非接觸型充電設(shè)備的制造方法
【專利摘要】提供了一種非接觸型充電設(shè)備。所述非接觸型充電設(shè)備可包括：多個電力發(fā)送線圈，按照非接觸方案發(fā)送電力；多個開關(guān)單元，與所述多個電力發(fā)送線圈分別連接以對通過相應(yīng)的電力發(fā)送線圈發(fā)送的電力進(jìn)行開關(guān)操作；開關(guān)控制單元，根據(jù)所述多個電力發(fā)送線圈中的每個電力發(fā)送線圈與多個電池設(shè)備的至少一個電力接收線圈之間的耦合系數(shù)來控制開關(guān)單元的電力開關(guān)操作。所述多個電池設(shè)備可具有從所述多個電力發(fā)送線圈接收電力以對至少一個電池單體進(jìn)行充電的至少一個電力接收線圈。
【專利說明】
非接觸型充電設(shè)備
[0001] 本申請要求于2014年9月11日提交到韓國知識產(chǎn)權(quán)局的第10-2014-0120454號 韓國專利申請的優(yōu)先權(quán)和利益，該申請的公開全部合并于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本公開的某些實施例可涉及一種能夠按照非接觸方案對電池進(jìn)行充電的非接觸 型充電設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0003] 使用電作為能量源來操作電子設(shè)備。
[0004] 作為能量源的電能需要被提供給電子設(shè)備以使操作電子設(shè)備被操作。電子設(shè)備可 接收電力或經(jīng)由其自身發(fā)電來產(chǎn)生電力，或者接收外部提供的電力。
[0005] 為了使電子設(shè)備接收從外部源提供的電力，可能需要供電設(shè)備從外部供電插座將 電力傳遞到電子設(shè)備。
[0006] 作為供電設(shè)備，通過連接器等與電子設(shè)備直接相連的接觸型供電設(shè)備通常被用于 為嵌入電子設(shè)備的電池供電?？蛇x擇地，可按照非接觸方案為嵌入電子設(shè)備的電池供電。
[0007] [現(xiàn)有技術(shù)文檔]
[0008] (專利文檔1)第10-2013-0054897號韓國專利申請公開

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本公開的一方面可提供一種非接觸型充電設(shè)備，該設(shè)備能夠根據(jù)電力發(fā)送線圈和 電力接收線圈之間的耦合系數(shù)，控制按照非接觸方案在多個電池設(shè)備中的每個電池設(shè)備中 充電的充電電壓。
[0010] 根據(jù)本公開的一方面，一種非接觸型充電設(shè)備可包括：多個電力發(fā)送線圈，按照非 接觸方案發(fā)送電力；多個開關(guān)單元，與所述多個電力發(fā)送線圈分別連接，以對通過相應(yīng)的電 力發(fā)送線圈發(fā)送的電力進(jìn)行開關(guān)操作；開關(guān)控制單元，根據(jù)所述多個電力發(fā)送線圈中的每 個電力發(fā)送線圈與多個電池設(shè)備的至少一個電力接收線圈之間的耦合系數(shù)來控制開關(guān)單 元的電力開關(guān)操作。所述多個電池設(shè)備可具有從所述多個電力發(fā)送線圈接收電力以對至少 一個電池單體進(jìn)行充電的至少一個電力接收線圈。
[0011] 根據(jù)本公開的另一方面，一種非接觸型充電設(shè)備可包括：多個電力發(fā)送單元，每個 電力發(fā)送單元包括：電源單元，提供直流DC電壓；開關(guān)單元，對來自電源單元的DC電壓進(jìn) 行開關(guān)操作；電力發(fā)送線圈，根據(jù)開關(guān)單元的電力開關(guān)操作，按照非接觸方案發(fā)送電力；檢 測單元，檢測電力發(fā)送線圈的電力狀態(tài)變化；控制單元，通過根據(jù)檢測單元的檢測結(jié)果設(shè)置 電力發(fā)送線圈和電力接收線圈之間的耦合系數(shù)來控制開關(guān)單元的電力開關(guān)操作。所述多個 電力發(fā)送單元可根據(jù)所述多個電力發(fā)送單元中的每個電力發(fā)送單元的電力發(fā)送線圈和多 個電池設(shè)備的至少一個電力接收線圈之間的耦合系數(shù)來控制發(fā)送電力。所述多個電池設(shè)備 可具有從電力發(fā)送線圈接收電力以對至少一個電池單體充電的至少一個電力接收線圈。
【附圖說明】
[0012] 通過結(jié)合附圖的以下詳細(xì)描述，本公開的以上和其它方面、特征以及其它優(yōu)點將 被更清楚地理解，其中：
[0013] 圖1A和圖1B是示出根據(jù)本公開的示例性實施例的充電設(shè)備的應(yīng)用；
[0014] 圖2A和圖2B是示意性示出根據(jù)本公開示例性實施例的充電設(shè)備和電池設(shè)備的示 例的電路圖；
[0015] 圖3A和圖3B是示意性示出根據(jù)本公開示例性實施例的在充電設(shè)備中使用的供電 單元的示例的電路圖；
[0016] 圖4A到圖4D是示意性示出根據(jù)本公開的示例性實施例的充電單元的第一示例到 第四示例的電路圖；
[0017] 圖5A到圖5C是示出根據(jù)本公開的示例性實施例的電池設(shè)備的示例和應(yīng)用的示 圖；
[0018] 圖6A到圖6D、圖7A到圖7D以及圖8A和圖8B是示出根據(jù)本公開的示例性實施例 的充電操作的示例的示圖；
[0019] 圖9A和圖9B是示出根據(jù)本公開的示例性實施例的感測耦合系數(shù)的方法的示例的 流程圖；
[0020] 圖10A和圖10B是示意性示出根據(jù)本公開的示例性實施例的充電設(shè)備和電池設(shè)備 之間的數(shù)據(jù)通信的示例的電路圖；
[0021] 圖11是示意性示出根據(jù)本公開的示例性實施例的控制從充電設(shè)備發(fā)送到電池設(shè) 備的電壓的示例的電路圖；
[0022] 圖12是示意性示出根據(jù)本公開的示例性實施例的控制從充電設(shè)備發(fā)送到多個電 池設(shè)備的電力的示例的電路圖；
[0023] 圖13A到圖13D是示出根據(jù)本公開的示例性實施例的電池設(shè)備中的有源整流器的 開關(guān)控制的示例的示圖。
【具體實施方式】
[0024] 以下，參照附圖來詳細(xì)說明本公開的實施例。
[0025] 然而，本公開可按照不同形式實施，并且不應(yīng)被理解為限制于在此闡述的實施例。 相反，這些實施例被提供，使得本公開將是徹底和完整的，并且將本公開的范圍完全地傳達(dá) 給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。
[0026] 在附圖中，為了清楚可夸大元件的形狀和維度，并且相同的標(biāo)號將始終被用于表 示相同或相似的元件。
[0027] 圖1A和圖1B是示出根據(jù)本公開的示例性實施例的充電設(shè)備的應(yīng)用的示圖。
