电子设备和馈电系统的制作方法
【专利摘要】一种电子设备，它包括：受电部，其被构造成接收通过使用磁场或者电场而被输送过来的电力；二次电池，其被构造成基于由所述受电部接收的受电电力而被充电；以及状态报告部，其被构造成将所述电子设备自身的设备状态报告给外部。以时分的方式设定充电周期和非充电周期，所述充电周期是基于所述受电电力而对所述二次电池充电的期间。所述状态报告部在所述充电周期和所述非充电周期每一者内都基于所述受电电力而报告所述设备状态。
【专利说明】电子设备和馈电系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种对诸如电子设备等作为馈电对象的设备以非接触的方式执行电力供给(送电、或者电力输送)的馈电系统，还涉及能够应用于这样的馈电系统中的电子设备。
【背景技术】
[0002]最近,对诸如移动电话和便携式音乐播放器等CE设备(Consumer ElectronicsDevice:消费者电子设备)以非接触的方式执行电力供给(送电、或者电力输送)的馈电系统(非接触式馈电系统或者无线充电系统)已经引起了关注。这样的非接触式馈电系统使得可以仅仅通过将电子设备(次级侧设备)放置于充电托盘(初级侧设备)上就能开始充电，而不是通过将电源装置用的诸如AC(交流)适配器等连接器插入(连接到)设备中来开始充电。换句话说，电子设备与充电托盘之间的端子连接不是必要的。
[0003]作为以这样的非接触方式执行电力供给的方法，电磁感应方法是众所周知的。最近，采用一种被称作磁共振方法的方法的非接触式馈电系统也引起了关注，该磁共振方法使用的是电磁共振现象。例如，专利文献PTLl至专利文献PTL6均公开了这样的非接触式馈电系统。
[0004]引用列表
[0005]专利文献
[0006]PTLl:日本专利申请特开第2001-102974A号
[0007]PTL2:国际申请公开第W000/27531A号
[0008]PTL3:日本专利申请特开第2008-206233A号
[0009]PTL4:日本专利申请特开第2002-34169A号
[0010]PTL5:日本专利申请特开第2005-110399A号
[0011]PTL6:日本专利申请特开第2010-63245A
【发明内容】
[0012]在如上所述的非接触式馈电系统中，诸如电子设备等作为馈电对象的设备可以包含用于向外部报告关于该作为馈电对象的设备的设备状态的部件(例如，基于根据发光元件的点亮状态而报告设备状态这种技术的部件)。在这样的情况下，需要将当前的设备状态可靠地报告给用户(需要防止用户错误地判断设备状态等)以提高用户便利性。
[0013]因此，期望的是提供如下的电子设备和馈电系统:它们能够在使用磁场或电场的电力输送(送电)期间提高用户便利性。
[0014]根据本发明的一个实施方式，提供了一种电子设备，它包括:受电部，所述受电部被构造成接收通过使用磁场或电场而被输送过来的电力；二次电池，所述二次电池被构造成基于由所述受电部接收的受电电力而被充电；以及状态报告部，所述状态报告部被构造成向外部报告所述电子设备自身的设备状态。以时分的方式设定充电周期和非充电周期，所述充电周期是基于所述受电电力对所述二次电池充电的期间。所述状态报告部在所述充电周期和所述非充电周期每一者内都基于所述受电电力而报告所述设备状态。
[0015]根据本发明的一个实施方式，提供了一种馈电系统，它包括:一个或多个根据本发明上述实施方式的电子设备(作为馈电对象的设备)；以及馈电装置，所述馈电装置被构造成使用磁场或电场来执行向所述一个或多个电子设备的电力输送。
[0016]在本发明的各实施方式的电子设备和馈电系统中，在所述充电周期(它是基于所述受电电力对所述二次电池充电的期间)和所述非充电周期每一者内，都基于由所述受电部接收的所述受电电力而向外部报告所述设备状态。因此，避免了在非馈电周期的期间内、因没有受电电力而导致报告操作被停止。于是，避免了在以时分(time-divisional)的方式设定的所述充电周期与所述非充电周期之间在报告操作中出现不自然的不连续状态(间歇报告操作)，并因此能防止用户错误地判断设备状态。
[0017]根据本发明的各实施方式中的电子设备和馈电系统，在所述充电周期(它是基于所述受电电力对所述二次电池充电的期间)和所述非充电周期每一者内，都基于由所述受电部接收的所述受电电力而将设备状态报告给外部。作为结果，就可以避免在报告操作中出现不自然的不连续状态，并且能防止用户错误地判断设备状态。因此，就允许在使用磁场或电场的电力输送期间能够提高用户便利性。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是图示了本发明实施方式的馈电系统的示例性外观构造的立体图。
[0019]图2是图示了图1所示的馈电系统的示例性详细构造的框图。
[0020]图3是图示了图2所示的各模块的示例性详细构造的电路图。
[0021]图4是图示了针对交流信号生成电路的示例性控制信号的时序波形图。
[0022]图5是图示了馈电周期和通信周期各者的示例的时序图。
[0023]图6是图示了比较例的馈电系统的构造的电路图。
[0024]图7是图示了图6所示的馈电系统的示例性操作的时序图。
[0025]图8是图示了图6所示的馈电系统在通信周期期间内的示例性操作的电路图。
[0026]图9是图示了图3所示的馈电系统的示例性操作(操作示例)的时序图。
[0027]图10是图示了图3所示的馈电系统在通信周期期间内的示例性操作(操作示例)的电路图。
[0028]图11是图示了变形例的馈电系统的示例性构造的框图。
[0029]图12是图示了变形例的馈电系统的示例性示意构造的框图。
[0030]图13是图示了图12所示的馈电系统中的电场的传输模式示例的示意图。
