非接觸式電力接收器和非接觸式電池的製作方法

2023-06-14 06:47:41

技術領域：
本申請涉及一種能夠以非接觸方式接收電力的非接觸式電力接收器和非接觸式電池。
背景技術：
：電子裝置使用電作為能源進行操作。為了使電子裝置運行，需要將作為能源的電力供應到電子裝置。電子裝置可使用自生方式產生電力或者可接收通過外部電源供應的電力。為了使電子裝置接收通過外部電源供應的電力，會需要一種將電力從供電設施傳輸到電子裝置的電源。通過連接器等直接連接到電子裝置的接觸式供電裝置通常用於將電力供應到設置在電子裝置中的可充電電池。可選地，如下面的相關技術文獻中詳述的，可以以非接觸方式將電力供應到設置在電子裝置中的電池。然而，下面的相關技術文獻沒有公開在以非接觸方式將電力施加到電池的情況下在電池的多個電池單體的功率電平之間獲得平衡以及顯著增大電池單體的有效電流的技術。相關技術文獻：(專利文獻1)第10-2013-0054897號韓國專利特許公開技術實現要素：本公開的示例性實施例可提供一種非接觸式電力接收器和一種非接觸式電池，所述非接觸式充電器和所述非接觸式電池能夠控制關於以非接觸方式對多個電池單體中的每個進行的充電。根據本公開的示例性實施例，一種非接觸式電力接收器可包括：多個電力接收線圈，以非接觸方式接收電力；多個整流單元，進行開關以對從所述多個電力接收線圈接收到的電力進行整流；控制單元，控制由所述多個整流單元進行的開關，以控制通過所述多個整流單元整流後的電力的各個電平。根據本公開的另一示例性實施例，一種非接觸式電力接收器可包括：多個電力接收線圈，以非接觸方式接收電力；多個整流單元，進行開關操作，以對從所述多個電力接收線圈接收到的電力進行整流；控制單元，根據所述多個電力接收線圈中的每個與將電力發送到所述多個電力接收線圈的多個電力發送線圈之間的耦合係數，控制由所述多個整流單元進行的開關操作，以控制通過所述多個整流單元整流後的電力的各個電平。根據本公開的另一示例性實施例，一種非接觸式電池可包括：多個電力接收線圈，以非接觸方式接收電力；多個整流單元，進行開關操作以對從所述多個電力接收線圈接收到的電力進行整流；多個穩壓器，將通過所述多個整流單元整流後的電力調節成充電電力；多個電池單體，利用來自所述多個穩壓器的充電電力進行充電；控制單元，控制由所述多個整流單元進行的開關操作，以控制充入所述多個電池單元中的電力的各個電平。附圖說明通過下面結合附圖進行的詳細描述，本公開的上述和其它方面、特點以及優點將會被更清楚地理解，其中：圖1A和圖1B是示出根據本公開的示例性實施例的充電器的應用的示圖；圖2A和圖2B是示意性地示出根據本公開的示例性實施例的充電器和電池的示例的電路圖；圖3A和圖3B是示意性示出根據本公開的示例性實施例的充電器中使用的供電單元的示例的電路圖；圖4A至圖4D是示意性地示出根據本公開的示例性實施例的充電單元的第一示例至第四示例的電路圖；圖5A至圖5C是示出根據本公開的示例性實施例的電池的應用和示例的示圖；圖6A至圖6D、圖7A至圖7D、圖8A和圖8B是示出根據本公開的示 例性實施例的充電操作的示例的示圖；圖9A和圖9B是示出根據本公開的示例性實施例的用於感測耦合係數的方法的示例的流程圖；圖10A和圖10B是示意性地示出根據本公開的示例性實施例的電池與充電器之間的數據通信的示例的電路圖；圖11是示出根據本公開的示例性實施例的控制從充電器發送到電池的電力的示例的電路圖；圖12是示意性地示出根據本公開的示例性實施例的控制從充電器發送到多個電池的電力的示例的電路圖；圖13A至圖13D是示出根據本公開的示例性實施例的電池中的有源整流器的開關控制的示例的視圖。具體實施方式現在將參照附圖詳細地描述本公開的示例性實施例。然而，本公開可以以多種不同的形式實施，並且不應該被解釋為局限於闡述於此的實施例。更確切地說，提供這些實施例以使本公開將是徹底的和完整的，並將本公開的範圍完全傳達給本領域的技術人員。在附圖中，為了清楚起見，可能會誇大元件的形狀和尺寸，並且相同的標號將始終用於指示相同或相似的元件。圖1A和圖1B是示出根據本公開的示例性實施例的充電器的應用的示圖。參照圖1A和圖1B，根據本公開的示例性實施例的充電器A可按照非接觸方式將電力發送到具有包括多個電池單體的電池B的一個或更多個電子裝置(例如，蜂窩電話、平板電腦(PC)、膝上型PC等)。