[0028] 參照圖1A和圖1B，根據(jù)本公開的示例性實施例的充電設(shè)備A可按照非接觸方案將 電力發(fā)送到包括具有多個電池單體的電池設(shè)備B的一個或更多個電子裝置，諸如，手機、平 板個人電腦（PC)、膝上型PC等。另外，根據(jù)本公開的示例性實施例的充電設(shè)備A可按照非 接觸方案將電力發(fā)送到具有電池設(shè)備B1和B2的多個手機、多個平板PC、多個膝上型PC等 中的每一個（這里，非接觸方案可表示例如（但不限于）：在將電力從發(fā)送側(cè)發(fā)送到接收側(cè) 的處理中，在發(fā)送側(cè)和接收側(cè)的導(dǎo)體之間不進(jìn)行直接連接的方案，并且可被稱為無接觸方 案、無線傳輸方案等）。
[0029] 圖2A和圖2B是示意性示出根據(jù)本公開的示例性實施例的充電設(shè)備和電池設(shè)備的 示例的電路圖。
[0030] 參照圖2A和圖2B，根據(jù)本公開的示例性實施例的充電設(shè)備A可包括按照非接觸方 案發(fā)送電力的供電單元110。供電單元110可包括：電力開關(guān)單元111，提供預(yù)設(shè)電力；電力 發(fā)送線圈CTxl、CTxll、CTxl2、…、CTx21和CTx22,按照非接觸方案發(fā)送來自電力開關(guān)單元 111的電力。
[0031] 充電設(shè)備A可包括如圖2A所示的一個電力發(fā)送線圈CTxl，或者為了提高電力發(fā)送 效率而包括如圖2B所示的多個電力發(fā)送線圈CTxll、CTxl2、…、CTx21和CTx22,電力發(fā)送 線圈CTxll、CTxl2、…、CTx21和CTx22的數(shù)量可對應(yīng)于布置于電力接收側(cè)的電力接收線圈 CRxll、CRxl2、…、CRx21 和 CRx22 的數(shù)量。
[0032] 參照圖2A和圖2B，電池設(shè)備B可包括充電單元120和電池單元130。充電單元120 可包括按照一對一方案與電池單元130的多個電池單體BC11、BC12、BC21和BC22相應(yīng)的 多個充電單元121-1、121-2、122-1和122-2,并且為了對相應(yīng)的電池單體BC11、BC12、BC21 和BC22充電，多個充電單元121-1、121-2、122-1和122-2可分別包括電力接收線圈CRxll、 CRxl2、CRx21 和 CRx22 以及充電控制單元 Lll、L12、L21 和 L22。
[0033] 電力接收線圈CRxll、CRxl2、CRx21和CRx22可按照非接觸方案從充電設(shè)備A的 電力發(fā)送線圈CTxll、CTxl2、…、CTx21和CTx22接收電力，充電控制單元Lll、L12、L21 和L22可將來自電力接收線圈CRxll、CRxl2、CRx21和CRx22的電力充入相應(yīng)的電池單體 BC11、BC12、BC21和BC22,并可控制在相應(yīng)的電池單體BC11、BC12、BC21和BC22中充入的 電力的電流值。可根據(jù)電力發(fā)送線圈CTxll、CTxl2、"·、σΓχ21和CTx22與電力接收線圈 CRxll、CRxl2、CRx21和CRx22之間設(shè)置的耦合系數(shù)來控制在相應(yīng)的電池單體BC11、BC12、 BC21和BC22中充入的電力。電池單元130可包括至少一個電池單體組，電池單體組可包括 例如（但不限于）彼此串聯(lián)的多個電池單體。
[0034] 將參照圖9A和圖9B詳細(xì)描述電力發(fā)送線圈和電力接收線圈之間的耦合系數(shù)。
[0035] 同時，在上述的充電設(shè)備A和電池設(shè)備B被實現(xiàn)為一個充電設(shè)備的情況下，一個充 電設(shè)備可被實現(xiàn)為電力發(fā)送設(shè)備A和電力接收設(shè)備B。
[0036] 圖3A和圖3B是示意性示出根據(jù)本公開的示例性實施例的在充電設(shè)備中使用的供 電單元的示例的電路圖。
[0037] 供電單元110可包括電力開關(guān)單元111，用于打開關(guān)閉電力發(fā)送線圈CTx 1的電力。 包括在供電單元110中的電力發(fā)送線圈的數(shù)量可以是復(fù)數(shù)。
[0038] 電力開關(guān)單元111可包括開關(guān)單元111b、開關(guān)控制單元111a和通信單元111c。開 關(guān)單元111b可與電力發(fā)送線圈CTxl電連接，打開關(guān)閉輸入電力并通過電力發(fā)送線圈CTxl 無線地發(fā)送電力。開關(guān)控制單元111a可提供開關(guān)控制信號SQ1和SQ2或者SQ1到SQ4來 控制開關(guān)單元111b的開關(guān)操作。在電力發(fā)送線圈的數(shù)量是復(fù)數(shù)的情況下，多個開關(guān)單元可 按照一對一方案連接到多個電力發(fā)送線圈，或者多個電力發(fā)送線圈可連接到至少一個開關(guān) 單元。
[0039] 通信單元111c可從無線充電目標(biāo)裝置接收充電狀態(tài)信息，并將充電狀態(tài)信息提 供給開關(guān)控制單元111a，從而開關(guān)控制單元111a可控制開關(guān)占空比、開關(guān)接通/斷開時間 等，借此執(zhí)行諸如快速充電功能、維持電池單體之間的電力平衡的功能等的功能。
[0040] 開關(guān)單元111b可包括如圖3A所示的至少兩個開關(guān)Q1和Q2。例如，開關(guān)Q1和Q2 可由場效應(yīng)管（FET)形成，但不限于此。開關(guān)Q1、Q2、Q3和Q4可具有半橋開關(guān)結(jié)構(gòu)或如圖 3B所示的全橋開關(guān)結(jié)構(gòu)。然而，開關(guān)Q1、Q2、Q3和Q4不限于此，而是可被不同地配置。開 關(guān)Q1和Q2可具有向其提供的驅(qū)動電源V cc。提供的驅(qū)動電源的電壓電平可以是固定的 或者是變化的。
[0041] 圖4A到圖4D是示意性示出根據(jù)本公開的示例性實施例的充電單元的第一示例到 第四示例的電路圖。
[0042] 參照圖4A到圖4D，根據(jù)本公開的示例性實施例的充電單元可包括電力接收線圈 CRx和充電控制單元L。
[0043] 電力接收線圈CRx可從供電單元的相應(yīng)電力發(fā)送線圈CTx無線地接收電力。充電 控制單元L可控制無線接收的電力，并將接收的電力充入相應(yīng)的電池單體BC。
[0044] 充電控制單元L可包括整流單元La、調(diào)整器Lb和控制單元Lc。
[0045] 整流單元La可對從電力接收線圈CRx接收的電力進(jìn)行整流，調(diào)整器Lb可將整流 后的電力轉(zhuǎn)換為適合于充電的電壓以控制相應(yīng)的電池單體BC的充電?？刂茊卧狶c可檢測 發(fā)送到電力接收線圈CRx的電力的狀態(tài)，并將電力狀態(tài)信息無線地發(fā)送到供電單元。
[0046] 為此，控制單元Lc可檢測來自電力接收線圈CRx的電力或從調(diào)整器Lb提供到電 池單體BC的電力的狀態(tài)。
[0047] 同時，控制單元Lc可通過電力接收線圈CRx將具有脈沖形式的電力狀態(tài)信息發(fā)送 到電力發(fā)送側(cè)，并且可包括單獨的通信單元Com，以按照預(yù)設(shè)通信方案通過通信單元Com將 檢測單元所檢測到的電力狀態(tài)信息發(fā)送到電力發(fā)送側(cè)。
[0048] 圖5A到圖5C是示出根據(jù)本公開的示例性實施例的電池設(shè)備的示例和應(yīng)用的示 圖。
