專利名稱：用于無線功率充電系統(tǒng)的電池組和控制電池組的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線充電器系統(tǒng)，并且更特別地涉及用于電池組方案的無線充電器系 統(tǒng)，該無線充電器系統(tǒng)被提供以使包括無線充電器設(shè)備和電池組的無線充電器系統(tǒng)可通過 無線電力傳輸將電源供給到便攜式終端塊。
背景技術(shù)：
通常，電池組用于供給便攜式終端塊的電源，并且電池組包括用來存儲電能的電 池組電池和用來充電和供電的充電電路。作為用于該便攜式終端塊的電池組中用來充電的充電器，存在終端供給系統(tǒng)，在 該終端供給系統(tǒng)中，從常規(guī)電源接收電能，并且電源通過電力供給終端被提供給電池組。然 而，當(dāng)電源被供給到該終端供給系統(tǒng)時，在電池組與/從充電器連接/分離的情況下，由于 布置在電池組的兩側(cè)的終端的不同電位差而產(chǎn)生瞬間放電現(xiàn)象。因此，在外來物質(zhì)積聚在 終端中時，電池組起火的可能性增加。而且，充電器和電池組的壽命和性能可能惡化，例如， 在存在濕氣的情況下自發(fā)放電。為了解決關(guān)于終端供給系統(tǒng)的這些問題，已經(jīng)開發(fā)出無線充電器。也就是說，當(dāng)內(nèi) 部安裝有電池組的便攜式終端塊在無線充電器的主線圈中被向上布置時，該無線充電器由 電池組中的副線圈充電。也就是說，通過在主線圈中產(chǎn)生的磁場，從感應(yīng)電動勢感應(yīng)的電能 在副線圈中被充電。然而，這些常規(guī)的無線充電器由于其可能僅僅提供電力到便攜式終端塊而沒有實 際用途，但它們難以用于其它應(yīng)用。特別地，常規(guī)的無線充電器具有如下問題由于它們沒有另外的指示器，因此不能 確定充電水平；而且，由于用戶不區(qū)分充電水平中的各個狀態(tài)，因此也難以確定無線充電器 的狀態(tài)。此外，當(dāng)金屬被布置在臨近主線圈中產(chǎn)生的磁場時，由于主線圈中的電力損失的 增加，可能損壞無線充電器。
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明被設(shè)計用來解決現(xiàn)有技術(shù)的這些缺點，并且因此本發(fā)明的目的是提 供用于電池組方案的無線充電器系統(tǒng)，該無線充電器系統(tǒng)被提供以使包括無線充電器設(shè)備 和電池組的無線充電器系統(tǒng)可以通過無線電力傳輸向便攜式終端塊提供電源，其中輸入電 力被容易地提供給便攜式終端塊，該輸入電力例如為用于使用USB端口的計算機(jī)和筆記本 計算機(jī)的電力、用作電力出口的外部電力、在車輛中用作雪茄式連接端口的移動電力。而且，本發(fā)明的另一個目的是提供無線充電器系統(tǒng)，該無線充電器系統(tǒng)能夠從無
4線充電器設(shè)備中的顯示器塊的顯示標(biāo)志容易地檢查無線電力充電系統(tǒng)的操作狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了用于電池組方案的無線充電器系統(tǒng)，該無線充電 器系統(tǒng)包括無線充電器設(shè)備10，該無線充電器設(shè)備10用來從外部接收電源，從而以無線 模式經(jīng)由充電電力傳輸器塊15傳輸電力信號；以及電池組20，該電池組20用來以無線模 式從無線充電器設(shè)備10接收電力信號，從而在電池組電池中充電并將該電源提供給便攜 式終端塊30，其中，所述無線充電器設(shè)備10具有外部本體，該外部本體包括諧振轉(zhuǎn)換器和 無線充電器盒體101，該諧振轉(zhuǎn)換器用來提供電力到電池組20，該無線充電器盒體101在其 內(nèi)部安裝有中央控制器；該無線充電器盒體101在其后部邊緣周圍形成有突出的圓形部分 102，并且在該無線充電器盒體101的前部部分103具有提供為傾斜表面的顯示器塊19 ；平 坦表面形成在突出的圓形部分102、前部部分103和形成在該無線充電器盒體101內(nèi)的電池 組定位塊104之間，電池組定位塊104的高度小于突出的圓形部分102和前部部分103 ；并 且用于傳輸提供給電池組20的電力的主磁心塊151被安裝在電池組定位塊104內(nèi)，從而供 給電力到布置在電池組定位塊104上的電池組20。在這種情況下，無線充電器設(shè)備10可包括電力接收器塊12，該電力接收器塊12 用來從外部接收電源；諧振轉(zhuǎn)換器14，該諧振轉(zhuǎn)換器14用來轉(zhuǎn)換從電力接收器塊12提供 的包括電力信號和數(shù)據(jù)信號的輸出信號，并且將轉(zhuǎn)換后的輸出信號傳輸?shù)教峁┯兄鞔判膲K 151的充電電力傳輸器塊15 ；門驅(qū)動器13，該門驅(qū)動器13連接到電力接收器塊12以將包括 數(shù)據(jù)信號和電力信號的輸出信號傳輸?shù)街C振轉(zhuǎn)換器14，所述門驅(qū)動器13由中央控制器11 控制并提供有自舉電路門驅(qū)動；電流檢測器塊16，該電流檢測器塊16連接在電力接收器塊 12和諧振轉(zhuǎn)換器14之間以借助主磁心塊151通過傳輸操作來檢測電池組20的數(shù)據(jù)信號； 中央控制器11，該中央控制器11用來控制電力接收器塊12、諧振轉(zhuǎn)換器14、門驅(qū)動器13和 電流檢測器塊16 ；以及顯示器塊19，該顯示器塊19用于根據(jù)中央控制器11的控制信號來 顯示無線充電器設(shè)備10的狀態(tài)。