響應(yīng)于從門驅(qū)動(dòng)器160輸入的門信號(hào)而調(diào)整提供給主芯單元130的電壓和電流的波形。
為了此目的，門驅(qū)動(dòng)器160允許在串聯(lián)共振型轉(zhuǎn)換器120中提供的兩個(gè)切換設(shè)備響應(yīng)于在中央處理單元180控制下輸出的門信號(hào)而交替開啟，并且允許通過對(duì)耦合到各個(gè)切換設(shè)備的并聯(lián)電容進(jìn)行充電和放電而調(diào)整輸入電壓和電流的波形。
串聯(lián)共振型轉(zhuǎn)換器120配置為通過門信號(hào)調(diào)整提供給主芯單元130的電壓和電流的波形。主芯單元130配置為通過串聯(lián)共振型轉(zhuǎn)換器120切換，從而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。
圖2和圖3是顯示根據(jù)本發(fā)明的非接觸式充電系統(tǒng)中設(shè)置的主芯單元的透視圖，并且圖4、圖5和圖6為顯示根據(jù)本發(fā)明的非接觸式充電系統(tǒng)中設(shè)置的主芯單元的使用的透視圖。
如圖所示，主芯單元130配置為使得線圈P線圈1和P線圈2纏繞在板芯構(gòu)件131的周圍，板芯構(gòu)件131中形成了中央開口132，并且配置為依附具有高導(dǎo)磁率(＞80,000)和完整特性的無定型金屬或者鐵氧材料片，例如鈷(Co)、鐵(Fe)、鎳(Ni)、硼(B)或者硅(Si)。盡管板芯構(gòu)件131具有多邊形形狀，但除了多邊形形狀之外，它也可以形成為圓形或者橢圓形狀。中央開口132配置為提供能夠減少材料使用量和最大化熱輻射面積的功能。
線圈P線圈1和P線圈2配置為串聯(lián)或者并聯(lián)的纏繞在板芯構(gòu)件131周圍，并且優(yōu)選的使用單線、雙線、絞合線或者銅箔。P線圈1和P線圈2的開始點(diǎn)通過在相同方向纏繞線圈而形成，P線圈1和P線圈2的終止點(diǎn)配置為分別與Lr和Lr’匹配，并且使用兩個(gè)串聯(lián)共振型轉(zhuǎn)換器進(jìn)行切換。
在此情況下，受到驅(qū)動(dòng)的切換調(diào)整信號(hào)Q1的相位和信號(hào)Q2的相位，由此引起LC共振，從而在第二線圈中存儲(chǔ)能量。
而且，P線圈1和P線圈2的切換圖形被交替產(chǎn)生，從而圖7所示的磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)360°，并且可以存儲(chǔ)感應(yīng)能量而不管在單個(gè)方向上纏繞的第二線圈的位置。
同時(shí)，當(dāng)具有如圖4和圖5所示構(gòu)造的主芯單元130置于電路134的一側(cè)或者兩側(cè)上并且使用時(shí)，可以同時(shí)對(duì)多個(gè)便攜式終端或者電池組進(jìn)行充電，從而可以提高效率。
而且，如圖6所示，主芯單元130和130’可以串聯(lián)或者并聯(lián)的置于電路134的一側(cè)上。
在電池組B中，如圖1所示，在從主芯產(chǎn)生的電源通過第二芯單元120的線圈S線圈1傳遞到共振電容Cs時(shí)引起共振，并且通過共振產(chǎn)生的正弦AC通過第二整流電路200整流為直流(DC)。
通過第二整流電路200整流后的電源被提供給外部物體檢測(cè)單元220，并且所提供的電源響應(yīng)于外部物體檢測(cè)單元220的輸出而被提供給充電調(diào)整電路230a。
在此情況下，外部物體檢測(cè)單元220在包含第二芯單元210也就是第二模塊的電池組B放置于非接觸式充電器A上的同時(shí)檢測(cè)電源，并且通過在預(yù)定時(shí)間內(nèi)(數(shù)十毫秒)保持開關(guān)Q3為關(guān)斷狀態(tài)而保持無負(fù)載狀態(tài)(電流檢測(cè)單元的電流低于無負(fù)載參考值)。當(dāng)無負(fù)載狀態(tài)經(jīng)過了預(yù)定時(shí)間周期后，外部物體檢測(cè)單元220通過將開關(guān)Q3保持在開啟狀態(tài)而被切換到負(fù)載狀態(tài)(電流檢測(cè)單元的電流高于無負(fù)載參考值)，并且通過負(fù)載調(diào)制通知主線圈包含第二芯單元210的電池組B已經(jīng)放置于非接觸充電器A上，并且同時(shí)提供電源給充電控制單元230。
接著，當(dāng)充電完成時(shí)，電流檢測(cè)單元170的電流變得低于無負(fù)載狀態(tài)的參考值，并且同時(shí)第二芯單元210再次進(jìn)入無負(fù)載狀態(tài)，從而通過發(fā)光二極管(LED)或者液晶顯示器(LCD)表明滿充電狀態(tài)。