[0049] 參照圖5A，根據(jù)本公開的示例性實施例的電池設(shè)備B可包括例如六個電池單體 BC11到BC23。六個電池單體BC11到BC23可包括分別彼此串聯(lián)的三個電池單體BC1UBC12 和BC13以及三個電池單體BC21、BC22和BC23,從而分別形成一個電池單體組。兩個電池 單體組BC1UBC12和BC13以及BC2UBC22和BC23可被配置為彼此串聯(lián)（雖然根據(jù)本公開 的示例性實施例的電池設(shè)備B可在手機、平板PC和膝上型PC等中使用，但是將省略其詳細(xì) 附圖）。
[0050] 另外，如圖5A所示，分別對應(yīng)于六個電池單體BC11到BC23的六個電力接收線圈 CRxl 1到CRx23可被設(shè)置在電池設(shè)備B中，并且可從充電設(shè)備A的一個或更多個電力發(fā)送線 圈無線地接收電力。
[0051 ] 例如，充電設(shè)備A可包括一個電力發(fā)送線圈CTxl (如圖5A所示），或者可包括多個 電力發(fā)送線圈，例如（但不限于），各自對應(yīng)于六個電力接收線圈CRxl到CRx23的六個電力 發(fā)送線圈CTxll到CTx23(如圖5B所示）。
[0052] 另外，參照圖5C，充電設(shè)備A可包括多個電力發(fā)送線圈CTxl到CTx2,電池設(shè)備B 也可包括多個電力接收線圈CRxl和CRx2,例如，六個或更多個電力接收線圈或者少于六個 的電力接收線圈。
[0053] 圖6A到圖6D、圖7A到圖7D以及圖8A和圖8B是示出根據(jù)本公開的示例性實施例 的電壓充電操作的示例的示圖。
[0054] 參照圖6A到圖6D，傳送至每個電力接收線圈的電力的量VRxl、VRx2和VRx3可彼 此不同。因此，供電單元可根據(jù)電力狀態(tài)信息來按照相同狀態(tài)不同地設(shè)置從電力接收線圈 發(fā)送到相應(yīng)電力發(fā)送線圈的電力的量VTxl、VTx2和VTx3。
[0055] 如圖6A所示，供電單元可根據(jù)來自充電單元的電力狀態(tài)信息，基于電壓VRxl、 VRx2和VRx3中最大電壓VRx2來維持電力之間的平衡，從而使電力接收線圈中接收到的電 力等級維持恒定。相反，如圖6D所示，供電單元可基于多個電力接收線圈中接收到的電壓 VRxl、VRx2和VRx3中最小電壓VRx2來維持電力之間的平衡，從而使電力接收線圈中接收 到的電力等級恒定。
[0056] 為了控制從電力發(fā)送線圈發(fā)送的每個電力等級，如圖6B所示，可控制相應(yīng)的開關(guān) 電路的開關(guān)接通占空和開關(guān)斷開占空，或者如圖6C所示，可控制相應(yīng)開關(guān)電路的開關(guān)停止 (switching down)時間。
[0057] 將參照圖7A到圖7D更詳細(xì)地描述上面提到的操作。
[0058] 參照圖7A，例如，根據(jù)本公開的示例性實施例的充電設(shè)備可包括將電壓無線地發(fā) 送到至少兩個電力接收單元Rxl和Rx2的一個電力發(fā)送單元Tx。
[0059] 這里，電力發(fā)送單元Txl可包括圖3Α或圖3Β中示出的構(gòu)造，并且電力接收單元 Rxl和Rx2中的每一個可包括圖4A到圖4D中示出的構(gòu)造。
[0060] 例如，在第二電力接收單元Rx2檢測到的電壓VRx2(或電流IRx2)小于第一電力接收 單元Rxl檢測到的電壓V Rxl (或電流IRxl)的情況下，也就是說，在圖7A中的標(biāo)號①所表示的 情況下，可增加由電力發(fā)送單元Txl無線發(fā)送的電力的幅度，從而使第二電力接收單元Rx2 檢測到的電壓V Rx2達(dá)到或者增加到參考電壓VRrf。因此，接收從電力發(fā)送單元Txl無線地發(fā) 送的電力的第一電力接收單元Rxl所檢測到的電壓V Rxl可超過參考電壓VRrf;然而，可具有 諸如快速充電的優(yōu)點。這里，參考電壓VRrf可被設(shè)置為例如（但不限于）使最大允許電流 在相應(yīng)的電池單體中流動。
[0061] 在圖7A中的標(biāo)號②所表示的情況下，可增加從電力發(fā)送單元Txl無線發(fā)送的電力 的幅度，從而使第一電力接收單元Rxl檢測到的電壓V Rxl達(dá)到參考電壓VRrf。因此，接收從 電力發(fā)送單元Txl無線發(fā)送的電力的第二電力接收單元Rx2所檢測到的電壓V Rx2不會達(dá)到 參考電壓VRrf;然而，可具有諸如增加電力發(fā)送效率的優(yōu)點。
[0062] 參照圖7B，例如，根據(jù)本公開的示例性實施例的充電設(shè)備可包括一個電力發(fā)送單 元Txl，Txl可將電壓無線地發(fā)送到至少三個電力接收單元Rxl、Rx2和Rx3。
[0063] 例如，在第二電力接收單元Rx2檢測到的電壓VRx2(或電流IRx2)大于第一電力接收 單元Rxl檢測到的電壓V Rxl (或電流IRxl)，并且第三電力接收單元Rx3檢測到的電壓VRx3 (或 電流IRx3)小于第一電力接收單元Rxl檢測到的電壓VRxl(或電流I Rxl)的情況下，即，在圖 7B中的標(biāo)號①所表示的情況下，可增加從電力發(fā)送單元Txl無線發(fā)送的電力的幅度，從而 使作為最小值的由第三電力接收單元Rx3檢測到的電壓V Rx3達(dá)到參考電壓V Ref。因此，接收 從電力發(fā)送單元Txl無線發(fā)送的電力的第一電力接收單元Rxl所檢測到的電壓V Rxl以及接 收從電力發(fā)送單元Txl無線發(fā)送的電力的第二電力接收單元Rx2所檢測到的電壓VRx2可超 過參考電壓V Rrf;然而，可具有諸如快速充電的優(yōu)點。另一方面，會降低電力發(fā)送效率。
[0064] 在圖7B中的標(biāo)號②所表示的情況下，可增加從電力發(fā)送單元Txl無線發(fā)送的電 力的幅度，從而使作為中間值的由第一電力接收單元Rxl檢測到的電壓V Rxl達(dá)到參考電壓 VRrf。因此，接收從電力發(fā)送單元Txl無線發(fā)送的電力的第二電力接收單元Rx2所檢測到的 電壓V Rx2可超過參考電壓VRrf，接收從電力發(fā)送單元Txl無線發(fā)送的電力的第三電力接收單 元Rx3所檢測到的電壓V Rx3不會達(dá)到參考電壓V Rrf。
[0065] 在圖7B中的標(biāo)號③所表示的情況下，可增加從電力發(fā)送單元Txl無線發(fā)送的電 力的幅度，從而使作為最大值的由第二電力接收單元Rx2檢測到的電壓VRx2達(dá)到參考電壓 VRrf。因此，接收從電力發(fā)送單元Txl無線發(fā)送的電力的第一電力接收單元Rxl所檢測到的 電壓V Rxl以及接收從電力發(fā)送單元Txl無線發(fā)送的電力的第三電力接收單元Rx3所檢測到 的電壓VRx3不會達(dá)到參考電壓V 然而，可增加電力傳輸效率。另一方面，會降低電壓充電 速度。
[0066] 參照圖7C，例如，根據(jù)本公開的示例性實施例的充電設(shè)備可包括可將電力無線發(fā) 送到至少兩個電力接收單元Rxl和Rx2的至少兩個電力發(fā)送單元Txl和Tx2。
