[发明专利]无接点充电系统以及无接点充电方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电磁感应方式的无接点充电系统，更详细而言，涉及一种适合用于便携式设备的电磁感应方式的无接点充电系统以及适用于该系统的无接点充电方法。

背景技术

在操作手机等各种便携式设备时需要用于供电的电池，该电池多用充电式电池。以往，充电电池适用了有线(接点)充电，最近多使用无接点(无线)充电。

无接点充电方式中，最普遍的是电磁感应方式，图7是一般电磁感应方式的无接点充电方式的概念图。如图所示，无接点充电系统100包括发送部110及接受部120。所述发送部110包括通过交流电源111操作的发送电路112以及用于电磁感应的一次线圈113。所述发送部120包括在与发送部110的一次线圈113之间引起电磁感应的二次线圈121及充电电路122。将电池130连接于接受部120的充电电路122，并将二次线圈121位于接受交流电源的一次线圈113的规定位置，则通过电磁感应充电电池130。

WPC(无线充电联盟(Wireless Power Consortium)对以手机为代表的便携式设备通过电磁感应方式进行无接点充电提供了标准化。WPC的标准化内容为在通过电磁感应方式送电时使用规定宽带的充电频率(例如，110至205kHz)，并在数十厘米的距离内进行充电。

在适用于便携式手机的无接点充电系统有使用与手机独立的“充电盖”的方式。在所述充电盖设置有包括二次线圈和充电电路的接受部。在将手机的电池利用连接器或电缆电连接于所述充电盖的状态下，将所述充电盖放在发送部(充电垫)上进行充电。但是，使用如所述的充电盖时，为了进行无接点充电，需要购买充电盖，非常不方便。

后来代替所述充电盖，开发了在手机的电池盖(为了替换电池而打开或关闭手机后面的由塑料合成树脂注塑而成的后盖)设置接收部(二次线圈与充电电路，有时充电电路设置在手机主体上)，从而，无需另外购买所述充电盖，可用手机本身进行无接点充电的产品。

图8是适用于手机的现有无接点充电系统的概略截面图。图8的无接点充电系统200包括发送部即充电垫210以及接受部即手机的电池盖220。

所述充电垫210(发送部)在由塑料合成树脂等而制成的外壳211内部安装有发送部。充电垫210的具体构造为，在外壳211的底面层叠电路基板212，在其上层叠铁氧体213，然后，在铁氧体213上面层叠环形一次线圈214之后，在一次线圈214的中央安装永久磁铁215。所述电池盖220(接受部)，在塑料注塑物221内埋设铁氧体222和二次线圈223，此时，在上侧的与电池230之间层叠铁氧体222，在铁氧体222的底面层叠二次线圈223。

通过电磁感应进行无接点充电时，当二次线圈位于一次线圈的规定位置时(一次线圈中心点和二次线圈中心点上下一致时)充电效率达到最高。此时，二次线圈从一次线圈的定位置离得越远，因磁场传递损失而充电效率降低，在补偿被降低的充电效率的过程中发热。二次线圈脱离一次线圈的定位置超过预定距离(例如20mm)时，形成在一次线圈的电磁场不能充分传到二次线圈而充电被中断。

WPC(无线充电联盟(Wireless Power Consortium)，作为提高无接点充电的充电效率的对策，提出了几个标准。

标准1.“磁铁型无接点充电系统”，该系统在一次线圈和二次线圈的中央(或仅在一次线圈的中央)设置永久磁铁，通过磁力将线圈引导至定位置。

标准2.“线圈移动型无接点充电系统”，该系统在发送部(一次线圈)上面放置接受部(二次线圈)，检测二次线圈的位置，利用步进马达将一次线圈移动到二次线圈的位置，从而使二次线圈位于一次线圈的定位置。

标准3.“多线圈型无接点充电系统”，该系统在发送部设置多个一次线圈，在其上放置二次线圈，然后向最接近二次线圈的一次线圈施加电流，从而提高一次线圈和二次线圈之间的感应电动势。

“线圈移动型无接点充电系统”、“多个线圈型无接点充电系统”相较于“磁铁型无接点充电系统”存在因零件数增加而产品价格上升的问题。尤其，“线圈移动型无接点充电系统”，为了减低步进马达所受负荷，需限制一次线圈的重量。“多个线圈型无接点充电系统”，由于一次线圈的阵列构造，发送部的大小过于变大，因此需限制一次线圈的大小。

基于这种背景，“线圈移动型无接点充电系统”、“多个线圈型无接点充电系统”相较于“磁铁型无接点充电系统”充电效率低10％，实际上更多使用“磁铁型无接点充电系统”。