這里，電池組20可包括副整流電路塊22，該副整流電路塊22用來轉(zhuǎn)換由無線充 電器設(shè)備10的主磁心塊151產(chǎn)生的感應(yīng)磁場通過副磁心塊21感應(yīng)的電力；電池組控制器 對，該電池組控制器M連接到副整流電路塊22以提供充電電力到電池組電池23，從而處理 由主磁心塊151和副磁心塊21傳輸/接收的數(shù)據(jù)，并傳輸用于電池組20的充電狀態(tài)、電池 組20的錯誤狀態(tài)和本地身份(ID)信號值的數(shù)據(jù)信號；電池組充電電路塊25，該電池組充 電電路塊25用來提供電力到電池組電池23，所述電力在電池組控制器M的控制下從副整 流電路塊22被提供，并且將電池組電池23的電力提供給便攜式終端塊30 ；數(shù)據(jù)輸入/輸 出塊沈，該數(shù)據(jù)輸入/輸出塊沈用于相對于向/從無線充電器設(shè)備10傳輸/接收的數(shù)據(jù) 而在電池組控制器M的控制下向/從便攜式終端塊30傳輸/接收數(shù)據(jù)，并處理該數(shù)據(jù)；以 及電荷監(jiān)控電路塊27，該電荷監(jiān)測電路塊27用于檢查電池組電池23的充電水平，并傳輸完 全充電或完全放電信號到電池組控制器24。而且，副磁心塊21可具有磁心，該磁心的形狀選自包括以下形狀的群組圓形、矩 形、橢圓形和多邊形；電池組20可以是與便攜式終端塊30可連接的或與便攜式終端塊30 可分離的，并且可具有一體的硬殼體形狀，其中存儲在電池組電池23中的電源被連接到終 端塊觀；副磁心塊21可整體地形成在便攜式終端塊30的后部，并且可具有內(nèi)置的形狀，其 中電池組20的電路構(gòu)造被一起配置在便攜式終端塊30內(nèi)，或者電池組電池23可形成在電
5池組20中并且可具有通過終端塊觀連接的電池組充電電路塊34，該電池組充電電路塊34 被提供在便攜式終端塊30內(nèi)。特別地，顯示器塊19可包括顯示器信號接收器塊191，該顯示器信號接收器塊 191用來接收從中央控制器11傳輸?shù)目刂菩盘?；發(fā)光二極管(LED) 192，液晶顯示器(LCD) 面板193和圖標(biāo)液晶顯示器(IXD) 194，上述各項都連接到顯示器信號接收器塊191以根據(jù) 從中央控制器11傳輸?shù)目刂菩盘柖淮蜷_。LED驅(qū)動器195，該LED驅(qū)動器195連接到顯 示器信號接收器塊191以根據(jù)從中央控制器11傳輸?shù)目刂菩盘杹泶蜷_LED 192 ；LCD面板 驅(qū)動器196，該IXD面板驅(qū)動器196連接到顯示器信號接收器塊191以根據(jù)從中央控制器 11傳輸?shù)目刂菩盘杹泶蜷_IXD面板193 ；以及圖標(biāo)IXD驅(qū)動器197，該圖標(biāo)IXD驅(qū)動器197 連接到顯示器信號接收器塊191以根據(jù)從中央控制器11傳輸?shù)目刂菩盘杹泶蜷_圖標(biāo)LCD 194。此外，LED 192可發(fā)出綠色或紅色的光，IXD面板193可發(fā)出藍(lán)色或綠色的光，圖 標(biāo)LCD 194可發(fā)出藍(lán)色或綠色的光并被提供為根據(jù)從電池組20傳輸?shù)某潆娝降男盘柖?發(fā)出具有與刻度上的刻痕標(biāo)記一樣多的充電水平的光。而且，在中央控制器11的控制下， LED驅(qū)動器195可被驅(qū)動從而以綠色或紅色打開LED 192，并且在中央控制器11的控制下， IXD面板驅(qū)動器196可被驅(qū)動從而以藍(lán)色或綠色打開IXD面板193。此外，圖標(biāo)IXD驅(qū)動器 197可被提供為在中央控制器11的控制下以藍(lán)色或綠色打開圖標(biāo)LCD194，并根據(jù)取決于電 池組20的充電水平的控制信號而發(fā)出具有與刻度上的刻痕標(biāo)記一樣多的充電水平的光。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用來控制用于電池組方案的無線充電器系統(tǒng) 的方法，該無線充電器系統(tǒng)包括無線充電器設(shè)備10，該無線充電器設(shè)備10用來從外部接 收電源，從而以無線模式經(jīng)由充電電力傳輸器塊15來傳輸電力信號；以及電池組20，該電 池組20用來以無線模式從無線充電器設(shè)備10接收電力信號，從而在電池組電池中充電并 將電源提供給便攜式終端塊30，所述方法包括在通過無線充電器設(shè)備10的充電電力傳輸 器塊15進(jìn)行無線充電之前，通過檢查無線充電器設(shè)備10的狀態(tài)而等待外部提供的電源的 充電(SOl)；傳輸用于電池組20的本地ID的呼叫信號以通過無線充電器設(shè)備10的充電電 力傳輸器塊15來感測電池組20(S02)；通過接收從電池組20中的無線充電器設(shè)備10傳輸 的本地ID的呼叫信號，經(jīng)由電池組20的副磁心塊21傳輸關(guān)于本地ID值和電池組狀態(tài)的 信息，所述本地ID值存儲在電池組20的本地ID傳輸塊241中(S03)；確定從電池組20傳 輸?shù)碾姵亟M的本地ID值和電池組20的狀態(tài)(S04)；當(dāng)電池組20準(zhǔn)備被充電時，通過經(jīng)由 無線充電器設(shè)備10的充電電力傳輸器塊15傳輸電力，且在電池組20中接收該電力并利用 該電力充電，從而在電池組20中充電(S05)；在對電池組進(jìn)行充電的步驟中，當(dāng)完全充電信 號從電池組20被傳輸時，在無線充電器設(shè)備10中感測完全充電信號(S06)；以及當(dāng)從電池 組20接收到關(guān)于完全充電信號的信息時，通過在無線充電器設(shè)備10的中央控制器11中暫 停充電操作而等待從電池組20接收關(guān)于充電水平和電池組狀態(tài)的信息(S07)。