[0067] 例如，在第二電力接收單元Rx2所檢測到的電壓VRx2(或電流IRx2)小于第一電力接 收單元Rxl所檢測到的電壓V Rxl (或電流IRxl)的情況下，即，在圖7C中的標(biāo)號①所表示的情 況下，由第一電力發(fā)送單元Txl和第二電力發(fā)送單元Tx2無線發(fā)送的電力的幅度可被控制， 從而使第一電力接收單元Rxl所檢測到的電壓V Rxl變?yōu)榕c第二電力接收單元Rx2所檢測到 的電壓VRx2相同。然后，從第一電力發(fā)送單元Txl和第二電力發(fā)送單元Tx2無線發(fā)送的電 力的幅度可被控制，從而使第一電力接收單元Rxl所檢測到的電壓V Rxl和第二電力接收單 元Rx2所檢測到的電壓VRx2改變?yōu)閰⒖茧妷篤 Rrf。
[0068] 在圖7C中的標(biāo)號②所表示的情況下，從第一電力發(fā)送單元Txl和第二電力發(fā)送單 元Tx2無線發(fā)送的電力的幅度可被控制，從而使第二電力接收單元Rx2所檢測到的電壓V Rx2 變?yōu)榕c第一電力接收單元Rxl所檢測到的電壓VRxl相同。然后，從第一電力發(fā)送單元Txl和 第二電力發(fā)送單元Tx2無線發(fā)送的電力的幅度可被控制，從而使第一電力接收單元Rxl所 檢測到的電壓V Rxl和第二電力接收單元Rx2所檢測到的電壓V Rx2改變?yōu)閰⒖茧妷篤 Rrf。
[0069] 另一方面，在圖7C中的標(biāo)號③或標(biāo)號④所表示的情況下，可增加從第一電力發(fā)送 單元Txl和第二電力發(fā)送單元Tx2無線發(fā)送的電力的幅度，從而使第二電力接收單元Rx2 所檢測到的電壓V Rx2達(dá)到參考電壓VRrf，或者可增加從第一電力發(fā)送單元Txl和第二電力發(fā) 送單元Tx2無線發(fā)送的電力的幅度，從而使第一電力接收單元Rxl所檢測到的電壓V Rxl達(dá) 到參考電壓VRrf?？筛鶕?jù)電力接收單元和充電單元之間的耦合程度來控制如上所述的電力 的增加量，以維持電池單體之間的平衡并且/或者用最大可允許的充電電流來對各個電池 單體進(jìn)行充電從而對電池單體進(jìn)行快速充電。
[0070] 參照圖7D，例如，根據(jù)本公開的示例性實施例的充電設(shè)備可包括可將電力無線發(fā) 送到至少三個接收單元Rxl、Rx2和Rx3的至少兩個電力發(fā)送單元Txl和Tx2。
[0071] 在第二電力接收單元Rx2所檢測到的電壓VRx2(或電流IRx2)大于第一電力接收 單元Rxl所檢測到的電壓V Rxl (或電流IRxl)以及第三電力接收單元Rx3所檢測到的電壓 VRx3 (或電流IRx3)的情況下，即，在圖7D中的標(biāo)號①所表示的情況下，從第一電力發(fā)送單元 Txl和第二電力發(fā)送單元Tx2無線發(fā)送的電力的幅度可被控制，從而使第一電力接收單元 Rxl所檢測到的電壓VRxl和第二電力接收單元Rx2所檢測到的電壓V Rx2變?yōu)榕c第三電力接 收單元Rx3所檢測到的電壓VRx3(VRx3是最小值）相同。然后，從第一電力發(fā)送單元Txl和第 二電力發(fā)送單元Tx2無線發(fā)送的電力的幅度可被控制，從而使第一電力接收單元所檢測到 的電壓VRxl、第二電力接收單元Rx2所檢測到的電壓V Rx2和第三電力接收單元Rx3所檢測到 的電壓VRx3變?yōu)閰⒖茧妷篤 R(3f。
[0072] 在圖7D中的標(biāo)號②所表示的情況下，從第一電力發(fā)送單元Txl和第二電力發(fā)送單 元Tx2無線發(fā)送的電力的幅度可被控制，從而使第一電力接收單元Rxl所檢測到的電壓V Rxl 和第三電力接收單元Rx3所檢測到的電壓VRx3變?yōu)榕c第二電力接收單元Rx2所檢測到的電 壓VRx2(V Rx2是最大值）相同。然后，從第一電力發(fā)送單元Txl和第二電力發(fā)送單元Tx2無線 發(fā)送的電力的幅度可被控制，從而使第一電力接收單元Rxl所檢測到的電壓V Rxl、第二電力 接收單元Rx2所檢測到的電壓VRx2和第三電力接收單元Rx3所檢測到的電壓V Rx3變?yōu)閰⒖?電壓Vfcf。
[0073] 在圖7D中的標(biāo)號③所表示的情況下，從第一電力發(fā)送單元Txl和第二電力發(fā)送單 元Tx2無線發(fā)送的電力的幅度可被控制，從而使第二電力接收單元Rx2所檢測到的電壓V Rx2 和第三電力接收單元Rx3所檢測到的電壓VRx3變?yōu)榕c第一電力接收單元Rxl所檢測到的電 壓VRxl(V Rxl是中間值）相同。然后，從第一電力發(fā)送單元Txl和第二電力發(fā)送單元Tx2無線 發(fā)送的電力的幅度可被控制，從而使第一電力接收單元Rxl所檢測到的電壓V Rxl、第二電力 接收單元Rx2所檢測到的電壓VRx2和第三電力接收單元Rx3所檢測到的電壓V Rx3變?yōu)閰⒖?電壓Vfcf。
[0074] 另外，在圖7D中的標(biāo)號④、⑤或⑥所表示的情況下，可增加從第一電力發(fā)送單元 Txl和第二電力發(fā)送單元Tx2無線發(fā)送的電力的幅度，從而使第二電力接收單元Rx2所檢 測到的電壓VRx2達(dá)到參考電壓V Rrf，可增加從第一電力發(fā)送單元Txl和第二電力發(fā)送單元 Tx2無線發(fā)送的電力的幅度，從而使第三電力接收單元Rx3所檢測到的電壓VRx3達(dá)到參考電 壓V Rrf，或者可增加從第一電力發(fā)送單元Txl和第二電力發(fā)送單元Tx2無線發(fā)送的電力的幅 度，從而使第一電力接收單元Rxl所檢測到的電壓V Rxl達(dá)到參考電壓V Rrf。第一電力發(fā)送單 元Txl和第二電力發(fā)送單元Tx2可增加從第一電力發(fā)送單元Txl和第二電力發(fā)送單元Tx2 無線發(fā)送的電力的幅度，從而使與第一電力發(fā)送單元Txl和第二電力發(fā)送單元Τχ2耦合的 電力接收單元所檢測到的電壓改變?yōu)閰⒖茧妷篤 Rrf。然而，在這種情況下，還可將電力無線 發(fā)送到布置于第一電力發(fā)送單元Txl和第二電力發(fā)送單元Tx2附近的電力發(fā)送單元。
[0075] 同時，參照圖8Α和圖8Β，在根據(jù)本公開的示例性實施例的充電設(shè)備包括如圖7C和 圖7D所示的至少兩個電力發(fā)送單元Txl和Τχ2的情況下，可設(shè)置電力發(fā)送單元Txl和Τχ2 與至少兩個、三個或更多個電力接收單元Rxl、Rx2和Rx3之間的無線電力親合。例如，在電 力發(fā)送單元無線發(fā)送電力的情況下，可進(jìn)行設(shè)置使從相應(yīng)的電力發(fā)送單元接收最多電力的 電力接收單元具有最高的無線電力耦合關(guān)系。
[0076] 為此，可根據(jù)具有關(guān)于電力接收單元Rxl、Rx2和Rx3所檢測到的電壓或電流的信 息的電力狀態(tài)信息來設(shè)置相應(yīng)的電力發(fā)送單元和電力接收單元之間的電壓耦合關(guān)系。例 如，如圖8A所示，可順序地打開/關(guān)閉兩個電力發(fā)送單元Txl和Tx2以從搜索從相應(yīng)的電 力發(fā)送單元接收最多電力的電力接收單元，或者如圖8Β所示，可交替地改變電力發(fā)送單元 Txl和Τχ2的無線電力發(fā)送量以搜索從相應(yīng)的電力發(fā)送單元接收的電力的改變量最大的電 力接收單元。
[0077] 圖9A和圖9B是示出根據(jù)本公開的示例性實施例的感測耦合系數(shù)的方法示例的流 程圖。
[0078] 首先，參照圖9A，在預(yù)設(shè)時間段感測耦合系數(shù)的感測時間（S11)，可檢測從電力發(fā) 送單元的電力發(fā)送線圈發(fā)送的電力的電壓或電流電平以及施加于電力接收單元的電力接 收線圈或電池的電力的電壓或電流電平（S21)，并且可計算電力發(fā)送側(cè)和電力接收側(cè)之間 的耦合系數(shù)（S31)。
