專利名稱：無線充電用電力接收器及具備其的攜帶用電子設備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從無線充電系統(tǒng)接收電力的無線充電用電力接收器，及具備其的攜帶用電子設備。
背景技術(shù)：
通常,如移動通信終端機、PDA (Personal Digital Assistants)等的攜帶用電子設備中會安裝有可再次充電的二次電池(Secondary Battery)來充當電池。為了對電池進行充電，需要有可以利用家用、商用電源來向攜帶用電子設備的電池提供電能的獨立的充電裝置。通常，充電裝置與電池，外部分別會形成有獨立的接觸端子，通過兩個接觸端子相互接觸來使充電裝置與電池進行電氣連接。但是，如上所述的接觸端子暴露于外部時，會影響到美觀，并且接觸端子也會因為外部的異物的污染容易導致接觸狀態(tài)的不良。此外，因用 戶的不注意引發(fā)電池的短路或暴露于濕氣中時，會導致輕易地損失充電的能量。作為這種接觸式充電方式的替代方案，提出通過不需要使充電裝置與電池分別的接觸端子相互接觸的方式來向電池進行充電的非接觸式(無線)充電系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
(要解決的技術(shù)問題)本發(fā)明的目的在于提供無線充電用電力接收器及具備其的攜帶用電子設備，可以替換用于接收無線充電用電力供給器所提供的電力的部分。(解決問題的手段)為了實現(xiàn)如上所述的技術(shù)問題，與本發(fā)明的一實施例相關(guān)的無線充電用電力接收器，包括主體，形成有收容部；充電套件，具備有線圈與充電電路，所述線圈可拆卸地收容于所述收容部，并通過與電力供給器的磁性耦合來接收電力，所述充電電路通過所述線圈感應的感應電動勢來對電池進行充電。此處，所述主體，可以包括電池蓋板，與所述攜帶用電子設備結(jié)合，從而蓋住安裝于攜帶用電子設備上的所述電池。此處，所述收容部，可以形成為，通過所述電池蓋板的側(cè)面來導入所述充電套件。此處，所述收容部，可以形成為，與所述電池蓋板的表面平行的面。此處，所述充電套件，可以包括所述線圈、所述充電電路及框架，所述框架形成外觀，并包裹所述線圈與所述充電電路。此處，所述線圈，可以具有圓形、四角形、梯形、橢圓形及這些的組合形中的任意一種形態(tài)。此處，所述充電電路，還可以包括充電端子，與所述電池的第一端子接觸。此處，所述充電套件，還可以包括遮蔽部件，安置于所述框架內(nèi)，切斷從所述線圈泄露的磁力。
此處，所述框架，可以包括第一及第二部分，相互結(jié)合并形成有內(nèi)部空間來內(nèi)置所述線圈與所述充電電路。此處，還可以包括軸在所述第一及第二部分中的至少一個上凸出形成，來支持所述線圈。此處，還包括充電端子，形成于所述充電電路上，來與所述電池的端子接觸，所述第一及第二部分中的任意一個上形成有端子插槽，來暴露所述充電端子。此處，所述主體，可以包括安裝有所述電池的攜帶用電子設備。根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的攜帶用電子設備，包括主體，具備有顯示器與向所述顯示器供給電力的電池；如上所述的無線充電用電力接收器，來向所述電池供給電力。此處，所述主體，還可以包括無線通信模塊。
此處，所述電池，可以包括第一端子，接觸于所述無線充電用電力接收器；第二端子，接觸于所述主體的端子。(發(fā)明的效果)具有如上所述構(gòu)成的本發(fā)明相關(guān)的無線充電用電力接收器及具備其的攜帶用電子設備，可以根據(jù)需要來替換無線充電用電力接收器中的一部分。由此，上述替換對象部分也可以使用于其他無線充電用電力接收器。


圖I是與本發(fā)明相關(guān)的無線充電系統(tǒng)的概略性立體圖。圖2是圖I的無線充電系統(tǒng)的內(nèi)部功能框圖。圖3是表示根據(jù)本發(fā)明的一實施例的電力接收器200與安裝其的移動通信終端機400的分解立體圖。圖4是圖3的充電套件300的分解立體圖。圖5是表示圖3的電池262與電力接收器200關(guān)系的分解立體圖。圖6是表示根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的充電套件300’的分解立體圖。圖7是表示根據(jù)本發(fā)明的又另一實施例的充電套件300〃的分解立體圖。