此外，根據示例性實施例的充電器A可按照非接觸方式將電力發送到具有電池B1和B2的多個蜂窩電話、平板PC、膝上型PC等。這裡，非接觸方式可指這樣的方式：在將電力從發送側發送到接收側時，發送側上的導體與接收側上的導體之間不進行直接連接，即，非接觸式方式、無線發送方式等。圖2A和圖2B是示意性地示出根據本公開的示例性實施例的充電器和電池的示例的電路圖。參照圖2A和圖2B，根據本公開的示例性實施例的充電器A可包括以非 接觸方式發送電力的供電單元110。供電單元110可包括提供預設電力的電力轉換單元111以及以非接觸方式從電力轉換單元111發送電力的電力發送線圈CTx1、CTx11、CTx12、……、CTx21和CTx22。充電器A可如圖2A所示包括單個電力發送線圈CTx1，或者為了提高電力發送效率如圖2B所示包括多個電力發送線圈CTx11、CTx12、……、CTx21和CTx22。電力發送線圈CTx11、CTx12、……、CTx21和CTx22的數量可與設置在電力接收側上的電力接收線圈CRx11、CRx12、……、CRx21和CRx22的數量相對應。參照圖2A和圖2B，電池B可包括充電單元120和電池單元130。充電單元120可包括分別與電池單元130的多個電池單體BC11、BC12、BC21和BC22相對應的多個充電單元121-1、121-2、122-1和122-2，多個充電單元121-1、121-2、122-1和122-2可分別包括電力接收線圈CRx11、CRx12、CRx21和CRx22以及充電控制單元L11、L12、L21和L22，以利用電力為相應的電池單體BC11、BC12、BC21和BC22充電。電力接收線圈CRx11、CRx12、CRx21和CRx22可按照非接觸方式從充電器A的電力發送線圈CTx1、CTx11、CTx12、……、CTx21和CTx22接收電力，充電控制單元L11、L12、L21和L22可使用來自電力接收線圈CRx11、CRx12、CRx21和CRx22的電力對電池單體BC11、BC12、BC21和BC22進行充電，並且可控制充到相應的電池單體BC11、BC12、BC21和BC22中的電力的電流值。可根據在電力發送線圈CTx1、CTx11、CTx12、……、CTx21和CTx22與電力接收線圈CRx11、CRx12、CRx21和CRx22之間設置的耦合係數來控制充到相應的電池單體BC11、BC12、BC21和BC22中的電力。電池單元130可包括至少一個電池單體組，在至少一個電池單體組中，多個電池單體彼此串聯連接。將參照圖9A和圖9B詳細地描述電力發送線圈與電力接收線圈之間的耦合係數。同時，在上述的充電器A和電池B被配置為單個充電器的情況下，充電器可用作電力發送裝置A和電力接收裝置B。圖3A和圖3B是示意性地示出根據本公開的示例性實施例的充電器中使用的供電單元的示例的電路圖。供電單元110可包括對電力進行開關的電力轉換單元111和電力發送線 圈CTx1。供電單元110可包括多個電力發送線圈。電力轉換單元111可包括開關單元111b、開關控制單元111a和通信單元111c。開關單元111b可電連接到電力發送線圈CTx1、對輸入電力進行開關並通過電力發送線圈CTx1無線地發送電力。開關控制單元111a可提供用於控制開關單元111b的開關操作的開關控制信號SQ1和SQ2或者SQ1至SQ4。在電力發送線圈設置為多個的情況下，多個開關單元可分別連接到多個電力發送線圈，或者多個電力發送線圈可連接到至少一個開關單元。通信單元111c可從無線充電目標裝置接收充電狀態信息並將充電狀態信息提供給開關控制單元111a，使得開關控制單元111a可控制開關佔空比、接通/斷開時間等，從而執行快速充電功能、保持電池單體之間的電力平衡的功能等。開關單元111b可包括如圖3A所示的至少兩個開關Q1和Q2。例如，開關Q1和Q2可以是場效應電晶體(FET)，但是不限於此。開關Q1、Q2、Q3和Q4可具有如圖3B所示的全橋結構或半橋結構。然而，開關Q1、Q2、Q3和Q4不限於此，可對開關Q1、Q2、Q3和Q4的配置進行各種修改。驅動電力Vcc可被供應到開關Q1和Q2。供應的驅動電力Vcc的電壓電平可固定或改變。圖4A至圖4D是示意性地示出根據本公開的示例性實施例的充電單元的第一示例至第四示例的電路圖。