[0079] 計算的耦合系數(shù)可被傳送到控制電力發(fā)送單元的發(fā)送電力的控制電路（S41)。
[0080] 參照圖9B，在電壓充電狀態(tài)改變的情況下（S12)，可檢測電力發(fā)送單元的電力發(fā) 送線圈所發(fā)送的電力的電壓或電流電平以及施加于電力接收單元的電力接收線圈或電池 的電力的電壓或電流電平（S22)并且可計算電力發(fā)送側(cè)和電力接收側(cè)之間的耦合系數(shù) (S32)。計算的耦合系數(shù)可被傳送到控制電力發(fā)送單元的發(fā)送電力的控制電路（S42)。
[0081] 這里，充電狀態(tài)改變的情況是指例如（但不限于）發(fā)生新的充電條件的情況，諸 如，充電設(shè)備或電池設(shè)備的位置改變，在使用來自充電設(shè)備的電壓進(jìn)行充電的現(xiàn)有電池設(shè) 備之外增加了另一電池設(shè)備等。檢測上面提到的新充電條件的方法的示例可包括以下情 況：檢測施加于電力接收單元的電力接收線圈或電池的電力的電壓或電流電平的改變量等 于參考電平或更多。
[0082] 可通過以下方式來計算上述的充電設(shè)備和電池設(shè)備之間的耦合系數(shù)：如圖8A所 示，順序地打開/關(guān)閉電力發(fā)送單元Txl和Tx2以搜索從相應(yīng)的電力發(fā)送單元接收最多電 力的電力接收單元，或者如圖8Β所示，交替地改變電力發(fā)送單元Txl和Τχ2的無線電力發(fā) 送量以搜索從相應(yīng)的電力發(fā)送單元接收的電力的改變量最大的電力接收單元。
[0083] 首先，施加于電池設(shè)備的電力接收單元的電力接收線圈或電池的電力的電壓電平 與通過充電設(shè)備的電力發(fā)送單元的電力發(fā)送線圈發(fā)送的電壓電平之間的關(guān)系可通過以下 等式1來表示。
[0084] (等式 1)
[0085]
[0086] 這里，VRxl和VRx2分別指示施加于電力接收單元Rxl和Rx2的電力接收線圈或電池 的電力的電壓電平，V Txl和VTx2分別指示施加于電力發(fā)送單元Txl和Tx2的電力發(fā)送線圈的 電力的電壓電平，C n、C12、C21和C22指示充電設(shè)備和電池設(shè)備之間（即，電力接收單元Rxl 和Rx2與電力發(fā)送單元Txl和Tx2之間）的親合系數(shù)。
[0087] 以上通過示例描述了電力發(fā)送線圈和電力接收線圈的數(shù)量均為二的情況。同時， 在電力發(fā)送線圈和電力接收線圈的數(shù)量均為三或者更多的情況下，施加于電池設(shè)備的電力 接收單元的電力接收線圈或電池的電力的電壓電平與通過充電設(shè)備的電力發(fā)送單元的電 力發(fā)送線圈發(fā)送的電力的電壓電平之間的關(guān)系可按照與上面提到的方案相同的方案表示。 另外，j指示V Rxl和V Txj之間的耦合系數(shù)。
[0088] 如圖8A所示，在通過順序地打開/關(guān)閉電力發(fā)送單元Txl和Tx2以搜索從相應(yīng)的 電力發(fā)送單元接收最多電力的電力接收單元來計算耦合系數(shù)的情況下，例如，當(dāng)施加于電 力發(fā)送單元Τχ2的電力被關(guān)閉時，以上的等式1可被以下的等式2表示。
[0089] (等式 2)
[0090]
[0091] 通過以上的等式2,可通過以下的等式3來計算耦合系數(shù)Cn和C21。
[0092] (等式 3)
[0093]
[0094] 接下來，當(dāng)施加于電力發(fā)送單元Txl的電力被關(guān)閉時，可通過以下的等式4來計算 耦合系數(shù)C 12和C22。
[0095] (等式 4)
[0096]
[0097] 同時，如圖8B所示，在通過交替地改變電力發(fā)送單元Txl和Tx2的無線電力發(fā)送 量以搜索從相應(yīng)的電力發(fā)送單元接收的電力的改變量最大的電力接收單元來計算耦合系 數(shù)的情況下，施加于電池設(shè)備的電力接收單元的電力接收線圈或電池的電力的電壓電平的 改變量與通過充電設(shè)備的電力發(fā)送單元的電力發(fā)送線圈發(fā)送的電力的電壓電平的改變量 之間的關(guān)系可通過以下的等式5來表示。
[0098] (等式 5)
[0099]
[0100] 這里，ΔνΚχ1和AVRx2分別指示施加于電力接收單元Rxl和Rx2的電力接收線圈或 電池的電力的電壓電平的改變量，AVm和ΔνΤχ2分別指示施加于電力發(fā)送單元Txl和Tx2 的電力發(fā)送線圈的電力的電壓電平的改變量，C n、C12、C21和C 22指示充電設(shè)備和電池設(shè)備之 間（即，電力接收單元Rxl和Rx2與電力發(fā)送單元Txl和Tx2之間）的親合系數(shù)。
[0101] 首先，當(dāng)電力發(fā)送單元Τχ2的輸出電壓被固定（Δ VTx2= 0)并且電力發(fā)送單元Txl 的輸出電壓改變了預(yù)定幅度時，發(fā)送到電力接收單元Rxl和Rx2的電力的電壓電平可根據(jù) 電力接收單元Rxl和Rx2與電力發(fā)送單元Txl之間的親合度而改變，該關(guān)系可通過以下的 等式6來表示。
[0102] (等式6)
[0103]
[0104] 通過以上的等式6,可通過以下等式7來計算耦合系數(shù)Cn和C 21。
[0105] (等式 7)
[0106]
[0107] 接下來，當(dāng)電力發(fā)送單元Txl的輸出電壓被固定（Δ VTxl= 0)并且電力發(fā)送單元 Tx2的輸出電壓改變了預(yù)定幅度時，可通過以下等式8來計算親合系數(shù)C12和C22。
[0108] (等式 8)
[0109]
[0110] 雖然在本文上面已經(jīng)描述了基于施加于電力接收線圈或電池的電力的電壓電平 以及施加于電力發(fā)送線圈的電力的電壓電平來計算耦合系數(shù)的情況，但是也可使用施加于 電力接收線圈或電池的電力的電流電平以及施加于電力發(fā)送線圈的電力的電流電平。
[0111] 圖10A和圖10B是示意性示出根據(jù)本公開示例性實施例的充電設(shè)備和電池設(shè)備之 間的數(shù)據(jù)通信的電路圖。
[0112] 參照圖10A，充電設(shè)備A的電力發(fā)送單元Txl和Tx2可包括電力發(fā)送線圈CTxl和 CTx2以及開關(guān)單元lllbl和lllb2。開關(guān)單元lllbl和lllb2可分別將電力傳送到電力發(fā) 送線圈C Txl和C Tx2，以便如上所述計算電力發(fā)送側(cè)和電力接收側(cè)之間的耦合系數(shù)。
[0113] 開關(guān)單元lllbl和lllb2的各個開關(guān)Q11、Q21、Q12和Q22可根據(jù)來自開關(guān)控制單 元Ilia的開關(guān)控制信號SQ11、SQ21、SQ12和SQ22來開關(guān)驅(qū)動電源V Da和V De2，以按照非接 觸方案通過相應(yīng)的電力發(fā)送線圈CTxl和CTx2將電力傳送到外部。