具體實施例方式下面，參照附圖對根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的無線充電用電力接收器及具備其的攜帶用電子設備進行詳細地說明。本說明中，對于相同或類似的構(gòu)成，即使其在相互不同的實施例中也會賦予相同或類似的參照號，并會用初次的說明來替代對其的說明。圖I是與本發(fā)明相關(guān)的無線充電系統(tǒng)的概略性立體圖。如圖所示，所述無線充電系統(tǒng)，包括電力供給器100 ;電力接收器200，為了對電池進行充電而從電力供給器100無線接收電力。電力供給器100是從外部電源接收電能，并生成向電力接收器200供給的充電電力的裝置。電力供給器100可以形成為平板形態(tài)，來使電力接收器200容易安裝。供給到電力供給器100上的外部電源，可以采用商用交流電源(60Hz，220V/100V)或直流電源。電力接收器200，包括攜帶用電子設備，內(nèi)置有，內(nèi)置電池的電池組或電池。此夕卜，電力接收器200，可以為與電池接觸的攜帶用電子設備的一部分或獨立于攜帶用電子設備來與電池接觸的部件。作為攜帶用電子設備，可以為移動電話、PDA、MP3播放器等。電池作為可再充電的電池單元，可以包括鋰離子電池或鋰聚合物電池等。電力供給器100與電力接收器200可以具備相互對應的一次線圈110及二次線圈210。一、二次線圈110、210通過感應結(jié)合來形成磁性的相互耦合。因此，二次線圈210在一次線圈110上并列(juxtaposed),通過一次線圈110生成的磁場會在二次線圈210內(nèi)感應成感應電流。電力供給器100，內(nèi)置有充電電力供給電路150 (參照圖2)，來用于驅(qū)動第一線圈110來生成磁場。電力接收器200，內(nèi)置有充電電路250 (參照圖2)，通過二次線圈210來利用感應到的感應電動勢來對電池進行充電。下面，參照圖2來查看充電電力供給電路150與充電電路250的詳細構(gòu)成。圖2是圖I的無線充電系統(tǒng)的內(nèi)部功能框圖。參照本圖，內(nèi)置于電力供給器100內(nèi)的充電電力供給電路150，可以包括一次線 圈110、整流器152、驅(qū)動電路153、控制器155、無線接收模塊156。整流器152，將商用交流電源151的交流電壓整流為直流后，傳達到驅(qū)動電路153。驅(qū)動電路153利用通過整流器152整流的直流電壓，生成商用頻率以上的高頻交流電壓脈沖，并將其施加到一次線圈110來生成磁場(Magnetic Field)。驅(qū)動電路153,可以包括電力驅(qū)動部154a與PWM(Pulse WidthModulation,脈沖寬度調(diào)制)信號發(fā)生器154b。電力驅(qū)動部154a，可以包括高頻振蕩電路，轉(zhuǎn)換規(guī)定等級的直流電壓來振蕩出商用頻率以上的高頻交流電壓；驅(qū)動電路，通過向一次線圈110施加脈沖寬度調(diào)制的高頻交流電壓脈沖來驅(qū)動一次線圈110。所述PWM信號發(fā)生器154b是對所述高頻交流電壓實施脈沖寬度調(diào)制(PWM :pulse width modulation)。由此,通過電力驅(qū)動部153的輸出端排出的輸出信號會轉(zhuǎn)換為高頻交流電壓脈沖。此高頻交流電壓脈沖會成為脈沖列(pulse train)，且此脈沖列的脈沖寬度會通過控制器155來調(diào)節(jié)。以上的驅(qū)動電路153 可以采用，如切換模式電源(SMPS :switching mode power supply)。控制器155，根據(jù)通過無線送、收信模塊156、256反饋的電池的充電狀態(tài)信息來調(diào)節(jié)所述脈沖寬度調(diào)制的高頻交流電壓脈沖的脈沖寬度。例如，控制器155在從充電電路250反饋的應答信號為充電開始信號時，會將一次線圈110的驅(qū)動模式從待機模式轉(zhuǎn)換為充電模式。此外，分析從充電電路250反饋的充電狀態(tài)信息的結(jié)果，判斷為電池充滿電時，會將一次線圈110的驅(qū)動模式從充電模式轉(zhuǎn)換為充電完畢模式?？刂破?55,在沒有從充電電路250反饋的應答信號時，會將一次線圈110的驅(qū)動模式維持為待機模式。無線接收模塊156，包括如解調(diào)器一樣的收信部156，隨著線圈110接收從充電電路250的無線送信模塊256傳輸?shù)姆答亼鹦盘枺庹{(diào)此反饋應答信號來復原電池262的充電狀態(tài)信息。無線接收模塊156還可以包括天線，獨立于線圈110來接收從充電電路250的無線送信模塊256傳輸?shù)姆答亼鹦盘?。以上的充電電力供給電路150，還可以包括恒壓電路，為了過電保護電路，使通過過電壓濾波電路或整流器整流的電壓維持為規(guī)定等級的電壓。所述過電壓濾波電路，安置于商用交流電源151與整流器152之間，所述恒壓電路安置于整流器152與驅(qū)動電路153之間。之后，對從充電電力供給電路150接收電力來對電池262進行充電的充電電路250進行查看。