受电设备、受电控制方法、无接触供电系统以及电子设备的制造方法
【专利摘要】公开了一种受电装置，设置有：受电单元，以无接触方式接收从供电单元供应的电力；保护电路单元，改变通过受电单元所接收的电力的接收电压；以及控制单元，基于多个阈值执行控制使得所述保护电路单元处于多个操作状态。
【专利说明】
受电设备、受电控制方法、无接触供电系统以及电子设备
技术领域
[0001]本公开涉及从供电单元无线接收(通过无接触的方式)电力的受电单元、在这种受电单元中使用的受电控制方法、无接触供电系统以及均使用这种受电单元的电子设备。
【背景技术】
[0002]近年来，在诸如移动电话和便携式音乐播放器的CE装置(消费性电子产品装置)上执行无线供电(也称为非接触或无接触供电)的供电系统引起了注意。在这种供电系统中，例如，通过将电子设备放在诸如供电托盘的供电单元上，可以给具有受电单元的电子设备(例如，移动电话)充电。换言之，在这种供电系统中，允许执行供电，而不通过电缆等使供电单元和受电单元互连。
[0003]执行这种无线供电的方法的示例可以包括使用共振现象的电磁感应方法和磁场共振方法(也称为磁共振方法)ο在这些方法中，使用在供电单元的线圈与受电单元的受电线圈之间的磁耦合传输功率。其中，与电磁感应方法相比，有利地，即使供电单元和受电单元彼此远离，也允许磁场共振方法传输功率，并且即使在供电单元和受电单元之间的定位不充分，在磁场共振方法中的供电效率也不显著降低。
[0004]引用列表
[0005]专利文献
[0006][PTL I】日本未经审查的专利申请公开(PCT申请的公开的日语译本)N0.JP2013-537034
[0007]【PTL 2】日本未经审查的专利申请公开N0.2011-114985
[0008]【PTL 3】日本未经审查的专利申请公开N0.2008-206296
【发明内容】
[0009]无线供电的特征在于，由于在线圈与受电线圈之间的耦合因数大幅变化，所以在受电侧上出现的电压可以大幅改变。在某些情况下，可以以接近共振点的频率执行电力传输，从而在用户大幅移动位置或者采取任何其他相似的措施时，可以暂时生成大于100V的电压;然而，在成本和尺寸方面难以确保受电侧具有超过这种电压的耐压。因此，在生成超过预定幅度的电压的情况下，过压保护电路在无线供电中是关键因素，并且提出了各种方法。
[0010]在PTLI中使用的方法是非常典型的方法，在该方法中，过压保护电路具有电容器，并且电压通过这种方式减小:在检测到超过预定幅度的任何电压时，通过使过压保护电路的电容器短路，来改变频率特性。然而，这种方法具有无线供电特有的问题。如上所述，在无线供电中，在供电线圈与受电线圈之间的耦合因数可以大幅变化;然而，尽管具有通过相同的供电频率执行电力传输的状态，在操作过压保护电路时，电压可以根据耦合因数的值增大。
[0011]作为避免该问题的方法，考虑使用过压保护电路通过具有相当高电容的电容器使受电线圈端短路的方法。在PTL 2中也陈述了这种方法。然而，在该方法中，虽然在操作过压保护电路时电压的频率特性稳定，但相当大的电流可以根据供电频率的值流动。在这种情况下，具有在正常操作期间的电流的几倍到几十倍高的幅度的电流也可能流动，这会造成诸如配置过压保护电路的箝位电路本身的尺寸增大以及受电线圈的耐受电流过大等问题。
[0012]进一步，作为另一种方法，考虑在过压活动中分离在受电单元内的受电线圈部和IC(集成电路)电路部。在PTL 3中也陈述了这种方法。然而，该方法还具有主要缺点。在该方法中，通过开放线圈端生成相当大的电压。更具体而言，单独电路本身的耐压涉及相当大的耐压，并且这在尺寸和成本方面不利。进一步，在正常受电时间，还使用单独电路，这会造成因单独电路的导通电阻而造成效率退化的问题。
[0013]因此，期望提供了能够适当地控制过压的受电单元、受电控制方法、非接触供电系统以及电子设备。
[0014]根据本公开的一个实施方式的一种受电单元包括:受电部，以无接触方式接收从供电单元馈入的电力；保护电路部，改变所述受电部所接收的电力的接收电压；以及控制部，基于多个阈值将所述保护电路部的操作状态控制为多个状态。
[0015]根据本公开的一个实施方式的一种受电控制方法包括:以无接触方式接收从供电单元馈入的电力;并且基于多个阈值将被配置为改变所接收的电力的接收电压的保护电路部的操作状态控制为多个状态。
[0016]根据本公开的一个实施方式的一种无线供电系统包括供电单元和受电单元，其中，所述受电单元由根据本公开的上述实施方式的受电单元构成。
[0017]根据本公开的一个实施方式的一种电子设备包括受电单元和连接至所述受电单元的负荷，其中，所述受电单元由根据本公开的上述实施方式的受电单元构成。
[0018]在根据本公开的相应实施方式的受电单元、受电控制方法、无线供电系统以及电子设备中，基于多个阈值将被配置为改变接收电压的保护电路部的操作状态控制为处于多个状态。
[0019]按照根据本公开的相应实施方式的受电单元、受电控制方法、无线供电系统以及电子设备，基于多个阈值将改变接收电压的保护电路部的操作状态控制为多个状态，从而可以适当地控制过压。
[0020]注意，本公开的实施方式的效果不限于该效果，并且可以包括将在本公开中描述的任何效果。
【附图说明】
[0021]图1是示出根据本公开的第一实施方式的供电系统的示例的透视图；
