[发明专利]控制功率传送系统的方法及功率传送系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种对用于从供电设备向便携式设备传送电功率的 功率传送系统进行控制的方法，并涉及功率传送系统。

背景技术

便携式设备，特别是电子设备，如移动电话或小型手持计算机、 任何移动和无线设备，包括用作电源的二次电池(secondary power cell)，这些电池通常以可再充电电池(可再充电电池组(battery))的 形式来提供，为用户节省了成本并省却了需要定期购买新(不可再充 电)电池的不便。可再充电电池由于经济和环境方面的因素而成为优 先选择。

可再充电电池的充电操作可以通过使用从公共电网(电力网)或 其他适当电源获取电力的适配器或充电器来进行。与电力网连接的适 配器或充电器进一步通过供电线和合适的连接器连接至便携式设备， 且在将设备物理连接后，紧接着开始充电。当充电操作完成时，这通 常显示在便携式设备的显示装置上，并可以停止或减少充电。

常规的适配器或充电器在用于对任意便携式设备的二次电池进 行再充电时，存在若干问题。

适配器和充电器通常需要用户将连接器插入设备，且由于可能发 生腐蚀或触点短路的原因，设备最好不应在潮湿环境中使用，此外由 于可能产生电火花的原因，这些设备也不能在易燃气体环境中使用。

通过以感应式充电器来替换常规充电器或适配器，能够解决上述 问题，其中所述感应式充电器通过电磁场和直接磁耦合，而不使用物 理电连接，即，不使用插头和插座，来传送用于对设备的电池组进行 充电的电能。由于用于无线充电的感应式充电器并不需要与电缆连接 相关的开放电触点，可以在潮湿或灰尘环境中使用这种充电器，这是 因为充电器和设备都可以设置为密封设备，而不存在暴露在外的物理 触点。这种感应式充电器的基本原理涉及磁芯，绕该芯缠绕有线圈， 且所产生的磁场穿过设备之间的空气隙或非磁材料区域，并形成用于 功率传送的磁感应链路。

但是，上述设置导致磁场的非均匀通量分布，使得充电效率极大 地取决于便携式设备在感应式充电器上的正确放置。

根据进一步的发展，提供了一种平面感应式电池组充电器，在现 有技术文献WO 03/105308A1中公开了这种充电器的例子。在平面充 电模块的充电表面上，设置至少一个平面线圈或多个平面线圈，以产 生平面磁场。如果置于其上的设备(如移动电话之类的便携式设备) 也装配有相应的磁线圈，那么通过该平面磁场，建立了与该设备的感 应耦合。当便携式设备被置于充电模块的平面表面上且充电模块的磁 场与便携式设备的线圈相耦合时，能够对便携式设备中包括的电池组 充电。即，当便携式设备被置于充电模块(该充电模块构成底座，具 有集成的用于功率传送的感应链路)上时，这也带来若干其他问题。

对于几乎每一便携式设备，需要不同的底座，这是因为不同设备 之间、不同制造商生产的设备之间设备形状可能差别很大，因而用户 需要针对使用的不同设备而使用若干不同底座。此外，每一底座或每 一充电模块需要被插到电力网的插座中，当一起使用数个底座时，它 们在插头带(plug strip)中占据一定空间，并造成了布线的凌乱不堪。

在许多情况下，待充电的便携式或移动设备需要被置于架子中， 通常一个底座一台设备，从而造成用户的不便。在其他情况下，设备 位置或其取向被预先限定，以便正确且优化充电。这对设备的用户接 口(在桌面上的位置、相对于设备的显示装置的水平和轴向视角)造 成了限制。

为了克服感应式功率传送系统中的这种限制(需要将二次设备放 置在其充电模块上的预定位置上)，已经开发了功率传送板(pad)，这 些板在大的区域上，优选地在整个板区域上，产生电磁场。用户可以 简单地将其中电池组需要充电的一个或多个设备放置在板上，而不需 要将它们准确放置或放置在预定位置。

在文献WO 03/105308A1的上述平面充电模块中，设置了平面线 圈阵列，且仅激活需要的线圈。所产生的电磁场靠近板，仅在放置了 便携式设备的位置周围。便携式设备在平面充电模块上的相对定位能 够被检测，于是控制单元能够激活适当的线圈以向这些线圈传送功率， 这些线圈又通过磁场将功率传送到便携式设备。