在這種情況下，等待電源的充電的步驟(SOl)包括從中央控制器11把用于充電 備用狀態(tài)的信號傳輸?shù)斤@示器塊19以關(guān)閉LED 192和IXD面板193 (SOll)；傳輸本地ID 的呼叫信號的步驟(S(^)可包括傳輸控制信號到LED驅(qū)動器195、IXD面板驅(qū)動器196和 圖標(biāo)IXD驅(qū)動器197，使得LED192和IXD面板193可顯示本地ID的呼叫狀態(tài)(S021)；對電 池組進(jìn)行充電的步驟(S(^)可包括傳輸控制信號到LED驅(qū)動器195、IXD面板驅(qū)動器196和圖標(biāo)IXD驅(qū)動器197，使得LED 192和IXD面板193可顯示充電狀態(tài)(S051)，接收關(guān)于完 全充電信號的信息的步驟(S06)可包括傳輸控制信號到LED驅(qū)動器195、LCD面板驅(qū)動器 196和圖標(biāo)IXD驅(qū)動器197，使得LED 192和IXD面板193可顯示完全充電狀態(tài)(S061)，以 及等待電源的充電的步驟(SOl)還可包括傳輸控制信號到LED驅(qū)動器195、LCD面板驅(qū)動 器196和圖標(biāo)LCD驅(qū)動器197，使得當(dāng)從無線充電器設(shè)備10的充電電力傳輸器塊15感測到 不同于電池組的本地ID值的用于外來物質(zhì)的信號時LED 192和IXD面板193可顯示錯誤 狀態(tài)。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的包括無線充電器設(shè)備和電池組的用于電池組方案的無線 充電器系統(tǒng)可用于通過無線電力傳輸來供給電源到便攜式終端塊，其中輸入電力被容易地 供給到便攜式終端塊，該輸入電力例如為用于使用USB端口的計算機(jī)和筆記本計算機(jī)的電 力、用作電力出口的外部電力、在車輛中用作雪茄式連接端口的移動電力。特別地，根據(jù)本發(fā)明的無線充電器系統(tǒng)可用于容易地操作無線電力充電系統(tǒng)和容 易地檢查顯示在顯示器塊上的無線電力充電系統(tǒng)的操作狀態(tài)，因為顯示器塊形成在無線充 電器設(shè)備的前部部分。
圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的無線充電器系統(tǒng)的分解透視圖。圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的無線充電器系統(tǒng)的示意性構(gòu)造塊圖。圖3到7是示出了根據(jù)本發(fā)明的無線充電器系統(tǒng)的顯示器塊上的顯示狀態(tài)的示意 的說明性示圖。圖8是示出了根據(jù)本發(fā)明的無線充電器系統(tǒng)的顯示器塊的構(gòu)造塊圖。圖9和10是示出了用來控制根據(jù)本發(fā)明的無線充電器系統(tǒng)的方法的流程圖。圖11和12是電路構(gòu)造圖，該電路構(gòu)造圖示出了根據(jù)本發(fā)明的無線充電器系統(tǒng)的 電池組。圖13到18是根據(jù)電池組離開根據(jù)本發(fā)明的無線充電器系統(tǒng)的程度而示出的充電 效率的曲線圖。圖19和20是示出了根據(jù)本發(fā)明的電池組的構(gòu)造的分解透視圖和側(cè)橫截面圖。圖21是曲線圖，該曲線圖示出了通過對根據(jù)本發(fā)明的電池組進(jìn)行重復(fù)充電/放電 試驗而獲得的充電效率。
具體實施例方式下面，將參考附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的示例性實施方式。圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的無線充電器系統(tǒng)的分解透視圖，圖2是示出了根據(jù)本 發(fā)明的無線充電器系統(tǒng)的示意性構(gòu)造塊圖，并且圖3到7是示出了根據(jù)本發(fā)明的無線充電 器系統(tǒng)的顯示器塊上的顯示狀態(tài)的示意的說明性示圖。而且，圖8是示出了根據(jù)本發(fā)明的 無線充電器系統(tǒng)的顯示器塊的構(gòu)造塊圖，圖9和10分別是示出了用來控制根據(jù)本發(fā)明的無 線充電器系統(tǒng)的方法的流程圖。此外，圖11和12是電路構(gòu)造圖，該電路構(gòu)造圖示出了根據(jù) 本發(fā)明的無線充電器系統(tǒng)的電池組。而且，圖13到18是根據(jù)電池組離開根據(jù)本發(fā)明的無線充電器系統(tǒng)的程度而示出
7的充電效率的曲線圖，圖19和20分別是示出了根據(jù)本發(fā)明的電池組的構(gòu)造的分解透視圖 和側(cè)橫截面圖，并且圖21是曲線圖，該曲線圖示出了通過對根據(jù)本發(fā)明的電池組進(jìn)行重復(fù) 充電/放電試驗而獲得的充電效率。也就說是，根據(jù)本發(fā)明的用于電池組方案的無線充電器系統(tǒng)(A)包括無線充電 器設(shè)備10，該無線充電器設(shè)備10用來從外部接收電源，并以無線模式經(jīng)由充電電力傳輸器 塊15傳輸電力信號；以及電池組20，該電池組20用來以無線模式從無線充電器設(shè)備10接 收電力信號，從而以一定的電力對電池組電池進(jìn)行充電，并且將電源提供給便攜式終端塊 30，如圖1到21所示。