[0022]图2是示出在图1中示出的供电系统的电路配置的示例的方框图；
[0023]图3是示出根据第一实施方式的在受电单元中的保护电路部的第一配置示例的电路图；
[0024]图4是示出根据第一实施方式的在受电单元中的保护电路部的第二配置示例的电路图；
[0025]图5是示出在第一实施方式中的控制保护电路部的操作状态的示例的流程图；
[0026]图6是示出在第二实施方式中的控制保护电路部的操作状态的示例的流程图；
[0027]图7是示出根据第三实施方式的在受电单元中的保护电路部的配置示例的电路图；
[0028]图8是示出在保护电路部由单个过压保护电路构成的情况下在供电频率与整流电压之间的关系的示例的特性图；
[0029]图9是示出在保护电路部由两个过压保护电路构成的情况下在供电频率与整流电压之间的关系的示例的特性图；
[0030]图10是示出在本公开的第三实施方式中的控制保护电路部的操作状态的第一示例的流程图；
[0031]图11是示出在本公开的第三实施方式中的控制保护电路部的操作状态的第二示例的流程图；
[0032]图12是示出根据第一比较示例的在过压保护电路中耦合因数k等于0.7的情况下在供电频率与整流电压之间的关系的示例的特性图；
[0033]图13是示出根据第一比较示例的在过压保护电路中耦合因数k等于0.3的情况下在供电频率与整流电压之间的关系的示例的特性图；
[0034]图14是示出作为第二比较示例的在过压保护电路中使用具有高电容的电容器情况下在供电频率与整流电压之间的关系的示例的特性图；
[0035]图15是示出作为第二比较示例的在过压保护电路中使用具有高电容的电容器情况下在供电频率与电流之间的关系的示例的特性图。
【具体实施方式】
[0036]在下文中，将参考附图详细地描述本公开的一些实施方式。注意，将按照以下顺序进行说明。
[0037]1、第一实施方式(基于接收电压的绝对值控制保护电路部的操作的示例)
[0038]1.1、配置
[0039 ] 1.2、操作(控制保护电路部的操作的示例)
[0040] 1.3、效果
[0041 ] 2、第二实施方式(基于接收电压的变化程度控制保护电路部的操作的示例)
[0042 ] 2.1、操作(控制保护电路部的操作的示例)
[0043]3、第三实施方式(保护电路部具有两个过压保护电路的示例)
[0044]3.1、配置(保护电路部的配置示例)
[0045]3.2、操作(控制保护电路部的操作的示例)
[0046]3.3、效果
[0047]4、其他实施方式
[0048]〈1、第一实施方式〉
[0049]【1.1、配置】
[0050](供电系统4的总体配置)
[0051]图1示出根据本公开的第一实施方式的供电系统4的总体配置示例。图2示出供电系统4的电路配置的示例。注意，根据本公开的相应实施方式的受电单元、受电控制方法以及电子设备含在本实施方式中，因此，共同描述。
[0052]供电系统4是使用磁场(例如但不限于使用磁场共振或电磁感应的；在后文中同样适应)执行无接触式电力传输(供电、给电或电力传输)的系统(无接触供电系统)。供电系统4包括供电单元1(一次侧单元)和一个或多个电子设备(在该示例中，一个电子设备2;二次侧单元)，作为具有受电单元3的供电目标设备(图2)。
[0053]例如，如图1所示，在供电系统4中，通过在供电单元I的供电面(电力传输面)S1上(或者放在附近)设置电子设备2，执行从供电单元I到电子设备2的电力传输。在此处，作为一个示例，供电单元I具有垫形状(托盘形状)，其中，供电面SI的面积大于电子设备2或者要供电的任何其他设备。
[0054]稍后描述的线圈106(图2)设置在供电单元I的供电面SI上(在与包含在电子设备2内的受电单元3接触的侧面上)，并且稍后描述的受电线圈201(图2)设置在电子设备2的受电面上(在与供电单元I接触的侧面上)。供电单元I通过线圈106和受电线圈201使用磁耦合将电力传输给电子设备2。此时，电子设备2的受电单元3可以通过例如负荷调制与供电单元I通信，并且指示供电单元I增大或减小馈入电力。结果，允许用户给电子设备2或任何其他设备充电，而不使AC(交流)适配器或任何其他相似的装置与电子设备2直接连接，这可以增强用户的可用性。
[0055]在图1的示例中，电子设备2是数码相机;然而，电子设备2不限于此。例如，可以使用各种便携式终端装置，例如，摄影机、智能电话、移动电池、个人电脑、平板电脑、平板手机、电子书阅读器、音频播放器、录音机、扬声器、麦克风、头戴式显示器、配件、游戏机、可穿戴式器具、眼镜型装置、手腕式装置以及医疗器械。供电单元I的供电面Si的面积可以可取地大于电子设备2的受电面的面积。要注意的是，这并非限制性的，例如，供电面SI的面积可以等于电子设备2的受电面的面积，或者可以小于电子设备2的受电面的面积。
[0056]而且，供电单元I可以被配置成嵌入其他电子设备或家用电器内，或者可以被配置成嵌入例如但不限于墙壁或地板内。而且，除了受电单元3，电子设备2还可以被配置成具有与供电单元I的功能相似的功能，并且将电力供应给其他受电单元。
[0057](受电单元I的配置)
[0058]如图2所示，供电单元I包括AC/DC转换器102、电力传输驱动器103、控制部104、具有电容105和线圈106的供电部10、以及通信部107。