[0114] 開關(guān)控制單元111a可根據(jù)從通信單元111c傳送的電池設(shè)備B的信息來控制開關(guān) 單元lllbl和lllb2的電源開關(guān)。例如，開關(guān)控制單元Ilia可控制各個開關(guān)Q11、Q21、Q12 和Q22的開關(guān)占空或接通-斷開停止（switching on-off down)時間以調(diào)整通過電力發(fā)送 線圈CTxl和C Tx2輸出的電力的電壓電平V Txl和V Tx2，控制驅(qū)動電源VDC1和V DC2的電壓電平以 調(diào)整通過電力發(fā)送線圈CTxl和C Tx2輸出的電力的電壓電平V Txl和V Tx2，或者控制開關(guān)頻率fT:d 和fTx2以控制通過電力發(fā)送線圈C TxJP C Tx2發(fā)送電力的頻率。
[0115] 可基于電力發(fā)送側(cè)和電力接收側(cè)之間的耦合系數(shù)來執(zhí)行上面提到的調(diào)整或控制 操作，并且由于充電設(shè)備Α的充電會持續(xù)需要關(guān)于電池設(shè)備Β的位置、電壓充電狀態(tài)、操作 狀態(tài)、充電功率等的信息，因此可通過充電設(shè)備A的通信單元111c和電池設(shè)備B的通信單 元Com之間的雙向通信來傳送該信息。另外，關(guān)于充電設(shè)備A的電力發(fā)送線圈C Txl和C Tx2的 位置、電力發(fā)送狀態(tài)、電力開關(guān)操作、充電電壓等的信息可通過電池設(shè)備Β的通信單元Com 被傳送到電池設(shè)備B。另外，由電力接收線圈CRxl、CRx2、CRx3、C Rx4、CRx5和C Rx6接收的電力或施 加于電池的電力的電壓或電流電平可通過通信單元111c被傳送到充電設(shè)備A，施加于電力 發(fā)送線圈C Txl和C Tx2的電力的電壓或電流電平可通過通信單元被傳送到電池設(shè)備B。另外， 在充電設(shè)備Α的電力發(fā)送線圈C Txl和CTx2與電池設(shè)備Β的電力接收線圈CRxl、CRx2、C Rx3、CRx4、 CRx5和CRx6之間的耦合系數(shù)在電池設(shè)備B中被計算的情況下，計算的耦合系數(shù)可通過通信單 元111c被傳送到充電設(shè)備A。
[0116] 在上面提到的雙向通信中，可使用各種通信方案，諸如藍(lán)牙、Zigbee、WiFi、近場通 信（NFC)等，并可使用各種通信頻率。
[0117] 參照圖10B，在充電設(shè)備A的電力發(fā)送線圈CTx和電池設(shè)備B的電力接收線圈CRx 之間可按照非接觸方案來發(fā)送電力和傳送信息。
[0118] 充電設(shè)備A的供電單元110可包括電源單元llle、開關(guān)單元111b、檢測單元llld 和控制單元111a。電源單元llle可將交流電（AC)電力轉(zhuǎn)換為直流（DC)電壓。開關(guān)單元 111b可根據(jù)控制單元111a的控制來開關(guān)來自電源單元llle的DC電壓，以通過電力發(fā)送線 圈CTx將DC電壓發(fā)送到外部。檢測單元llld可檢測電力發(fā)送線圈CTx的電力狀態(tài)?？刂?單元111a可根據(jù)來自檢測單元llld的檢測到的信息來控制開關(guān)單元111b的開關(guān)。
[0119] 電池設(shè)備B可包括整流單元La、調(diào)整器Lb和控制單元Lc。整流單元La可對來自 電力接收線圈CRx的電壓進(jìn)行整流。調(diào)整器Lb可將整流后的電力調(diào)整為是適合于被充入 電池 Be的充電功率?？刂茊卧狶c可控制調(diào)整器Lb的操作。
[0120] 發(fā)送到電力接收線圈CRx的電力可通過調(diào)整器Lb的操作被改變，電力接收線圈 CRx的電壓電平的改變可通過電力接收線圈CRx與電力發(fā)送線圈CTx之間的磁耦合來影響 電力發(fā)送線圈CTx，檢測單元llld可檢測電力接收線圈CRx的電壓電平的改變，并將檢測到 的信息傳送到控制單元111a，控制單元111a可根據(jù)檢測到的信息來控制開關(guān)單元111b的 開關(guān)操作。
[0121] 可根據(jù)例如（但不限于）上面提到的電壓電平的改變來在電池設(shè)備B和充電設(shè)備 A之間執(zhí)行通信。另外，可使用按照此方案執(zhí)行的通信來發(fā)送和接收關(guān)于電池設(shè)備B的電力 接收線圈所接收的電力的電壓或電流電平的信息、關(guān)于施加于電池設(shè)備B的電池的電力的 電壓或電力電平的信息、關(guān)于電池設(shè)備B的位置、充電狀態(tài)、操作狀態(tài)和充電功率的信息、 關(guān)于施加于充電設(shè)備A的電力發(fā)送線圈的電力的電壓或電流電平的信息、關(guān)于充電設(shè)備A 的電力發(fā)送線圈的位置、電力發(fā)送狀態(tài)、電力開關(guān)操作、功率等的信息。
[0122] 這里，在電力發(fā)送線圈和電力接收線圈的數(shù)量均為復(fù)數(shù)的情況下，可例如但不限 于按照分時方案來發(fā)送和接收信息。
[0123] 可基于發(fā)送和接收的信息來計算充電設(shè)備A的電力發(fā)送線圈和電池設(shè)備B的電力 接收線圈之間的耦合系數(shù)。例如，根據(jù)上面提到的電壓電平的改變，充電設(shè)備A可基于發(fā)送 和接收的信息來計算耦合系數(shù)，或者電池設(shè)備B可基于發(fā)送和接收的信息計算耦合系數(shù)， 并隨后通過在電池設(shè)備B和充電設(shè)備A之間執(zhí)行的通信來將計算的耦合系數(shù)發(fā)送到充電設(shè) 備A〇
[0124] 可基于充電設(shè)備A的電力發(fā)送線圈和電池設(shè)備B的電力接收線圈之間的耦合系數(shù) 來控制充電設(shè)備A的開關(guān)單元111b的開關(guān)操作。
[0125] 圖11是示意性示出根據(jù)本公開的示例性實施例的控制從充電設(shè)備發(fā)送到電池設(shè) 備的電壓的電路圖。
[0126] 參照圖11，充電設(shè)備A的電力發(fā)送單元Txl和Tx2可包括電力發(fā)送線圈CTxl和C Tx2 以及開關(guān)單元lllbl和lllb2。開關(guān)單元lllbl和lllb2可將電力分別發(fā)送到電力發(fā)送線 圈CTxl和C Tx2，以便如上所述計算電力發(fā)送側(cè)和電力接收側(cè)之間的耦合系數(shù)。
[0127] 開關(guān)單元lllbl和lllb2的各個開關(guān)Q11、Q21、Q12和Q22可根據(jù)來自開關(guān)控制單 元Ilia的開關(guān)控制信號SQ11、SQ21、SQ12和SQ22來開關(guān)驅(qū)動電源V Da和V De2，以按照非接 觸方案通過相應(yīng)的電力發(fā)送線圈CTxl和CTx2將電力傳送到外部。
[0128] 開關(guān)控制單元111a可根據(jù)從通信單元111c傳送的電池設(shè)備B的信息來控制開 關(guān)單元lllbl和lllb2的電力開關(guān)。例如，開關(guān)控制單元Ilia可控制各個開關(guān)Qll、Q21、 Q12和Q22的開關(guān)占空或接通-斷開死區(qū)時間以調(diào)整通過電力發(fā)送線圈CTxl和CTx2輸出 的電力的電壓電平VTxl和V Tx2，控制驅(qū)動電源VDei和V De2的電壓電平以調(diào)整通過電力發(fā)送線 圈CTxl和CTx2輸出的電力的電壓電平VTxl和V Tx2，或者控制開關(guān)頻率fTxl和f Tx2以控制通 過電力發(fā)送線圈CTxl和CTx2發(fā)送電力的頻率。
