无接触可充电电池和充电设备、电池充电组，及其充电控制方法技术

一种无接触可充电电池，包括初级线圈，所述初级线圈通过间歇性施加高频交流电流产生磁场；以及另一种无接触可充电电池，包括次级线圈，所述次级线圈通过被磁场穿过而间歇性感生高频交流电流。在次级线圈中感生的高频交流电流被整流为直流电流，并通过恒定电压／恒定电流元件施加于蓄电池单元。电池的微处理器监控在所述元件两端的电压，并当所述次级线圈中不感生高频交流电流时无线发送监控结果至充电设备。充电器的微处理器根据监控结果调节施加于初级线圈的高频交流电流的电力，以改变发送到电池的充电电力。通过重复调节充电电力，可快速解决过电压状态。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及利用电磁感应现象的无接触可充电电池和充电设备，及其充 电控制方法；更具体地，涉及这样一种无接触可充电电池，尽管当对电池充 电时在供应恒定电压或恒定电流的电路部分两端施加有过电压，其也能够通 过无线反馈控制来解决过电压状态，以及涉及对这种电池充电的无接触充电 设备、包括上述元件的电池充电组、及其充电控制方法。
技术介绍
例如蜂窝电话和笔记本型计算机的个人便携式设备通过可充电电池供 电。如果电池的电压低于预定水平，则个人便携式设备的用户使用充电设备 对电池充电，然后再次使用便携式设备。一般个人便携式设备的电池具有露出的接触端，从而能够将其电连接至 为充电设备准备的充电端。当对电池充电时，充电设备的充电端与电池的接 触端彼此连接，并使得它们保持电连接的状态。然而，由于充电端和接触端为了相互连接而露出，所以它们容易被杂质 污染，并在充电端和接触端连接时由于两端之间的摩擦也使得它们容易被磨 损。此外，在现有技术中充电端和接触端容易由于湿气而腐蚀，使得充电端 和接触端之间的连接状态变差。并且，如果湿气在电池使用时通过接触端的 微小缝隙进入到电池中，则电池会由于其内部电路的短路而被完全放电，这 将导致重大问题。为了解决这些问题，近来提出了一种无接触充电技术，这种技术能够通 过电磁感应现象在个人便携式设备的电池与充电器以无线方式耦接时对电 池进行充电。目前，这种无接触充电技术被广泛用于日常用品中，例如电动 牙刷和电动剃须刀。图1是示出采用传统无接触充电方法的电池和充电器的示意图。 参照图1，充电器IO包括高频电力驱动装置30，用于从通用交流电源20接收电能以输出高频交流电流；和初级线圈40，从高频电力驱动装置 30向其提供高频交流电流，以形成磁场M。此外，电池50包括用电能进行充电的蓄电池单元60;次级线圈70， 其根据被在初级线圈40中产生的磁场M穿过而感生高频交流电流；整流器 80，用于将次级线圈70中感生的高频交流电流转换成直流电流；和恒定电 压/恒定电流供应器90，用于向蓄电池单元60施加整流器80中所整流的交 流电流。这里，恒定电压/恒定电流供应器90是广泛用于电池充电设备中的公知 电路元件。恒定电压/恒定电流供应器90扮演的角色是在初始充电阶段向蓄 电池单元60恒定地供应电流，然后如果蓄电池单元60的充电电压慢慢增加 并超过某一标准水平，则降低电流供应但保持电压恒定。根据采用现有技术中无接触充电方法的充电器10和电池50，感生于次 级线圈70的高频交流电流的强度与穿过次级线圈70的磁通量的强度成比 例。此外，穿过次级线圈70的磁通量的强度根据与初级线圈40的相对位置 而改变。也就是说，如果次级线圈70的位置靠近充电器10的初级线圈40， 则穿过次级线圈70的磁通量的强度增加，从而导致由次级线圈70感生的高 频交流电流的强度也增加。同时，根据由次级线圈70感生的高频交流电流的强度来定义恒定电压/ 恒定电流供应器90的标准，该标准是配置于无接触可充电电池50的充电电 路模块的必要元素。然而，如上所述，由次级线圈70感生的交流电流强度 根据初级线圈40和次级线圈70之间的相对位置而改变。因此，如果使用小的高频交流电流来定义恒定电压/恒定电流供应器90 的标准，如果电池50处于感生大的高频交流电流的位置，则在对电池10充 电时可能会在恒定电压/恒定电流供应器90两端施加超过标准的过电压，从 而可能对某些部分造成损害。考虑到以上情况，采用现有技术中无接触充电方法的充电器10和电池 50通常采用这样的结构，即能够将两者之间的位置相对固定在定义恒定电压 /恒定电流供应器90的标准的位置。图2是示出采用传统无接触充电方法的电动牙刷100的耦接状态的透视图。