【具体实施方式】
[0031]在下文中，将参照附图来详细地说明本发明的实施方式。需要注意的是，将按照下列顺序进行说明。
[0032]1.实施例(在非充电周期内使用充电电力的一部分来报告设备状态的示例)。
[0033]2.变形例(在非充电周期内直接使用受电电力的一部分来报告设备状态的示例，通过使用电场以非接触的方式来执行电力输送的示例，等等)。[0034]实施例
[0035]馈电系统4的总体构造
[0036]图1图示了本发明的示例性实施例的馈电系统(馈电系统4)的示例性外观构造。图2图示了馈电系统4的示例性模块构造。馈电系统4是使用磁场(使用磁共振、或电磁感应等；下文中同样如此)以非接触的方式来执行电力输送(电力供给、馈电或送电)的系统(非接触式馈电系统)。该馈电系统4包括馈电装置I (初级侧设备)以及充当作为馈电对象的设备的一个或多个电子设备(在本示例情况下，2个电子设备2A和2B，或者次级侧设备)。
[0037]在该馈电系统4中，例如，如图1所示，电子设备2A和2B被放置于馈电装置I的馈电表面(送电表面)SI上(或者，电子设备2A和2B被放置成接近于该馈电表面SI)，由此执行从馈电装置I至电子设备2A或2B的电力输送。在本示例情况下，考虑到以同时的方式或者以时分的(顺序的)方式向多个电子设备2A和2B执行电力输送的情形，馈电装置I被形成为如下的垫板形状(托盘形状):其中，馈电表面SI的面积大于作为馈电对象的电子设备2A和2B的总面积。
[0038]馈电装置I
[0039]如上所述，馈电装置I是被构造成使用磁场来向电子设备2A或2B执行电力输送(送电)的装置(充电托盘)。例如，如图2所示，馈电装置I包括送电单元11，该送电单元11包括送电部110、交流(AC)信号生成电路(高频电力生成电路)111和控制部112。
[0040]送电部110包括稍后将会说明的送电线圈(初级侧线圈)L1以及电容器Clp和Cls (谐振电容器)等。送电部110利用这样的送电线圈LI以及电容器Clp和Cls，通过使用交流磁场而向电子设备2A或2B(具体地，稍后将会说明的受电部210)执行电力输送(送电)(参见图2中的箭头Pl)。具体而言，送电部110具有从馈电表面SI向电子设备2A或2B发射磁场(磁通量)的功能。送电部110还具有执行与稍后将会说明的受电部210之间的预定的相互通信操作的功能(参见图2中的箭头Cl)。
[0041]例如，交流信号生成电路111是如下的电路:其被构造成使用从馈电装置I的外部电源9(主机电源(parent power supply))提供的电力来生成用于执行送电的预定的交流信号Sac (高频电力)。例如，这样的交流信号生成电路111是由稍后将会说明的开关放大器(switching amplifier)构成的。外部电源9的示例包括被设置于PC(Personal Computer:个人计算机)中的USB (Universal Serial Bus:通用串行总线)2.0的电源(电力供给能力:500mA ;电源电压:约5V)。
[0042]控制部112被构造成执行整个馈电装置I (整个馈电系统4)的各类控制操作。具体地，控制部112具有用于控制由送电部110执行的送电的功能，并且还具有例如用于执行所要馈送的电力的最优化控制的功能、用于认证次级侧设备的功能、用于判定次级侧设备位于初级侧设备上的功能、以及用于检测异种金属(dissimilar metal)的污染的功能等。在上述对送电的控制中，控制部112使用稍后将会说明的预定的控制信号CTL(用于送电的控制信号)来控制交流信号生成电路111的控制操作。控制部112还具有使用控制信号CTL、以稍后将会说明的脉冲宽度调制(PWM:pulse width modulation)来执行调制处理的功能。
[0043]电子设备2A和2B[0044]例如，电子设备2A和2B是以电视接收机为代表的独立电子设备、以移动电话和数码照相机为代表的且具有可充电电池(电池)的便携式电子设备等中的任何一种。例如，如图2所示，电子设备2A和2B均包括受电单元21和负载22，负载22基于从受电单元21提供过来的电力来执行预定的操作，该操作使得电子设备能够展现出它们的功能。受电单元21包括受电部210、整流电路211、稳压电路212、充电电路213(充电部)、电池214( 二次电池)、状态报告部215和控制部216。
[0045]受电部210包括稍后将会说明的受电线圈(次级侧线圈)L2以及电容器C2p和C2s (谐振电容器)等。受电部210具有使用受电线圈L2以及电容器C2p和C2s等来接收从馈电装置I中的送电部110输送(发送)的电力的功能。受电部210还具有执行与送电部110之间的预定的相互通信操作的上述功能(参见图2中的箭头Cl)。
[0046]整流电路211是被构造成将从受电部210提供过来的电力(交流电)整流以生成直流电的电路。
[0047]稳压电路212是被构造成基于从整流电路211提供过来的直流电而执行预定的电压稳定化操作的电路。
[0048]充电电路213是被构造成基于从稳压电路212提供过来的经过电压稳定化之后的直流电而对电池214充电的电路。
[0049]电池214存储与由充电电路213执行的充电对应的电力，并且例如由诸如锂离子电池等可充电电池(二次电池)构成。
[0050]状态报告部215被构造成向外部(诸如用户)报告(告知、指示)所述电子设备自身(在本示例情况下，电子设备2A或2B)的设备状态。具体地，状态报告部215具有如下的功能:使用例如稍后将会说明的发光元件的点亮状态(显示状态)或者利用凭借扬声器等而被输出的声音来将这样的设备状态报告给外部。在本不例情况下，状态报告部215区别地报告作为设备状态的下列各状态:由充电电路213对电池214进行充电期间的状态、该充电完成之后的状态、以及电池214的异常状态。需要注意的是，稍后将会说明状态报告部215的详细构造(图3)。
