(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記通信制御回路は、さらに、前記無線充電装置が無線充電プロセスを制御して前記降圧回路の出力電圧および/または出力電流を前記バッテリが現在必要とする充電電圧および/または充電電流とマッチングさせるように、前記無線充電装置と無線通信するために用いられる、
ことを特徴とする請求項1に記載の充電対象機器。
前記通信制御回路は、さらに、前記フィードバック情報に基づいて、前記無線送信回路のデューティ比を低減して、前記無線受信回路の出力電圧を低減するために用いられる、
ことを特徴とする請求項4に記載の無線充電装置。
前記通信制御回路は、さらに、前記無線送信回路の送信電力を調整して前記無線送信回路の送信電力を前記充電対象機器のバッテリが現在必要とする充電電圧および/または充電電流とマッチングさせるように、前記充電対象機器と無線通信するために用いられる、
ことを特徴とする請求項4に記載の無線充電装置。
【発明を実施するための形態】
【0012】
本出願の実施例は、無線充電技術に基づいて充電対象機器を充電し、無線充電技術はケーブルを介さずに電力伝送を完成することができるので、充電準備段階の操作を簡略化することができる。
【0013】
従来の無線充電技術は、通常に、電源供給機器(アダプタなど)と無線充電装置(無線充電ベースなど)とを接続し、当該無線充電装置を介して電源供給機器の出力電力を無線方式で(電磁信号や電磁波など)充電対象機器に転送して、充電対象機器を無線充電する。
【0014】
無線充電原理によっては、無線充電方式は、主に、磁気結合(または電磁誘導)、磁気共鳴および無線電波という3つの方式に分けられる。現在、主流の無線充電規格は、QI規格、パワーマターズアライアンス(power matters alliance、PMA)規格、および無線電力アライアンス(alliance for wireless power、A4WP)を含む。QI規格とPMA規格は、どちらも磁気結合で無線充電する。A4WP規格は、磁気共鳴で無線充電する。
【0015】
以下、
図1を参照して従来の無線充電方式を説明する。
【0016】
無線充電システムは、
図1に示すように、電源供給機器110と、無線充電装置120と、充電対象機器130とを含み、無線充電装置120は、例えば、無線充電ベースであってもよく、充電対象機器130は、例えば、端末であってもよい。
【0017】
電源供給機器110が無線充電装置120に接続された後、電源供給機器110の出力電流は無線充電装置120に伝送される。無線充電装置120は、内部の無線送信回路121によって電源供給機器110の出力電流を電磁信号(または電磁波)に変換して送信することができる。例えば、当該無線送信回路121は、電源供給機器110の出力電流を交流電力に変換し、送信コイルまたは送信アンテナ(図示せず)を介して当該交流電力を電磁信号に変換することができる。
【0018】
充電対象機器130は、無線受信回路131によって無線送信回路121から送信された電磁信号を受信し、当該電磁信号を無線受信回路131の出力電流に変換することができる。例えば、当該無線受信回路131は、無線送信回路121から送信された電磁信号を受信コイルまたは受信アンテナ(図示せず)を介して交流電力に変換し、当該交流電力の整流および/またはフィルタリングなどの処理を行って、当該交流電力を無線受信回路131の出力電圧および出力電流に変換することができる。
【0019】
従来の無線充電技術では、無線充電する前に、無線充電装置120と充電対象機器130とが無線送信回路121の送信電力を予めネゴシエーションする。無線充電装置120と充電対象機器130とのネゴシエーションによって決定された電力が5Wであるとすると、無線受信回路131の出力電圧および出力電流は、通常5Vおよび1Aとなる。無線充電装置120と充電対象機器130とのネゴシエーションによって決定された電力が10.8Wであるとすると、無線受信回路131の出力電圧および出力電流は、通常9Vおよび1.2Aとなる。
【0020】
無線受信回路131の出力電圧は、バッテリ133の両端に直接印加するのに適さず、充電対象機器130における変換回路132によって変換されて充電対象機器130内のバッテリ133の予期充電電圧および/または充電電流を取得する必要がある。
【0021】
変換回路132は、バッテリ133の予期充電電圧および/または充電電流の需要を満たすように、無線受信回路131の出力電圧を変換(例えば、定電圧および/または定電流制御)することができる。
【0022】
一例として、当該変換回路132は、集積回路(integrated circuit、IC)のような充電管理モジュールを指してもよい。バッテリ133の充電中に、変換回路132は、バッテリ133の充電電圧および/または充電電流を管理することができる。当該変換回路132は、バッテリ133の充電電圧および/または充電電流の管理を実現するために、電圧フィードバック機能および/または電流フィードバック機能を含むことができる。
【0023】
例えば、バッテリの充電プロセスは、トリクル充電段階、定電流充電段階、および定電圧充電段階のうちの1つまたは複数を含むことができる。トリクル充電段階では、変換回路132は、電流フィードバック機能を利用して、トリクル充電段階でバッテリ133に流入する電流がバッテリ133の予期充電電流の大きさ(例えば、第1の充電電流)を満たすようにすることができる。定電流充電段階では、変換回路132は、電流フィードバック機能を利用して、定電流充電段階でバッテリ133に流入する電流がバッテリ133の予期充電電流の大きさ(例えば、第1の充電電流よりも大きい第2の充電電流)を満たすようにすることができる。定電圧充電段階では、変換回路132は、電圧フィードバック機能を利用して、定電圧充電段階でバッテリ133の両端に印加される電圧の大きさがバッテリ133の予期充電電圧の大きさを満たすようにすることができる。
【0024】
一例として、無線受信回路131の出力電圧がバッテリ133の予期充電電圧より大きい場合、変換回路132は、無線受信回路131の出力電圧を降圧処理して、降圧変換された充電電圧がバッテリ133の予期充電電圧の需要を満たすようにすることができる。別の例として、無線受信回路131の出力電圧がバッテリ133の予期充電電圧より小さい場合、変換回路132は、無線受信回路131の出力電圧を昇圧処理して、昇圧変換された充電電圧がバッテリ133の予期充電電圧の需要を満たすようにすることができる。
【0025】
別の例として、無線受信回路131が5Vの定電圧を出力することを例とすると、バッテリ133が単一のバッテリセル(リチウムバッテリセルを例とし、単一のバッテリセルの充電終止電圧は一般に4.2Vである)を含む場合、変換回路132(例えばBuck降圧回路)は、無線受信回路131の出力電圧を降圧処理して、降圧された充電電圧がバッテリ133の予期充電電圧の需要を満たすようにすることができる。
【0026】
別の例として、無線受信回路131が5Vの定電圧を出力することを例とすると、バッテリ133が直列接続された2つ以上のバッテリセル(リチウムバッテリセルを例とし、単一のバッテリセルの充電終止電圧は一般に4.2Vである)を含む場合、変換回路132(例えばBoost昇圧回路)は、無線受信回路131の出力電圧を昇圧処理して、昇圧された充電電圧がバッテリ133の予期充電電圧の需要を満たすようにすることができる。
【0027】
変換回路132は、回路の変換効率低下という原因に制約され、変換されていない部分の電気エネルギが熱の形で散逸する。この部分の熱は充電対象機器130の内部に蓄積される。充電対象機器130の設計スペース及び放熱スペースが非常に小さいことから(例えば、ユーザが使用するモバイル端末の物理的なサイズがますます薄くなるとともに、モバイル端末の性能を向上させるためにモバイル端末内に多数の電子部品が密に配置されている)、変換回路132の設計難しさを上げるだけでなく、充電対象機器130内に集まっている熱を迅速に除去しにくく、充電対象機器130の異常を引き起こす。
【0028】
例えば、変換回路132に蓄積された熱は、変換回路132の近傍の電子部品に熱干渉を引き起こし、電子部品の異常動作を引き起こす可能性がある。また例えば、変換回路132に蓄積された熱は、変換回路132およびその近傍の電子部品の使用寿命を短くする可能性がある。また、例えば、変換回路132に蓄積された熱は、バッテリ133に熱干渉を引き起こすおそれがあり、そしてバッテリ133の異常な充電および放電を引き起こすおそれがある。また、例えば、変換回路132に蓄積された熱は、充電対象機器130の温度上昇を引き起こし、ユーザの充電時の体験に影響を及ぼすおそれがある。また、例えば、変換回路132に蓄積された熱は、変換回路132自体の短絡を引き起こすおそれがあり、これにより、無線受信回路131の出力電圧がバッテリ133に直接印加されて、充電異常を引き起こし、バッテリ133が長時間に過圧充電状態にあると、バッテリ133の爆発を引き起こすことさえあり、ユーザーの安全に危害を与えることになる。
【0029】