對于無線充電器系統(tǒng)(A)，措辭“電池組方案”意味著無線充電器系統(tǒng)(A)用于提 供電源到便攜式終端塊30，其中無線充電器設(shè)備10和便攜式終端塊基于根據(jù)本發(fā)明的電 池組被構(gòu)造，并且通過它們的系統(tǒng)性關(guān)系提供電源，從而對電源進(jìn)行穩(wěn)定的供給和充電。用于電池組方案的上述無線充電器系統(tǒng)(A)提供有無線充電器設(shè)備10，該無線充 電器設(shè)備10用來提供電力到電池組20，如圖1和2所示，其中無線充電器設(shè)備10提供有電 力接收器塊12，該電力接收器塊12用來從外部接收電源，并且轉(zhuǎn)換電力接收器塊12的電 力，且以無線模式從充電電力傳輸器塊15傳輸該轉(zhuǎn)換后的電力。特別地，無線充電器設(shè)備10具有外部本體，該外部本體包括諧振轉(zhuǎn)換器和無線充 電器盒體101，該諧振轉(zhuǎn)換器用來提供電力到電池組20，該無線充電器盒體101具有安裝在 其內(nèi)部的中央控制器。并且，無線充電器盒體101具有在其后部周圍形成的突出的圓形部分102，在該無 線充電器盒體101前部周圍形成有前部部分103，并且在突出的圓形部分102和前部部分 103之間形成有電池組定位塊104。因此，突出的圓形部分102形成為包圍無線充電器盒體 101的后邊緣，并且顯示器塊19布置在前部部分103中，該前部部分103為形成在無線充電 器盒體101的前部的傾斜表面。而且，電池組定位塊104具有形成在突出的圓形部分102和前部部分103之間的 平坦表面，并且該平坦表面形成的高度小于突出的圓形部分102和前部部分103。因此，當(dāng) 電池組20在充電時，可以防止布置在電池組定位塊104上的電池組20的脫離。此外，還可 設(shè)置借助維可牢尼龍搭扣(velcro tape)可連接/可分離的固定帶，以進(jìn)一步防止電池組 20在充電時振動。結(jié)果，提供固定帶以使得電力可被提供給布置在電池組定位塊104上的電池組 20，該電池組定位塊104具有安裝在其內(nèi)部的主磁芯塊151，該主磁心塊151用來傳輸被提 供給電池組20的電力。而且，根據(jù)無線充電器設(shè)備10中的電力接收器塊12的具體構(gòu)造，電力接收器塊12 可包括USB接收器端口 121a，該USB接收器端口 121a用來從筆記本計算機(jī)或計算機(jī)的USB 端口接收電力和控制信號；電力出口 121b，該電力出口 121b用來從外部接收常規(guī)電源；以 及雪茄式連接端口 121c，該雪茄式連接端口 121c連接到車輛的雪茄式插孔以在運動中接 收電力。并且，電力接收器塊12提供有輸入電力處理器塊122以根據(jù)連接到USB接收器端 口 121a、電力出口 121b和雪茄式連接端口 121c的當(dāng)前類型來將合適的電力轉(zhuǎn)換到無線充 電器設(shè)備10，從而提供電力到無線充電器設(shè)備10。并且，電力接收器塊12提供有電力控制 塊123，以便控制從USB接收器端口 121a、電力出口 121b和雪茄式連接端口 121c傳輸?shù)碾娏?，從而控制輸入電力，并且也控制提供給中央控制器11、充電電力傳輸器塊15和無線充 電器設(shè)備10的部件的電力。此外，無線充電器系統(tǒng)㈧提供有諧振轉(zhuǎn)換器14，該諧振轉(zhuǎn)換器14用來轉(zhuǎn)換包括 電力信號和數(shù)據(jù)信號的輸出信號，該電力信號和數(shù)據(jù)信號均從電力接收器塊12被提供，并 且該諧振轉(zhuǎn)換器14將電力信號和數(shù)據(jù)信號從該諧振轉(zhuǎn)換器14提供到配備有主磁心塊151 的充電電力傳輸器塊15。而且，門驅(qū)動器13的提供有自舉電路門驅(qū)動的一側(cè)連接到電力接收器塊12以將 包括數(shù)據(jù)信號和電力信號的輸出信號傳輸?shù)叫纬捎陂T驅(qū)動器13的另一側(cè)的諧振轉(zhuǎn)換器 14，并由中央控制器11控制。此外，無線充電器系統(tǒng)(A)提供有電流檢測器塊16，該電流檢測器塊連接在電力 接收器塊12和諧振轉(zhuǎn)換器14之間，以檢測通過主磁心塊151的傳輸操作的電池組20的數(shù) 據(jù)信號。并且，無線充電器設(shè)備10由中央控制器11控制，以便控制電力接收器塊12、諧振 轉(zhuǎn)換器14、門驅(qū)動器13和電流檢測器塊16。另外，無線充電器系統(tǒng)(A)包括顯示器塊19，該顯示器塊19根據(jù)中央控制器11的 控制信號而顯示無線充電器設(shè)備10的狀態(tài)。而且，用于電池組方案的無線充電器系統(tǒng)(A)的電池組20如下構(gòu)造。也就是說， 電池組20包括副整流電路塊22，該副整流電路塊22用來轉(zhuǎn)換感應(yīng)電動勢，從而以無線模式 從無線充電器設(shè)備10接收電力，該感應(yīng)電動勢通過無線充電器設(shè)備10的主磁心塊151產(chǎn) 生的感應(yīng)磁場而在副磁心塊21中產(chǎn)生，如圖1所示。而且，根據(jù)本發(fā)明的電池組20包括電池組控制器24、電池組充電電路塊25、數(shù)據(jù) 輸入/輸出塊26、電荷監(jiān)測電路塊27等等。在這種情況下，電池組控制器M用于控制電池 組20的全部操作。這里，電池組控制器M連接到副整流電路塊22以提供充電電力到電池 組電池23，并且處理由主磁心塊151和副磁心塊21傳輸/接收的數(shù)據(jù)。因此，電池組控制 器M用于向無線充電器設(shè)備10傳輸數(shù)據(jù)信號，該數(shù)據(jù)信號包括電池組20的充電狀態(tài)、電 池組20的錯誤狀態(tài)和本地ID的信號值。