[0059]AC/DC转换器102将AC电源101(例如，AC 100V)转换成DC低压功率，并且将DC低压功率供应给电力传输驱动器103。要注意的是，使用AC电源101是一个示例，并且例如，DC电源可以用作输入电源。供电部10被连接至电力传输驱动器103，并且将预定供电频率供电从电力传输驱动器103供应给线圈106。
[0060]线圈106和电容105彼此电气串联连接。供电部10具有使用线圈106从供电面SI朝着电子设备2福射磁场(磁通量)的功能。在供电部10中，使用线圈106和电容105配置LC共振电路。进一步，形成在供电部10内的LC共振电路和形成在稍后描述的受电部20内的LC共振电路彼此磁耦合(互感)。
[0061]通信部107旨在与受电单元3双向通信。通信部107的通信可以通过使得传输信号叠加在从电力传输驱动器103向线圈106供应的供电上的方式执行。具体而言，信息使用线圈106供应的供电的频率、通过幅移键控(ASK)、频移键控(FSK)或任何其他调制方案调制信息作为载波，随后被传输。还通过相似的方法执行从受电单元3侧到通信部107的信息的传输。可替换地，为了将信息从受电单元3侧传输到通信部107，还可以允许使用其频率与供电的频率不同的子载波来传输。对于在相邻线圈之间以无接触方式与电力一起双向传输信息的方法，各种方法已经实际上用于例如但不限于在无接触式IC卡与读卡器之间的通信，并且可在本公开的示例中应用任何方法。
[0062]而且，通信部107可以使用与供电系统不同的其他无线传输路径或有线传输路径与稍后描述的受电单元3的通信部206通信，而不限于传输信号叠加在供电上以执行通信的通?目方法。
[0063]通信部107可以具有解调供电控制信号的功能，在供电单元I向电子设备2供电时，该供电控制信号已经通过所谓的负荷调制被电子设备2的受电单元3传输。供电控制信号可以包含供电操作所需要的信息，例如，受电单元3向供电单元I的供电增加请求或者减少请求。
[0064]控制部104控制从电力传输驱动器103向线圈106供应的供电。控制部104可以基于供电控制信号控制供电单元I的供电操作。此时，控制部104可以控制电力传输驱动器103改变供电频率。
[0065](具有受电单元3的电子设备2的配置)
[0066]如图2所示，电子设备2具有受电单元3和连接至受电单元3的负荷204。受电单元3包括受电部20、整流部203、控制部205、通信部206、存储器部207、稳压器210、电压测量部213以及保护电路部214。受电部20具有受电线圈201和电容器202Α。
[0067]受电部20接收以无接触方式从供电单元I传输的电力。在受电部20中，受电线圈201和电容器202Α配置LC共振电路。受电线圈201从供电单元I的供电线圈106接收电力。例如，基于供电单元I的供电线圈106所生成的电磁场，根据电磁感应定律，受电部20可以根据磁通量的变化生成感应电压。
[0068]受电部20通过保护电路部214连接至整流部203。整流部203对由受电线圈201接收到的预定频率的电力进行整流，以获得DC电力。将由整流部203获得的DC电力供应给稳压器210。
[0069]稳压器210是将整流部203整流过的电力转换成期望电压的稳定电力的电压转换器。将由稳压器210获得的预定电压的DC电力供应给负荷204。要注意的是，可以给二次电池充电，而非负荷204。
[0070]通信部206旨在与供电单元I侧的通信部107双向通信。为了允许通信部206执行通信，受电线圈201和电容202Α的串联电路连接至通信部206，并且串联电路检测叠加在从供电单元I供应的电力上的信号，以接收从通信部107传输的信号。而且，将从通信部206传输的信号供应给受电线圈201和电容202Α的串联电路。
[0071]在供电单元I向电子设备2(受电单元3)供电时，通信部206可以具有传输供电控制信号的功能，该供电控制信号通过所谓的负荷调制从控制信号205供应给供电单元I。要注意的是，如上所述，供电控制信号可以包含供电操作所需要的信息，例如，对供电单元I的供电增加请求或者减少请求。此外，通信部206与供电单元I的通信不限于负荷调制，并且可以采用与上述供电单元I的通信部107相似的各种通信方法。进一步，通信部206可以具有从供电单元I接收信号的功能，该信号包括允许识别供电方法的信息。
[0072]电压测量部213连接至在整流部203与稳压器210之间的传输路径，并且允许测量整流部203所整流的电力的接收电压。
[0073]保护电路部214设置在受电部20与整流部203之间的传输路径上。保护电路部214是用于防止受电部20所接收的电力的接收电压超过预定过压保护设置电压(0VP(过压保护)电压)的过压保护电路。由控制部205控制其操作状态的保护电路部214可以改变接收电压。
[0074]例如，如在图3的第一配置示例中所示，保护电路部214由电容器301和MOSFET 303构成。电容301的一端连接至在受电单元3的高压侧的传输路径，并且第二端连接至MOSFET303的第一端子。MOSFET 303的第二端子连接至受电单元3的低压侧的传输路径。MOSFET303的栅极端子连接至控制部205。
[0075]例如，如在图4的第二配置示例中所示，保护电路部214可以被配置为使用电阻301r来代替在图3的第一配置示例中的电容301。