上記の問題を解決するために、本出願の実施例は、無線充電システムを提供する。当該無線充電システムにおける無線充電装置は、充電対象機器と無線通信して、無線充電装置が無線充電プロセスに対して制御して、無線充電装置の送信電力を充電対象機器内部のバッテリが現在必要とする充電電圧および/または充電電流とマッチングさせる(または充電対象機器内部のバッテリの現在の充電段階とマッチングさせる)ことができる。無線充電装置の送信電力を現在充電対象機器内部のバッテリが現在必要とする充電電圧および/または充電電流とマッチングすることは、電磁信号の送信電力に対する無線充電装置の設定により、当該電磁信号が無線受信回路によって受信された後、無線受信回路の出力電圧および/または出力電流が、充電対象機器内のバッテリの必要とする充電電圧および/または充電電流とマッチングする(または無線受信回路の出力電圧および/または出力電流が、充電対象機器内のバッテリの充電需要を満たす)ことを指してもよい。このように、充電対象機器において、無線受信回路の出力電圧および/または出力電流をバッテリの両端に直接印加して、バッテリを充電することができる(以下、充電対象機器のこのような充電方式を直接充電と言う)。したがって、上記した変換回路が無線受信回路の出力電圧および/または出力電流を変換することによって発生したエネルギ損失、発熱などの問題を回避することができる。
【0030】
変換回路の発熱問題を解決した後、無線充電プロセスの主な発熱源は、無線送信回路(送信コイルを含む)および無線受信回路(受信コイルを含む)に集中する。
【0031】
充電電力が20Wに等しく、単一のバッテリセルの充電電圧/充電電流が5V/4Aに等しいことを一例として説明する。可能な一実施形態として、無線送信回路は、5V/4Aに基づいて電磁信号を生成することができ、これに応じて、無線受信回路は電磁信号を5V/4Aの出力電圧/出力電流に変換し、このような低電圧大電流による充電方式は、電気エネルギ伝送中に無線送信回路および無線受信回路に大量の熱が発生することを引き起こす。
【0032】
本出願の実施例は、無線送信回路および無線受信回路の発熱を低減するために、上記直接充電方式をさらに改善し、無線受信回路とバッテリとの間に降圧回路を設け、降圧回路の出力電圧をバッテリの充電電圧として用いる。充電電力が20Wに等しく、単一のバッテリセルの充電電圧/充電電流が5V/4Aに等しいことを一例として説明する。バッテリの充電電圧の需要を満たすために、降圧回路の出力電圧/出力電流を5V/4Aに保持する必要があり、降圧回路が半電圧回路であると仮定すると、降圧前の電圧は10V/2Aである。このように、無線送信回路は10V/2Aに基づいて電磁信号を生成し、これに応じて、無線受信回路は、電磁信号を10V/2Aの出力電圧/出力電流に変換し、電力が4Aから2Aに減少するので、電気エネルギ伝送中に発生する熱がそれに応じて減少する。
【0033】
本出願の実施例によって提供される無線充電システム200を
図2を参照して以下に詳細に説明する。
【0034】
図2に示すように、本出願の実施例によって提供される無線充電システム200は、無線充電装置220と充電対象機器230とを含むことができる。
【0035】
無線充電装置220は、無線送信回路221と通信制御回路222とを含む。通信制御回路222における制御機能は、例えば、マイクロコントロールユニット(Micro Control Unit、MCU)によって実現することができる。
【0036】
無線送信回路221は、電磁信号を送信して充電対象機器230を無線充電することができる。いくつかの実施例において、無線送信回路221は、無線送信駆動回路および送信コイルまたは送信アンテナ(図示せず)を含むことができる。無線送信駆動回路は、比較的高い周波数の交流電力を生成することができ、送信コイルまたは送信アンテナは、比較的高い周波数の交流電力を電磁信号に変換して送信することができる。
【0037】
通信制御回路222は、無線充電中に充電対象機器230と無線通信することができる。具体的には、通信制御回路222は、充電対象機器230における通信制御回路236と通信することができる。本出願の実施例において、通信制御回路222と通信制御回路236との通信方式、および通信制御回路222と通信制御回路236とによってインタラクションされる通信情報が特に限定されない。以下、具体的な実施例を組み合わせて詳細に説明する。
【0038】
充電対象機器230は、無線受信回路231、バッテリ232、降圧回路234、温度検出回路235、および通信制御回路236を含む。通信制御回路236における制御機能は、例えば、マイクロコントロールユニット(Micro Control Unit、MCU)によって実現されてもよいし、MCUと充電対象機器内部のアプリケーションプロセッサ(application processor、AP)との協力によって実現されてもよい。
【0039】
無線受信回路231は、電磁信号を受信し、電磁信号を無線受信回路231の出力電圧および出力電流に変換することができる。具体的には、無線受信回路231は、受信コイルまたは受信アンテナ(図示せず)と、当該受信コイルおよび受信アンテナに接続された整流回路および/またはフィルタリング回路などの整形回路とを含むことができる。受信アンテナまたは受信コイルは、電磁信号を交流電力に変換することができ、整形回路は、交流電力を無線受信回路231の出力電圧および出力電流に変換することができる。
【0040】
なお、本出願の実施例において、整形回路の具体的な形態、整形された無線受信回路231の出力電圧および出力電流の形態は、特に限定されない。
【0041】
いくつかの実施例において、整形回路は、整流回路およびフィルタリング回路を含むことができ、無線受信回路231の出力電圧は、フィルタリング後に得られる安定した電圧であってもよい。他の実施例において、整形回路は、整流回路を含むことができ、無線受信回路231の出力電圧は、整流後に得られる脈動波形の電圧であってもよく、当該脈動波形の電圧は、充電対象機器230のバッテリ232に直接印加されて、バッテリ232を充電することができる。無線受信回路231の出力電圧を脈動波形の電圧に調整する方式は、様々であり得る。例えば、無線受信回路231におけるフィルタリング回路を省略して、整流回路のみを保留することができる。
【0042】
無線受信回路231の出力電流が間欠的にバッテリ232を充電することができ、当該無線受信回路231の出力電流の周期は、交流電力網のような無線充電システム200に入力される交流電力の周波数に伴って変化することができ、例えば、無線受信回路231の出力電流の周期に対応する周波数は、電力網周波数の整数倍または逆数倍である。また、無線受信回路231の出力電流が間欠的にバッテリ232を充電することができる場合、無線受信回路231の出力電流に対応する電流波形は、電力網に同期する1つまたは1セットのパルスから構成されてもよい。脈動形態の電圧/電流の大きさは、周期的に変動し、従来の定直電力と比較して、リチウムバッテリのリチウム析出現象を低減させ、バッテリの使用寿命を向上させ、バッテリの分極効果の低減に有利であり、充電速度を向上させ、バッテリの発熱を減少させ、充電対象機器の充電時の安全および信頼性を確保することができる。
【0043】
降圧回路234は、無線受信回路231の出力電圧を受信し、無線受信回路231の出力電圧を降圧処理して降圧回路234の出力電圧および出力電流を取得し、降圧回路234の出力電圧および出力電流に基づいてバッテリ232を充電することができる。
【0044】
降圧回路234の実現形態は様々であり得る。一例として、降圧回路234はBuck回路とすることができる。別の例として、降圧回路234は、チャージポンプ(charge pump)とすることができる。
【0045】
降圧回路234を使用することにより、無線伝送プロセス中に発生する電圧(例えば無線受信回路の出力電圧など)を高い電圧に保つため、システムの発熱をさらに低減する。
【0046】
降圧回路234の入力電圧と出力電圧との間の電圧差が小さいほど、降圧回路234の動作効率高くなり、発熱量が小さくなり、それに応じて、降圧回路234の入力電圧と出力電圧との間の電圧差が大きいほど、降圧回路234の動作効率が低くなり、発熱量が大きくなる。したがって、動作効率が低い降圧回路234にとっては、その降圧プロセスは比較的多くの熱を発生させることができる。
【0047】
上記の考慮に基づいて、本出願の実施例は、温度検出回路235を使用し、通信制御回路236は、温度検出回路235に基づいて充電対象機器230の温度を検出して、温度フィードバックメカニズムを有する無線充電システムを形成する。従って、充電対象機器230の温度を監視し、充電対象機器230の温度が一定の閾値より大きい場合、降圧回路234の動作効率を迅速に向上させ、システムの発熱量を低減することができる。
【0048】
以下には、
図2を参照して、温度検出回路235と通信制御回路236との温度監視メカニズムを詳細に説明する。
【0049】
温度検出回路235は、充電対象機器230の温度を検出するために用いられることができる。温度検出回路235の実現形態は様々であり得る。例えば、温度検出回路235は、温度検出抵抗器を含むことができる。当該温度検出抵抗器は、例えばサーミスタであってもよい。温度検出回路235は、サーミスタの抵抗値に基づいて充電対象機器230の温度を決定することができる。
【0050】