参照图2，电动牙刷100包括牙刷体110，具有安装在其底端的电池 115;和充电器120，用于以无接触方法对电池115充电。在牙刷体110的底 端制备主凹槽130和辅凹槽140，并以与主沟槽130和辅沟槽140匹配的形 状在充电器120的顶部分别制备主凸部150和辅凸部160。通过匹配凹槽130、 140与凸部150、 160使得牙刷体IIO和充电器120 彼此紧密固定，从而使得充电器120和配置在牙刷体IIO上的电池150的相 对位置紧密固定。在牙刷体IIO和充电器120紧密耦接的假设下定义配置于电池115的恒 定电压/恒定电流供应器170的标准。因此，不会在恒定电压/恒定电流供应 器170两端施加超过标准的过电压，从而防止恒定电压/恒定电流供应器170 由于不期望的过电压被损坏。然而，如上所述，电池115和充电器120的相对位置被严格限制，所以 给用户带来了不便。也就是说，每当对配置于牙刷体110的电池115充电时， 用户需要重复努力将牙刷体110固定在以充电器120为基础的固定位置上。 因此，为了给用户带来最大的方便，需要一种新的替代技术，其能克服对电 池115和充电器120的相对位置的限制。
技术实现思路
技术问题考虑到上述问题设计出本专利技术，因此本专利技术的目的在于提供一种无接触 可充电电池、充电设备、以及包括上述组件的电池充电组，其能够防止内部 电池电路的任何损害，并解决在以无接触充电方法对电池充电时对可充电电 池和充电设备之间相对位置的限制。本专利技术的另一目的在于提供一种电池充电控制方法，其能够防止内部电 池电路的任何损害，并解决在采用无接触充电方法时对可充电电池和充电设 备之间相对位置的限制。技术方案为了实现上述目的，本专利技术提供了一种无接触可充电电池，包括充电电 路模块，用于通过电磁感应现象从外部无接触充电设备接收充电电力，并随 后向蓄电池单元充入电能。具体地，所述充电电路模块包括高频交流电流感生单元，其通过从外 部无接触充电设备产生的磁场感生高频交流电流；整流器，其接收所感生的 高频交流电流，并将所述感生的高频交流电流转换为直流电流；恒定电压/ 恒定电流供应器，其从所述整流器接收所述直流电流，并以恒定电压/恒定电 流模式向所述蓄电池单元供应充电电力；以及过电压监控单元，其监控在所 述恒定电压/恒定电流供应器两端的电压，并通过无线通信向所述外部无接触 充电设备发送监控结果，从而感生所述磁场的强度的改变。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种无接触充电设备，通过电磁感应 现象向无接触可充电电池发送充电电力。为此，所述充电设备包括磁场产 生单元，其接收交流电流并在外部空间形成磁场；高频电力驱动单元，其向 所述磁场产生单元施加高频交流电流；以及充电电力调节单元，其通过无线 通信从所述无接触可充电电池接收所述监控结果，并控制所述高频电力驱动 单元调节施加于所述磁场产生单元的高频交流电流的电力，从而调节向所述 电池发送的充电电力。优选地，所述高频电力驱动单元间歇性向所述磁场产生单元施加高频交 流电流。此外，在不通过所述磁场产生单元产生磁场时，所述电池的过电压 监控单元无线发送所述监控结果至所述充电电力调节单元。优选地，所述监控结果是充电电力调节请求信号、在所述恒定电压/恒定 电流供应器两端的电压差、两端的电压值、或用以表示所述两端的电压处于 过电压状态的编码。优选地，所述高频交流电流感生单元是一线圈，其中自所述外部无接触 充电设备产生的磁场的磁通量通过该本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无接触可充电电池，包含向蓄电池单元充入电能的充电电路；所述无接触可充电电池包括：　　　　高频交流电流感生单元，其通过从外部无接触充电设备产生的磁场感生高频交流电流；　　　　整流器，其接收所感生的高频交流电流，并将所述感生的高频交流电流转换为直流电流；　　　　恒定电压／恒定电流供应器，其从所述整流器接收所述直流电流，并以恒定电压／恒定电流模式向所述蓄电池单元供应充电电力；以及　　　　过电压监控单元，其监控在所述恒定电压／恒定电流供应器两端的电压，并通过无线通信向所述外部无接触充电设备发送监控结果，从而感生所述磁场的强度的改变。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】KR 2005-7-29 10-2005-0069871;KR 2006-4-28 10-2006-1. 