此充電電路250內(nèi)置于電力接收器200。充電電路250，可以包括二次線圈210、整流器251、恒壓/恒流電路252、下降檢測器253、控制器255、無線送信模塊256。二次線圈210，磁性耦合于一次線圈110來發(fā)生感應電動勢。如上所述，因為一次線圈110上施加的電力信號為脈沖寬度調(diào)制信號，因此感應到二次線圈210上的感應電動勢也為交流電壓脈沖列。此外，根據(jù)一次線圈110的驅(qū)動模式，感應到二次線圈210上的交流電壓脈沖也會遵循待機模式、充電模式及充電完畢模式中的某一種形態(tài)。整流器251，連接于二次線圈210的輸出端，將通過二次線圈210感應的交流電壓脈沖平坦化為一定等級的直流。恒壓/恒流電路252，利用規(guī)定等級的直流電壓來生成對電池262進行充電的恒電壓與恒電流。具體地說是，在電池262的初期充電時間點維持恒電流模式，直到電池262的充電電壓呈飽和狀態(tài)時，轉(zhuǎn)換為恒電壓模式。下降檢測器253，是用于檢測通過二次線圈210感應的交流電壓脈沖的下降時間點，即，檢測下降時間點(falling time)的裝置。下降檢測信號會輸入到控制器255?？刂破?55作為一種微處理器，接收如下降檢測信號、充電電流、充電電壓等監(jiān)控信號，并根據(jù)此監(jiān)控信號來控制恒壓/恒流電路252與無線送信模塊256。例如，控制器255，根據(jù)從下降檢測器253輸入的下降檢測信號，來確認脈沖的下降時間點，并將向充電 電力供給電路150傳輸?shù)姆答亼鹦盘柕膫鬏敃r間點同步于脈沖的下降時間點。控制器255，監(jiān)控電池262的充電電流與充電電壓，并將此監(jiān)控值臨時儲存于內(nèi)部儲存器(未圖示)。未圖示的所述儲存器不僅可以儲存如監(jiān)控到的充電電流與充電電壓的電池262充電狀態(tài)信息，還可以一同儲存電池262的式樣信息(產(chǎn)品編號、額定值等)。此外，控制器255，會根據(jù)電池262的充電狀態(tài)，來適當?shù)剡x擇并轉(zhuǎn)換恒電壓模式與恒電流模式?？刂破?55，監(jiān)控是否有過度的電壓施加到恒壓/恒流電路252兩端上，并在施加有過度的電壓時，生成調(diào)整請求信號。此調(diào)整請求信號會經(jīng)過無線送信模塊256反饋到電力供給器100側(cè)的充電電力供給電路150上。監(jiān)控恒壓/恒流電路252的兩端電壓的動作，是通過測量恒壓/恒流電路252的前端電壓與后端電壓來檢查其差值是否超過基準值而實現(xiàn)。無線送信模塊256，包括送信部256，在線圈210傳輸要向充電電力供給電路150傳輸?shù)姆答亼鹦盘?充電開始信號、充電狀態(tài)信號、調(diào)整要求信號)時，調(diào)制如充電狀態(tài)信號的基帶信號來生成反饋應答信號。無線接收模塊256，還可以包括天線，獨立于線圈210來向充電電力供給電路150傳輸反饋應答信號。恒壓/恒流電路252與電池262之間會安置有保護電路(PCM，Protective CircuitModule) 261，來防止向電池262施加過電壓或過電流。此保護電路261與電池262可以構(gòu)成一個電池單兀260。圖3是表示根據(jù)本發(fā)明的一實施例的電力接收器200與安裝有其的移動通信終端機400的分解立體圖。參照本圖，首先攜帶用電子設備可以為具備無線通信模塊的移動通信終端機400。移動通信終端機400，可以包括主體410、顯示器420、操作鍵430、麥克風440、揚聲器450、攝像頭460及電池262。顯示器420可安裝有可觸摸輸入的觸摸層。通過操作鍵430輸入的信息可以通過顯示器420及揚聲器450來輸出。通過麥克風440輸入語音及其他聲音。通過攝像頭460輸入影像信息。電池262，供給顯示器420等的運行所需的電力。電池262，可以通過主體410的背面，來安裝于主體410或從主體410分離。為了維持電池262安裝于主體410的狀態(tài)，電池蓋板230可以可拆卸地結(jié)合于主體410的背面。本實施例中，電池蓋板230中可拆卸地收納有充電套件300。這種電池蓋板或主體230與充電套件300會構(gòu)成電力接收器200。主體230，可以包括主面231與側(cè)面232。側(cè)面232可以與外部聯(lián)通開口，有收容部235，來收容充電套件300。收容部235中收容的充電套件300，可以與主面231平行安置。根據(jù)這種構(gòu)造，在插入充電套件300時，可以最小化主面231增加的厚度。充電套件300是用于，從電力供給器100 (參照圖I)無線接收電力來對電池262進行充電的套件。