參照圖4A至圖4D，根據本公開的示例性實施例的充電單元可包括電力接收線圈CRx和充電控制單元L。電力接收線圈CRx可從供電單元的相應的電力發送線圈CTx無線地接收電力。充電控制單元L可控制無線地接收到的電力並利用所述電力對相應的電池單體BC進行充電。充電控制單元L可包括整流單元La、穩壓器Lb和控制單元Lc。整流單元La可對從電力接收線圈CRx接收到的電力進行整流，穩壓器Lb可將整流後的電力轉換成適合於充電的電力，以控制相應的電池單體BC的充電。控制單元Lc可檢測發送到電力接收線圈CRx的電力的狀態，並將電力狀態信息無線地發送到供電單元。為此，控制單元Lc可檢測來自電力接收線圈CRx的電力或者從穩壓器Lb提供到電池單體BC的電力的狀態。同時，控制單元Lc可通過電力接收線圈CRx將具有脈衝形式的電力狀態信息無線地發送到電力發送側，控制單元Lc可包括單獨的通信單元Com，以用於按照預設的通信方式將由檢測單元Det檢測到的電力狀態信息通過通信單元Com發送到電力發送側。圖5A至圖5C是示出根據本公開的示例性實施例的電池的示例和應用的示圖。參照圖5A，根據本公開的示例性實施例的電池B可包括例如六個電池單體BC11至BC23。六個電池單體BC11至BC23可包括彼此串聯連接的三個電池單體BC11、BC12和BC13以及彼此串聯連接的三個電池單體BC21、BC22和BC23，三個電池單體BC11、BC12和BC13以及三個電池單體BC21、BC22和BC23分別形成單個電池單體組。兩個電池單體組BC11、BC12和BC13以及BC21、BC22和BC23可被配置為彼此並聯連接。根據本公開的示例性實施例的電池B可被用在蜂窩電話、平板PC、膝上型PC等中，但將省略對其的詳述。此外，如圖5A所示，分別與六個電池單體BC11至BC23相對應的六個電力接收線圈CRx11至CRx23可設置在電池B中，並可從充電器A的一個或更多個電力發送線圈無線地接收電力。例如，充電器A可包括單個電力發送線圈CTx1(如圖5A所示)，或者可包括多個電力發送線圈(如圖5B所示)。例如，如圖5B所示，可設置與六個電力接收線圈CRx11至CRx23相對應的六個電力發送線圈CTx11至CTx23，但是電力發送線圈的數量不限於此。此外，參照圖5C，充電器A可包括多個電力發送線圈CTx1和CTx2，電池B也可包括多個電力接收線圈CRx11和CRx21，例如，六個或更多個電力接收線圈或者少於六個電力接收線圈。圖6A至圖6D、圖7A至圖7D以及圖8A和圖8B是示出根據本公開的示例性實施例的充電操作的示例的示圖。參照圖6A至圖6D，發送到電力接收線圈的電力的電壓VRx1、VRx2和VRx3的電平可能彼此不同。因此，供電單元可根據電力狀態信息不同地將由電力發送線圈發送到相應的電力接收線圈的電力的電壓VRx1、VRx2和VRx3設置成平衡狀態。如圖6A所示，根據來自充電單元的電力狀態信息，供電單元可通過基 於由多個電力接收線圈接收到的電壓VRx1、VRx2和VRx3中的最大電壓VRx2控制由多個電力接收線圈接收到的電量為恆量來保持電力電平的平衡。另外，如圖6D所示，供電單元可通過基於由多個電力接收線圈接收到的電壓VRx1、VRx2和VRx3中的最小電壓VRx2將由多個電力接收線圈接收到的電量控制為恆量來保持電力電平的平衡。為了控制由電力發送線圈發送的電量，可控制相應的開關電路的接通佔空比或斷開佔空比(如圖6B所示)，或者可控制相應的開關電路的開關死區時間(如圖6C所示)。將參照圖7A至圖7D更詳細地描述上述充電操作。參照圖7A，例如，根據本公開的示例性實施例的充電器可包括單個電力發送單元Tx1，電力發送單元Tx1可將電力無線地發送到至少兩個電力接收單元Rx1和Rx2。這裡，電力發送單元Tx1可具有圖3A或圖3B中示出的配置，電力接收單元Rx1和Rx2中的每個可具有圖4A至圖4D中的任何一幅圖中示出的配置。例如，在通過第二電力接收單元Rx2檢測到的電壓VRx2(或電流IRx2)低於通過第一電力接收單元Rx1檢測到的電壓VRx1(或電流IRx1)的情況下，也就是說，在圖7A中的①的情況下，可增大通過電力發送單元Tx1無線地發送的電力的電平，以使通過第二電力接收單元Rx2檢測到的電壓VRx2達到參考電壓VRef。