[0076]在图3和图4的配置示例中，作为过压保护电路的正常操作，在电压超过预定过压保护设置电压时，通过导通MOSFET 303可以减小测量电压。如稍后所述，通过将过压保护电路置于导通(ON)状态，可以增大电压，并且在这种情况下，控制过压保护电路被设置为断开(OFF)状态。
[0077]控制部205设置由整流部203整流的电力的目标电压，并且通过通信部206将指示供电单元I根据目标电压通过功率执行供电操作的供电控制信号输出给供电单元I。
[0078]控制部205还基于多个阈值将保护电路部214的操作状态控制在多个状态中。在第一实施方式中，如稍后所述，基于在整流部203的整流之后测量的接收电压，控制保护电路部214的操作状态处于第一状态或处于第二状态，其中第一状态下保护电路部214的过压保护电路的操作被设置为导通(ON)状态，第二状态下过压保护电路的操作被设置为断开(OFF)状态。
[0079]存储器部207储存在控制部205中使用的各种控制信息和任何其他信息。
[0080]【1.2、操作】(控制保护电路部214的操作的示例)
[0081 ]在后文中，将描述控制保护电路部214的操作的具体示例。在描述根据本实施方式的控制操作示例之前，将控制过压保护电路的众所周知的方法所具有的问题作为比较示例来描述。在每个比较示例中，除了与过压保护电路的配置和控制相关的部件以外的任何配置和控制可以与在第一实施方式中的供电系统4的配置和控制基本上相似。在此处，将在PTL I (日本未经审查的专利申请公开(PCT申请的公开的日语译本)N0.JP2013-537034)中陈述的控制方法作为第一比较示例来描述。进一步，将在PTL 2(日本未经审查的专利申请公开N0.2011-114985)中陈述的控制方法作为第二比较示例来描述。
[0082]对于众所周知的过压保护电路，基于仅仅单个阈值，S卩，仅仅单个过压保护设置电压，控制过压保护电路的操作。例如，作为第一比较示例，在PTL I (日本未经审查的专利申请公开(PCT申请的公开的日语译本)N0.JP2013-537034)中陈述的控制方法中，过压保护电路具有电容器，并且通过这种方式减小电压:在检测到超过预定电平的任何电压(过压保护设置电压)时，通过将过压保护电路置于导通状态中，即，通过使过压保护电路的电容短路，来改变频率特性。这种方法具有无线供电特有的问题。在无线供电中线圈106与受电线圈201之间的耦合因数可以大幅变化;然而，如图12和图13所示，尽管具有以相同的电频率执行供电的状态，在过压保护电路工作时，电压可以根据耦合因数k的值增大。
[0083]图12示出根据第一比较示例的在过压保护电路中耦合因数k等于0.7的情况下接收电压的频率特性。图13示出根据第一比较示例的在过压保护电路中的在耦合因数k等于
0.3的情况下接收电压的频率特性。在图12和图13的每个中，水平轴表示供电频率，并且垂直轴表示在整流部203整流之后的接收电压。图12和图13均示出在过压保护电路被置于导通状态和断开状态的情况下接收电压的频率特性。将过压保护电路置于导通状态，即，使过压保护电路的电容器短路，仅仅表示电压的频率特性改变。在无线供电中，常见的做法是，耦合因数k可以相对于用户的运动改变，并且在(例如)如图12所示的状态中(耦合因数k等于0.7)，在接近大约140kHz时，在过压保护电路被置于导通状态时，电压通常减小。然而，例如，在过压保护电路被操作处于导通状态时，如果用户移动受电单元3相对于供电单元I的位置，或者采取任何其他相似的措施，则耦合因数k可以改变。例如，如果耦合因数k向下变成0.3，则过压保护电路造成电压在大约140kHz附近急增，这可以破坏受电单元3的IC电路部分。在典型的DC-DC转换器的情况下，不需要假设耦合因数k在途中的任何电荷变化;然而，在无线供电的情况下，耦合因数k以时间为基础随着用户移动受电单元3而改变，这并不罕见。
[0084]作为避免该问题的方法，例如，如在PTL2(日本未经审查的专利申请公开N0.2011-114985)中所陈述的，考虑使用过压保护电路通过具有相当高电容的电容器使受电线圈端短路的方法。
[0085]作为第二比较示例，图14和图15均示出在过压保护电路使用具有高电容的电容器的情况下的频率特性。在图14中，水平轴表示供电频率，并且垂直轴表示在整流部203整流之后的接收电压。在图15中，水平轴表示供电频率，并且垂直轴表示用作过压保护电路的箝位电路的电流。图14和图15均示出在过压保护电路被设置为导通状态和断开状态的情况下的频率特性。
[0086]随着用于过压保护电路中的电容器的电容值的增大，阻抗相应减小，以显示接近短路的特性。从图14观察到，通过将在第二比较示例中的过压保护电路设置为导通状态，即，通过使具有高电容的电容器短路，电压在全频率范围内减小。然而，将过压保护电路设置为导通状态，产生极低的阻抗，从而明显很大的电流可以流动，如图15所示。从图14和图15可以看出，如果过压保护电路被设置为导通状态，则在任何频率范围内电压降低为低于预定值;然而，存在明显很大的电流流过的位置。具有在正常操作期间的电流的几倍到几十倍高的幅度的电流也可能流动，这可以造成诸如箝位电路本身的尺寸增大以及受电线圈的耐受电流过大等问题。