充電控制單元230包括充電調(diào)整電路230a和電池容量度量230b，并且執(zhí)行充電調(diào)整和電池容量度量功能。充電調(diào)整電路230a將第二整流電路200整流后的電源提供給電池容量度量230b，并且響應(yīng)于第二整流電路200的輸出而提供電壓給RFID控制單元(未顯示)。電池容量度量230b通過保護(hù)電路240將從充電調(diào)整電路230a提供的電源提供給電池BAT，產(chǎn)生充電狀態(tài)信息并且在監(jiān)視電池BAT的充電狀態(tài)的同時(shí)在RFID控制單元(未顯示)中周期性記錄所述信息。保護(hù)單元耦合在充電控制單元230和電池BAT之間，并且根據(jù)電池BAT是充電還是放電而調(diào)整電池BAT的充電和放電。
在RFID控制單元(未顯示)中，電池BAT的RFID信息被存儲(chǔ)，并且同時(shí)周期性記錄充電狀態(tài)信息。當(dāng)接收RF載波時(shí)，RFID控制單元響應(yīng)于所接收的RF載波而產(chǎn)生包含所存儲(chǔ)的RFID和電池BAT的充電狀態(tài)信息的RFID數(shù)據(jù)，對(duì)所述RFID數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制，并且通過標(biāo)簽天線無線發(fā)送調(diào)制后的RFID數(shù)據(jù)。電池BAT根據(jù)保護(hù)電路單元240的調(diào)整而進(jìn)行充電。
充電控制單元230通過集成電路形成，所述集成電路優(yōu)化為執(zhí)行通過使用第二整流電路200整流的電源對(duì)電池BAT進(jìn)行充電和放電控制的充電控制功能，以及在監(jiān)視電池B充電狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生充電狀態(tài)信息并且周期性記錄所產(chǎn)生信息的電池容量度量功能。
圖8為顯示根據(jù)本發(fā)明的非接觸式充電系統(tǒng)中設(shè)置的電池組的構(gòu)造的透視圖。如圖8所示，電池組B配置為使得在第二芯單元210和電池盒250之間插入膜狀的屏蔽板260，從而防止電池BAT的溫度由于電磁場(chǎng)感應(yīng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)而上升，從而提高電池組B的穩(wěn)定性，并且還配置為通過減小感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)導(dǎo)致的電磁場(chǎng)的干擾而產(chǎn)生足夠的電動(dòng)勢(shì)，從而提高充電速度。
而且，當(dāng)在保護(hù)電路單元240周圍設(shè)置能夠阻斷電磁場(chǎng)的屏蔽構(gòu)件241時(shí)，可以防止影響保護(hù)電路單元240內(nèi)設(shè)置的不同構(gòu)件。屏蔽構(gòu)件241形成為盒狀以包圍保護(hù)電路單元240。優(yōu)選的通過塑模形成整個(gè)保護(hù)電路單元240。
下面參考圖9至圖11描述使用無線充電平臺(tái)對(duì)電池組B充電的程序示例。
圖9為顯示當(dāng)其中包含第二芯單元的電池組放置于根據(jù)本發(fā)明的非接觸式充電系統(tǒng)上時(shí)執(zhí)行的算法的圖示。圖10為顯示當(dāng)金屬制成的外部物體放置于根據(jù)本發(fā)明的非接觸式充電系統(tǒng)上時(shí)執(zhí)行的算法的圖示。圖11為顯示根據(jù)本發(fā)明的非接觸式充電系統(tǒng)的算法和狀態(tài)的圖示。
首先，外部檢測(cè)單元220在電池組B置于無線充電平臺(tái)上的同時(shí)檢測(cè)瞬間電源，并且允許通過在一定時(shí)間周期內(nèi)將開關(guān)(Q3)保持在關(guān)閉狀態(tài)而保持無負(fù)載狀態(tài)。
此后，外部檢測(cè)單元220在該時(shí)間周期內(nèi)保持電流檢測(cè)單元170的電流變得低于無負(fù)載參考值的狀態(tài)，然后允許通過將開關(guān)Q3保持在開啟狀態(tài)而將無負(fù)載狀態(tài)切換到負(fù)載狀態(tài)。此時(shí)，電流檢測(cè)單元170的電流變得高于無負(fù)載參考值，從而外部物體檢測(cè)單元220通過負(fù)載調(diào)制通知主線圈表明包含第二芯單元210的電池組B已經(jīng)置于非接觸充電器A上，并且同時(shí)提供電源給充電控制單元230。
此后，當(dāng)充電完成時(shí)，電流檢測(cè)單元170的電流變得小于無負(fù)載狀態(tài)參考值，并且同時(shí)第二芯單元210進(jìn)入無負(fù)載狀態(tài)，從而通過LED或者LCD表明滿充電狀態(tài)。