因此，接收由電力發送單元Tx1無線地發送的電力的第一電力接收單元Rx1檢測到的電壓VRx1可能會超過參考電壓VRef，然而，可實現快速充電。這裡，可設置參考電壓VRef，使得在相應的電池單體中流動的電流最大。在圖7A中的②的情況下，可增大由電力發送單元Tx1無線地發送的電力的電平，以使由第一電力接收單元Rx1檢測到的電壓VRx1達到參考電壓VRef。因此，接收由電力發送單元Tx1無線地發送的電力的第二電力接收單元Rx2檢測到的電壓VRx2不會達到參考電壓VRef，然而，可提高電力發送效率。參照圖7B，例如，根據本公開的示例性實施例的充電器可包括單個電力發送單元Tx1，電力發送單元Tx1可將電力無線地發送到至少三個電力接收單元Rx1、Rx2和Rx3。例如，在由第二電力接收單元Rx2檢測到的電壓VRx2(或電流IRx2)高於由第一電力接收單元Rx1檢測到的電壓VRx1(或電流IRx1)且第三電力接收單元Rx3檢測到的電壓VRx3(或電流IRx3)低於第一電力接收單元Rx1檢測到的電壓VRx1(或電流IRx1)的情況下，也就是說，在圖7B中的①的情況下，可增大通過電力發送單元Tx1無線地發送的電力的電平，以使第三電力接收單元Rx3檢測到的最低電壓VRx3達到參考電壓VRef。因此，接收由電力發送單元Tx1無線地發送的電力的第一電力接收單元Rx1檢測到的電壓VRx1以及第二電力接收單元Rx2檢測到的電壓VRx2會超過參考電壓VRef，在這種情況下，可實現快速充電，然而會降低電力發送效率。在圖7B中的②的情況下，可增大由電力發送單元Tx1無線地發送的電力的電平，以使第一電力接收單元Rx1檢測到的中間電壓VRx1達到參考電壓VRef。因此，接收由電力發送單元Tx1無線地發送的電力的第二電力接收單元Rx2檢測到的電壓VRx2會超過參考電壓VRef，接收由電力發送單元Tx1無線地發送的電力的第三電力接收單元Rx3檢測到的電壓VRx3不會達到參考電壓VRef。在圖7B中的③的情況下，可增大由電力發送單元Tx1無線地發送的電力的電平，以使第二電力接收單元Rx2檢測到的最高電壓VRx2達到參考電壓VRef。因此，接收由電力發送單元Tx1無線地發送的電力的第一電力接收單元Rx1檢測到的電壓VRx1以及接收由電力發送單元Tx1無線地發送的電力的第三電力接收單元Rx3檢測到的電壓VRx3不會達到參考電壓VRef，在這種情況下，可提高電力發送效率，然而會降低充電速度。參照圖7C，例如，根據本公開的示例性實施例的充電器可包括至少兩個電力發送單元Tx1和Tx2，電力發送單元Tx1和Tx2可將電力無線地發送到至少兩個電力接收單元Rx1和Rx2。例如，在第二電力接收單元Rx2檢測到的電壓VRx2(或電流IRx2)低於第一電力接收單元Rx1檢測到的電壓VRx1(或電流IRx1)的情況下，也就是說，在圖7C中的①的情況下，可控制由第一電力發送單元Tx1和第二電力發送單元Tx2無線地發送的電力的電平，以使第一電力接收單元Rx1檢測到的電壓VRx1變得與第二電力接收單元Rx2檢測到的電壓VRx2相同。然後，可控制由第一電力發送單元Tx1和第二電力發送單元Tx2無線地發送的電力的電平，以將第一電力接收單元Rx1檢測到的電壓VRx1以及第二電力接收單元 Rx2檢測到的電壓VRx2改變為等於參考電壓VRef。在圖7C中的②的情況下，可控制由第一電力發送單元Tx1和第二電力發送單元Tx2無線地發送的電力的電平，以使第二電力接收單元Rx2檢測到的電壓VRx2變得與第一電力接收單元Rx1檢測到的電壓VRx1相同。然後，可控制由第一電力發送單元Tx1和第二電力發送單元Tx2無線地發送的電力的電平，以使第一電力接收單元Rx1檢測到的電壓VRx1和第二電力接收單元Rx2檢測到的電壓VRx2改變為等於參考電壓VRef。另一方面，在圖7C中的③或④的情況下，可增大第一電力發送單元Tx1和第二電力發送單元Tx2無線地發送的電力的電平，以使第二電力接收單元Rx2檢測到的電壓VRx2達到參考電壓VRef，或者使第一電力接收單元Rx1檢測到的電壓VRx1達到參考電壓VRef。可根據電力發送單元與電力接收單元之間的耦合的程度來控制電力的電平的這一提高，從而保持電池單體之間的平衡和/或利用最大允許電流對電池單體進行快速充電。