[0129] 可基于電力發(fā)送側(cè)和電力接收側(cè)之間的耦合系數(shù)來執(zhí)行上面提到的調(diào)整或控制 操作。
[0130] 作為示例，在第一電力發(fā)送線圈CTxl和第一電力接收線圈CRxl之間的耦合系數(shù)低 的情況下，第一電力發(fā)送單元Txl可控制開關(guān)單元lllbl的各個開關(guān)Q11和Q21的開關(guān)頻 率以控制通過電力發(fā)送線圈CTxl發(fā)送的電力的頻率f Txl，以便有效地控制傳送到第一電力 接收線圈CRxl的電力。
[0131] 作為另一示例，在第二電力發(fā)送線圈CTx2和第二電力接收線圈CRx2之間的耦合系 數(shù)高的情況下，第二電力發(fā)送單元Tx2可控制開關(guān)單元lllb2的各個開關(guān)Q12和Q22的開 關(guān)占空或接通-斷開死區(qū)時間以調(diào)整通過電力發(fā)送線圈C Tx2輸出的電力的電壓電平VTx2，或 者控制驅(qū)動電源VDC2的電壓電平以調(diào)整通過電力發(fā)送線圈C Tx2輸出的電力的電壓電平V Tx2， 從而控制傳送到第二電力接收線圈CRx2的電力。
[0132] 由于充電設(shè)備A的充電會持續(xù)需要關(guān)于電池設(shè)備B的位置、充電狀態(tài)、操作狀態(tài)、 充電功率等的信息，因此可通過充電設(shè)備A的通信單元111c和電池設(shè)備B的通信單元Com 之間的雙向通信來傳送該信息。另外，關(guān)于充電設(shè)備A的電力發(fā)送線圈CTxl和CTx2的位置、 電力發(fā)送狀態(tài)、電力開關(guān)操作、功率等的信息可通過電池設(shè)備B的通信單元Com被傳送到電 池設(shè)備B。
[0133] 圖12是示意性示出根據(jù)本公開的示例性實施例的控制從充電設(shè)備發(fā)送到多個電 池設(shè)備的電力的電路圖。
[0134] 參照圖12,根據(jù)本公開的示例性實施例的充電設(shè)備A可按照非接觸方案將電力發(fā) 送到多個電池設(shè)備B1和B2。
[0135] 電池設(shè)備B1和B2可包括至少一個或多個電力接收線圈，例如，六個電力接收線圈 Crxi、CRx2、CRx3、CRx4、C Rx5和 c Rx6〇
[0136] 與圖11類似，充電設(shè)備A的電力發(fā)送單元Txl和Tx2可包括電力發(fā)送線圈CTxl和 CTx2以及開關(guān)單元lllbl和lllb2。開關(guān)單元lllbl和lllb2可將電力分別發(fā)送到電力發(fā) 送線圈C Txl和C Tx2，以便計算電力發(fā)送側(cè)和電力接收側(cè)之間的耦合系數(shù)。
[0137] 開關(guān)單元lllbl和lllb2的各個開關(guān)Q11、Q21、Q12和Q22可根據(jù)來自開關(guān)控制單 元Ilia的開關(guān)控制信號SQ11、SQ21、SQ12和SQ22開關(guān)驅(qū)動電源V Da和V De2，以按照非接觸 方案通過相應(yīng)的電力發(fā)送線圈CTxl和CTx2將電力發(fā)送到外部。
[0138] 開關(guān)控制單元111a可根據(jù)傳送的電池設(shè)備B的信息來控制開關(guān)單元lllbl和 lllb2的電力開關(guān)。例如，開關(guān)控制單元111a可控制各個開關(guān)Q11、Q21、Q12和Q22的開關(guān) 占空或接通-斷開死區(qū)時間以調(diào)整通過電力發(fā)送線圈C Txl和CTx2輸出的電力的電壓電平VTxl 和VTx2，控制驅(qū)動電源VD"和V DC2的電壓電平以調(diào)整通過電力發(fā)送線圈C Txl和C Tx2輸出的電 力的電壓電平VTxl和V Tx2，或者控制開關(guān)頻率以控制通過電力發(fā)送線圈cTxl和c Tx2發(fā)送電力 的頻率 fTxJP f Τχ2。
[0139] 可基于電力發(fā)送側(cè)和電力接收側(cè)之間的耦合系數(shù)來執(zhí)行上面提到的調(diào)整或控制 操作。
[0140] 作為不例，在第一電力發(fā)送線圈（^和第一電池設(shè)備Β1的第一電力接收線圈C Rxl 之間的耦合系數(shù)低的情況下，第一電力發(fā)送單元Txl可控制開關(guān)單元lllbl的各個開關(guān)Q11 和Q21的開關(guān)頻率以控制通過電力發(fā)送線圈CTxl發(fā)送電力的頻率fTxl，以便有效地控制傳送 到第一電池設(shè)備B1的第一電力接收線圈C Rxl的電力。
[0141] 作為另一示例，在第二電力發(fā)送線圈CTx2和第二電池設(shè)備B2的第二電力接收線圈 CRx2之間的耦合系數(shù)高的情況下，第二電力發(fā)送單元Tx2可控制開關(guān)單元lllb2的各個開關(guān) Q12和Q22的開關(guān)占空或接通-斷開死區(qū)時間以調(diào)整通過電力發(fā)送線圈CTx2輸出的電力的 電壓電平V Tx2，或者控制驅(qū)動電源VDC2的電壓電平以調(diào)整通過電力發(fā)送線圈C Tx2輸出的電力 的電壓電平VTx2，從而控制傳送到第二電池設(shè)備Β2的第二電力接收線圈C Rx2的電力。
[0142] 另外，第一電力發(fā)送單元Txl和第二電力發(fā)送單元Tx2均可被控制為以第一頻率 (例如，接近于無線充電財團(tuán)（WPC)標(biāo)準(zhǔn)的100到300ΚΗζ的頻率）將電力發(fā)送到第一電池 設(shè)備Β1，并以相對較高的第二頻率（例如，無線充電聯(lián)盟（A4WP)標(biāo)準(zhǔn)的6. 78MHz的頻率） 將電力發(fā)送到第二電池設(shè)備B2。
[0143] 另外，可以以WPC標(biāo)準(zhǔn)的頻率將電力發(fā)送到第一電池設(shè)備B1的第一電力接收線圈 CTxl，并以A4WP標(biāo)準(zhǔn)的頻率將電力發(fā)送到第一電池設(shè)備B1的第二電力接收線圈CTx2。
[0144] 由于充電設(shè)備A的充電會持續(xù)需要關(guān)于電池設(shè)備B1和B2的位置、充電狀態(tài)、操作 狀態(tài)、功率等的信息，因此可通過充電設(shè)備A與電池設(shè)備B1和B2之間的雙向通信來傳送該 信息。另外，關(guān)于充電設(shè)備A的電力發(fā)送線圈C Txl和CTx2的位置、電力發(fā)送狀態(tài)、電力開關(guān)操 作、功率等的信息可被傳送到電池設(shè)備B1和B2。
[0145] 圖13A到圖13D是示出根據(jù)本公開的示例性實施例的電池設(shè)備中的有源整流器的 開關(guān)控制的示例的示圖。
[0146] 參照圖13A，根據(jù)本公開的示例性實施例的電池設(shè)備B可通過電力接收線圈CRx接 收按照非接觸方案發(fā)送的電力。這里，接收的電力的電壓和電力之間會產(chǎn)生相位差或電平 差，從而會使充電效率變差。