另外，電池組充電電路塊25在電池組控制器M的控制下被控制，并被提供用來把 從副整流電路塊22提供的電力供給到電池組電池23，并且將電池組電池23的電力供給到 便攜式終端塊30。而且，電池組20還提供有電荷檢測器塊251以檢測電池組電池23的充 電水平。而且，數(shù)據(jù)輸入/輸出塊沈用于相對于向/從無線充電器設(shè)備10傳輸/接收的 數(shù)據(jù)而在電池組控制器M的控制下向/從便攜式終端塊30的數(shù)據(jù)終端處理器塊31傳輸 /接收數(shù)據(jù)并處理該數(shù)據(jù)。此外，電荷監(jiān)控電路塊27用于檢查電池組電池23的充電水平，并傳輸完全充電或 放電信號到電池組控制器24。如上構(gòu)造的用于無線充電器系統(tǒng)(A)的電池組20因此可根據(jù)連接到便攜式終端 塊30/從便攜式終端塊30的分離而具有一體的硬殼體的形狀、內(nèi)置的形狀和半內(nèi)部殼體的 形狀。這里，一體的硬殼體可在不對便攜式終端塊進(jìn)行任何限制的情況下控制電池組中的 充電水平，并產(chǎn)生本地ID以將外來物質(zhì)的存在傳輸?shù)綗o線充電器設(shè)備。在這種情況下，一 體的硬殼體被稱為具有可將電力提供到便攜式終端塊的構(gòu)造的電池組。而且，內(nèi)置的形狀意味著上述電池組被提供在便攜式終端塊的內(nèi)部，并且所述半內(nèi)部殼體意味著上述電池組 從便攜式終端塊分離或連接到便攜式終端塊，因此便于電力的供給和充電。也就是說，如圖11所示構(gòu)造的電池組20可以與便攜式終端塊30連接/分離而被 使用，并且可通過將一體的硬殼體形式的電池組20布置在無線充電器設(shè)備10的電池組定 位塊104上而進(jìn)行對該電池組20的充電。電池組20的主要部件包括副磁心塊21，該副磁 心塊21以線圈或磁心的方式被驅(qū)動；副整流電路塊22，該副整流電路塊22用來對副磁心 塊21的感應(yīng)電動勢進(jìn)行整流；電池組電池23 ；電池組充電電路塊25 ；電荷監(jiān)測電路塊27， 該電荷監(jiān)測電路塊27用來在電池組的充電操作期間監(jiān)測和保護(hù)電池組的充電水平(包括 用來防止電池組過度充電的保護(hù)電路模塊(PCM)電路)；以及終端塊觀，該終端塊觀連接 到電荷監(jiān)測電路塊27以提供電源到便攜式終端塊30。當(dāng)然，電池組控制器M監(jiān)測和控制 與無線充電器設(shè)備10的通訊、到便攜式終端塊30的電源供給、電池組電池23的充電水平、 電池組20的操作，等等。因此，電池組控制器M可構(gòu)造成使得在電池組控制器M內(nèi)可安 裝LDO(低壓差輸出)、ID(發(fā)和收(TX和RX)通訊)、場效應(yīng)晶體管(FET)驅(qū)動、電池充電 狀態(tài)輸入(空或滿信號)功能、振蕩器和用來啟用/禁用充電電路的端口。而且，電池組的主要部件可以被提供以使得該主要部件可以通過與便攜式終端塊 整體地形成電池組而被構(gòu)造為內(nèi)置的形狀。也就是說，副磁心塊和磁場屏蔽板整體地形成 在布置在便攜式終端塊的后部的盒體蓋中(磁心可被注射成型以使該磁心可以與所述蓋 整體地形成，或者保護(hù)盒體可使用超聲焊接工藝制造并提供在磁心中)，副整流電路塊和無 線本地ID識別電路另外地形成為便攜式終端塊的內(nèi)部電路，并且安裝在便攜式終端塊內(nèi) 部的DC/DC轉(zhuǎn)換器和充電電路可由該便攜式終端塊自身使用。為此目的，可以以內(nèi)置的形 狀提供電池組。特別地，在本發(fā)明中，電池組20可以提供為如圖12所示的半內(nèi)部殼體的形式。也 就是說，電池組20可包括副磁心塊21，該副磁心塊21以線圈或磁心的方式被驅(qū)動；副整 流電路塊22，該副整流電路塊22連接到副磁心塊21 ；電池組電池23 (其內(nèi)安裝有正溫度系 數(shù)(PTC)電路)；以及終端塊觀，該終端塊觀連接到便攜式終端塊。而且，電池組控制器M 可構(gòu)造成使得在電池組控制器M內(nèi)可安裝LDO (低壓差輸出)、ID (TX和RX通訊)、FET驅(qū) 動、電池充電狀態(tài)輸入(空或滿信號)功能、振蕩器和用來啟用/禁用充電電路的端口。因 此，連接到終端塊觀的便攜式終端塊30可提供有全球移動通訊系統(tǒng)(GSM)充電控制塊，該 GSM充電控制塊在從電池組電池23或電池組20的電池組控制器M接收電源的同時可對電 池組電池23的充電水平進(jìn)行控制。這種GSM充電控制塊可包括GSM DC/DC轉(zhuǎn)換器33 (DC/ DC轉(zhuǎn)換器塊)；以及GSM充電控制塊34，該GSM充電控制塊34連接到電荷監(jiān)測電路塊27， 該電荷監(jiān)測電路塊27連接到GSM DC/DC轉(zhuǎn)換器33以監(jiān)測電池組電池23的充電水平。對 于半內(nèi)部殼體形式的電池組20，由于便攜式終端塊30提供有包括GSM DC/DC轉(zhuǎn)換器和GSM 充電控制塊的電路，因此通過所述終端塊連接到可連接/可拆卸的半內(nèi)部殼體形式的電池 組20的便攜式終端塊被稱為“GSM便攜式終端塊”。因此，當(dāng)具有以無線充電半內(nèi)部殼體形式安裝在內(nèi)部的電池組20的GSM便攜式終 端塊被放置在無線充電器設(shè)備10的電池組定位塊104上時，在無線充電器設(shè)備10中形成 感應(yīng)磁場，從而將電力傳輸?shù)礁贝判膲K中的電池組。因此，電池組20從副磁心塊21接收AC 感應(yīng)電動勢，將該AC感應(yīng)電動勢整流為副整流電路塊22中的DC感應(yīng)電動勢，并將該DC感應(yīng)電動勢傳輸?shù)诫姵亟M控制器24。