本出願の実施例では、温度検出回路235の充電対象機器230における位置を具体的に限定しない。一例として、温度検出回路235は、充電対象機器230内部の熱源の近くに設けることができる。例えば、温度検出回路235における温度検出抵抗器を降圧回路234の近く設けることができる。降圧回路234がBUCK ICであることを例として、BUCK ICに温度検出抵抗器を付加することができる。この場合、充電対象機器230の温度は、降圧回路234の温度として理解することができ、すなわち降圧回路234の温度を充電対象機器230の温度と見なすことができる。
【0051】
通信制御回路236は、充電対象機器230の温度が所定の閾値より大きい場合、無線充電装置220にフィードバック情報を送信するために用いられることができ、フィードバック情報は、無線充電装置220をトリガして無線充電プロセスを制御して、無線受信回路231の出力電圧を低減するために用いられる(本明細書における「無線受信回路231の出力電圧を低減する」ことは、降圧回路234の入力電圧と出力電圧との差を低減することで代替することができ、又は、降圧回路234の動作効率を向上させることで代替することができる)。
【0052】
なお、無線充電プロセス中、充電電圧と充電電流に対するバッテリ232の需要は、通常、バッテリ232の現在の充電段階によって决定される。バッテリ232の充電電圧と充電電流は、降圧回路234の出力電圧と出力電流であるため、降圧回路234の出力電圧と出力電流も、バッテリ232の現在の充電段階によって决定される。降圧回路234の動作効率を向上させることができるために、降圧回路234の入力電圧と出力電圧との間の電圧差を低減する必要がある。降圧回路234の出力電圧は、バッテリ232の現在の充電段階によるものであるため、任意に調整することができなく、したがって、降圧回路234の入力電圧と出力電圧との間の電圧差を低減するために、降圧回路234の入力電圧、すわなち無線受信回路231の出力電圧を低減することができる(本出願の実施例では、無線受信回路231の出力電圧と降圧回路234の入力電圧は、同じ電圧である)。
【0053】
したがって、充電対象機器230の温度が所定の閾値より大きい場合、本出願の実施例は、通信制御回路236によって無線充電装置220にフィードバック情報を送信し、無線充電プロセスをトリガして制御して、無線受信回路231の出力電圧を低減する。
【0054】
無線充電装置220が、フィードバック情報に基づいて、無線受信回路231の出力電圧を低減する方式は、様々であり得る。
【0055】
一例として、無線送信装置220は、フィードバック情報に基づいて、無線送信回路221のデューティ比を低減して、無線受信回路231の出力電圧を低減することができる。
【0056】
別の例として、無線送信装置220は、フィードバック情報に基づいて、無線送信回路221の送信周波数を調整して、無線受信回路231の出力電圧を低減することができる。
【0057】
別の例として、無線送信装置220は、電圧変換回路224の出力電圧を低減して、無線受信回路231の出力電圧を低減することができる。電圧変換回路224の構成と機能の詳細については、以下の
図5〜
図6の説明を参照する。
【0058】
なお、無線送信装置220は、上記の方式のいずれかの方式を使用して無線受信回路231の出力電圧を低減することができ、上記の方式を組み合わせて無線受信回路231の出力電圧を低減することもできる。例えば、無線送信装置220は、電圧変換回路224の出力電圧を低減する方式のみで無線受信回路231の出力電圧を低減する目的を達することができ、また、無線送信装置220は、まず、電圧変換回路224の出力電圧を低減する方式によって無線受信回路231の出力電圧(又は降圧回路234の動作効率)を粗調整してから、無線送信回路のデューティ比および/または送信周波数を調整することによって、無線受信回路231の出力電圧(又は降圧回路234の動作効率)を微調整する。
【0059】
本出願の実施例は、フィードバック情報の具体的な内容に対して具体的に限定しない。例えば、フィードバック情報は、充電対象機器230の温度を指示するための情報であってもよく、また、フィードバック情報は、充電対象機器230温度が高すぎることを指示するための情報であってもよい。無線充電装置220が電圧変換回路224を低減する方式によって無線受信回路231の出力電圧を低減することを例とすると、フィードバック情報は、電圧変換回路224の出力電圧が高すぎることを指示する情報であってもよい。無線充電装置220が無線送信回路221の送信周波数および/またはデューティ比を調整する方式によって無線受信回路231の出力電圧を低減することを例とすると、フィードバック情報は、無線送信回路221の送信周波数および/またはデューティ比が高すぎることを指示する情報であってもよい。
【0060】
選択可能に、通信制御回路236は、通信制御回路222が無線充電プロセスを制御して降圧回路234の出力電圧および/または出力電流をバッテリ232が現在必要とする充電電圧および/または充電電流とマッチングするように、通信制御回路222と無線通信するために用いられることもできる。
【0061】
言い換えると、通信制御回路236は、通信制御回路222が無線充電プロセスを制御して降圧回路234の出力電圧および/または出力電流がバッテリ232のリクル充電段階、定電圧充電段階、定電流充電段階のうちの少なくとも一つの充電の需要を満たすように、通信制御回路222と無線通信するために用いられることができる。
【0062】
通信制御回路236は、何らかの検出回路(例えば電圧検出回路および/または電流検出回路)又は何らかの検出方式によって、降圧回路234の出力電圧および/または出力電流を取得し、降圧回路234の出力電圧および/または出力電流に基づいて通信制御回路222と上記の無線通信を行うことができる。
【0063】
本出願の実施例で使用される充電対象機器は端末を指してもよく、当該「端末」は、有線回路を介して(例えば、公衆交換電話網(public switched telephone network、PSTN)、デジタル加入者線(digitalsubscriber line、DSL)、デジタルケーブル、直接ケーブル接続、および/または別のデータ接続/ネットワークを介し)接続するか、および/または(例えば、セルラーネットワーク、無線ローカルエリアネットワーク(wireless local area network、WLAN)、ハンドヘルドデジタルビデオ放送(digital video broadcasting handheld、DVB−H)ネットワークのデジタルTVネットワーク、衛星ネットワーク、振幅変調−周波数変調(amplitude modulation−frequency modulation、AM−FM)ブロードキャストトランスミッタ、および/または別の通信端末の)無線インターフェイスを介して通信信号を受信/送信するように構成される装置を含むが、これらに限定されない。無線インターフェイスを介して通信するように構成される通信端末は、「無線通信端末」、「無線端末」および/または「モバイル端末」と呼ばれてもよい。例として、モバイル端末は、衛星またはセルラー電話と、セルラー無線電話およびデータ処理、ファックスおよびデータ通信能力を組み合わせ得るパーソナルコミュニケーションシステム(personal communication system、PCS)端末と、無線電話、ポケットベル、インターネット/イントラネットアクセス、Webブラウザ、メモ、カレンダーおよび/または全地球測位システム(global positioning system、GPS)レシーバーを含むパーソナルデジタルアシスタント(Personal Digital Assistant、PDA)と、通常のラップトップレシーバーおよび/またはハンドヘルドレシーバまたは無線電話レシーバを含む他の電子装置を含むが、これらに限定されない。さらに、本出願の実施例で使用される充電対象の装置または端末は、パワーバンク(power)をさらに含むことができ、当該パワーバンクは、無線充電装置の充電を受けてエネルギを蓄積して他の電子装置にエネルギを供給することができる。
【0064】
本出願の実施例において、無線充電装置220と充電対象機器230との通信方式および通信順番が特に限定されない。
【0065】
選択可能に、いくつかの実施例において、無線充電装置220と充電対象機器230(または通信制御回路236と通信制御回路222)との無線通信は、一方向無線通信であってもよい。例えば、バッテリ232の無線充電中に、充電対象機器230が通信の開始側として、無線充電装置220が通信の受信者として規定することができる。例えば、バッテリの定電流充電段階において、充電対象機器230は、バッテリ232の充電電流(すなわち無線受信回路231の出力電流)をリアルタイムで検出することができる。バッテリ232の充電電流がバッテリの現在必要とする充電電流とマッチングしない場合、充電対象機器230は、無線充電装置220に調整情報を送信して、無線充電装置220が無線送信回路221の送信電力を調整することを指示する。
【0066】
選択可能に、いくつかの実施例において、無線充電装置220と充電対象機器230(または通信制御回路236と通信制御回路222)との無線通信は、二方向無線通信であってもよい。二方向無線通信は、一般に、受信側が、送信側によって開始された通信要求を受信した後に、送信側に応答情報を送信することを要求し、二方向通信メカニズムは通信プロセスをより安全にすることができる。
【0067】