[0087]在本实施方式中，为了在过压保护电路被设置为导通状态的情况下避免在以上比较示例中陈述的问题，控制部205控制保护电路部214的操作。更具体而言，在接收电压超过作为预定保护设置电压的第一阈值时，控制部205控制保护电路部214的操作以将保护电路部214设置为第一状态。进一步，在保护电路部214以第一状态工作的情况下，当接收电压增大为超过第二阈值时，控制部205控制将保护电路部214的操作切换到第二状态。然而，在本实施方式中，引导到第一状态的控制对应于将保护电路部214的过压保护电路的操作设置为导通状态的控制，并且引导到第二状态的控制对应于将保护电路部214的过压保护电路的操作设置为断开状态的控制。而且，在第一实施方式中，控制部205基于接收电压的绝对值确定接收电压是否升高到高于第二阈值。
[0088]图5示出在第一实施方式中控制保护电路部214的操作状态的示例。在使用电压测量部213整流之后，控制部205测量电力的接收电压(步骤Sll )。控制部205确定测得的电压值是否超过作为预定保护设置电压的第一阈值(步骤S12)。如果测得的电压值没有超过第一阈值(步骤S12;N)，则控制部205的过程返回步骤Sll的过程。如果测得的电压值超过第一阈值(步骤S12;Y)，则控制部205将保护电路部214的操作置于第一状态，S卩，将作为过压保护电路的操作置于导通状态(步骤S13)。迄今描述的操作与典型的过压保护电路的操作基本上相似。
[0089]控制部205将保护电路部214的过压保护电路的操作设置为导通状态，随后，在使用电压测量部213测量整流之后电力的接收电压(步骤S14)。随后，控制部205借助于过压保护电路确定测得的电压值是否完全降低。首先，控制部205确定测得的电压值是否相对于作为预定保护设置电压的第一阈值降低滞后量(XV)(步骤S15)。在允许控制部205确定测得的电压值降低滞后量(XV)时(步骤S15;N)，控制部205将保护电路部214的过压保护电路的操作设置为第二状态，即，断开状态(步骤S16)，随后，控制部205的过程返回步骤Sll的过程。
[0090]在此处，在无线供电中，需要考虑因(例如但不限于)在过压保护电路的操作被设置为导通状态(这可以造成电压增大)时受电单元3如上所述相对于供电单元I的移动而造成耦合因数k改变的可能性。因此，虽然过压保护电路的操作被设置为导通状态，但测得电压值不降低滞后量(XV)时(步骤S15;Y)，控制部205进一步确定测得的电压值是否超过第二阈值(步骤S17)。
[0091 ]在测得的电压值未超过第二阈值(步骤S17;N)时，控制部205的过程返回步骤S14的过程。在测得的电压值已升高到第二阈值以上(步骤S17;Y)时，控制部205将保护电路部214的过压保护电路的操作设置为第二状态，S卩，断开状态(步骤S18)，随后，控制部205的过程返回步骤S14的过程。
[0092]在此处，第二阈值被设置为高于可以作为例如预定保护设置电压的第一阈值的值。例如，第二阈值可以设置为在第一阈值与在受电单元3内配置电路的IC的绝对最大额定值之间的值。通常，在电压达到第一阈值时，电压因过压保护电路的操作而降低，因此，电压不可能升高到第一阈值或者第一阈值以上。如果电压达到第二阈值，则可以假设耦合因数在操作过压保护电路之后立即改变，或者电压因意外的噪声而立即达到保护设置电压的事件，并且可以假设任何其他相似的事件。在这种情况下，通过将过压保护电路的操作设置为断开状态，电压很可能降低。在如图12和图13所示过压保护电路被设置为导通状态和断开状态的情况下，根据本实施方式控制保护电路部214的操作具有与通过选择允许电压在特性之间降低的特性所获得的效果接近的效果。
[0093]【1.3、效果】
[0094]如上所述，根据第一实施方式，基于多个阈值将用于改变接收电压的保护电路部214的操作状态控制为处于多个状态，因此，可以适当地控制过压。
[0095]对于采用目前可用的方法的控制，存在在因(例如但不限于)受电单元3相对于供电单元I的移动而造成耦合因数k改变的情况下发生过压的风险;然而，通过根据第一实施方式控制保护电路部214的操作，提高安全性。
[0096]要注意的是，在本说明书中描述的效果仅仅是示例，没有限制性，并且可获得其他效果。这同样适用于以下其他实施方式和修改。
[0097]〈2、第二实施方式 >(基于接收电压的变化程度控制保护电路部的操作的示例)
[0098]在本实施方式中，除了与在后文中描述的保护电路部214的部分控制操作相关的部件以外的配置和操作可以与在上述第一实施方式中的配置和操作基本上相似(图1到图5)。在本实施方式中，包括保护电路部214的供电系统4的总体基本配置可以与如在图1和图2示出的总体基本配置基本上相似。
[0099 ]【2.1、操作】(控制保护电路部214的操作的示例)
[0100]在上述第一实施方式中，在确定接收电压上高到第二阈值以上时(在图5的步骤S17)，控制部205基于接收电压的绝对值做出判断。在本实施方式中，然而，控制部205基于接收电压的变化程度(电压升高的斜率)对电压的升高做出判断。
[0101]图6示出在第二实施方式中的控制保护电路部214的操作状态的示例。在图6的步骤S21到S26和S28的过程与在上述第一实施方式中的步骤Sll到S16和S18(图5)的过程基本上相似。步骤S27的过程与在上述第一实施方式中的过程不同。