以上，雖然對充電套件300收納于稱為電池蓋板230的主體內(nèi)來進行了說明，但是充電套件300可以為收納于移動通信終端機400的主體410的構(gòu)成。此時，電力接收器200的主體，會成為移動通信終端機400的主體410。此外，收容部235會通過主體410的側(cè)面，在主體410上形成與外部聯(lián)通的空間。參照圖4對上述的充電套件300的構(gòu)成進行說明。此處，圖4是圖3的充電套件300的分解立體圖。參照本圖，充電套件300，可以包括框架311、316、線圈320、粘合部件325、充電電路330、遮蔽部件340。框架311、316是構(gòu)成充電電路330外形的部件?？蚣?11、316可以包括相結(jié)合的第一部分311與第二部分316，來形成收容線圈320等的內(nèi)部空間。第一部分311的內(nèi)面可以凸出形成有軸313與肋條315。第二部分316上可以開口形成有端子插槽317。線圈320為圖I及圖2中以參照號210進行說明的二次側(cè)線圈。線圈320，與一次側(cè)線圈110 (參照圖I)磁性耦合來發(fā)生感應電動勢。線圈320大體上繞線為具有圓形形態(tài)。線圈320的中心形成有開口部，來使軸313插入。粘合部件325，安置于第一部分311與線圈320之間，來使線圈320粘合于第一部分311。粘合部件325，例如可以為雙面膠。粘合部件325的中央形成有對應于軸313的開口孔。充電電路330，電氣連接于線圈320，將感應到線圈320的感應電動勢向通過充電端子331接觸的電池262進行充電。充電電路330可以通過形成于第一部分311的內(nèi)面的肋條315 (Rib)來進行固定。遮蔽部件340，可以安置于線圈320與第二部分316之間。遮蔽部件340起到阻斷從線圈320向充電套件300方向泄露的磁束的作用。遮蔽部件340，可以包括磁性體，用于更有效地形成從線圈320發(fā)生的磁路(Magnetic Path);潤流減少部件，以網(wǎng)狀(Mesh)形態(tài)形成來減少磁場的外部放出。此處，磁性體起到提高形成磁路的效率的作用的同時，也起到防止磁場向移動通信終端機400外部泄露的作用。渦流減少部件會最終阻斷磁性體中泄露的的磁場的一部分。由此，磁性體與渦流減少部件可以具有表面相對的兩個板的疊層的形態(tài)。圖5是表示圖3的電池262與電力接收器200關(guān)系的分解立體圖。
參照本圖，電池262可以具有暴露于外部的第一端子262a與第二端子262b。第一端子262a可與電力接收器200的充電端子331接觸；第二端子262b可與移動通信終端機400 (參照圖3)的端子接觸。電力接收器200，如上述說明，具有內(nèi)置有充電套件300的主體230。此處，主體230為電池蓋板，結(jié)合于移動通信終端機400來用于包裹電池262。主體230的表面231上開口有暴露部237，暴露充電端子331。通過暴露部237暴露于外部的充電端子331會與電池262的第一端子262a接觸。根據(jù)這種構(gòu)成，通過電力供給器100 (圖I)感應到充電套件300上的電力，會經(jīng)過充電端子331與第一端子262a向電池262進行充電。充電的電池262通過第二端子262b向移動通信終端機400供給電力。充電套件300，因為可與主體230分離，對于一個主體230使用的充電套件300也可以適用于其他主體。此時，在充電套件300異常時，不用替換至主體230，可以只需替換充電套件300。 此外，也可以通過一個充電套件300來對應多種電力接收器200。例如，通過一個充電套件300向移動通信終端機400的電池262進行充電，之后可以使用此充電套件300來向攜帶用攝像機的電池進行充電。圖6是表示根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的充電套件(300’ )的分解立體圖。參照本圖，充電套件300’大體上與前述實施例的充電套件300相同，但是線圈320’與前述實施例的線圈320相異。本實施例中，線圈320’大體上繞線為四角形的形態(tài)。四角形形態(tài)的線圈320’相比于圓形可以擴大面積，因此具有可以提高與一次側(cè)線圈110 (圖I)磁性耦合的效率的優(yōu)點。圖7是表示根據(jù)本發(fā)明的又另一實施例的充電套件(300〃)的分解立體圖。參照本圖，充電套件300〃大體上與前述實施例的充電套件300相同，但是線圈320’與前述實施例的線圈320相異。本實施例中，線圈320"具有在四角形的線圈內(nèi)安置圓形的線圈的復合形態(tài)。這種復合型的線圈320"，相比于圓形線圈可以確保更大的面積，因此可以提高效率，此外，相比于四角形線圈，可以提高與一次側(cè)線圈110 (圖I)的對位稍微發(fā)生錯位時的應對效率。以上的線圈320、320’、320〃并不限定于圓形、四角形等，也可以繞線為橢圓形、梯形等的形態(tài)。如上所述的無線充電用電力接收器及具備其的攜帶用電子設備并不限定于上述說明的實施例的構(gòu)成與運行方式。所述實施例，其構(gòu)成可以通過各個實施例的全部或部分選擇性的組合來實行多種變形。