本出願の実施例の上記説明は、無線充電装置220(無線充電装置220内の通信制御回路222)および充電対象機器230(充電対象機器230内の通信制御回路236)のマスタスレーブを限定するものではない。言い換えると、無線充電装置220と充電対象機器230とのいずれか一方がマスタ機器側として二方向通信会話を開始することができ、これに応じて、他方がスレーブ機器側としてマスタ機器側から開始された通信に対して第1の応答または第1の返事を行うことができる。実行可能な方式として、通信中に無線充電装置220と充電対象機器230との間のリンク状況に応じてマスター装置およびスレーブ機器を決定することができる。例えば、無線充電装置220が充電対象機器230に情報を送信する無線リンクが上りリンクであり、充電対象機器230が無線充電装置220に情報を送信する無線リンクが下りリンクであると仮定すると、上りリンクのリンク品質が良い場合、無線充電装置220を通信のマスタ機器とすることができ、下りリンクのリンク品質が良い場合、充電対象機器230を通信のスレーブ機器とすることができる。
【0068】
本出願の実施例において、無線充電装置220と充電対象機器230との二方向通信の具体的な実現形態が限定されない。すなわち、無線充電装置220と充電対象機器230との何れか一方は、マスタ機器側として通信会話を開始し、これに応して、他方がスレーブ機器側としてマスタ機器側から開始された通信に対して第1の応答または第1の返事を行い、同時にマスタ機器側がスレーブ機器側からの第1の応答または第1の返事に対して第2の応答を行うことができたとき、マスタ機器とスレーブ機器との間で1回の通信ネゴシエーションプロセスが完了したと見なすことができる。
【0069】
マスタ機器側がスレーブ機器の通信会話に対する第1の応答または第1の返事に基づいて第2の応答を行うことができる一方式として、マスタ機器側が、スレーブ機器側の通信会話に対する第1の応答または第1の返事を受信し、受信したスレーブ機器の第1の応答または第1の返事に応じた第2の応答を行う方式であってもよい。
【0070】
マスタ機器側がスレーブ機器側の通信会話に対する第1の応答または第1の返事に基づいて更なる第2の応答を行うことができる一方式として、マスタ機器側が、スレーブ機器側の通信会話に対する第1の応答または第1の返事を所定の時間内に受信しなくても、マスタ機器側も、スレーブ機器の通信会話に対する第1の応答または第1の返事に応じた第2の応答を行う方式であってもよい。
【0071】
選択可能に、いくつかの実施例において、充電対象機器230がマスタ機器として通信会話を開始し、無線充電装置220がスレーブ機器側としてマスタ機器側から開始された通信会話に対して第1の応答または第1の返事を行った後、充電対象機器230が、無線充電装置220の第1の応答または第1の応答に応じた第2の応答を行わなくても、無線充電装置220と充電対象機器230との間で1回の通信ネゴシエーションプロセスが完了したと見なすことができる。
【0072】
本出願の実施例において、無線充電装置220における通信制御回路222と、充電対象機器230における通信制御回路236との無線通信方式が特に限定されない。例えば、通信制御回路および通信制御回路は、ブルートゥース(buletooth)、無線フィデリティ(wireless fidelity、Wi−Fi)またはバックスキャッタ(backscatter)変調方式(または電力負荷変調方式)に基づく無線通信を行うことができる。
【0073】
本出願の実施例では、通信制御回路236と通信制御回路222との間の通信内容を限定せず、温度に関連するフィードバック情報以外に、他の通信情報を含むこともでき、以下、具体的な実施例を組み合わせて詳細に説明する。
【0074】
一例として、通信制御回路236は、降圧回路234の出力電圧および/または出力電流を通信制御回路222に送信することができる。さらに、通信制御回路236は、通信制御回路222にバッテリ状態情報を送信することができ、バッテリ状態情報は、充電対象機器230内のバッテリ232の現在電力残量および/または現在電圧を含む。通信制御回路222は、まず、バッテリ232の状態情報に基づいて、バッテリ232の現在の充電段階に決定され、そしてバッテリ232が現在必要とする充電電圧および/または充電電流とマッチングする目標充電電圧および/または目標充電電流を決定することができる。次に、通信制御回路222は、通信制御回路236によって送信された降圧回路234の出力電圧および/または出力電流を目標充電電圧および/または目標充電電流と比較して、降圧回路234の出力電圧および/または出力電流がバッテリ232の現在必要とする充電電圧および/または充電電流とマッチングするか否かを決定し、降圧回路234の出力電圧および/または出力電流がバッテリ232の現在必要とする充電電圧および/または充電電流とマッチングしない場合、降圧回路234の出力電圧および/または出力電流がバッテリ232の現在必要とする充電電圧および/または充電電圧とマッチングするまで無線送信回路221の送信電力を調整することができる。
【0075】
別の例として、通信制御回路236は、無線送信回路221の送信電力を調整することを指示するための調整情報を通信制御回路222に送信することができる。例えば、通信制御回路236は、無線送信回路221の送信電力を上げることを通信制御回路222に指示することができる。また、例えば、無線送信回路221の送信電力を低減することを通信制御回路222に指示することができる。より具体的には、無線充電装置220は、無線送信回路221の送信電力のランクを複数設定することができ、通信制御回路222は、降圧回路234の出力電圧および/または出力電流をバッテリ232が現在必要とする充電電圧および/または充電電流とマッチングするまで、調整情報を受信する度に無線送信回路221の送信電力のランクを1ランク調整する。
【0076】
上記の通信内容に加えて、通信制御回路222と通信制御回路236とは、他の多くの通信情報をインタラクションすることができる。いくつかの実施例において、通信制御回路222と通信制御回路236とは、セキュリティ保護、異常検出、または故障処理の情報、例えば、バッテリ232の温度情報、過電圧保護または過電流保護に入ることを示す情報、電力伝送効率情報(当該電力伝送効率情報は、無線送信回路221と無線受信回路231との間の電力伝送効率を示すことができる)をインタラクションすることができる。
【0077】
例えば、バッテリ232の温度が高すぎる場合、通信制御回路222および/または通信制御回路236は、充電回路を制御して、無線充電を停止させるなど、保護状態に入ることができる。また、例えば、通信制御回路222が通信制御回路236から送信された過電圧保護または過電流保護の指示情報を受信した後、通信制御回路222が送信電力を減少させるか、または無線送信回路221を動作を停止するように制御することができる。また、例えば、通信制御回路222が通信制御回路236から送信された電力伝送効率情報を受信した後、電力伝送効率が所定の閾値より低い場合、無線送信回路221を動作を停止するように制御するとともに、ユーザにこの事件を報知することができ、例えば、ディスプレイによって電力伝送効率が低すぎることを示すか、またはインジケータライトによって電力伝送効率が低すぎることを示すことにより、ユーザは無線充電環境を調整することができる。
【0078】
いくつかの実施例において、通信制御回路222および通信制御回路236は、無線送信回路221の送信電力を調整するの他の情報、例えば、バッテリ232の温度情報、降圧回路234の出力電圧および/または出力電流ピーク値または平均値を示す情報、電力伝送効率情報(当該電力伝送効率情報が無線送信回路221と無線受信回路231との間の電力伝送効率を示すことができる)などをインタラクションすることができる。
【0079】
例えば、通信制御回路236は、通信制御回路222に電力伝送効率情報を送信することができ、通信制御回路222は、さらに、電力伝送効率情報に基づいて無線送信回路221の送信電力の調整幅を決定する。具体的には、電力伝送効率情報が無線送信回路221と無線受信回路231との間の電力伝送効率が低いことを示す場合、通信制御回路222は、無線送信回路221の送信電力の調整幅を広げて、回路221の送信電力を急速に目標電力に達させることができる。
【0080】
別の例として、無線受信回路231が脈動波形の電圧及び/または電流を出力する場合、通信制御回路236は、降圧回路234の出力電圧および/または出力電流ピーク値または平均値を示す情報を通信制御回路222に送信することができ、通信制御回路222は、降圧回路234の出力電圧および/または出力電流ピーク値または平均値がバッテリの現在必要とする充電電圧および/または充電電流とマッチングするか否かを判断することができる。マッチングしない場合、無線送信回路221の送信電力を調整することができる。
【0081】
別の例として、通信制御回路236は、バッテリ232の温度情報を通信制御回路222に送信することができる。バッテリ232の温度が高すぎる場合、通信制御回路222は、無線送信回路221の送信電力を下げて、無線受信回路231の出力電流を小さくし、バッテリ232の温度を低くすることができる。
【0082】