[0102]在本实施方式中，在虽然过压保护电路的操作被设置为导通状态，但测得的电压值没有降低滞后量(XV)时(步骤S25;Y)，控制部205进一步确定接收电压的变化程度(电压升高的斜率)是否超过第三阈值(步骤S27) ο在这种电压未超过第三阈值(步骤S27; N)时，控制部205的过程返回步骤S24的过程。在电压升高到第三阈值以上(步骤S27 ; Y)时，控制部205将保护电路部214的过压保护电路的操作设置为第二状态，S卩，断开状态(步骤S28)，随后，控制部205的过程返回步骤S24的过程。
[0103]在步骤S27中做出判断时，控制部205按预定的时间间隔使用电压测量部213测量整流电力的接收电压。随后，控制部205由目前测得的电压值和先前测得的电压值之间的差值，计算接收电压的变化程度(电压升高的斜率)。如果电压的升高程度超过第三阈值(步骤S27;Y)，则控制部205将过压保护电路的操作设置为断开状态(步骤S28)。通过该控制，与基于电压的绝对值切换过压保护电路的操作的方法相比，控制部205可能允许更早判断过压保护电路的操作的切换。
[0104]〈3、第三实施方式 >(保护电路部214具有两个过压保护电压的示例)
[0105]在本实施方式中，除了与保护电路部214的配置和控制操作相关的部件以外的配置和操作可以与在上述第一或第二实施方式中的配置和操作基本上相似。在本实施方式中，包括保护电路部214的供电系统4的总体基本配置可以与如在图1和图2示出的总体基本配置基本上相似。
[0106]【3.1、配置】(保护电路部的配置示例)
[0107]在上述第一和第二实施方式中，保护电路部214由单个过压保护电路构成的情况被视为在图3或图4示出的一个示例;然而，保护电路部214可以由多个过压保护电路构成。进一步，控制部205可以基于测得的接收电压执行控制，以将在多个过压保护电路之中的至少一个过压保护电路的操作设置为处于导通状态。
[0108]图7示出在第三实施方式中的保护电路部214的配置示例。在图7示出的配置中，保护电路部214配置有第一过压保护电路214A和第二过压保护电路214B。第一过压保护电路214A配置有电容器301A和M0SFET303A。电容器301A的一端连接至在受电单元3的高压侧的传输路径，并且另一端连接至MOSFET 303A的第一端子。MOSFET 303A的第二端子连接至在受电单元3的低压侧的传输路径。MOSFET 303A的栅极端子连接至控制部205。
[0109]第二过压保护电路214B配置有电容器301B和MOSFET 303B。电容器301B的一端连接至在受电单元3的高压侧的传输路径，并且另一端连接至MOSFET 303B的第一端子。MOSFET 303B的第二端子连接至在受电单元3的低压侧的传输路径。MOSFET 303B的栅极端子连接至控制部205。
[0110]在图7示出的配置示例中，通过到导通MOSFET 303A，可以将第一过压保护电路214A设置为处于导通状态。同样，通过导通MOSFET 303B，可以将第二过压保护电路214B设置为处于导通状态。
[0111]第一过压保护电路214A和第二过压保护电路214B可以在电路常数中彼此不同。例如，电容器301A的电容和电容器301B的电容可以彼此不同。结果，例如，如图9所示，在第一过压保护电路214A被设置为导通状态的情况下的频率特性和在第二过压保护电路214B被设置为导通状态的情况下的频率特性可以彼此不同。要注意的是，在图9中，水平轴表示供电频率，并且垂直轴表示在整流部203整流之后的接收电压。图9示出在在第一过压保护电路214A被设置为导通状态的情况下、在第二过压保护电路214B被设置为导通状态的情况下、以及在第一过压保护电路214A和第二过压保护电路214B都被设置为断开状态的情况下的频率特性。
[0112]【3.2、操作】(控制保护电路部214的操作的示例)
[0113]在接收电压超过作为预定保护设置电压的第一阈值时，控制部205将保护电路部214的操作控制为第一状态。在保护电路部214以第一状态操作的情况下，当接收电压升高到第二阈值以上时，控制部205进一步控制将保护电路部214的操作切换到第二状态。在此处，在本实施方式中，引导到第一状态的控制可以对应于(例如)将第一过压保护电路214A的操作设置为处于导通状态，并且将第二过压保护电路214B的操作设置为处于断开状态的控制。引导到第二状态的控制可以对应于(例如)将第一过压保护电路214A的操作设置为处于导通状态或断开状态，并且将第二过压保护电路214B的操作设置为处于导通状态的操作。
[0114]图10示出控制第三实施方式中的保护电路部214的操作状态的第一示例。图11示出控制第三实施方式中的保护电路部214的操作状态的第二示例。在图10和图11中，执行基本上相同的过程的步骤由相同的步骤数字表示。要注意的是，在图10和图11的过程中，第一过压保护电路214A和第二过压保护电路214B在初始状态中被设置为断开状态。
[0115]控制部205使用电压测量部213测量整流之后电力的接收电压(步骤S31)。控制部205确定测得的电压值是否超过作为预定保护设置电压的第一阈值(步骤S32)。如果测得的电压值没有超过第一阈值(步骤S32;N)，则控制部205的过程返回步骤S31的过程。如果测得的电压值超过第一阈值(步骤S32; Y)，则控制部205将保护电路部214的操作设置为处于第一状态，即，将第一过压保护电路214A的操作设置为处于导通状态(步骤S33)。