[0051]控制部216被构造成执行电子设备2A和2B全体(馈电系统4全体)的各类控制操作。具体地，控制部216具有:用于控制由受电部210执行的受电的功能；用于控制通信的功能；以及用于控制稳压电路212、充电电路213和状态报告部215各者的操作的功能。
[0052]馈电装置I以及电子设备2A和2B的详细构造
[0053]图3是图示了图2所示的馈电装置I以及电子设备2A和2B中的各模块的示例性详细构造的电路图。
[0054]送电部110
[0055]送电部110包括送电线圈LI以及电容器Clp和Cls，送电线圈LI用于使用磁场来执行电力输送(用于生成磁通量)，且电容器Clp和Cls用于与送电线圈LI 一起形成LC谐振电路。电容器Cls被串联地电连接至送电线圈LI。具体地，电容器Cls的第一端和送电线圈LI的第一端连接。电容器Cls的第二端和送电线圈LI的第二端被并联地连接至电容器Clp，并且送电线圈LI与电容器Clp之间的连接端是接地的。
[0056]由送电线圈LI以及电容器Clp和Cls构成的LC谐振电路与稍后将会说明的由受电线圈L2以及电容器C2p和C2s构成的LC谐振电路彼此磁耦合。因此，在与通过稍后将会说明的交流信号生成电路111生成的高频电力(交流信号Sac)的频率大致相同的谐振频率下，执行了 LC谐振操作。
[0057]交流信号生成电路111
[0058]交流信号生成电路111是由开关放大器(所谓的E级放大器)构成的，该开关放大器具有作为开关元件的一个晶体管(未图示)。交流信号生成电路111被构造成从控制部112接收用于送电的控制信号CTL。如图3所示，控制信号CTL是具有预定占空比的脉冲信号。例如，如图4的㈧和⑶所示，通过控制该控制信号CTL的占空比，来执行稍后将会说明的脉冲宽度调制。
[0059]利用这样的构造，交流信号生成电路111根据用于送电的控制信号CTL而执行开关操作(ON/OFF operation)(在预定频率和预定占空比下的切换操作)。具体地,作为开关元件的晶体管的开关操作是使用从控制部112提供过来的控制信号CTL而被控制的。结果，例如，交流信号Sac (交流电)是基于从外部电源9接收的直流信号Sdc而生成的，并且所生成的交流信号Sac被提供给送电部110。
[0060]受电部210
[0061]受电部210包括受电线圈L2以及电容器C2p和C2s，受电线圈L2用于接收从送电部110输送过来的(来自磁通量的)电力，且电容器C2p和C2s用于与受电线圈L2 —起形成LC谐振电路。电容器C2p被并联地电连接至受电线圈L2，同时电容器C2s被串联地电连接至受电线圈L2。具体地，电容器C2s的第一端被连接至电容器C2p的第一端和受电线圈L2的第一端。电容器C2s的第二端被连接至整流电路211的第一输入端子，受电线圈L2的第二端和电容器C2p的第二端均被连接至整流电路211的第二输入端子。
[0062]由受电线圈L2以及电容器C2p和C2s构成的LC谐振电路与上面说明的由送电线圈LI以及电容器Clp和Cls构成的LC谐振电路彼此磁耦合。因此，在与通过交流信号生成电路111生成的高频电力(交流信号Sac)的频率大致相同的谐振频率下，执行了 LC谐振操作。
[0063]整流电路211
[0064]在本示例情况下，整流电路211是由4个整流元件(二极管)Dl至D4构成的。具体地，整流元件Dl的阳极和整流元件D3的阴极均被连接至整流电路211的第一输入端子。整流元件Dl的阴极和整流元件D2的阴极均被连接至整流电路211的输出端子。整流元件D2的阳极和整流元件D4的阴极均被连接至整流电路211的第二输入端子。整流元件D3的阳极和整流元件D4的阳极均是接地的。根据这样的构造，整流电路211将从受电部210提供过来的交流电整流，然后将作为直流电的受电电力P2提供给稳压电路212。
[0065]充电电路213
[0066]充电电路213基于经过电压稳定化之后的直流电(受电电力P2)而如上所述地对电池214进行充电。在本示例情况下，充电电路213还包含下面将要说明的状态报告部215中的点亮控制部215A。需要注意的是，点亮控制部215A是由例如微型计算机等构成的。
[0067]状态报告部215
[0068]状态报告部215也基于经过电压稳定化之后的直流电(受电电力P2)(直接地或者间接地使用受电电力P2)而向外部报告上述设备状态。如图3所示，状态报告部215包括由发光二极管(LED:light emitting diode)等构成的发光元件(点亮部)215L、上述点亮控制部215A、温度传感器215B (状态检测部)、以及作为开关元件的晶体管Tr。在本示例情况下，晶体管Tr是由η型FET(Field Effective transistor:场效应晶体管)构成的。
[0069]发光元件215L是用来根据点亮状态(例如，点亮状态、熄光状态和闪烁状态中的各种状态)而报告设备状态(充电期间的状态、充电完成之后的状态、以及异常状态中的各种状态)的元件。在本示例情况下，发光元件215L被构造成它的阳极被连接至充电电路213与负载22之间的连接线，阴极被连接至点亮控制部215A的端子，并且阴极电位由点亮控制部215A控制。
[0070]温度传感器215B是用于利用温度来检测出电池214的异常状态(例如，由于发热等而产生的异常状态)的元件。温度传感器215B的检测结果(诸如与温度值对应地在电池214中存在异常状态等的检测结果)被提供给点亮控制部215A。
