[发明专利]无接触式电能传输装置及方法

说明书

本申请是分案申请，其原案申请的申请号为03810505.5，申请 日为2003年5月13日，发明名称为“无接触式电能传输装置及方 法”。

本申请要求分别于2002年5月13日、2002年6月7日、2002 年10月28日和2002年12月6日提交的英国专利申请号0210886.8、 0213024.3、0225006.6和0228425.5的优先权，以及于2002年12 月20日提交的美国专利申请号10/326,571的优先权。所有这些在 先专利申请的全部内容作为参考结合于本申请中。

技术领域

该发明涉及一种用于以无接触的方式传输电能的新装置和方 法。

背景技术

当今许多便携式设备结合了可以重复充电的“辅助”电池，为 用户节省了成本，并免除了不得不定期购买新电池所带来的不便。 这些便携式设备的例子包括蜂窝电话、膝上型计算机、掌上500系 列的个人数字助理、电动剃须刀以及电动牙刷。在一些这样的设备 中，电池通过电感耦合而不是直接电连接进行重复充电。这样的例 子包括Braun Oral B的Plak Control电动牙刷、Panasonic的数字无 绳电话解决方案KX-PH15AL以及Panasonic的多头男士剃须刀 ES70/40系列。

每一种这样的设备通常具有一个适配器或充电器，该适配器或 充电器从电源供应的电力、汽车香烟打火机或其它电源获取电能， 并将其转换成一种适于对蓄电池进行充电的形式。为这些设备提供 电力或充电所采用的传统方法存在许多问题：

●各个设备内的电池的特性和与电池连接的方法根据制造商 和设备的不同，变化相当大。所以拥有几种这样的设备的用户 也必须拥有几种不同的适配器。如果用户打算出门旅行并且希 望在这段时间使用他们的设备，他们将不得不带上他们所有的 充电器。

●这些适配器和充电器常常要求用户把一个小的连接器插入 设备或将设备精确校准放入机座中，这造成不便。如果用户未 能将他们的设备插入或放入到充电器中且设备已用完了电，该 设备将变得毫无用处，且本地存储在设备中的重要数据甚至可 能会丢失。

●另外，大多数的适配器和充电器不得不插入电源插座内，所 以如果几个适配器和充电器一起使用，它们将占用插座条的空 间，且造成电线凌乱并且混乱地纠缠在一起。

●除了对设备重新充电的传统方法带来的上述问题之外，具有 开放式电触点的设备也存在许多实际的问题。例如，由于可能 腐蚀触点或使触点短路，设备不能用于潮湿的环境中，并且由 于可能产生电火花，设备也不能用于可燃气体环境中。

使用感应充电的充电器不需要具有开放式电触点，因此使得适 配器和设备可进行密封且用于潮湿的环境(例如上面提到的电动牙 刷被设计用于浴室中)。然而，这种充电器仍然面临上述的所有其 它问题。例如，设备仍需要精确地放置在充电器中，使得设备和充 电器处于预定的相对位置(参见图1a和图1b)。适配器仍然仅仅被 设计为专用于某种构造和类型的设备，且仍然仅仅能够每次对一个 设备进行充电。结果，用户仍然需要拥有和管理多个不同的适配器。

同样存在有通用型充电器(例如Maha MH-C777+通用充电 器)，使得不同形状和特性的电池组可以从设备中取下，且使用同 一个设备进行充电。虽然这些通用充电器消除了拥有用于不同设备 的不同充电器的必要性，但它们给用户产生了甚至更大的不便，这 是因为电池组首先需要被取下，然后需要对充电器进行调整，并且 电池组需要被精确地放入充电器或相对充电器进行放置。另外，必 须花费时间来确定充电器所必须使用的一对正确的电池组金属触 点。

从US 3,938,018“感应式充电系统(Induction charging system)” 了解到，其提供了一种非接触式电池充电装置，借助于该装置，当 将设备放入初级端上的凹座中时，初级端的感应线圈可与次级端设 备上的水平感应线圈对准。该凹座确保了该设计所必需的较为精确 的校准，从而确保了初级线圈和次级线圈之间良好的耦合。

从US 5,959,433“通用感应式电池充电器系统(Universal Inductive Battery Charger System)”还了解到，其提供了一种非接触 式电池充电系统。所描述的电池充电器包括一个产生磁力线的单一 充电线圈，该磁力线将在可能属于蜂窝电话或膝上型计算机的电池 组中感生出电流。