[0116]控制部205将保护电路部214中的第一过压保护电路214A的操作设置为处于导通状态，随后，使用电压测量部213测量整流之后电力的接收电压(步骤S34)。随后，控制部205确定测得的电压值是否借助于第一过压保护电路214A完全降低。首先，控制部205确定测得的电压值相对于作为预定保护设置电压的第一阈值是否降低(步骤S35)。在允许控制部205确定测得的电压值降低滞后量(XV)时(步骤S35;N)，控制部205将保护电路部214的第一过压保护电路214A的操作设置为断开状态(步骤S36)，随后，控制部205的过程返回步骤S31的过程。要理解的是，第二过压保护电路214B还未设置为导通状态，因此，在此处，第一过压保护电路214A和第二过压保护电路214B都被设置为断开状态。
[0117]在此处，在无线供电中，需要考虑因(例如但不限于)在过压保护电路的操作被设置为导通状态(这可以造成电压增大)时如上所述受电单元3相对于供电单元I的移动而造成耦合因数k改变的可能性。因此，在虽然过压保护电路的操作被设置为导通状态但测得的电压值不降低滞后量(XV)时，(步骤S35; Y)，控制部205进一步确定测得的电压值是否超过第二阈值(步骤S37)。
[0118]在测得的电压值未超过第二阈值(步骤S37;N)时，控制部205的过程返回步骤S34的过程。在测得的电压值已经升高到第二阈值以上(步骤S37;Y)时，控制部205将保护电路部214的操作设置为处于第二状态，随后，控制部205的过程返回步骤S34的过程。
[0119]在此处，在图10的第一示例中，作为第二状态，控制部205将第一过压保护电路214A的操作设置为处于断开状态(步骤S38)，并且将第二过压保护电路214B的操作设置为处于导通状态(步骤S39)。在图11的第二示例中，作为第二状态，控制部205将第一过压保护电路214A的操作设置为处于导通状态，而无接触断开状态，并且进一步将第二过压保护电路214B的操作设置为处于导通状态(步骤S39)。
[0120]【3.3、效果】
[0121]根据本实施方式，保护电路部214具有多个过压保护电路，从而与仅仅使用单个过压保护电路进行控制的情况相比，可以更适当地控制过压。
[0122]如果过压保护电路由仅仅单个系统构成，则不可能实现适当地控制过压。图8示出在保护电路部214配置有单个过压保护电路的情况下的频率特性的示例。在图8中，水平轴表示供电频率，并且垂直轴表示在整流部203整流之后的接收电压。图8示出在过压保护电路被设置为导通状态和断开状态的情况下的接收电压的频率特性。例如。在图8的示例中，可以仅仅允许电压值在最低频域处减小为50V。因此，例如，如果配置受电单元3的电路的IC的耐压是50V或更小，则存在IC可能由绝对确定性损坏的风险，与控制保护电路部214的操作状态的方法无关。
[0123]相反，在本实施方式中，保护电路部214具有多个过压保护电路，从而可以增加不同频率特性的状态的数量，如图9所示。结果，控制频率特性的范围扩大。在图9的示例中，通过控制将第二过压保护电路214B的操作设置为导通状态，可以在最低频域处将电压值减小至IJ50V至20V。使用多个过压保护电路，允许进一步提高安全性。而且，这可能允许在耐压方面减小在IC上负担。
[0124]要注意的是，在以上描述中，作为具体示例，保护电路部214具有两个过压保护电路的情况被视为一个示例;然而，还可以包括具有三个或更多个过压保护电路的配置。
[0125]〈4、其他实施方式〉
[0126]本公开的技术不限于上述实施方式，并且可以进行各种修改。
[0127]例如，本技术可以包括以下配置。
[0128](I)
[0129]—种受电单元，包括:
[0130]受电部，被配置为以无接触方式接收从供电单元传输的电力；
[0131]保护电路部，被配置为改变通过所述受电部所接收的电力的接收电压；以及
[0132]控制部，被置为基于多个阈值将所述保护电路部的操作控制为处于多个状态。
[0133](2)
[0134]根据(I)所述的受电单元，其中，在所述接收电压超过作为预定保护设置电压的第一阈值时，所述控制部将所述保护电路部的操作控制为第一状态，并且在所述保护电路部以所述第一状态操作的情况下，在所述接收电压升高到第二阈值以上时，所述控制部控制将所述保护电路部的操作切到第二状态。
[0135](3)
[0136]根据(2)所述的受电单元，其中，所述保护电路部是防止所述接收电压超过所述预定保护设置电压的过压保护电路，
[0137]引导到所述第一状态的控制对应于将所述过压保护电路的操作设置为处于导通状态的控制，并且
[0138]引导到所述第二状态的控制对应于将所述过压保护电路的操作设置为处于断开状态的控制。
[0139](4)
[0140]根据(2)或(3)所述的受电单元，其中，所述控制部基于所述接收电压的绝对值，确定所述接收电压是否上升到第二阈值以上。
[0141](5)
[0142]根据(2)或(3)所述的受电单元，其中，所述控制部基于所述接收电压的变化程度，确定所述接收电压是否上升到第二阈值以上。
[0143](6)
[0144]根据(I)或(2)所述的受电单元，其中，所述保护电路部具有被配置为防止所述接收电压超过所述预定的保护设置电压的多个过压保护电路，并且
[0145]所述控制部将所述过压保护电路之中的至少一个过压保护电路的操作设置为处于导通状态。
[0146](7)