因此，通過傳輸用來把從無線充電器傳輸?shù)碾娏φ{(diào)節(jié)到恒定電壓水平的信號，在 電池組控制器M中，電力可被規(guī)則地且穩(wěn)定地接收和充電。例如，假定接收的電力的電壓 被設(shè)定為5V的參考電壓。在這種情況下，當(dāng)接收的電力的電壓超過5. 5V時，產(chǎn)生節(jié)電代碼 信號以減小無線充電器10中的電力，并因此在無線充電器設(shè)備10中調(diào)節(jié)在主磁心塊151 中產(chǎn)生的感應(yīng)磁場的參數(shù)(頻率)，使得從電池組傳輸?shù)碾娏杀恢刂玫酱蠹s5V的電壓。 然后，在電池組控制器M中，當(dāng)連續(xù)接收的電力在例如5V的最佳電壓情況下時，關(guān)于該最 佳電壓情況的信息被傳輸?shù)綗o線充電器設(shè)備10，并且然后在無線充電器設(shè)備10中執(zhí)行充 電操作，直到從無線充電器設(shè)備10接收到完全充電信號。對于此充電操作，當(dāng)從無線充電器設(shè)備10接收的信息不是關(guān)于電池組20的本地 ID的預(yù)定信息時，通過識別為似有外來物質(zhì)被放置在無線充電器設(shè)備10上而引起錯誤。如此構(gòu)造的根據(jù)本發(fā)明的無線充電器系統(tǒng)(A)包括無線充電器設(shè)備10和電池組 20，該無線充電器設(shè)備和電池組被提供以用來操作無線充電器系統(tǒng)(A)。因此，顯示器塊19 顯示根據(jù)無線充電器設(shè)備10的操作而受控制的狀態(tài)，該狀態(tài)允許被用戶看到。也就是說，無線充電器系統(tǒng)設(shè)置有顯示器信號接收器塊191，以便接收從無線充電 器設(shè)備10的中央控制器11傳輸?shù)目刂菩盘枴＿@里，顯示器信號接收器塊191連接到顯示 器信號接收器塊191以根據(jù)從中央控制器11傳輸?shù)目刂菩盘柖蜷_或關(guān)閉LED 192、LCD 面板193和圖標(biāo)LCD 194。為此目的，顯示器信號接收器塊191包括LED驅(qū)動器195，該LED驅(qū)動器195連 接到顯示器信號接收器塊191，從而根據(jù)從中央控制器11傳輸?shù)目刂菩盘柖蜷_LED 192 ； IXD面板驅(qū)動器196，該IXD面板驅(qū)動器196連接到顯示器信號接收器塊191，從而根據(jù)從 中央控制器11傳輸?shù)目刂菩盘柖蜷_IXD面板193 ；以及圖標(biāo)IXD驅(qū)動器197，該圖標(biāo)IXD 驅(qū)動器197連接到顯示器信號接收器塊191，從而根據(jù)從中央控制器11傳輸?shù)目刂菩盘柖?打開圖標(biāo)LCD 194。根據(jù)顯示器信號接收器塊191的詳細(xì)構(gòu)造，提供LED 192以發(fā)出綠色或紅色的光， 提供IXD面板193以發(fā)出藍(lán)色或綠色的光，并提供圖標(biāo)IXD 194以根據(jù)從電池組20傳輸?shù)?充電水平的信號而發(fā)出具有與刻度上的刻痕標(biāo)記一樣多的充電水平的光。為此目的，LED驅(qū)動器195驅(qū)動LED 192，從而在中央控制器11的控制下以綠色或 紅色打開LED 192 ；IXD面板驅(qū)動器196驅(qū)動IXD面板193，從而在中央控制器11的控制下 以藍(lán)色或綠色打開IXD面板193 ；并且提供圖標(biāo)IXD驅(qū)動器197以用來在中央控制器11的 控制下以藍(lán)色或綠色打開圖標(biāo)LCD 194，并根據(jù)由于電池組20的充電水平引起的控制信號 而發(fā)出與刻度上的刻痕標(biāo)記一樣多的光。參考如此構(gòu)造的根據(jù)本發(fā)明的用于電池組方案的無線充電器系統(tǒng)(A)的操作，無 線充電器系統(tǒng)(A)提供有無線充電器設(shè)備10，以便從外部接收電源并以無線模式經(jīng)由充電 電力傳輸器塊15傳輸電力信號，并且無線充電器系統(tǒng)(A)還提供有電池組20，以便以無線 模式從無線充電器設(shè)備10接收電力信號，從而以電力對電池組電池進(jìn)行充電，并將電源供 給到便攜式終端塊30，且因此以如下步驟來控制無線充電器系統(tǒng)。也就是說，在通過無線充電器設(shè)備10的充電電力傳輸器塊15以無線模式進(jìn)行外 部供給電源的充電之前，檢查無線充電器設(shè)備10的狀態(tài)，且充電操作處于備用模式(SOl)。
11然后，傳輸用于電池組20的本地ID的呼叫信號以通過無線充電器設(shè)備10的充電電力傳輸 器塊15來感測電池組20 (S02)。隨后，從無線充電器設(shè)備10傳輸?shù)挠糜诒镜豂D的信號在電池組20中被接收，從 而經(jīng)由電池組20的副磁心塊21而傳輸關(guān)于本地ID值和電池組狀態(tài)的信息(S03)，該本地 ID值被存儲在電池組20的本地ID傳輸塊Ml中。如上所述，通過確定從電池組20傳輸?shù)碾姵亟M的本地ID值而確定電池組20的狀 態(tài)(S04)。然后，當(dāng)電池組20被檢測并準(zhǔn)備好被充電時，通過無線充電器設(shè)備10的充電電力 傳輸器塊15傳輸電力，并且因此通過接收電力對電池組20進(jìn)行充電(S05)。而且，在對電池組進(jìn)行充電的步驟中，電池組20被充電。當(dāng)電池組電池的充電完 成時，例如顯示電池組中充電完成的狀態(tài)的信號被傳輸?shù)綗o線充電器設(shè)備10，并且該信號 在無線充電器設(shè)備10中被感測(S06)。而且，當(dāng)從電池組20接收到關(guān)于完全充電信號的信息時，在無線充電器設(shè)備10的 中央控制器11的控制下暫停充電操作，并且等待接收關(guān)于電池組20的充電水平和電池組 的狀態(tài)的信息(S07)。