權(quán)利要求
1.一種無線充電用電力接收器，包括 主體，形成有收容部 '及 充電套件，具備有線圈與充電電路，所述線圈可拆卸地收容于所述收容部，并通過與電力供給器的磁性耦合來接收電力，所述充電電路通過所述線圈感應的感應電動勢來對電池進行充電。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無線充電用電力接收器，其特征在于，所述主體包括 電池蓋板，與所述攜帶用電子設備結(jié)合，從而蓋住安裝于攜帶用電子設備上的所述電池。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無線充電用電力接收器，其特征在于， 所述收容部，通過所述電池蓋板的側(cè)面來導入所述充電套件。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無線充電用電力接收器，其特征在于， 所述收容部，形成與所述電池蓋板的表面平行的面。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無線充電用電力接收器，其特征在于，所述充電套件包括 所述線圈與所述充電電路；及 框架，形成外觀的，并包裹所述線圈與所述充電電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無線充電用電力接收器，其特征在于， 所述線圈，具有圓形、四角形、梯形、橢圓形及這些的組合形中的任意一種形態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無線充電用電力接收器，其特征在于，所述充電電路還包括 充電端子，與所述電池的第一端子接觸。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無線充電用電力接收器，其特征在于，所述充電套件還包括 遮蔽部件，安置于所述框架內(nèi)，切斷從所述線圈泄露的磁力。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無線充電用電力接收器，其特征在于，所述框架包括 第一及第二部分，相互結(jié)合并形成有內(nèi)部空間來內(nèi)置所述線圈與所述充電電路。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的無線充電用電力接收器，其特征在于，還包括 軸，在所述第一及第二部分中的至少一個上凸出形成的，來支持所述線圈。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的無線充電用電力接收器，其特征在于，還包括 充電端子，形成于所述充電電路上，來與所述電池的端子接觸， 所述第一及第二部分中的任意一個上形成有端子插槽，來暴露所述充電端子。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無線充電用電力接收器，其特征在于，所述主體包括安裝有所述電池的攜帶用電子設備。
13.一種攜帶用電子設備，包括 主體，具備有顯示器與向所述顯示器供給電力的電池；及 根據(jù)權(quán)利要求I至11項中的任意一項的無線充電用電力接收器，來向所述電池供給電力。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的攜帶用電子設備，其特征在于，所述主體還包括無線通信模塊。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的攜帶用電子設備，其特征在于，所述電池包括 第一端子，接觸于所述無線充電用電力接收器；及 第二端子，接觸于所述主體的端子。
全文摘要
本發(fā)明提供無線充電用電力接收器及具備其的攜帶用電子設備，包括主體，形成有收容部；充電套件，具備有線圈與充電電路，所述線圈可拆卸地收容于所述收容部，并通過與電力供給器的磁性耦合來接收電力，所述充電電路通過所述線圈感應的感應電動勢來對電池進行充電。
文檔編號H02J17/00GK102893495SQ201180024681
公開日2013年1月23日 申請日期2011年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月7日
發(fā)明者鞠潤相, 鄭明郁 申請人:翰林Postech株式會社