[0147] 根據(jù)本公開的示例性實施例的電池設(shè)備B可包括有源型整流單元La。
[0148] 整流單元La可包括例如（但不限于）彼此按照全橋方案連接的四個開關(guān)S1、S2、 S3 和 S4。
[0149] 控制單元Lc可提供選通信號SS1、SS2、SS3和SS4以控制整流單元La的開關(guān)操 作。例如，控制單元Lc可按照脈沖寬度調(diào)制（PWM)方案來控制開關(guān)。
[0150] 例如，如圖13B所示，控制單元Lc可將頻率高于按照非接觸方案發(fā)送的電力的發(fā) 送頻率的載波信號與電力接收線圈CRx的輸出電流相互比較，以提供第一開關(guān)S1和第二開 關(guān)S2的選通信號。在這種情況下，如圖13C所示，在按照非接觸方案發(fā)送電力的每個半周 期期間，第三開關(guān)S3和第四開關(guān)S4均可被接通。例如，在按照非接觸方案發(fā)送電力的正半 周期期間，第四開關(guān)S4可被接通，在按照非接觸方案發(fā)送電力的負(fù)半周期期間，第三開關(guān) S3可被接通。
[0151] 參照圖13D，可使用滯環(huán)（諸如電力接收線圈CRx的輸出電流的上限和下限之間的 間隔）來控制對于控制電力接收線圈CRx的輸出電流所需的電力接收線圈CRx的輸出電流 的參考信號。
[0152] 當(dāng)上面提到的滯環(huán)的寬度減小時，電力接收線圈CRx的輸出電流的紋波會減小， 從而可精確地控制電力接收線圈CRx的輸出電流；然而，會增加整流單元La的開關(guān)S1、S2、 S3和S4的開關(guān)頻率，從而功率損耗會增加。
[0153] 如上面闡述的，根據(jù)本公開的某些示例性實施例，可根據(jù)電力發(fā)送線圈和電力接 收線圈之間的耦合系數(shù)來針對每個電池單體調(diào)整電力的發(fā)送量，以維持電池單體之間的電 力平衡，或者用最大可允許充電電流對各個電池單體進(jìn)行充電，從而用電力對電池單體進(jìn) 行快速充電。另外，被發(fā)送到包括至少一個電池單體的多個電池設(shè)備的各個電力電平可被 調(diào)整，以維持電池設(shè)備之間的電力平衡，或者用最大可允許充電電流對各個電池設(shè)備進(jìn)行 充電，從而在電池設(shè)備中進(jìn)行快速充電。
[0154] 雖然以上已經(jīng)示出和描述了示例性實施例，但是對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員很明顯的 是，在不脫離權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍的情況下，可進(jìn)行修改和改變。
【主權(quán)項】
1. 一種非接觸型充電設(shè)備，包括： 多個電力發(fā)送線圈，按照非接觸方案發(fā)送電力； 多個開關(guān)單元，與所述多個電力發(fā)送線圈連接以對通過相應(yīng)的電力發(fā)送線圈發(fā)送的電 力進(jìn)行開關(guān)操作； 開關(guān)控制單元，根據(jù)每個電力發(fā)送線圈與多個電池設(shè)備的至少一個電力接收線圈之間 的耦合系數(shù)來控制所述多個開關(guān)單元的電力開關(guān)操作，其中，所述至少一個電力接收線圈 從所述多個電力發(fā)送線圈接收電力以對至少一個電池單體進(jìn)行充電。2. 如權(quán)利要求1所述的非接觸型充電設(shè)備，其中，開關(guān)控制單元控制輸入到每個開關(guān) 單元的電力的電壓電平、開關(guān)占空、開關(guān)接通-斷開死區(qū)時間和開關(guān)頻率中的至少一項。3. 如權(quán)利要求2所述的非接觸型充電設(shè)備，其中，開關(guān)控制單元有區(qū)別地控制輸入到 每個開關(guān)單元的電力的電壓電平、開關(guān)占空、開關(guān)接通-斷開死區(qū)時間和開關(guān)頻率中的所 述至少一項。4. 如權(quán)利要求1所述的非接觸型充電設(shè)備，其中，開關(guān)控制單元選擇性地操作所述多 個電力發(fā)送線圈之一，以設(shè)置相應(yīng)的電力發(fā)送線圈與多個電力接收線圈之間的耦合系數(shù)。5. 如權(quán)利要求1所述的非接觸型充電設(shè)備，其中，開關(guān)控制單元選擇性地改變所述多 個電力發(fā)送線圈之一的發(fā)送電力，以設(shè)置相應(yīng)的電力發(fā)送線圈與多個電力接收線圈之間的 耦合系數(shù)。6. 如權(quán)利要求1所述的非接觸型充電設(shè)備，還包括：通信單元，接收關(guān)于從非接觸型充 電設(shè)備的外部接收的電力的信息， 其中，開關(guān)控制單元基于來自通信單元的關(guān)于電力的信息來設(shè)置耦合系數(shù)。7. -種非接觸型充電設(shè)備，包括： 多個電力發(fā)送單元，其中的每個電力發(fā)送單元包括： 電源單元，提供直流DC電壓； 開關(guān)單元，對來自電源單元的DC電壓進(jìn)行開關(guān)操作； 電力發(fā)送線圈，根據(jù)開關(guān)單元的電力開關(guān)操作，按照非接觸方案發(fā)送電力； 檢測單元，檢測電力發(fā)送線圈的電力狀態(tài)變化； 控制單元，通過根據(jù)檢測單元的檢測結(jié)果設(shè)置電力發(fā)送線圈與電力接收線圈之間的耦 合系數(shù)來控制開關(guān)單元的電力開關(guān)操作， 其中，所述多個電力發(fā)送單元根據(jù)每個電力發(fā)送單元的電力發(fā)送線圈與多個電池設(shè)備 的至少一個電力接收線圈之間的耦合系數(shù)來控制發(fā)送電力，其中，所述至少一個電力接收 線圈從電力發(fā)送線圈接收電力以對至少一個電池單體充電。8. 如權(quán)利要求7所述的非接觸型充電設(shè)備，其中，輸入到每個電力發(fā)送單元的開關(guān)單 元的電力的電壓電平、開關(guān)占空、開關(guān)接通-斷開死區(qū)時間和開關(guān)頻率中的至少一項被控 制。9. 如權(quán)利要求7所述的非接觸型充電設(shè)備，其中，所述多個電力發(fā)送單元之一被選擇 性地操作以計算相應(yīng)的電力發(fā)送線圈與多個電力接收線圈之間的耦合系數(shù)。10. 如權(quán)利要求7所述的非接觸型充電設(shè)備，其中，所述多個電力發(fā)送單元之一的發(fā)送 電力被選擇性改變以計算相應(yīng)的電力發(fā)送線圈與多個電力接收線圈之間的耦合系數(shù)。11. 如權(quán)利要求7所述的非接觸型充電設(shè)備，其中，檢測單元檢測電力發(fā)送線圈的電力 狀態(tài)，其中，電力發(fā)送線圈的電力狀態(tài)根據(jù)從電力發(fā)送線圈接收電力的多個電力接收線圈 中的每個電力接收線圈的電力狀態(tài)變化而改變。
【文檔編號】H02J7/02GK105990889SQ201510092171
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年2月28日
【發(fā)明人】鄭仁和, 林亨珍, 金熙昱
【申請人】三星電機株式會社