[發明專利]無接點充電系統以及無接點充電方法

有效

• 申請號: 201280052721.6
• 申請日: 2012-10-11
• 公開（公告）號: CN103891098A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 金宣燮
• 申請（專利權）人: 金宣燮
• 主分類號: H02J7/04
• 分類號: H02J7/04;H02J17/00
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 程鋼

技術領域

本發明涉及一種電磁感應方式的無接點充電系統，更詳細而言，涉及一種適合用于便攜式設備的電磁感應方式的無接點充電系統以及適用于該系統的無接點充電方法。

背景技術

在操作手機等各種便攜式設備時需要用于供電的電池，該電池多用充電式電池。以往，充電電池適用了有線(接點)充電，最近多使用無接點(無線)充電。

無接點充電方式中，最普遍的是電磁感應方式，圖7是一般電磁感應方式的無接點充電方式的概念圖。如圖所示，無接點充電系統100包括發送部110及接受部120。所述發送部110包括通過交流電源111操作的發送電路112以及用于電磁感應的一次線圈113。所述發送部120包括在與發送部110的一次線圈113之間引起電磁感應的二次線圈121及充電電路122。將電池130連接于接受部120的充電電路122，并將二次線圈121位于接受交流電源的一次線圈113的規定位置，則通過電磁感應充電電池130。

WPC(無線充電聯盟(Wireless?Power?Consortium)對以手機為代表的便攜式設備通過電磁感應方式進行無接點充電提供了標準化。WPC的標準化內容為在通過電磁感應方式送電時使用規定寬帶的充電頻率(例如，110至205kHz)，并在數十厘米的距離內進行充電。

在適用于便攜式手機的無接點充電系統有使用與手機獨立的“充電蓋”的方式。在所述充電蓋設置有包括二次線圈和充電電路的接受部。在將手機的電池利用連接器或電纜電連接于所述充電蓋的狀態下，將所述充電蓋放在發送部(充電墊)上進行充電。但是，使用如所述的充電蓋時，為了進行無接點充電，需要購買充電蓋，非常不方便。

后來代替所述充電蓋，開發了在手機的電池蓋(為了替換電池而打開或關閉手機后面的由塑料合成樹脂注塑而成的后蓋)設置接收部(二次線圈與充電電路，有時充電電路設置在手機主體上)，從而，無需另外購買所述充電蓋，可用手機本身進行無接點充電的產品。

圖8是適用于手機的現有無接點充電系統的概略截面圖。圖8的無接點充電系統200包括發送部即充電墊210以及接受部即手機的電池蓋220。

所述充電墊210(發送部)在由塑料合成樹脂等而制成的外殼211內部安裝有發送部。充電墊210的具體構造為，在外殼211的底面層疊電路基板212，在其上層疊鐵氧體213，然后，在鐵氧體213上面層疊環形一次線圈214之后，在一次線圈214的中央安裝永久磁鐵215。所述電池蓋220(接受部)，在塑料注塑物221內埋設鐵氧體222和二次線圈223，此時，在上側的與電池230之間層疊鐵氧體222，在鐵氧體222的底面層疊二次線圈223。

通過電磁感應進行無接點充電時，當二次線圈位于一次線圈的規定位置時(一次線圈中心點和二次線圈中心點上下一致時)充電效率達到最高。此時，二次線圈從一次線圈的定位置離得越遠，因磁場傳遞損失而充電效率降低，在補償被降低的充電效率的過程中發熱。二次線圈脫離一次線圈的定位置超過預定距離(例如20mm)時，形成在一次線圈的電磁場不能充分傳到二次線圈而充電被中斷。

WPC(無線充電聯盟(Wireless?Power?Consortium)，作為提高無接點充電的充電效率的對策，提出了幾個標準。

標準1.“磁鐵型無接點充電系統”，該系統在一次線圈和二次線圈的中央(或僅在一次線圈的中央)設置永久磁鐵，通過磁力將線圈引導至定位置。

標準2.“線圈移動型無接點充電系統”，該系統在發送部(一次線圈)上面放置接受部(二次線圈)，檢測二次線圈的位置，利用步進馬達將一次線圈移動到二次線圈的位置，從而使二次線圈位于一次線圈的定位置。

標準3.“多線圈型無接點充電系統”，該系統在發送部設置多個一次線圈，在其上放置二次線圈，然后向最接近二次線圈的一次線圈施加電流，從而提高一次線圈和二次線圈之間的感應電動勢。

“線圈移動型無接點充電系統”、“多個線圈型無接點充電系統”相較于“磁鐵型無接點充電系統”存在因零件數增加而產品價格上升的問題。尤其，“線圈移動型無接點充電系統”，為了減低步進馬達所受負荷，需限制一次線圈的重量。“多個線圈型無接點充電系統”，由于一次線圈的陣列構造，發送部的大小過于變大，因此需限制一次線圈的大小。

基于這種背景，“線圈移動型無接點充電系統”、“多個線圈型無接點充電系統”相較于“磁鐵型無接點充電系統”充電效率低10％，實際上更多使用“磁鐵型無接點充電系統”。