在等待關(guān)于電池組的信息的步驟中，對電池組20被連續(xù)地感測進(jìn)行檢查。當(dāng)電池 組沒有被感測時，連續(xù)地傳輸呼叫信號以檢查存在新的感測到的電池組。然后，當(dāng)感測到新 電池組時，呼叫電池組的本地ID值，并且然后當(dāng)該本地ID值被證明是合適的電池組ID時， 確定電池組的充電水平和正常操作。然后，當(dāng)電池組的充電完成時，電池組連續(xù)地處于備用 模式。相反，當(dāng)證明電池組需要充電時，執(zhí)行無線充電器設(shè)備10的充電操作。對于如此構(gòu)造的根據(jù)本發(fā)明的用于電池組方案的無線充電器系統(tǒng)(A)，根據(jù)無線 充電器設(shè)備10和電池組20的操作，前部部分103的顯示器塊19的操作將被詳細(xì)描述如下。也就是說，等待電池組充電的步驟(SOl)包括顯示充電備用狀態(tài)的步驟(S011)。 在這個步驟(soil)中，用于充電備用狀態(tài)的信號從中央控制器11傳輸?shù)斤@示器塊19，從而 關(guān)閉LED 192和IXD面板193，如圖3所示。因此，LED 192、IXD面板193和圖標(biāo)IXD 194 被顯示為關(guān)閉狀態(tài)。而且，傳輸用于本地ID的呼叫信號的步驟(S02)包括顯示本地ID呼叫狀態(tài)的步 驟(S021)。在這個步驟(S021)中，LED 192和IXD面板193傳輸控制信號到LED驅(qū)動器 195、IXD面板驅(qū)動器196和圖標(biāo)IXD驅(qū)動器197以顯示本地ID呼叫狀態(tài)，如圖4所示。因 此，以綠(LED綠)色打開LED 192，并以藍(lán)(IXD藍(lán))色打開IXD面板193。此外，對電池組進(jìn)行充電的步驟(S(^)包括顯示充電狀態(tài)的步驟。在這種情況下， LED 192和IXD面板193傳輸控制信號到LED驅(qū)動器195、IXD面板驅(qū)動器196和圖標(biāo)IXD 驅(qū)動器197以顯示充電狀態(tài)，如圖5所示。因此，關(guān)閉LED，并且以藍(lán)色顯示IXD面板193。 并且，以藍(lán)色顯示圖標(biāo)LCD 194，但是從由于電力被消耗而使根據(jù)電池組電池的充電不顯示 刻痕標(biāo)記的時期開始，刻痕標(biāo)記根據(jù)充電狀態(tài)被一個接一個地增加。因此，從0到1、2到3 顯示充電水平中的刻痕標(biāo)記，并且因此可以根據(jù)刻痕標(biāo)記來檢查充電狀態(tài)。以類似的方式，接收關(guān)于完全充電信號的信息的步驟(S06)包括顯示完全充電狀 態(tài)的步驟(S061)。在這種情況下，LED 192和IXD面板193傳輸控制信號到LED驅(qū)動器195、 IXD面板驅(qū)動器196和圖標(biāo)IXD驅(qū)動器197，使得能以完全充電狀態(tài)顯示電池組20，如圖6
12所示。因此，以綠色(LED綠閃光)關(guān)閉/打開LED 192，并以綠色(LCD綠閃光)關(guān)閉/打 開IXD面板193。而且，圖標(biāo)IXD 194與IXD面板193 —起被以綠色關(guān)閉/打開，并且同時 關(guān)閉/打開所有的刻痕標(biāo)記。而且，等待電池組充電的步驟(SOl)還包括顯示錯誤信號的步驟(SOU)。在這種 情況下，LED 192和IXD面板193傳輸控制信號到LED驅(qū)動器195、IXD面板驅(qū)動器196和 圖標(biāo)LCD驅(qū)動器197，從而當(dāng)從無線充電器設(shè)備10的充電電力傳輸器塊15感測到不同于 電池組的本地ID值的用于外來物質(zhì)的信號時，LED驅(qū)動器195、IXD面板驅(qū)動器196和圖標(biāo) IXD驅(qū)動器197顯示錯誤狀態(tài)，如圖7所示。因此，以紅色(LED紅色)打開LED 192，并且 關(guān)閉IXD面板193 (IXD關(guān))。因此，可以允許用戶在顯示器塊19的前部以裸眼容易地觀察 顯示器塊19的操作，該顯示器塊19形成在無線充電器設(shè)備10的前部部分103中，并且也 可以允許用戶檢查無線充電器系統(tǒng)(A)的操作。表 權(quán)利要求
1.一種用于無線功率充電系統(tǒng)的電池組，該電池組包括電池組電池；副磁芯塊，該副磁芯塊用于與無線功率傳輸裝置的主磁芯塊電磁地耦合，以便所述副 磁芯塊接收來自所述主磁芯塊的用于對所述電池組電池進(jìn)行充電的無線功率信號；以及電池組控制單元，該電池組控制單元用于允許所述電池組電池通過所述副磁芯塊接收 到的功率信號而得到充電，以及用于如果所述電池組控制單元接收到來自所述無線功率傳 輸裝置的對所述電池組的本地身份的呼叫信號則傳送本地身份數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其中，所述電池組控制單元用于如果所述呼叫信號 被接收到則經(jīng)由所述副磁芯塊來傳送所述本地身份數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其中，所述電池組控制單元還包括存儲所述本地身 份數(shù)據(jù)的本地身份傳輸塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，該電池組還包括電荷監(jiān)測電路塊，該電荷監(jiān)測電路塊用于檢查所述電池組的充電水平，并用于向所述 電池組控制單元傳送完全充電信號或放電信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電池組，其中，所述電荷監(jiān)測電路塊還包括保護(hù)電路模塊，以 避免所述電池組電池被過充電。