本出願の実施例によって提供される無線充電装置220のバッテリ232は、1つのバッテリコアを含み、互いに直列接続されたN個のバッテリコア(Nは1より大きい正の整数)を含むこともできる。N=2を例とすると、
図3に示すように、バッテリ232は、バッテリコア232aとバッテリコア232bとを含み、バッテリコア232aとバッテリコア232bとは直列接続されている。充電電力が20Wに等しく、単一のバッテリコアの充電電圧が5Vに等しいことを例として説明する。直列接続されたダブルバッテリコアの充電電圧の需要を満たすために、降圧回路234の出力電圧/出力電流を10V/2Aに維持する必要がある。このように、無線送信回路は10V/2Aに基づいた電磁信号を生成し、これに応じて、無線受信回路は、電磁信号を10V/2Aの出力電圧/出力電流に変換し、電力が4Aから2Aに減少するので、電気エネルギ伝送中に発生する熱がそれに応じて減少する。
図3は、N=2を例として説明したが、実際には、Nの値は3であってもよいし、3以上の正の整数であってもよい。直列接続されるバッテリセルが多いほど、無線送信回路221および無線受信回路231を通過する電気エネルギによって発生する熱の量は少なくなる。
【0083】
選択可能に、いくつかの実施例において、充電対象機器は、
図2に示す降圧回路234を含み、充電対象機器のバッテリ232は、互いに直列接続されたN個のバッテリセル(Nは1より大きい正の整数である)を含む。依然として充電電力が20Wに等しく、単一のバッテリコアの充電電圧が5Vに等しいことを例として説明する。直列接続されたダブルバッテリコアの充電電圧の需要を満たすために、降圧回路234の出力電圧/出力電流を10V/2Aに維持する必要があり、降圧回路234が半電圧回路であると仮定すると、降圧前の電圧は20V/1Aである。このように、無線送信回路は20V/1Aに基づいた電磁信号を生成し、これに応じて、無線受信回路は、電磁信号を20V/1Aの出力電圧/出力電流に変換し、電流が4Aから1Aに減少するので、電気エネルギ伝送中に発生する熱がさらに減少する。
【0084】
前述したように、本出願の実施例によって提供される無線充電装置220は、充電中に無線送信回路221の送信電力を絶えずに調整することにより、降圧回路234の出力電圧および/または出力電流をバッテリ232が現在必要とする充電電圧および/または充電電流とマッチングングするようにする。本出願の実施例において、無線送信回路221の送信電力を調整する方式が特に限定されない。例えば、通信制御回路222は、電源供給機器210と通信することにより、電源供給機器210の出力電圧および/または出力電流を調整して、無線送信回路221の送信電力を調整することができる。また、例えば、通信制御回路222は、電源供給機器210から供給される最大出力電力から無線送信回路221によって抽出された電力量を調整することにより、無線送信回路221の送信電力を調整することができる。また、例えば、無線充電装置220は、交流電力(例えば、220Vの交流電力)を直接受信することができ、通信制御回路222は、通信制御回路236のフィードバックに基づいて交流電力を、必要とする電圧および/または電流に直接変換することができる。無線送信回路221の送信電力を調整する方式について、
図4〜
図6を参照して以下に詳細に説明する。
【0085】
図4は、無線送信回路221の送信電力を調整する方式の一例である。
図4を参照すると、無線充電装置220は、充電インターフェース223をさらに含むことができる。充電インターフェース223は、外部の電源供給機器210に接続することができる。無線送信回路221は、さらに、電源供給機器210の出力電圧および出力電流に基づいて電磁信号を生成することができる。通信制御回路222は、さらに、電源供給機器210と通信して、電源供給機器210の最大出力電力についてネゴシエーションし、無線充電中に最大出力電力から無線送信回路221によって抽出される電力量を調整して、無線送信回路221の送信電力を調整することができる。
【0086】
本出願の実施例において、通信制御回路222は、出力電力が調整可能な電源供給機器210と通信して、当該電源供給機器210の最大出力電力についてネゴシエーションする。ネゴシエーションが完了した後、電源供給機器210は、当該最大出力電力に従って、出力電圧および出力電流を無線充電装置220に供給することができる。充電中に、通信制御回路222は、実際の需要に応じて、当該最大出力電力から一定の電力量を抽出して、無線充電に使用することができる。すなわち、本出願の実施例は、無線送信回路221の送信電力調整の制御権を通信制御回路222に割り当て、通信制御回路222は、充電対象機器230のフィードバック情報を受信した直後に、送信回路221の送信電力を調整することができ、調整速度が速く、効率が高いという利点を有する。
【0087】
本出願の実施例において、通信制御回路222が電源供給機器210から供給される最大出力電力から電力量を抽出する方式が特に限定されない。例えば、無線送信装置220内部に電圧変換回路(例えば電力調整回路であってもよい)を設け、当該電圧変換回路が送信コイルまたは送信アンテナに接続されて、送信コイルまたは送信アンテナによって受信される電力を調整することができる。当該電圧変換回路は、例えば、パルス振幅変調(pulse width modulation、PWM)コントローラと、スイッチングユニットとを含むことができる。通信制御回路222は、PWMコントローラから出力される制御信号のデューティ比を調整する、および/またはイッチングユニットのスイッチング周波数を制御することにより、無線送信回路221の送信電力を調整することができる。
【0088】
なお、
図4の実施例において、代替方式として、電源供給機器210が大きな一定の電力(例えば40W)を直接出力することもできるので、通信制御回路222は、その最大出力電力について電源供給機器210とネゴシエーションする必要がなく、電源供給機器210から供給される一定の電力から無線送信回路221によって抽出される電力量を直接調整すればよい。
【0089】
本出願において、電源供給機器210のタイプが特に限定されない。例えば、電源供給機器210は、アダプタ、パワーバンク(power bank)、車載充電器、またはコンピュータとすることができる。
【0090】
本出願において、充電インターフェース223のタイプが特に限定されない。選択可能に、いくつかの実施例において、当該充電インターフェース223は、USBインターフェースとすることができる。当該USBインターフェースは、例えば、USB2.0インターフェース、マイクロUSBインターフェース、またはUSB TYPEーCインターフェースとすることができる。選択可能に、別の実施例において、当該充電インターフェース223は、lightningインターフェース、または充電に使用することができる他の任意のタイプのパラレルインターフェースおよび/またはシリアルインターフェースとすることもできる。
【0091】
本出願の実施例において、通信制御回路222と電源供給機器210との通信方式が特に限定されない。一例として、通信制御回路222は、充電インタフェース以外の通信インタフェースを介して電源供給機器210に接続され、当該通信インタフェースを介して電源供給機器210と通信することができる。別の例として、通信制御回路222は、無線方式で電源供給機器210と通信することができる。例えば、通信制御回路222は、電源供給機器210と近距離無線通信(near field communication、NFC)を行うことができる。さらに別の例として、通信制御回路222は、別途な通信インタフェースまたは他の無線通信モジュールを設ける必要なく、充電インタフェース223を介して電源供給機器210と通信することができ、これによって無線充電装置220の実現を簡易化することができる。例えば、充電インターフェース223は、USBインターフェースであり、通信制御回路222は、当該USBインターフェース内のデータライン(例えば、D+および/またはD−ライン)を介して電源供給機器210と通信することができる。さらに例えば、充電インターフェース223は、電力伝送(power delivery、PD)通信プロトコルをサポートするUSBインターフェース(例えば、USB TYPE − Cインターフェース)とすることができ、通信制御回路222および電源供給機器210は、PD通信プロトコルに基づいて通信することができる。
【0092】
本出願において、電源供給機器210が出力電力を調整する方式が特に限定されない。例えば、電源供給機器210内部に電圧フィードバックループおよび電流フィードバックループを設けることにより、実際の需要に応じて、その出力電圧および/または出力電流を調整することができる。
【0093】
図5は、本出願の実施例によって提供される無線送信回路221の送信電力を調整する方式の別の一例を示す図である。
図4とは異なり、
図5に対応する実施例は、電源供給機器210の最大出力電力を制御するのではなく、電源供給機器210の出力電力を比較的正確に制御して、電源供給機器210の出力電力が現在の電力の需要を直接満たすようにすることを意図する。さらに、
図4の実施例とは異なり、
図5の実施例は、無線送信回路221の送信電力調整の制御権を電源供給機器210に割り当てて、電源供給機器210が出力電圧および/または出力電流を変更する方式で無線送信回路221の送信電力を調整する。このような調整方式は、無線充電装置220の必要とする電力の分だけが電源供給機器210によって供給され、電力の無駄がないという利点を有する。以下、