[0071]在本示例情况下，点亮控制部215A基于从温度传感器215B提供过来的诸如电池214存在异常状态等的检测结果、通过控制发光元件215L的阴极电位来控制发光元件215L的点亮状态(执行点亮控制)。具体地，例如，点亮控制部215A将发光元件215L的阴极电位设定为地电位(接地电位)，由此使得图3所示的电流12流经发光元件215L，从而使发光元件215L点亮。此外，点亮控制部215A将该阴极电位设定为除了地电位之外的电位来防止电流12流动，从而使发光元件215L熄光。点亮控制部215A也使用经过电压稳定化之后的直流电(受电电力P2)来执行这样的操作(点亮控制)。
[0072]在本实施例中，状态报告部215以下列方式执行状态报告操作。具体地，状态报告部215在稍后将会说明的馈电周期Tp(基于受电电力Ρ2对电池214的充电周期)和通信周期Tc (非充电周期)两者内都基于由受电部210接收的受电电力Ρ2而报告设备状态。具体地，在馈电周期Tp (充电周期)内，状态报告部215直接地使用在该充电周期的期间内所接收的受电电力Ρ2而报告设备状态。另一方面，在非充电周期(在本示例情况下，稍后将会说明的通信周期Tc)内，状态报告部215间接地使用在充电周期的期间内所接收的受电电力Ρ2(在本示例情况下，使用基于受电电力Ρ2而存储于电池214中的充电电力Ρ3的一部分，参见图3)而报告设备状态。详细地说，虽然点亮控制部215Α在馈电周期Tp (充电周期)内使用受电电力Ρ2来控制发光元件215L的点亮状态，但控制部216在非充电周期(在本示例情况下，通信周期Tc)内使用充电电力Ρ3的一部分来控制点亮状态。需要注意的是，稍后将会说明这样的状态报告操作和点亮控制的更详细操作。
[0073]馈电系统4的功能和效果
[0074]1.总体操作的概要
[0075]在馈电系统4中，基于从外部电源9提供过来的电力，馈电装置I中的交流信号生成电路111把用于电力输送的预定高频电力(交流信号Sac)提供给送电部110中的送电线圈LI以及电容器Clp和Cls (LC谐振电路)。因此，送电部110中的送电线圈LI生成磁场(磁通量)。此时，当分别充当作为馈电对象的设备(作为充电对象的设备)的电子设备2A和2B被放置于馈电装置I的顶面(馈电表面SI)上(或者，电子设备2A和2B被放置成接近于该顶面)时，馈电装置I中的送电线圈LI变得与电子设备2A或2B中的受电线圈L2在馈电表面SI的附近彼此接近。
[0076]以这种方式，当受电线圈L2被布置成接近于生成了磁场(磁通量)的送电线圈LI时，通过由送电线圈LI生成的磁通量而在受电线圈L2中感应出电动势。换句话说，在送电线圈LI和受电线圈L2彼此交链的同时通过电磁感应或磁共振而生成了磁场。因此，电力从送电线圈LI侧(初级侧、馈电装置I侧、或者送电部110侧)被输送至受电线圈L2侧(次级侧、电子设备2A和2B侧、或者受电部210侧)(参见图2和图3中的箭头Pl)。此时，馈电装置I中的送电线圈LI与电子设备2A或2B中的受电线圈L2磁耦合，因而LC谐振电路执行了 LC谐振操作。
[0077]在电子设备2A或2B中，由受电线圈L2接收的交流电因此被提供给整流电路211、稳压电路212和充电电路213，并且下面的充电操作就得以执行。具体地，通过整流电路211而将交流电转变成预定的直流电压，然后通过稳压电路212来对该直流电压进行电压稳定化，随后充电电路213基于该直流电压对电池214充电。以这种方式，电子设备2A或2B基于由受电部210接收的电力而执行了充电操作。
[0078]换句话说，在本实施例中，例如，与AC适配器等的端子连接对于电子设备2A或2B的充电而言不是必需的，且因此仅通过将电子设备2A和2B放置于馈电装置I的馈电表面SI上(或者，将电子设备2A和2B放置成接近于该馈电表面SI)就能容易地开始充电(执行非接触式馈电)。这导致减轻了用户的负担。
[0079]例如，如图5所示，在这样的馈电操作中，馈电周期Tp(电池214的充电周期)和通信周期Tc (非充电周期)是以时分的方式周期性地(或者非周期性地)设置的。换句话说，控制部112和216控制馈电周期Tp和通信周期Tc，使得以时分的方式周期性地(或者非周期性地)设定馈电周期Tp和通信周期Tc。通信周期Tc是如下的期间:在该期间内，在初级侧设备(馈电装置I)与次级侧设备(电子设备2A或2B)之间利用送电线圈LI和受电线圈L2而执行相互通信操作(用于设备间的认证、用于馈电效率的控制等的相互通信操作)(参见图2和图3中的箭头Cl)。在本示例情况下，馈电周期Tp与通信周期Tc的时间比是:例如，馈电周期Tp/通信周期Tc =约9/1。
[0080]在通信周期Tc内，例如，利用由交流信号生成电路111限定的脉冲宽度调制来执行通信操作。具体地，基于预定的调制数据，通过在通信周期Tc内设定控制信号CTL的占空比、利用脉冲宽度调制来执行通信。在送电部110和受电部210的上述谐振操作的期间内在理论上是难以执行频率调制的。因此，使用这样的脉冲宽度调制来容易地实现通信操作。
[0081]2.状态报告操作
[0082]在本实施例的馈电系统4中，电子设备2A或2B包含了用于将电子设备2A或2B的状态报告给外部的手段(状态报告部215)。状态报告部215基于从馈电装置I接收的受电电力P2(直接地或间接地使用受电电力P2)将这样的设备状态报告给外部。
[0083]具体地，在本示例情况下，状态报告部215根据发光元件215L的点亮状态(点亮状态、熄光状态和闪烁状态)而区别地报告下列各状态:通过充电电路213对电池214充电期间的状态、该充电完成之后的状态、以及电池214的异常状态。具体地，例如，状态报告部215中的点亮控制部215A控制发光元件215L在充电期间是点亮的，控制发光元件215L在充电完成之后是熄光的，并且控制发光元件215L在异常状态下是闪烁的。