[0147]根据(2)所述的受电单元，其中，所述保护电路部具有防止所述接收电压超过所述预定保护设置电压的第一过压保护电路和第二过压保护电路，
[0148]引导到所述第一状态的控制对应于将所述第一过压保护电路的操作设置为处于导通状态并且将所述第二过压保护电路的操作设置为处于断开状态的控制，并且
[0149]引导到所述第二状态的控制对应于将所述第一过压保护电路的操作置于导通状态和断开状态中的一个并且将所述第二过压保护电路的操作置于导通状态的控制。
[0150](8)
[0151]根据(I)到(7)中任一项所述的受电单元，进一步包括整流部，所述整流部对所述受电单元所接收的电力进行整流，其中，
[0152]所述控制部基于在所述整流部的整流之后测量的接收电压，控制所述保护电路部的操作状态。
[0153](9)
[0154]—种受电控制方法，包括:
[0155]以无接触方式接收从供电单元传输的电力；以及
[0156]基于多个阈值改变所接收的电力的接收电压的保护电路部的操作状态控制为多个状态。
[0157](10)
[0158]—种设置有供电单元和受电单元的无线供电系统，所述受电单元包括:
[0159]受电部，以非接触方式接收从供电单元馈入传输的电力；
[0160]保护电路部，改变所述受电部所接收的电力的接收电压；以及
[0161]控制部，基于多个阈值控制将所述保护电路部的操作状态控制为多个状态。
[0162](11)
[0163]—种设置有受电单元和连接至所述受电单元的负荷的电子设备，所述受电单元包括:
[0164]受电部，以无接触方式接收从供电单元中传输的功率；
[0165]保护电路部，改变通过所述受电部所接收的电力的接收电压；以及
[0166]控制部，基于多个阈值将所述保护电路部的操作状态控制为多个状态。
[0167]本申请要求基于2014年I月30日在日本专利局提交的日本专利申请N0.2014-15587的优先权，该申请的全部内容通过引证结合于本申请内。
[0168]所属领域的技术人员应理解，在所附权利要求或其等同物的范围内的情况下，根据设计要求和其他因素，可以发生各种修改、组合、子组合以及变更。
【主权项】
1.一种受电单元，包括: 受电部，以无接触方式接收从供电单元传输的电力； 保护电路部，改变通过所述受电部接收的电力的接收电压；以及 控制部，基于多个阈值将所述保护电路部的操作状态控制为多个状态。2.根据权利要求1所述的受电单元，其中，在所述接收电压超过作为预定保护设置电压的第一阈值时，所述控制部将所述保护电路部的操作控制为第一状态，并且在所述保护电路部以所述第一状态操作的情况下，在所述接收电压升高到第二阈值以上时，所述控制部控制将所述保护电路部的操作切换到第二状态。3.根据权利要求2所述的受电单元，其中，所述保护电路部是防止所述接收电压超过所述预定保护设置电压的过压保护电路，以及 引导到所述第一状态的控制对应于将所述过压保护电路的操作设置为处于导通状态的控制，并且 引导到所述第二状态的控制对应于将所述过压保护电路的操作设置为处于断开状态的控制。4.根据权利要求2所述的受电单元，其中，所述控制部基于所述接收电压的绝对值，确定所述接收电压是否上升到所述第二阈值以上。5.根据权利要求2所述的受电单元，其中，所述控制部基于所述接收电压的变化程度，确定所述接收电压是否上升到所述第二阈值以上。6.根据权利要求1所述的受电单元，其中，所述保护电路部具有防止所述接收电压超过预定保护设置电压的多个过压保护电路，并且 所述控制部将所述过压保护电路之中的至少一个过压保护电路的操作设置为处于导通状态。7.根据权利要求2所述的受电单元，其中，所述保护电路部具有防止所述接收电压超过所述预定保护设置电压的第一过压保护电路和第二过压保护电路， 引导到所述第一状态的控制对应于将所述第一过压保护电路的操作设置为处于导通状态并且将所述第二过压保护电路的操作置于断开状态的控制，并且 引导到所述第二状态的控制对应于控制将所述第一过压保护电路的操作置于导通状态和断开状态中的一个中并且将所述第二过压保护电路的操作设置为处于导通状态的控制。8.根据权利要求1所述的受电单元，进一步包括整流部，所述整流部对由所述受电单元所接收的电力进行整流，其中， 所述控制部基于在由所述整流部的整流之后测得的接收电压，控制所述保护电路部的操作状态。9.一种受电控制方法，包括: 以无接触方式接收从供电单元传输的电力；以及 基于多个阈值将改变所接收的电力的接收电压的保护电路部的操作状态控制为多个状态。10.—种设置有供电单元和受电单元的无接触供电系统，所述受电单元包括: 受电部，以无接触方式接收从所述供电单元传输的电力； 保护电路部，改变通过所述受电部所接收的电力的接收电压； 以及 控制部，基于多个阈值将所述保护电路部的操作状态控制为多个状态。11.一种设置有受电单元和连接至所述受电单元的负荷的电子设备，所述受电单元包括: 受电部，以无接触方式接收从供电单元传输的电力； 保护电路部，改变通过所述受电部所接收的电力的接收电压； 以及 控制部，基于多个阈值将所述保护电路部的操作状态控制为多个状态。
【文档编号】H02J7/02GK105934863SQ201580005618
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2015年1月22日
【发明人】中野裕章
【申请人】索尼公司