図5を参照しながら詳細に説明する。
【0094】
図5に示すように、本出願の実施例によって提供される無線充電装置220は、充電インターフェース223および電圧変換回路224をさらに含むことができる。充電インターフェース223は、電源供給機器210に接続することができる。電圧変換回路224は、電源供給機器210の出力電圧を受信し、電源供給機器210の出力電圧を変換して電圧変換回路224の出力電圧および出力電流を取得することができる。無線送信回路221は、さらに、電圧変換回路224の出力電圧および出力電流に基づいて電磁信号を生成することができる。通信制御回路222は、さらに、電源供給機器210と通信して、電源供給機器210の出力電圧および/または出力電流についてネゴシエーションすることができる。
【0095】
本出願の実施例において、高電圧低電流の方式でエネルギ伝送を行うが、このようなエネルギ伝送方式では、無線送信回路221の入力電圧(例えば10Vまたは20V)に対する要求が高く、電源供給機器210の最大出力電圧が回路221の入力電圧の需要を満たすことができない場合、電圧変換回路224を設けることによって、無線送信回路221の入力電圧が所期の入力電圧に到達することができる。当然ながら、代替として、電源供給機器210の出力電圧が無線送信回路221の入力電圧の需要を満たすことができる場合、電圧変換回路224を省略して無線充電装置220の実現を簡易化することもできる。
【0096】
電圧変換回路224は昇圧回路であってもよく、電圧変換回路224の昇圧倍数および降圧回路234の降圧倍数の設定は、電源供給機器210が供給できる出力電圧、バッテリ232の必要とする充電電圧などのパラメータに関連し、二者が、等しくてもよいし、等しくなくてもよく、本出願の実施例において、特に限定されない。一実現形態として、電圧変換回路224の昇圧倍数と降圧回路234の降圧倍数とを等しく設定することができる。例えば、電圧変換回路224は、電源供給機器210の出力電圧を2倍に昇圧するための2倍電圧回路であってもよく、降圧回路234は、無線受信回路231の出力電圧を半分にするための半電圧回路であってもよい。
【0097】
本出願の実施例では、電圧変換回路224の昇圧倍数と降圧回路234の降圧倍数とを1:1に設定している。このような設定方式により、降圧回路234の出力電圧および出力電流が電源供給機器210の出力電圧および出力電流にそれぞれ一致することができ、通信制御回路222、236を簡易化する上で有利である。例えば、バッテリ232の充電電流の需要が5Aの場合を例とし、通信制御回路236は、降圧回路234の出力電流が4.5Aであることを取得した場合、降圧回路234の出力電流が5Aに到達するように電源供給機器210の出力電力を調整する必要がある。降圧回路234の降圧倍数に対する電圧変換回路224の昇圧倍数の比が1:1に等しくない場合には、電源供給機器210の出力電力を調整する際に通信制御回路222または通信制御回路236は、降圧回路234の現在出力電流と予期の値との差分に基づいて、電源供給機器210の出力電力の調整値を再計算する必要がある。本出願の実施例では、降圧回路234の降圧倍数に対する電圧変換回路224の昇圧倍数の比を1:1に設定しているので、通信制御回路236は、出力電流を5Aに増加させるように通信制御回路222に通知すればよい。これにより、無線充電通路のフィードバック調整方式が簡単になる。
【0098】
図5の実施例において、無線充電装置220は、電源供給機器210の出力電圧および/または出力電流を調整する必要があるか否かを能動的に決定することができる。他の実施例において、無線充電装置220は、電源供給機器210と充電対象機器230との間のブリッジとして機能することができ、二者間で情報を転送することを主に担う。
【0099】
例えば、無線充電中に、通信制御回路222は、充電対象機器230と通信して、電源供給機器210の出力電圧および/または出力電流を調整する必要があるか否かを決定する。電源供給機器210の出力電圧および/または出力電流を調整する必要がある場合、通信制御回路222は、電源供給機器210と通信して、電源供給機器210の出力電圧および/または出力電流を調整することを電源供給機器210に指示する。
【0100】
さらに、例えば、無線充電中に、無線充電装置220内部の通信制御回路222は、充電対象機器230と無線通信して、電源供給機器210の出力電圧および/または出力電流を調整することを指示するための調整情報を取得する。通信制御回路222は、電源供給機器210と通信して、調整情報を電源供給機器210に送信することにより、電源供給機器210は、調整情報に基づいて電源供給機器の出力電圧および/または出力電流を調整する。
【0101】
無線充電装置220と充電対象機器230との通信方式とが類似しており、無線充電装置220(または通信制御回路222)と電源供給機器210との通信が、一方向通信であってもよいし、二方向通信であってもよいことを理解されたい。本出願の実施例において特に限定されない。
【0102】
さらに、電源供給機器の出力電流は、定直流電流、脈動直流電流または交流電流であってもよいことを理解されたい。本出願の実施例において特に限定されない。
【0103】
図5の実施例において、通信制御回路222は無線送信回路221に接続されているので、動作を開始するように無線送信回路221を制御したり、無線充電プロセスが異常である場合に動作を停止するように無線送信回路221を制御したりすることができる。または、いくつかの実施例において、通信制御回路222は無線送信回路221に接続されなくてもよい。
【0104】
図6は、無線送信回路221の送信電力を調整する方式の別の一例である。
図4及び
図5に示す実施例とは異なり、
図6の実施例に対応する無線充電装置220は、電源供給機器210から電気エネルギを取得するのではなく、外部から入力される交流電力(例えば商用電力)を上記の電磁信号に直接変換する。
【0105】
図6に示すように、無線充電装置220は、電圧変換回路224および電源供給回路225をさらに含むことができる。電源供給回路225は、外部から入力される交流電力(商用電力など)を受信し、交流電力に基づいて電源供給回路225の出力電圧および出力電流を生成することができる。例えば、電源供給回路225は、交流電力を整流および/またはフィルタリングして定直流電流または脈動直流電流を取得し、当該定直流電流または脈動直流電流を電圧変換回路224に伝送することができる。
【0106】
電圧変換回路224は、電源供給回路225の出力電圧を受信し、電源供給回路225の出力電圧を変換して、電圧変換回路224の出力電圧および出力電流を取得することができる。無線送信回路221は、さらに、電圧変換回路224の出力電圧および出力電流に基づいて電磁信号を生成することができる。
【0107】
本出願の実施例は、無線充電装置220の内部にアダプタのような機能を集成しているので、当該無線充電装置220は、外部の電源供給機器から電力を取得する必要がなく、無線充電装置220の集成度が向上し、無線充電を実現するプロセスの必要なデバイス数が減少する。
【0108】
本出願の実施例において、高電圧低電流方式でエネルギ伝送を行っているが、このようなエネルギ伝送方式では、無線送信回路221の入力電圧(例えば10Vまたは20V)に対する要求が高く、電源供給回路225の最大出力電圧が回路221の入力電圧の需要を満たすことができない場合、電圧変換回路224を設けることによって、無線送信回路221の入力電圧が予期の入力電圧に到達することができる。当然ながら、代替として、電源供給回路225の出力電圧が無線送信回路221の入力電圧の需要を満たすことができる場合、電圧変換回路224を省略して無線充電装置220の実現を簡易化することもできる。
【0109】
選択可能に、いくつかの実施例において、無線充電装置220は、第1の無線充電モードおよび第2の無線充電モードをサポートすることができ、無線充電装置220が第1の無線充電モードで充電対象機器230を充電する速度は、無線充電装置220が第2の無線充電モードで充電対象機器230を充電する速度より速い。言い換えると、第2の無線充電モードで動作している無線充電装置220と比較して、第1の無線充電モードで動作している無線充電装置220は、同じ容量の充電対象機器230内のバッテリを満充電するのにかかる時間はより短い。
【0110】
第2の無線充電モードは通常無線充電モードと呼ばれてもよく、例えば、QI規格、PMA規格、またはA4WP規格に基づく従来の無線充電モードであってもよい。第1の無線充電モードは、急速無線充電モードであってもよい。当該通常無線充電モードは、無線充電装置220の送信電力が小さい(通常15W未満であり、常用の送信電力は5Wまたは10Wである)無線充電モードを指してよく、通常無線充電モードで大容量のバッテリ(例えば、3000mAhの容量のバッテリ)を満充電するには、通常数時間がかかる必要があるが、急速無線充電モードの場合、無線充電装置220の送信電力がより大きい(通常15W以上)。通常無線充電モードと比較して、急速無線充電モードで無線充電装置220が同じ容量のバッテリを完全に満充電するに必要な充電時間は大幅に短縮することができ、充電速度はより速い。