[0084]通过由状态报告部215执行的这样的状态报告操作，就允许电子设备2A或2B将当前的设备状态报告给用户等，这导致提高了用户等的便利性。现在以与比较例进行比较的方式，详细地说明本实施例中的状态报告操作。[0085]2-1.比较例
[0086]图6是图示了比较例的馈电系统(馈电系统104)的构造的电路图。该比较例的馈电系统104包括馈电装置I以及根据该比较例的电子设备102A和102B。根据该比较例的电子设备102A或102B是根据上述实施例的电子设备2A或2B的变形，该变形中:设置了状态报告部105而不是状态报告部215,且状态报告部105不同于状态报告部215之处是省略了(未设置)晶体管Tr。因此，在根据比较例的电子设备102A或102B中，如稍后所述与本实施例的电子设备2A或2B不同的是，控制部216不执行点亮控制。
[0087]图7是图6所示的比较例的馈电系统104的示例性操作的时序图。在图7中，(A)图示了馈电系统104的操作周期，⑶图示了在通过点亮控制部215A执行的点亮控制期间的操作状态，并且(C)图示了发光元件215L的操作状态。
[0088]在这个示例性操作中，馈电周期Tp和通信周期Tc在到达时刻tlOl之前的期间内以时分的方式周期性地(交替地)重复，然后在时刻tlOl处完成了充电操作(完成了受电)。
[0089]在馈电周期Tp (充电周期)内，充电电路213使用在上述这样的期间内所接收的充电电力P2而执行电池214的充电操作。如图6和图7中的实线箭头所示，充电电路213中所包含的点亮控制部215A同样使用该充电电力P2来执行点亮控制，使得发光元件215L是点亮的，因此向外部报告的是电池214正在充电。换句话说，在馈电周期Tp (充电周期)内，由于受电电力P2被提供给充电电路213，所以充电电路213的操作和充电电路213中所包含的点亮控制部215A的操作是能够实现的(由点亮控制部215A执行的点亮控制变为有效的)。
[0090]在充电完成时的时刻tlOl之后的期间内，从送电单元11至电子设备102A或102B的电力输送(送电)操作被停止。因此，在充电完成之后的期间内，如图7的(C)所示，发光兀件215L是熄光的，并且向外部报告的是电池214已经完成了充电。
[0091]另一方面，在通信周期Tc (非充电周期)内，例如，如图8所示，充电电路213、状态报告部105和位于这两者的下游的负载22断开了与受电部210的连接，并因此停止了向它们三者中的任何一者供给受电电力P2。此时，也停止了向控制部216供给受电电力P2。这样的负载(充电电路213、状态报告部105和负载22)因为下面的原因而在通信周期Tc内是断开的。具体而言，这样的电容性负载是断开的以便处于相对较轻的负载状态，从而排除了通信操作的干扰因素以确保良好的通信操作。
[0092]以这种方式，在通信周期Tc (非充电周期)内，停止了向充电电路213、状态报告部105和控制部216各者供给受电电力P2。因而，例如，如图7中的虚线箭头所示，由点亮控制部215A执行的点亮控制变为无效的。具体地，状态报告操作因没有受电电力P2而被停止。结果，在以时分的方式(周期性地)设定的馈电周期Tp (充电周期)与非馈电周期Tc (非充电周期)之间就会出现报告操作中的不自然的不连续状态(出现间歇报告操作)，从而使得用户会错误地判断设备状态。具体而言，尽管是充电周期，例如如果发光元件215L每隔数十秒就熄光一次，那么发光元件215L呈现给用户的是闪烁状态。这会导致如下的误解:例如，在电子设备102A或102B中出现了电池214等的异常状态。因此，在比较例的馈电系统104中，降低了用户便利性。
[0093]2-2.本实施例[0094]相比之下，本实施例的馈电系统4以下面的方式解决了上述比较例的问题。
[0095]图9是图示了本实施例的馈电系统4的示例性操作的时序图。在图9中，(A)图示了馈电系统4的操作周期，⑶图示了在通过点亮控制部215A执行的点亮控制期间内的操作状态，(C)图示了在通过控制部216执行的点亮控制期间内的操作状态，(D)图示了发光元件215L的操作状态，并且(E)图示了馈电装置I与电子设备2A或2B之间的通信操作的状态。
[0096]在图9所示的示例性操作中，与图7所示的示例性操作一样,在到达时刻t9之前的期间内，馈电周期Tp和通信周期Tc以时分的方式周期性地(交替地)重复，然后在时刻t9处完成了充电操作(完成了受电)。
[0097]在馈电周期Tp (充电周期)内，与比较例一样，如图3和图9中的箭头P41所示，点亮控制部215A(直接地)使用在上述这个期间内所接收的充电电力P2而执行点亮控制，使得发光元件215L是点亮的。具体地，例如，发光元件215L的阴极电位被设定为地电位(接地电位)，从而图3所示的电流12流过发光元件215L,由此使发光元件215L点亮。因此，报告给外部的是电池214正在充电。换句话说，在馈电周期Tp(充电周期)内，由于受电电力P2被提供给充电电路213，所以由点亮控制部215A执行的点亮控制变为有效的。需要注意的是，稍后将会说明的由控制部216执行的点亮控制在馈电周期Tp(除了稍后将会说明的重叠周期Λ Tol)内基本上是无效的。
[0098]在充电完成时的时刻t9及其之后的期间内，与比较例一样，停止了从送电单元11至电子设备2A或2B的电力输送(送电)操作。因此，在充电完成之后的期间内，如图9的(D)所示，发光元件215L是熄光的，并且报告给外部的是电池214已经完成充电。
[0099]另一方面，在通信周期Tc (非充电周期)内，例如，与比较例中不同的是，在本实施例中执行了如图10所示的操作。具体地，在通信周期Tc内，间接地使用在馈电周期Tp (充电周期)期间内所接收的受电电力P2(在本示例情况下，使用基于受电电力P2而存储于电池214中的充电电力P3的一部分)而执行对设备状态的报告。详细而言，如图10所示，控制部216在通信周期Tc (非充电周期)内使用充电电力P3的一部分而控制点亮状态。具体地，控制部216控制状态报告部215中的晶体管Tr的栅极电位，使得晶体管Tr接通，从而图10所示的电流13流过发光元件215L。