參照圖7D，例如，根據本公開的示例性實施例的充電器可包括至少兩個電力發送單元Tx1和Tx2，電力發送單元Tx1和Tx2可將電力無線地發送到至少三個電力接收單元Rx1、Rx2和Rx3。在第二電力接收單元Rx2檢測到的電壓VRx2(或電流IRx2)高於第一電力接收單元Rx1檢測到的電壓VRx1(或電流IRx1)且第三電力接收單元Rx3檢測到的電壓VRx3(或電流IRx3)低於第一電力接收單元Rx1檢測到的電壓VRx1(或電流IRx1)的情況下，也就是說，在圖7D中的①的情況下，可控制第一電力發送單元Tx1和第二電力發送單元Tx2無線地發送的電力的電平，以使第一電力接收單元Rx1檢測到的電壓VRx1和第二電力接收單元Rx2檢測到的電壓VRx2變得與第三電力接收單元Rx3檢測到的最低電壓VRx3相同。然後，可控制第一電力發送單元Tx1和第二電力發送單元Tx2無線地發送的電力的電平，以將第一電力接收單元Rx1檢測到的電壓VRx1、第二電力接收單元Rx2檢測到的電壓VRx2以及第三電力接收單元Rx3檢測到的電壓VRx3改變為等於參考電壓VRef。在圖7D中的②的情況下，可控制第一電力發送單元Tx1和第二電力發送單元Tx2無線地發送的電力的電平，以使第一電力接收單元Rx1檢測到的電壓VRx1和第三電力接收單元Rx3檢測到的電壓VRx3變得與第二電力接收單元Rx2檢測到的最高電壓VRx2相同。然後，可控制第一電力發送單元Tx1和 第二電力發送單元Tx2無線地發送的電力的電平，以將第一電力接收單元Rx1檢測到的電壓VRx1、第二電力接收單元Rx2檢測到的電壓VRx2以及第三電力接收單元Rx3檢測到的電壓VRx3改變為等於參考電壓VRef。在圖7D中的③的情況下，可控制第一電力發送單元Tx1和第二電力發送單元Tx2無線地發送的電力的電平，以使第二電力接收單元Rx2檢測到的電壓VRx2和第三電力接收單元Rx3檢測到的電壓VRx3變得與第一電力接收單元Rx1檢測到的中間電壓VRx1相同。然後，可控制第一電力發送單元Tx1和第二電力發送單元Tx2無線地發送的電力的電平，以將第一電力接收單元Rx1檢測到的電壓VRx1、第二電力接收單元Rx2檢測到的電壓VRx2和第三電力接收單元Rx3檢測到的電壓VRx3改變為等於參考電壓VRef。此外，在圖7D中的④的情況下，可增大第一電力發送單元Tx1和第二電力發送單元Tx2無線地發送的電力的電平，以使第二電力接收單元Rx2檢測到的電壓VRx2達到參考電壓VRef，或者在圖7D中的⑤的情況下，可增大第一電力發送單元Tx1和第二電力發送單元Tx2無線地發送的電力的電平，以使第三電力接收單元Rx3檢測到的電壓VRx3達到參考電壓VRef，或者在圖7D中的⑥的情況下，可增大第一電力發送單元Tx1和第二電力發送單元Tx2無線地發送的電力的電平，以使第三電力接收單元Rx1檢測到的電壓VRx1達到參考電壓VRef。可增大第一電力發送單元Tx1和第二電力發送單元Tx2發送的電力的電平，以使耦合到第一電力發送單元Tx1和第二電力發送單元Tx2的電力接收單元檢測到的電壓達到參考電壓VRef。然而，在這種情況下，電力還會被無線地發送到設置在耦合到第一電力發送單元Tx1和第二電力發送單元Tx2的電力接收單元的附近的電力接收單元。同時，參照圖8A和圖8B，在根據本公開的示例性實施例的充電器包括如圖7C和圖7D中示出的至少兩個電力發送單元Tx1和Tx2的情況下，可在電力發送單元Tx1以及Tx2與兩個或更多個電力接收單元Rx1、Rx2以及Rx3之間設置無線耦合關係。例如，從無線地發送電力的相應的電力發送單元接收最大量電力的電力接收單元具有最高的無線電力耦合關係。為此，可根據包括關於電力接收單元Rx1、Rx2和Rx3檢測到的電壓或電流的信息的電力狀態信息來設置相應的電力發送單元與電力接收單元之間的電力耦合關係。例如，如圖8A所示，可順序地接通/斷開兩個電力發送單元Tx1和Tx2，以搜索從相應的電力發送單元接收電量最多的電力接收單元； 或者如圖8B所示，可交替地改變通過電力發送單元Tx1和Tx2無線地發送的電量，以搜索從相應的電力發送單元接收到的電力的電平具有最大改變量的電力接收單元。圖9A和圖9B是示出根據本公開的示例性實施例的用於感測耦合係數的方法的示例的流程圖。