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，該電池組還包括副整流電路塊，該副整流電路塊用于對所述副磁芯塊接收到的功率信號進(jìn)行整流以生 成功率；以及電池組充電電路塊，該電池組充電電路塊用于將所生成的功率提供給所述電池組電池。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，該電池組還包括屏蔽板，該屏蔽板布置在所述電池組電池的主表面和所述副磁芯塊之間并由包含鋁、 銅和鎳合金金屬的薄板形成，以避免所述電池組電池遭受電磁耦合。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電池組，其中，所述電池組電池包括從所述主表面延伸的4個 側(cè)表面，并且所述電池組還包括被布置以包圍所述電池組電池的至少一個側(cè)表面并由包含 鋁、銅和鎳合金金屬的薄板形成的側(cè)屏蔽板，以避免所述電池組電池遭受電磁耦合。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電池組，其中，所述電池組還包括無線電力接收器電路，該無線電力接收器電路布置在所述電池組電池的一側(cè)，并被形 成以包括所述電池組控制單元；以及屏蔽構(gòu)件，該屏蔽構(gòu)件被布置成包圍所述無線電力接收器電路的至少一個側(cè)表面并由 包含鋁、銅和鎳合金金屬的薄板形成，以避免所述無線電力接收器電路遭受電磁耦合。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電池組，該電池組還包括磁性板，該磁性板被布置成包圍所述副磁芯塊的兩個主表面，并用于促成電磁耦合的 感應(yīng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電池組，其中，所述磁性板的面向所述主磁芯塊的部分具 有對應(yīng)于所述副磁芯塊的通孔。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電池組，該電池組還包括絕熱板，該絕熱板布置在所述電池組電池和所述屏蔽板之間，并由包含銅和鎳合金金屬的網(wǎng)狀物形成，以避免所述電池組電池遭受所述屏蔽板的熱量。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，該電池組還包括屏蔽網(wǎng)構(gòu)件，該屏蔽網(wǎng)構(gòu)件布置在所述電池組電池的主表面和所述副磁芯塊之間并由 網(wǎng)狀物形成，以避免所述電池組遭受電磁耦合。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電池組，其中，所述屏蔽網(wǎng)構(gòu)件包括金屬網(wǎng)；以及涂層，所述涂層被施加到所述金屬網(wǎng)上并選自由非晶態(tài)鐵氧體、錳-鋅、鎳-鐵或純金 屬組成的組。
15.一種用于控制無線功率充電系統(tǒng)的電池組的方法，該方法包括接收來自無線功率傳輸裝置的對所述電池組的本地身份的呼叫信號；基于所述呼叫信號搜索所述電池組的本地身份數(shù)據(jù)；以及向所述無線功率傳輸裝置傳送搜索到的本地身份數(shù)據(jù)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述接收來自無線功率傳輸裝置的對所述電 池組的本地身份的呼叫信號或者所述向所述無線功率傳輸裝置傳送搜索到的本地身份數(shù) 據(jù)經(jīng)由所述電池組的副磁芯塊來執(zhí)行，所述副磁芯塊與所述無線功率傳輸裝置的主磁芯塊 電磁耦合。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，該方法還包括接收來自所述無線功率傳輸裝置的無線功率信號；以及在接收所述無線功率信號期間，向所述無線功率傳輸裝置傳送表明所述無線功率信號 的傳輸功率位于預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的代碼信號。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，該方法包括在傳送所述代碼信號之后，接收來自所述無線功率傳輸裝置的修改的無線功率信號。
全文摘要
提供了一種用于無線功率充電系統(tǒng)的電池組，該電池組包括電池組電池；副磁芯塊，用于與無線功率傳輸裝置的主磁芯塊電磁地耦合，以便副磁芯塊接收來自主磁芯塊的用于對電池組電池進(jìn)行充電的無線功率信號；以及電池組控制單元，用于允許電池組電池通過副磁芯塊接收到的功率信號而得到充電，以及用于如果電池組控制單元接收到來自無線功率傳輸裝置的對電池組的本地身份的呼叫信號則傳送本地身份數(shù)據(jù)。本發(fā)明還一種用于控制無線功率充電系統(tǒng)的電池組的方法，該方法包括接收來自無線功率傳輸裝置的對電池組的本地身份的呼叫信號；基于所述呼叫信號搜索所述電池組的本地身份數(shù)據(jù)；以及向所述無線功率傳輸裝置傳送搜索到的本地身份數(shù)據(jù)。
文檔編號H01M10/46GK102097668SQ20101062279
公開日2011年6月15日 申請日期2007年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月13日
發(fā)明者鄭春吉 申請人:翰林Postech株式會社