[0100]以这种方式，在通信周期Tc内，不允许通过点亮控制部215A来控制发光元件215L的阴极电位。而是，通过控制部216将晶体管Tr设定为接通以执行对阴极电位的控制(将阴极电位设定为地电位)。具体地，在通信周期Tc内，如图9中的箭头P42所示，通过点亮控制部215A执行的点亮控制变为无效的。相反地，通过控制部216执行的点亮控制变为有效的。
[0101 ] 以这种方式，在本实施例的状态报告操作中，即使为了实现负载状态的减轻等而在通信周期Tc内停止了向充电电路213、状态报告部215和控制部216各者供给受电电力P2，但是避免了比较例中的问题。换句话说，避免了因没有受电电力P2而造成的状态报告操作的停止。结果，在以时分的方式(周期性地)设定的馈电周期Tp(充电周期)与非馈电周期Tc (非充电周期)之间在报告操作中避免了不自然的不连续状态(间歇报告操作)，并且防止了用户错误地判断设备状态。具体地，防止了尽管是充电周期但发光元件215L却看起来像是在闪烁。这消除了例如在电子设备2A或2B中出现了电池214等的异常状态这种误解的可能性。换句话说，在本实施例中，在如图9所示的充电周期(充电完成之前的周期)内，发光元件215L在馈电周期Tp和通信周期Tc两者内都是正常点亮的(都是无间断地点亮的)，并且可靠地向外部报告了关于处于充电周期中的通知。
[0102]而且，此时，在本实施例中，例如如图9所示，较佳的是，控制部216执行控制以使得与馈电周期Tp (充电周期)重叠的重叠周期Λ Tol被设定在位于通信周期Tc (非充电周期)之前的周期和之后的周期的至少一者内。具体地，在这个示例性操作中，在位于时刻t2至时刻t3的通信周期Tc之前和之后的两个周期中以及在位于时刻t6至时刻t7的通信周期Tc之前和之后的两个周期中都设置有这样的重叠周期Λ Tol (时刻tl至时刻t2的周期、时刻t3至时刻t4的周期、时刻t5至时刻t6的周期、以及时刻t7至时刻t8的周期中的各者)。较佳地，控制部216不仅在通信周期Tc内而且在重叠周期Λ Tol内使用充电电力Ρ3的一部分而控制点亮状态。这是因为:这样就在位于通信周期Tc之前的周期和之后的周期的至少一者内设置了剩余点亮周期(重叠周期△ Tol)，以用于更可靠地防止出现发光元件215L的熄光期间。[0103]3.通信操作的设定
[0104]在本实施例中，例如，较佳地如图9的(E)所示来设定馈电装置I与电子设备2Α或2Β之间的通信操作。通过馈电装置I中的控制部112或者通过电子设备2Α或2Β中的控制部216来执行通信操作的这种设定(控制)。
[0105]具体地，首先，较佳的是，将通信操作(通信周期Tc)设定为即使在通过充电电路213对电池214的充电完成之后该通信操作也继续。这是因为:在充电完成之后也照例地执行这样的通信操作就允许馈电装置I以及电子设备2Α或2Β能够相互地识别它们各自在馈电系统4中的操作状态(馈电装置I的状态以及电子设备2Α或2Β的状态)，并且允许根据所识别的操作状态而采取适当的措施。
[0106]而且，此时，如图9的(E)所示，较佳的是，在充电完成之后的期间内将通信操作(通信周期Tc)的频率设定为比在充电周期内的频率低。因此，在这个示例性操作中，在充电周期内将通信操作设定在中间频率，但在充电完成之后的期间内将通信操作设定在低频率。这是因为:在充电完成之后的期间内，频繁地掌握彼此的设备状态的必要性并不高。
[0107]如上所述，在本实施例中，在电子设备2Α或2Β中，在馈电周期Tp (充电周期)(其是基于受电电力Ρ2对电池214充电的期间)和通信周期Tc(非充电周期)两者内，都基于通过受电部210接收的受电电力Ρ2而将设备状态报告给外部。这使得可以避免在报告操作中出现不自然的不连续状态，并且可以防止用户错误地判断设备状态。因此，在使用磁场的电力输送期间能够提高用户便利性。
[0108]即使如上所述在通信周期Tc内使用电池214的充电电力Ρ3的一部分来执行状态报告操作(发光元件215L的点亮控制)，但是只要受电电力Ρ2很大，那么所使用的电力毫无疑问是极其小的。可以说:当馈电周期Tp/通信周期Tc =约9/1时，从通信周期Tc是相当短的周期的观点也可看出，所使用的电力很小且因此具有较小的影响。
[0109]虽然已经利用非充电周期是通信周期Tc的情形而说明了本实施例，但是这不是限制性的。控制部216可以在除了通信周期Tc之外的非充电周期内使用充电电力Ρ3的一部分来执行点亮控制。
[0110]变形例[0111]上文中，虽然利用实施例已经说明了本发明的技术，但是本技术并不限于此，并且可以对其做出各种修改或改变。
[0112]例如，虽然在上述实施例中已经说明了关于在通信周期Tc (非充电周期)内间接地使用在馈电周期Tp (充电周期)期间内所接收的受电电力P2 (使用存储于电池214中的充电电力P3的一部分)来执行设备状态的报告的情形，但这不是限制性的。具体地，例如，状态报告部215可以在非充电周期内直接地使用在非充电周期(通信周期Tc等)期间内所接收的受电电力P2的一部分来报告设备状态。换句话说，在充电周期和非充电周期两者内，都可以直接地使用在各自周期期间内的受电电力P2来执行设备状态的报告。在这种情况下，例如，状态报告部215被设置成如同在图11所示的馈电系统4A的电子设备2C或2D内的受电单元21A中那样。具体地，状态报告部215可以使用从整流电路211与稳压电路212之间的连接线经由另外设置的稳压电路217提供过来的受电电力P2来执行设备状态的报告。具有这样的构造的馈电系统4A也能够呈现出与上述实施例中的效果相同的效果。