首先，參照圖9A，在按照預設周期感測耦合係數的感測時間(S11)內，可檢測通過電力發送單元的電力發送線圈發送的電力的電壓電平或電流電平以及施加到電力接收單元的電力接收線圈或電池單體的電力的電壓電平或電流電平(S21)，可計算電力發送側與電力接收側之間的耦合係數(S31)。可將計算的耦合係數傳輸到控制由電力發送單元發送的電力的控制電路(S41)。參照圖9B，在充電狀態改變的情況下(S12)，可檢測電力發送單元的電力發送線圈發送的電力的電壓電平或電流電平以及施加到電力接收單元的電力接收線圈或電池單體的電力的電壓電平或電流電平(S22)，可計算電力發送側與電力接收側之間的耦合係數(S32)。可將計算的耦合係數傳輸到控制電力發送單元發送的電力的控制電路(S42)。這裡，充電狀態可隨著新的充電狀況(諸如充電器或電池的位置改變或者除了使用來自充電器的電力進行充電的電池之外還引入了另外的電池)而改變。用於檢測上述的充電狀況的方法的示例可包括檢測以下情況：施加到電力接收單元的電力接收線圈或電池單體的電力的電壓電平或電流電平改變為等於參考電平或更高。可通過順序地接通/斷開電力發送單元Tx1和Tx2以搜索從相應的電力發送單元接收最大量的電力的電力接收單元(如圖8A所示)，來計算以上描述的充電器與電池之間的耦合係數；或者交替地改變由電力發送單元Tx1和Tx2無線地發送的電量來搜索從相應的電力發送單元接收到的電力的電平具有最大改變量的電力接收單元(如圖8B所示)，來計算以上描述的充電器與電池之間的耦合係數。首先，可通過下面的等式1表示施加到電池的電力接收單元的電力接收線圈或電池單體的電力的電壓電平與由充電器的電力發送單元的電力發送線圈發送的電力的電壓電平之間的關係：VRx1VRx2=C11C12C21C22VTx1VTx2]]>......等式1這裡，VRx1和VRx2分別表示施加到電力接收單元Rx1和Rx2的電力接收線圈或電池單體的電力的電壓電平，VTx1和VTx2分別表示施加到電力發送單元Tx1和Tx2的電力發送線圈的電力的電壓電平，C11、C12、C21和C22表示充電器與電池之間(即，電力接收單元Rx1和Rx2與電力發送單元Tx1和Tx2之間)的耦合係數。這裡，通過示例的方式使用兩個電力發送線圈和兩個電力接收線圈，但線圈的數量不限於此。同時，即使在電力發送線圈和電力接收線圈的數量是三個或更多個的情況下，也可按照同樣的方式來表示施加到電池的電力接收單元的電力接收線圈或電池單體的電力的電壓電平與由充電器的電力發送單元的電力發送線圈發送的電力的電壓電平之間的關係。另外，Cij表示VRxi與VTxj之間的耦合係數。在通過如圖8A所示的順序地接通/斷開電力發送單元Tx1和Tx2以搜索從相應的電力發送單元接收最大量電力的電力接收單元，來計算以上描述的充電器與電池之間的耦合係數的情況下，例如，當斷開施加到電力發送單元Tx2的電力時，可獲得下面的式等2：VRx1VRx2=C11C12C21C22VTx10=C11VTx1C21VTx1]]>......等式2參照等式2，可通過下面的等式3計算耦合係數C11和C21：C11C21=VRx1VTx1VRx2VTx1]]>......等式3接下來，當斷開施加到電力發送單元Tx1的電力時，可通過下面的等式4計算耦合係數C12和C22：C12C22=VRx1VTx2VRx2VTx2]]>......等式4同時，在通過如圖8B所示的交替地改變由電力發送單元Tx1和Tx2無線地發送的電量以搜索從相應的電力發送單元接收的電力的電平具有最大改變量的電力接收單元，來計算所述耦合係數的情況下，可通過下面的等式5 來表示施加到電池的電力接收單元的電力接收線圈或電池單體的電力的電壓電平的變化量與通過充電器的電力發送單元的電力發送線圈發送的電力的電壓電平的變化量之間的關係：ΔVRx1ΔVRx2=C11C12C21C22ΔVTx1ΔVTx2]]>......等式5這裡，△VRx1和△VRx2分別表示施加到電力接收單元Rx1和Rx2的電力接收線圈或電池單體的電力的電壓電平的變化量，△VTx1和△VTx2分別表示施加到電力發送單元Tx1和Tx2的電力發送線圈的電力的電壓電平的變化量，C11、C12、C21和C22表示充電器與電池之間(即，電力接收單元Rx1和Rx2與電力發送單元Tx1和Tx2之間)的耦合係數。