同時(shí)，提供電源給充電控制單元230，并且離子產(chǎn)生單元182的操作模式通過允許中央處理單元180確定從煙霧傳感器181反饋的信息而切換，從而通過離子產(chǎn)生單元182產(chǎn)生的多個(gè)離子散播到無線充電平臺(tái)周圍的區(qū)域。因此，可以殺死電池組上的細(xì)菌并且同時(shí)可以凈化無線充電平臺(tái)周圍的空氣。
同時(shí)，開關(guān)Q3在一定時(shí)間周期內(nèi)保持關(guān)斷狀態(tài)，并且通過在電池組B放置于無線充電平臺(tái)上的同時(shí)檢測(cè)瞬間電源而保持無負(fù)載狀態(tài)，并且提供低于參考值的電流并且然后通過中央處理單元180阻斷，電流檢測(cè)單元170和溫度保護(hù)電路單元183的電流提供給中央處理單元180，從而可以防止過熱損壞。
上述本發(fā)明可以根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員的需要而進(jìn)行各種修改，然而這些修改都在本發(fā)明范圍內(nèi)而不背離本發(fā)明的基本概念。
權(quán)利要求
1.一種非接觸式充電系統(tǒng)，具有通過由接收電源的非接觸式充電器(A)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)充電的電池組(B)，其中所述非接觸式充電器(A)包括連接到電源輸入端的電磁波濾波器(100)，用于阻斷交流電源導(dǎo)致的電磁波；主整流電路(110)，用于將電磁波已經(jīng)被阻斷的交流電源整流為直流電源；回掃轉(zhuǎn)換器(110’)，用于在內(nèi)置晶體管開啟時(shí)存儲(chǔ)從主整流電路(110)傳輸?shù)碾娫矗⑶以谒鰞?nèi)置晶體管關(guān)斷時(shí)提供輸入電壓給門驅(qū)動(dòng)器(160)、中央處理單元(180)以及離子產(chǎn)生單元(182)，并且提供驅(qū)動(dòng)電壓給串聯(lián)共振型轉(zhuǎn)換器(120)；置于回掃轉(zhuǎn)換器(110’)和串聯(lián)共振型轉(zhuǎn)換器(120)之間的電流檢測(cè)單元(170)，用于檢測(cè)由于電池組(B)接近導(dǎo)致的電流變化，并且根據(jù)電流變化輸出比較電流；中央處理單元(180)，用于通過使用從電流檢測(cè)單元(170)輸入的比較電流而檢測(cè)電池組(B)的接近，根據(jù)電池組(B)是否接近，以及溫度保護(hù)電路單元(183)的電流控制門驅(qū)動(dòng)器(160)，而在發(fā)生異常操作或者放置在非接觸式充電平臺(tái)上的外部物體的溫度超過預(yù)定溫度時(shí)而停止切換門驅(qū)動(dòng)器(160)；門驅(qū)動(dòng)器(160)，用于在中央處理單元(180)的控制下輸出門信號(hào)；串聯(lián)共振型轉(zhuǎn)換器(120)，用于響應(yīng)于從門驅(qū)動(dòng)器(160)輸入的門信號(hào)而調(diào)整提供給主芯單元(130)的電壓和電流的波形；以及主芯單元(130)，由串聯(lián)共振型轉(zhuǎn)換器(120)切換以產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸式充電系統(tǒng)，其中所述門驅(qū)動(dòng)器(160)允許在串聯(lián)共振型轉(zhuǎn)換器(120)中提供的兩個(gè)切換設(shè)備響應(yīng)于在中央處理單元(180)控制下的門信號(hào)輸出而交替開啟，從而通過耦合到各個(gè)切換設(shè)備的充電和放電并聯(lián)電容而調(diào)整輸入電壓和電流的波形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸式充電系統(tǒng)，其中所述電流檢測(cè)單元(170)連接到與回掃轉(zhuǎn)換器(110’)的輸出端和串聯(lián)共振型轉(zhuǎn)換器(120)的輸入端連接的電阻的兩端，所述電流檢測(cè)單元(170)包括差分放大器(171)，從電阻兩端輸出的信號(hào)輸入到該差分放大器(171)；以及比較器/低頻濾波器(172)，耦合到差分放大器(171)的輸出端并且通過將差分放大器(171)的輸出電壓與預(yù)定參考電壓比較而檢測(cè)電流變化，根據(jù)電流變化而濾除比較電流，并且輸出比較電流。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸式充電系統(tǒng)，其中所述中央處理單元(180)配置為處理從煙霧傳感器(181)反饋的信息并且切換離子產(chǎn)生單元(182)的操作模式。