[0113]而且，例如，虽然在上述实施例已经说明了各种线圈(送电线圈和受电线圈)，但是这样的线圈的构造(形状)可以包括各种各样类型中的任一种。具体地，例如，各线圈可以具有诸如下列之类的形状:螺旋形、环路形、使用磁性材料的条形、包括以折叠的方式被设置成两层的螺旋线圈的α卷绕形、具有更多层的螺旋形、以及将卷线沿厚度方向卷绕的螺旋状。各线圈不仅可以是由导电性的线材构成的卷绕线圈，而且也可以是由印制电路板或者柔性印制电路板构成的导电性的图案化线圈。
[0114]此外，虽然在上述实施例中已经说明了充当作为馈电对象的设备的示例的电子设备，但是作为馈电对象的设备不限于此，并且可以是除了电子设备之外的设备(例如，诸如电动汽车等车辆)。
[0115]而且，虽然在上述实施例中已经说明了馈电装置和电子设备中的各具体部件，但是并非必须设置所有的上述部件。另外，可以进一步设置有其他部件。例如，馈电装置或电子设备可以包含通信功能、特定的控制功能、显示功能、次级侧设备的认证功能、用于判定次级侧设备是否位于初级侧设备上的功能、以及用于检测异种金属等的污染的功能。
[0116]另外，虽然在上述实施例中已经说明了将多个(两个)电子设备设置于馈电系统中的示例性情况，但这样的情况不是限制性的，并且可以只有一个电子设备被设置于馈电系统中。
[0117]此外，虽然在上述实施例中已经说明了以用于诸如移动电话等小型电子设备(CE设备)的充电托盘作为馈电装置的示例，但是馈电装置不限于这样的家用充电托盘，并且也可以被应用于各种各样电子设备任一者中的充电器。此外，馈电装置并非必须是托盘，并且例如可以是诸如所谓的充电支架(cradle)等电子设备用充电座。
[0118]使用电场以非接触的方式来执行电力输送的馈电系统的示例
[0119]虽然在上述实施例中已经说明的是通过使用磁场以非接触的方式来执行从作为初级侧设备的馈电装置到作为次级侧设备的电子设备的电力输送(馈电)的馈电系统的示例性情况，但这不是限制性的。具体地，本发明的内容也可应用于通过使用电场(电场耦合)以非接触的方式来执行从作为初级侧设备的馈电装置至作为次级侧设备的电子设备的电力输送的馈电系统。在这样的情况下，能够获得与上述实施例中的效果相同的效果。
[0120]具体地，例如，图12所示的馈电系统包括一个馈电装置81 (初级侧设备)和一个电子设备82 (次级侧设备)。馈电装置81主要包括送电部810、交流信号源811 (振荡器)和接地电极Egl，送电部810包括送电电极El (初级侧电极)。电子设备82主要包括受电部820、整流电路821、负载822和接地电极Eg2，受电部820包括受电电极E2 (次级侧电极)。也就是说，这个馈电系统包括两组电极，即，送电电极El和受电电极E2以及接地电极Egl和接地电极Eg2。换句话说，馈电装置81 (初级侧设备)和电子设备82 (次级侧设备)分别包含了由一对不对称的电极结构构成的天线，诸如单极天线(monopole antenna)。
[0121]在具有这样的构造的馈电系统中，当送电电极El和受电电极E2彼此面对时，上述非接触式天线就彼此耦合(沿各电极的垂直方向彼此电耦合)。于是，在这两个电极之间生成了感应电场，从而执行了使用电场的电力输送(参见图12中所示的电力P8)。具体地，例如,如图13示意性地所示，所生成的电场(感应电场Ei)从送电电极El向受电电极E2传播，同时所生成的感应电场Ei从接地电极Eg2向接地电极Egl传播。换句话说,在初级侧设备与次级侧设备之间形成了所生成的感应电场Ei的环路路径。在这样的使用电场的非接触式电力供给系统中，通过使用与上述实施例的技术相同的技术，同样能获得与上述实施例中的效果相同的效果。
[0122]本发明可以具有下列构造。
[0123](I) 一种电子设备，它包括:
[0124]受电部，所述受电部被构造成接收通过使用磁场或电场而被输送过来的电力；
[0125]二次电池，所述二次电池被构造成基于由所述受电部接收的受电电力而被充电；以及
[0126]状态报告部，所述状态报告部被构造成向外部报告所述电子设备自身的设备状态，
[0127]其中以时分的方式设定充电周期和非充电周期，所述充电周期是基于所述受电电力对所述二次电池充电的期间，并且
[0128]所述状态报告部在所述充电周期和所述非充电周期每一者内都基于所述受电电力而报告所述设备状态。
[0129](2)根据(I)所述的电子设备，其还包括充电部，所述充电部被构造成基于所述受电电力而对所述二次电池充电，
[0130]其中，在所述非充电周期内，所述状态报告部使用基于所述受电电力而存储于所述二次电池中的充电电力的一部分来报告所述设备状态。
[0131](3)根据⑵所述的电子设备，其中所述状态报告部包括:
[0132]点亮部，其被构造成根据点亮状态而报告所述设备状态；以及
[0133]点亮控制部，其被构造成使用所述受电电力来控制所述点亮部的点亮状态。
[0134](4)根据(3)所述的电子设备，其还包括控制部，所述控制部被构造成在所述电子设备中执行预定控制，
[0135]其中在所述充电周期内，所述点亮控制部使用所述受电电力来控制所述点亮状态，并且
[0136]在所述非充电周期内，所述控制部使用所述充电电力的一部分来控制所述点亮状态。
[0137](5)根据(4)所述的电子设备，其中在与所述充电周期重叠的重叠周期内，所述控制部也使用所述充电电力的一部分来控制所述点亮状态，所述重叠周期被设定在处于所述非充电周期之前的周期和处于所述非充电周期之后的周期的至少一者内。
[0138](6)根据(2)至(5)中的任一者所述的电子设备，其中所述非充电周期是执行与馈电装置之间的预定通信的通信周期，所述馈电装置被构造用来执行电力输送。