首先，當使電力發送單元Tx2的輸出電壓固定(△VTx2＝0)並且使電力發送單元Tx1的輸出電壓改變預定大小時，發送到電力接收單元Rx1和Rx2的電力的電壓電平可根據電力接收單元Rx1和Rx2與電力發送單元Tx1之間的耦合的程度而改變，可通過下面的等式6表示這種關係：ΔVRx1ΔVRx2=C11C12C21C22ΔVTx10=C11ΔVTx1C21ΔVTx1]]>......等式6參照等式6，可通過下面的等式7來計算耦合係數C11和C21：C11C21=ΔVRx1ΔVTx1ΔVRx2ΔVTx1]]>......等式7接下來，當使電力發送單元Tx1的輸出電壓固定(△VTx1＝0)並且使電力發送單元Tx2的輸出電壓改變預定大小時，可通過下面的等式8計算耦合係數C12和C22：C12C22=ΔVRx1ΔVTx2ΔVRx2ΔVTx2]]>......等式8雖然通過示例的方式基於施加到電力接收線圈或電池單體的電力的電壓電平以及施加到電力發送線圈的電力的電壓電平來計算耦合係數，但是可通過使用施加到電力接收線圈或電池單元的電力的電流電平以及施加到電力發送線圈的電力的電流電平來計算所述耦合係數。圖10A和圖10B是示意性地示出根據本公開的示例性實施例的充電器與 電池之間的數據通信的電路圖。參照圖10A，充電器A的電力發送單元Tx1和Tx2可包括電力發送線圈CTx1和CTx2以及開關單元111b1和111b2。開關單元111b1和111b2可分別將電力傳輸到電力發送線圈CTx1和CTx2，以計算如上所述的電力發送側與電力接收側之間的耦合係數。開關單元111b1和111b2的開關Q11、Q21、Q12和Q22可根據來自開關控制單元111a的開關控制信號SQ11、SQ21、SQ12和SQ22對驅動電力VDC1和VDC2進行開關，以按照非接觸方式通過相應的電力發送線圈CTx1和CTx2將電力發送到電力接收側。開關控制單元111a可根據通信單元111c傳輸的電池B的信息來控制開關單元111b1和111b2的電力開關。例如，開關控制單元111a可控制開關Q11、Q21、Q12和Q22的各自的開關佔空比或接通-斷開死區時間來調節通過電力發送線圈CTx1和CTx2輸出的電力的電壓電平VTx1和VTx2，或者可控制驅動電力VDC1和VDC2的電壓電平來調節通過電力發送線圈CTx1和CTx2輸出的電力的電壓電平VTx1和VTx2，或者可控制開關頻率來調節通過電力發送線圈CTx1和CTx2發送電力的頻率fTx1和fTx2。可基於電力發送側與電力接收側之間的耦合係數來執行上述調節操作或控制操作。由於充電器A的充電持續地需要關於電池B的位置、充電狀態、操作狀態、充電功率等的信息，因此可通過充電器A的通信單元111c與電池B的通信單元Com之間的雙向通信來傳輸信息。另外，可通過電池B的通信單元Com將關於充電器A的電力發送線圈CTx1和CTx2的位置、電力發送狀態、電力開關操作、充電電力等的信息傳輸到電池B。另外，可通過通信單元111c將通過電力接收線圈CRx1、CRx2、CRx3、CRx4、CRx5和CRx6接收的電力的電壓電平或電流電平或者施加到電池單體的電力的電壓電平或電流電平傳輸到充電器A，可通過通信單元Com將施加到電力發送線圈CTx1和CTx2的電力的電壓電平或電流電平傳輸到電池B。另外，在於電池B中計算充電器A的電力發送線圈CTx1和CTx2與電池B的電力接收線圈CRx1、CRx2、CRx3、CRx4、CRx5和CRx6之間的耦合係數的情況下，可通過通信單元將計算的耦合係數傳輸到充電器A。可通過使用各種通信方式(諸如藍牙、Zigbee、Wi-Fi、近場通信(NFC)等)和各種通信頻率來執行上述雙向通信。參照圖10B，可按照非接觸方式在充電器A的電力發送線圈CTx與電池B的電力接收線圈CRx之間發送電力和傳輸信息。充電器A的供電單元110可包括電力單元111e、開關單元111b、檢測單元111d和控制單元111a。電力單元111e可將交流(AC)電轉換成直流(DC)電。開關單元111b可根據控制單元111a的控制對來自電力單元111e的DC電進行開關，以通過電力發送線圈CTx發送DC電。檢測單元111d可檢測電力發送線圈CTx的電力狀態。控制單元111a可根據檢測單元111d檢測到的信息來控制開關單元111b的開關。