【0111】
選択可能に、いくつかの実施例において、通信制御回路222と通信制御回路236とは二方向通信を行って、第1の無線充電モードにおける無線充電装置220の送信電力を制御する。
【0112】
さらに、いくつかの実施例において、通信制御回路222と通信制御回路236とが二方向通信を行って、第1の無線充電モードにおける無線充電装置220の送信電力を制御するプロセスは、通信制御回路222と通信制御回路236とが二方向通信を行って、無線充電装置220と充電対象機器230との間の無線充電モードをネゴシエートすることを含むことができる。
【0113】
具体的には、通信制御回路222と通信制御回路236とがハンドシェイク通信を行うことができ、ハンドシェイク通信が成功した場合、第1の無線充電モードで充電対象機器230を充電するように無線充電装置220を制御する。ハンドシェイク通信が失敗した場合、第2の無線充電モードで充電対象機器230を充電するように無線充電装置220を制御する。
【0114】
ハンドシェイク通信は、通信双方が互いの身分を識別することを指してもよい。ハンドシェイク通信が成功したことは、無線充電装置220および充電対象機器230が、いずれも本出願の実施例によって提供される、送信電力が調整可能な無線充電モードをサポートすることを示すことができる。ハンドシェイク通信が失敗したことは、無線充電装置220および充電対象機器230の少なくとも一方が、本出願の実施例によって提供される、送信電力が調整可能な無線充電モードをサポートしないことを示すことができる。
【0115】
本出願の実施例において、無線充電装置220は、第1の無線充電モードを盲目的に使用して急速無線充電を行うのではなく、充電対象機器230と二方向通信を行って、無線充電装置220が第1の無線充電モードで充電対象機器230の急速無線充電を行えるか否かをネゴシエーションする。これによって充電プロセスの安全性を向上させることができる。
【0116】
具体的には、通信制御回路222が、通信制御回路236と二方向通信を行って、無線充電装置220と充電対象機器230との間の無線充電モードをネゴシエートすることは、通信制御回路222が、充電対象機器230が第1の無線充電モードをオンにするか否かを尋ねるための第1の指示を通信制御回路236に送信することと、通信制御回路222が、通信制御回路236から送信された、充電対象機器230が第1の無線充電モードをオンにすることに同意するか否かを指示するための第1の指令の返事指令を受信することと、充電対象機器230が第1の無線充電モードをオンにすることに同意する場合、通信制御回路222が、第1の無線充電モードで充電対象機器230を充電するように無線充電装置220を制御することと、を含むことができる。
【0117】
通信ネゴシエーションの方式に基づいて無線充電モードを決定することに加えて、通信制御回路222は、さらに、他の要因に基づいて無線充電モードを選択または切り替えることもでき、例えば、通信制御回路222は、さらに、バッテリ232の温度に基づいて、第1の無線充電モードまたは第2の無線充電モードでバッテリ232を充電するように無線充電装置220を制御することができる。
【0118】
例えば、温度が所定の第1の閾値(例えば、5℃、10℃)より低い場合、通信制御回路222は、第2の無線充電モードで通常充電を行うように無線充電装置220を制御することができ、温度が第1の閾値以上である場合、通信制御回路222は、第1の無線充電モードで急速充電を行うように無線充電装置220を制御することができる。さらに、温度が高温閾値(例えば、50℃)より高い場合、通信制御回路222は、充電を停止するように無線充電装置220を制御することができる。
【0119】
なお、本出願の実施例によって提供される送信電力が調整可能な無線充電方式は、バッテリ232の充電段階における1つまたは複数の充電段階を制御することに使用するができる。例えば、本出願の実施例によって提供される送信電力が調整可能な無線充電方式は、主に、バッテリ232の定電流充電段階を制御することに使用するができる。他の実施例において、充電対象機器230は、変換回路を保留してもよく、バッテリがトリクル充電段階および定電圧充電段階にあるとき、
図2に示されたものと同様の従来の無線充電方式で充電することができる。具体的には、バッテリ232がトリクル充電段階および定電圧充電段階にあるとき、充電対象機器230内の変換回路は、無線受信回路231の出力電圧および出力電流をトリクル充電段階および定電圧充電段階の充電需要を満たすように変換することができる。定電流充電段階と比較して、トリクル充電段階および定電圧充電段階においてバッテリ232が受信する充電電力は小さく、充電対象機器230内部の変換回路の効率変換損失および熱蓄積は、許容することができる。
図7を参照して以下に詳細に説明する。
【0120】
図7に示すように、降圧回路234の充電通路を第1の充電通路233と呼ぶことができる。充電対象機器230は、第2の充電通路239をさらに含むことができる。第2の充電通路239に変換回路237を設けることができる。変換回路237は、無線受信回路231の出力電圧および出力電流を受信し、無線受信回路231の出力電圧および/または出力電流に対して定電圧および/または定電流制御を行って、第2の充電通路239の出力電圧および/または出力電流をバッテリ232が現在必要とする充電電圧および/または充電電流とマッチングさせるとともに、第2の充電通路239の出力電圧および/または出力電流に基づいてバッテリ232を充電することができる。通信制御回路236は、さらに、第1の充電通路233と第2の充電通路239との切り替えを制御することができる。例えば、
図7に示すように、第1の充電通路233にスイッチ238を設けることができ、通信制御回路236は、スイッチ238の導通と切断を制御することにより、第1の充電通路233と第2の充電通路239との切り替えを制御することができる。上記のように、いくつかの実施例において、無線充電装置220は、第1の無線充電モードおよび第2の無線充電モードを含むことができ、無線充電装置220が第1の無線充電モードで充電対象機器230を充電する速度が、無線充電装置220が第2の無線充電モードで充電対象機器230を充電する速度より速い。無線充電装置220が第1の無線充電モードで充電対象機器230内のバッテリを充電するとき、充電対象機器230は、動作するように第1の充電通路233を制御することができる。無線充電装置220が第2の無線充電モードで充電対象機器230内のバッテリを充電するとき、充電対象機器230は、動作するように第2の充電通路239を制御することができる。
【0121】
例えば、バッテリ232がトリクル充電段階および/または定電圧充電段階にあるとき、通信制御回路236は、第2の充電通路239を使用してバッテリ232を充電するように制御することができ、バッテリの定電圧定電流プロセスは、変換回路237(例えば、充電IC)によって制御することができる。バッテリ232が定電流充電段階にあるとき、第1の充電通路233を使用してバッテリ232を充電するように制御することができ、バッテリの定電流制御は、無線充電装置が送信電力を調整することによって実現することができる。変換回路237を保留することは、従来の無線充電方式とよりよく互換することができる。
【0122】
なお、第1の充電通路233および第2の充電通路239の選定方式は、様々であり得る。バッテリ232の現在の充電段階に基づいて選定されることに限定されない。
【0123】
選択可能に、いくつかの実施例において、通信制御回路236は、さらに、通信制御回路222とハンドシェイク通信を行うことができ、ハンドシェイク通信が成功した場合、動作するように第1の充電通路233を制御し、ハンドシェイク通信が失敗した場合、動作するように第2の充電通路239を制御する。
【0124】
ハンドシェイク通信は、通信双方が互いの身分を識別することを指してもよい。ハンドシェイク通信が成功したことは、無線充電装置220および充電対象機器230が、いずれも本出願の実施例によって提供される、送信電力が調整可能な無線充電モードをサポートすることを示すことができる。ハンドシェイク通信が失敗したことは、無線充電装置220および充電対象機器230の少なくとも一方が、本出願の実施例によって提供される、送信電力が調整可能な無線充電モードをサポートしないことを示すことができる。ハンドシェイク通信が失敗した場合、QI規格に基づく無線充電方式などの従来の無線充電方式で第2の充電通路239を介して充電することができる。
【0125】
選択可能に、他の実施例において、通信制御回路236は、バッテリ232の温度に基づいて第1の充電通路233と第2の充電通路239との切り替えを制御することができる。
【0126】
例えば、温度が所定の第1の閾値(例えば、5℃または10℃)より低い場合、通信制御回路236は、第2の充電通路239を用いて通常の無線充電を行うように制御することができる。温度が第1の閾値以上である場合、通信制御回路236は、第1の充電通路233を用いて急速無線充電を行うように制御することができる。さらに、温度が高温閾値(例えば、50℃)より高い場合、通信制御回路236は、無線充電を停止するように制御することができる。
【0127】