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸式充電系統(tǒng)，其中所述主芯單元(130)配置為使得線圈(P線圈1和P線圈2)纏繞在其內(nèi)形成了中央開口(132)的板芯構(gòu)件(131)的周圍。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的非接觸式充電系統(tǒng)，其中所述板芯構(gòu)件(131)具有多邊形、圓形或者橢圓形狀，并且配置為依附有無定型金屬或者鐵氧材料片。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的非接觸式充電系統(tǒng)，其中所述線圈(P線圈1和P線圈2)并聯(lián)或者串聯(lián)地纏繞在板芯構(gòu)件(131)周圍。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸式充電系統(tǒng)，其中所述電池組(B)包括第二芯單元(210)，配置為通過主芯單元(130)感應(yīng)電源；耦合到第二芯單元(210)的線圈(S線圈1)的第二整流電路單元(200)，用于整流感應(yīng)電源；充電控制單元(230)，包括充電調(diào)整電路(230a)，用于為通過第二整流電路(200)整流的電源提供電池容量度量(230b)并且響應(yīng)于第二整流電路(200)的輸出而提供電壓給射頻標(biāo)識(shí)控制單元；以及電池容量度量(210b)，用于通過保護(hù)電路(240)將從充電調(diào)整電路(230a)提供的電源提供給電池(BAT)，并且在監(jiān)視電池(BAT)的充電狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生充電狀態(tài)信息以及周期性記錄所述信息；以及在充電控制單元(230)和電池(BAT)之間耦合的保護(hù)電路單元(240)，用于根據(jù)電池(BAT)的充電狀態(tài)而控制是執(zhí)行充電還是放電。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的非接觸式充電系統(tǒng)，其中在電池組(B)的第二芯單元(210)和電池盒(250)之間插入膜狀的屏蔽板(260)，并且保護(hù)電路單元(240)被屏蔽構(gòu)件(241)包圍。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的非接觸式充電系統(tǒng)，其中所述充電控制單元(230)通過集成電路形成，所述集成電路優(yōu)化為執(zhí)行通過使用第二整流電路(200)整流的電源對(duì)電池(BAT)進(jìn)行充電和放電控制的充電控制功能，以及在監(jiān)視電池(B)充電狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生充電狀態(tài)信息并且周期性記錄所產(chǎn)生信息的電池容量度量功能。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的非接觸式充電系統(tǒng)，外部物體檢測(cè)單元(220)在包含第二芯單元(210)的電池組(B)置于無線充電器(A)上的同時(shí)檢測(cè)瞬間電源并且允許通過在一定時(shí)間周期內(nèi)將開關(guān)(Q3)保持在關(guān)閉狀態(tài)而保持無負(fù)載狀態(tài)，以及允許通過在無負(fù)載狀態(tài)保持該時(shí)間周期后將開關(guān)(Q3)保持在開啟狀態(tài)而將無負(fù)載狀態(tài)切換到負(fù)載狀態(tài)，從而通過負(fù)載調(diào)制通知主線圈包含第二芯單元(210)的電池組(B)已經(jīng)置于非接觸充電器(A)上，并且同時(shí)提供電源給充電控制單元(230)。
全文摘要
公開了一種非接觸式充電系統(tǒng)。所述非接觸式充電系統(tǒng)檢測(cè)置于非接觸式充電器平臺(tái)上的便攜式終端、電池組或者外部物體，并且通過檢測(cè)有效監(jiān)視和控制充電狀態(tài)，從而防止置于平臺(tái)上的外部物體被感應(yīng)加熱，并且進(jìn)一步在對(duì)所述便攜式終端或者電池組進(jìn)行充電期間產(chǎn)生負(fù)離子，從而殺滅終端上的細(xì)菌并且保持附近空氣清新。
文檔編號(hào)H02J17/00GK1826715SQ200580000668
公開日2006年8月30日 申請(qǐng)日期2005年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月21日
發(fā)明者趙基英 申請(qǐng)人:翰林 Postech 株式會(huì)社