[0139](7)根据(6)所述的电子设备，其中，在所述通信周期内，停止向所述充电部、所述状态报告部和负载各者供给所述受电电力，所述负载位于所述充电部和所述状态报告部的下游。
[0140](8)根据(6)或(7)所述的电子设备，其中所述通信周期被设定成:在由所述充电部对所述二次电池的充电完成之后，所述通信周期仍继续。
[0141](9)根据(8)所述的电子设备，其中所述通信周期在所述充电完成之后的期间内被设定为比在对所述二次电池进行充电的期间内的频率低的频率。
[0142](10)根据(2)至(9)中的任一者所述的电子设备，其中所述状态报告部区别地报告作为所述设备状态的下列各状态:由所述充电部执行充电的期间内的状态；和所述充电完成之后的状态。
[0143](11)根据(I)所述的电子设备，其中在所述非充电周期内，所述状态报告部直接使用在所述非充电周期期间内所接收的所述受电电力的一部分来报告所述设备状态。
[0144](12) —种馈电系统，它包括:
[0145]一个或多个电子设备；以及
[0146]馈电装置，其被构造成通过使用磁场或电场来执行向所述一个或多个电子设备的电力输送，
[0147]所述一个或多个电子设备分别包括:
[0148]受电部，其被构造成接收从所述馈电装置输送过来的电力；
[0149]二次电池，其被构造成基于由所述受电部接收的受电电力而被充电；以及
[0150]状态报告部，其被构造成向外部报告所述电子设备自身的设备状态，
[0151]其中以时分的方式设定充电周期和非充电周期，所述充电周期是基于所述受电电力对所述二次电池充电的期间，并且
[0152]所述状态报告部在所述充电周期和所述非充电周期每一者内都基于所述受电电力而报告所述设备状态。
[0153]本申请要求2011年11月30日和2012年4月18日分别向日本专利局提交的日本专利申请JP2011-262070和日本专利申请JP2012-94336的优先权权益，因此将这两个申请的全部内容以引用的方式并入本文中。
[0154]本领域技术人员应当理解，依据设计要求和其他因素，可以在本发明随附的权利要求或其等同物的范围内进行各种修改、组合、次组合以及改变。
【权利要求】
1.一种电子设备,其包括: 受电部，所述受电部被构造成接收通过使用磁场或电场而被输送过来的电力； 二次电池，所述二次电池被构造成基于由所述受电部接收的受电电力而被充电；以及 状态报告部，所述状态报告部被构造成向外部报告所述电子设备自身的设备状态， 其中以时分的方式设定充电周期和非充电周期，所述充电周期是基于所述受电电力对所述二次电池充电的期间，并且 所述状态报告部在所述充电周期和所述非充电周期每一者内都基于所述受电电力而报告所述设备状态。
2.根据权利要求1所述的电子设备，其还包括充电部，所述充电部被构造成基于所述受电电力而对所述二次电池充电， 其中，在所述非充电周期内，所述状态报告部使用基于所述受电电力而存储于所述二次电池中的充电电力的一部分来报告所述设备状态。
3.根据权利要求2所述的电子设备，其中所述状态报告部包括: 点亮部，所述点亮部被构造成根据点亮状态而报告所述设备状态；以及 点亮控制部，所述点亮控制部被构造成使用所述受电电力来控制所述点亮部的点亮状 态。
4.根据权利要求3所述的电子设备，其还包括控制部，所述控制部被构造成在所述电子设备中执行预定控制， 其中在所述充电周期内，所述点亮控制部使用所述受电电力来控制所述点亮状态，并且 在所述非充电周期内，所述控制部使用所述充电电力的一部分来控制所述点亮状态。
5.根据权利要求4所述的电子设备，其中在与所述充电周期重叠的重叠周期内，所述控制部也使用所述充电电力的一部分来控制所述点亮状态，所述重叠周期被设定在处于所述非充电周期之前的周期和处于所述非充电周期之后的周期的至少一者内。
6.根据权利要求2所述的电子设备，其中所述非充电周期是执行与馈电装置之间的预定通信的通信周期，所述馈电装置被构造用来执行电力输送。
7.根据权利要求6所述的电子设备，其中，在所述通信周期内，停止向所述充电部、所述状态报告部和负载各者供给所述受电电力，所述负载位于所述充电部和所述状态报告部的下游。
8.根据权利要求6所述的电子设备，其中所述通信周期被设定成:在由所述充电部对所述二次电池的充电完成之后，所述通信周期仍继续。
9.根据权利要求8所述的电子设备，其中所述通信周期在所述充电完成之后的期间内被设定为比在对所述二次电池进行充电的期间内的频率低的频率。
10.根据权利要求2所述的电子设备，其中所述状态报告部区别地报告作为所述设备状态的下列各状态:由所述充电部执行充电的期间内的状态；和所述充电完成之后的状态。
11.根据权利要求1所述的电子设备，其中在所述非充电周期内，所述状态报告部直接使用在所述非充电周期期间内所接收的所述受电电力的一部分来报告所述设备状态。
12.一种馈电系统，其包括:一个或多个电子设备；以及 馈电装置，所述馈电装置被构造成通过使用磁场或电场来执行向所述一个或多个电子设备的电力输送， 所述一个或多个电子设备分别包括: 受电部，所述受电部被构造成接收从所述馈电装置输送过来的电力； 二次电池，所述二次电池被构造成基于由所述受电部接收的受电电力而被充电；以及 状态报告部，所述状态报告部被构造成向外部报告所述电子设备自身的设备状态， 其中以时分的方式设定充电周期和非充电周期，所述充电周期是基于所述受电电力对所述二次电池充电的期 间，并且 所述状态报告部在所述充电周期和所述非充电周期每一者内都基于所述受电电力而报告所述设备状态。
【文档编号】H02J7/02GK103959594SQ201280057864
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2012年11月15日 优先权日:2011年11月30日
【发明者】秋吉宏一, 浦本洋一 申请人:索尼公司