上記したように、無線受信回路231の出力電流は、脈動直流とすることができ、これによってバッテリ232のリチウム析出現象を低減し、バッテリの使用寿命を向上させることができる。無線受信回路231が脈動直流を出力する場合、通信制御回路236は、脈動直流のピーク値または平均値を検出し、脈動直流のピーク値または平均値に基づいて以降の通信または制御を行うことができる。
【0128】
選択可能に、いくつかの実施例において、無線充電装置220は、外部インターフェースおよび無線データ伝送回路をさらに含むことができ、当該外部インターフェースは、データ処理および伝送機能を有する電子機器に接続することができ、当該外部インターフェースは、前述した充電インターフェースであってもよい。通信制御回路222は、さらに、データ処理及び伝送機能を有する電子機器に外部インターフェースが接続されている間に、前記電子機器の出力電力に基づいて充電対象機器230を無線充電することができる。無線データ伝送回路は、前記無線充電制御ユニットが前記電子機器の出力電力に基づいて充電対象機器230を無線充電する際に、無線リンクを介して前記電子機器に記憶されているデータを充電対象機器230に送信するか、または、無線リンクを介して前記充電対象機器に記憶されているデータを前記電子機器230に送信することができる。前記無線データ伝送回路は、USBプロトコルフォーマットのデータ、ディスプレイポート(display port、DP)プロトコルフォーマットのデータ、およびモバイル高精細リンクMHL(mobile high−definition link MHL)プロトコルフォーマットのデータのうちの少なくとも1つを伝送する。
【0129】
以上、
図2〜
図7を参照して本出願の装置の実施例を詳細に説明した。以下、
図9〜
図10を参照して本出願の方法の実施例を詳細に説明する。方法の実施例は、装置の実施例に対応しているので、詳細に説明していない部分は、前述した各装置の実施例を参照することができる。
【0130】
図8は、本出願の実施例により提供される充電対象機器の制御方法の概略フローチャートである。前記充電対象機器は、無線充電装置によって送信された電磁信号を受信し、前記電磁信号を無線受信回路の出力電圧に変換するための無線受信回路と、降圧回路であって、前記無線受信回路の出力電圧を受信し、前記無線受信回路の出力電圧を降圧処理して前記降圧回路の出力電圧を取得し、前記降圧回路の出力電圧に基づいて前記充電対象機器のバッテリを充電するための降圧回路と、を含む。
【0131】
図8の制御方法は、ステップS810〜ステップS820を含む。
【0132】
ステップS810では、前記充電対象機器の温度を検出する。
【0133】
ステップS820では、前記充電対象機器の温度が所定の閾値より大きい場合、前記無線充電装置をトリガして無線充電プロセスを制御して前記無線受信回路の出力電圧を低減するためのフィードバック情報を前記無線充電装置に送信する。
【0134】
選択可能に、
図8の制御方法は、さらに、前記無線充電装置が無線充電プロセスを制御して前記降圧回路の出力電圧および/または出力電流を前記バッテリが現在必要とする充電電圧および/または充電電流とマッチングさせるように、前記無線充電装置と無線通信するステップを含むことができる。
【0135】
図9は、本出願の実施例により提供される無線充電装置の制御方法の概略フローチャートである。前記無線充電装置は、電磁信号を送信して、充電対象機器のバッテリを無線充電するための無線送信回路を含む。
【0136】
図9の制御方法は、ステップS910〜ステップS920を含む。
【0137】
ステップS910では、前記充電対象機器の温度が所定の閾値より大きい場合に、前記充電対象機器によって送信されたフィードバック情報を受信する。
【0138】
ステップS920では、前記フィードバック情報に基づいて、無線充電プロセスを制御して、前記充電対象機器の無線受信回路の出力電圧を低減する。
【0139】
選択可能に、ステップS920は、前記フィードバック情報に基づいて、前記無線送信回路のデューティ比を低減して、前記無線受信回路の出力電圧を低減するステップを含むことができる。
【0140】
選択可能に、ステップS920は、前記フィードバック情報に基づいて、前記無線送信回路の送信周波数を調整して、前記無線受信回路の出力電圧を低減するステップを含むことができる。
【0141】
選択可能に、前記無線充電装置は、前記無線充電装置の入力電圧を昇圧処理して、前記電圧変換回路の出力電圧を取得するための電圧変換回路をさらに含み、ステップS920は、前記フィードバック情報に基づいて、前記電圧変換回路の出力電圧を低減して、前記無線受信回路の出力電圧を低減するステップを含むことができる。
【0142】
選択可能に、
図9の制御方法は、さらに、前記無線送信回路の送信電力を調整して前記無線送信回路の送信電力を前記バッテリが現在必要とする充電電圧および/または充電電流とマッチングさせるように、前記充電対象機器と無線通信するステップを含むことができる。
【0143】
上記の実施例において、全体的にまたは部分的にソフトウェア、ハードウェア、ファームウェアまたは他の任意の組み合わせによって実現されてもよい。ソフトウェアで実現されるとき、全体的にまたは部分的に、1つまたは複数のコンピュータ命令を含むコンピュータプログラム製品の形で実施されてもよい。前記コンピュータプログラム命令がコンピュータにロードされ実行されると、本出願の実施例に記載のプロセスまたは機能は、全体的にまたは部分的に生成される。前記コンピュータは、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、コンピュータネットワーク、または他のプログラマブル可能な装置であってもよい。前記コンピュータ命令は、コンピュータ読み取り可能記憶媒体に格納することができるし、または1つのコンピュータ読み取り可能記憶媒体から別のコンピュータ読み取り可能記憶媒体に転送することもできる。例えば、前記コンピュータ命令は、1つのウェブサイト、コンピュータ、サーバ、またはデータセンタから有線(例えば、同軸ケーブル、光ファイバ、デジタル加入者線(digitaL subscriber Line、DSL))または無線(例えば、赤外線、無線、マイクロ波など)を介して別のウェブサイト、コンピュータ、サーバ、またはデータセンタに転送することができる。前記コンピュータ可読記憶媒体は、コンピュータによってアクセスすることができる任意の利用可能な媒体、または1つまたは複数の利用可能な媒体を含むサーバ、データセンタなどのデータ記憶装置であってもよい。前記利用可能な媒体は、磁気媒体(例えば、フロッピーディスク、ハードディスク、磁気テープ)、光学媒体(デジタルビデオディスク(digital video disc、DVD))、または半導体媒体(例えば、ソリッドステートディスク(solid state disk、SSD))などであってもよい。
【0144】
当業者は、以下のことを意識することができる。本出願に開示されている実施例に合わせて説明された各例のユニット及アルゴリズムステップは、電子ハードウェア、またはコンピュータソフトウェアと電子ハードウェアとの結合によって実現することができる。これらの機能が一体のハードウェア、それともソフトウェアの方式によって実行されるのかは、技術案の特定応用及び設計拘束条件によるものである。当業者は、各特定の応用に対して、説明された機能を異なる方法で実現することができ、このような実現は、本出願の範囲を超えたと考えてはならない。
【0145】
本出願によって提供されるいくつかの実施例において、開示されているシステムと、装置と、方法とは、他の方式によって実現することができる。例えば、上記装置の実施例は、概略的なものに過ぎない。例えば、前記ユニットの区分は、ロジック機能の区分に過ぎない。実際に実現する時に、他の区分方式を有することができる。例えば、複数のユニットまたはコンポーネントは、結合することができる、または他のシステムに集成することができ、または一部の特徴を無視することができ、または実行しないことができる。一方、示されたまたは論議された相互間の結合または直接結合または通信接続は、一部のインターフェイスを介して、装置またはユニットの間接結合または通信接続であっても良く、電気的、機械的または他の形式であってもよい。
【0146】
本出願により提出される装置と、機器とは、いずれもチップシステムであってもよく、ハウジングを有する装置または機器であってもよい。
【0147】
分離部品として説明された前記ユニットは、物理的に分離していてもよいし、物理的に分離していなくてもよい。ユニットとして示された部品は、物理的なユニットであってもよいし、物理的なユニットでなくてもよい。即ち、一つの場所にあってもよいし、または複数のネットワークユニットに分布されてもよい。必要に応じて、そのうちの一部または全部のユニットを選択して本実施例の技術案の目的を実現することができる。
【0148】
また、本出願の各実施例においての各機能ユニットは、一つの処理ユニットに集められてもよいが、各ユニットが独立した物理的存在であっても良く、二つ以上のユニットが一つのユニットに集められてもよい。
【0149】
以上の記載は、本出願の実施形態に過ぎず、本出願の保護範囲はこれに限定されない。当分野に詳しい全ての当業者が本出願に開示された技術範囲内で容易に想到する変化または取り替えは、本出願の保護範囲に含まれるべきである。従って、本出願の保護範囲はその特許請求の範囲に準ずるべきである。