一种无接触可充电电池，包含向蓄电池单元充入电能的充电电路；所述无接触可充电电池包括高频交流电流感生单元，其通过从外部无接触充电设备产生的磁场感生高频交流电流；整流器，其接收所感生的高频交流电流，并将所述感生的高频交流电流转换为直流电流；恒定电压/恒定电流供应器，其从所述整流器接收所述直流电流，并以恒定电压/恒定电流模式向所述蓄电池单元供应充电电力；以及过电压监控单元，其监控在所述恒定电压/恒定电流供应器两端的电压，并通过无线通信向所述外部无接触充电设备发送监控结果，从而感生所述磁场的强度的改变。2. 如权利要求1所述的无接触可充电电池，其中所述高频交流电流感 生单元是一线圈，其中自所述外部无接触充电设备产生的磁场的磁通量穿过 该线圈。3. 如权利要求1所述的无接触可充电电池，其中所述过电压监控单元 包括无线发送单元，其通过天线无线传播所述监控结果； 第一和第二电压检测器，其分别检测在所述恒定电压/恒定电流供应器前 端和后端的电压；电压比较器，其比较通过所述第一和第二电压检测器检测到的第一和第 二电压，并输出电压比较结果；以及微处理器，其根据所述电压比较结果向所述无线发送单元输出监控结果。4. 如权利要求1所述的无接触可充电电池，其中由所述无接触充电设 备产生的磁场是间歇性产生的；其中所述过电压监控单元还包括充电暂停检测单元，用于接收从所述高 频交流电流感生单元输出的高频交流电流，以检测所述高频交流电流的感生 结束的时间点，并随后将所述结束时间点输出至所述微处理器；以及其中在输入所述结束时间点之后不感生高频交流电流时，通过无线通信 向所述外部无接触充电设备发送所述监控结果。5. 如权利要求1至4任一所述的无接触可充电电池，其中所述监控结果是充电电力调节请求信号。6. 如权利要求1至4任一所述的无接触可充电电池，其中所述监控结 果是在所述恒定电压/恒定电流供应器两端的电压差、两端的电压值、或用以 表示所述两端的电压处于过电压状态的编码。7. —种无接触充电电路模块，电连接至蓄电池单元并以无接触方法向 所述蓄电池充入电能；所述无接触充电电路模块包括-高频交流电流感生单元，其通过从外部无接触充电设备产生的磁场感生 高频交流电流；整流器，其接收所感生的高频交流电流，并将所述感生的高频交流电流 转换为直流电流；恒定电压/恒定电流供应器，其从所述整流器接收所述直流电流，并以恒 定电压/恒定电流模式向所述蓄电池供应充电电力；以及过电压监控单元，其监控在所述恒定电压/恒定电流供应器两端的电压， 并通过无线通信向所述外部无接触充电设备发送监控结果，从而感生所述磁 场的强度的改变。8. 如权利要求7所述的无接触充电电路模块，其中所述高频交流电流 感生单元是一线圈，其中自所述外部无接触充电设备产生的磁场的磁通量穿 过该线圈。9. 如权利要求7所述的无接触充电电路模块，其中所述过电压监控单 元包括无线发送单元，其通过天线无线传播所述监控结果； 第一和第二电压检测器，其分别检测在所述恒定电压/恒定电流供应器前 端和后端的电压；电压比较器，其比较通过所述第一和第二电压检测器检测到的第一和第 二电压，并输出电压比较结果；以及微处理器，其根据所述电压比较结果向所述无线发送单元输出监控结果。10. 如权利要求7所述的无接触充电电路模块，其中由所述无接触充电 设备产生的磁场是间歇性产生的；其中所述过电压监控单元还包括充电暂停检测单元，用于接收从所述高 频交流电流感生单元输出的高频交流电流，以检测所述高频交流电流的感生 结束的时间点，并随后将所述结束时间点输出至所述微处理器；以及其中在输入所述结束时间点之后不感生高频交流电流时，通过无线通信 向所述外部无接触充电设备发送所述监控结果。11. 如权利要求7至10任一所述的无接触充电电路模块，其中所述监 控结果是充电电力调节请求信号。12. 如权利要求7至10任一所述的无接触充电电路模块，其中所述监 控结果是在所述恒定电压/恒定电流供应器前端和后端的电压差、所述前端和 后端的电压值、或用以表示两端的电压处于过电压状态的编码。13. —种无接触充电设备，通过电磁感应现象向无接触可充电电池发送 充电电力；所述无接触可充电电池具有能够以恒定电压/恒定电流模式充电的 恒定电压/恒定电流供应器，并无线发送在所述恒定电压/恒定电流供...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴东荣，文盛煜，崔星旭，权光熙，韩燮，金政范，
申请(专利权)人：LS电线有限公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]