電池B可包括整流單元La、穩壓器Lb和控制單元Lc。整流單元La可對來自電力接收線圈CRx的電力進行整流。穩壓器Lb可將整流後的電力調節為適合於對電池單體Bc進行充電的充電電力。控制單元Lc可控制穩壓器Lb的操作。發送到電力接收線圈CRx的電力可根據穩壓器Lb的操作而進行改變，電力接收線圈CRx的電力電平變化可通過電力接收線圈CRx與電力發送線圈CTx之間的磁耦合來影響電力發送線圈CTx，檢測單元111d可檢測電力接收線圈CRx的電力電平變化，並將檢測到的信息傳輸給控制單元111a，控制單元111a可根據檢測到的信息控制開關單元111b的開關操作。可根據上述的電力電平變化而在電池B與充電器A之間執行通信。另外，可使用按照這種方式的通信發送並接收關於由電池B的電力接收線圈接收到的電力的電壓電平或電流電平的信息、關於施加到電池B的電池單體的電力的電壓電平或電流電平的信息、關於電池B的位置、充電狀態、操作狀態和充電電力的信息、關於施加到充電器A的電力發送線圈的電力的電壓電平或電流電平的信息以及關於充電器A的電力發送線圈的位置、電力發送狀態、電力開關操作、充電電力等的信息。這裡，在使用多個電力發送線圈和多個電力接收線圈的情況下，可按照時分方案來發送和接收信息。可基於發送的信息和接收的信息來計算充電器A的電力發送線圈與電池B的電力接收線圈之間的耦合係數。換言之，充電器A可基於發送的信息和接收的信息計算耦合係數，或者電池B可基於發送的信息和接收的信息計算耦合係數，然後根據上述的電力電平變化通過電池B與充電器A之間的通信將計算的耦合係數發送到充電器A。可基於充電器A的電力發送線圈與電池B的電力接收線圈之間的耦合係數來控制充電器A的開關單元111b的開關操作。圖11是示意性地示出根據本公開的示例性實施例的控制從充電器發送到電池的電力的示例的電路圖。參照圖11，充電器A的電力發送單元Tx1和Tx2可包括電力發送線圈CTx1和CTx2以及開關單元111b1和111b2。開關單元111b1和111b2可分別將電力傳輸給電力發送線圈CTx1和CTx2，以計算如上所述的電力發送側與電力接收側之間的耦合係數。開關單元111b1和111b2的開關Q11、Q21、Q12和Q22可根據來自開關控制單元111a的開關控制信號SQ11、SQ21、SQ12和SQ22對驅動電力VDC1和VDC2進行開關，從而通過相應的電力發送線圈CTx1和CTx2以非接觸方式將電力發送到電力接收側。開關控制單元111a可根據由通信單元111c傳輸的電池B的信息來控制開關單元111b1和111b2的電力開關。例如，開關控制單元111a可控制開關Q11、Q21、Q12和Q22的相應的開關佔空比或接通-斷開死區時間，來調節通過電力發送線圈CTx1和CTx2輸出的電力的電壓電平VTx1和VTx2，或者可控制驅動電力VDC1和VDC2的電壓電平，來調節通過電力發送線圈CTx1和CTx2輸出的電力的電壓電平VTx1和VTx2，或者可控制開關頻率，來調節通過電力發送線圈CTx1和CTx2發送的電力的頻率fTx1和fTx2。可基於電力發送側與電力接收側之間的耦合係數執行上述調節操作或控制操作。作為示例，在第一電力發送線圈CTx1與第一電力接收線圈CRx1之間的耦合係數低的情況下，第一電力發送單元Tx1可控制開關單元111b1的開關Q11和Q21的各自的開關頻率，以控制通過電力發送線圈CTx1發送的電力的頻率fTx1，從而有效地控制傳輸到第一電力接收線圈CRx1的電力。作為另一示例，在第二電力發送線圈CTx2與第二電力接收線圈CRx2之間的耦合係數高的情況下，第二電力發送單元Tx2可控制開關單元111b2的開關Q12和Q22的各自的開關佔空比或接通-斷開死區時間以調節通過電力發送線圈CTx2輸出的電力的電壓電平VTx2，或者可控制驅動電力VDC2的電壓電平以調節通過電力發送線圈CTx2輸出的電力的電壓電平VTx2，從而控制傳輸到第二電力接收線圈CRx2的電力。由於充電器A的充電持續地需要關於電池B的位置、充電狀態、操作狀態、充電電力等的信息，因此可通過充電器A的通信單元111c與電池B的通信單元Com之間的雙向通信傳輸信息。另外，可通過電池B的通信單元Com將關於充電器A的電力發送線圈CTx1和CTx2的位置、電力發送狀態、電力開關操作、充電電力等的信息傳輸到電池B。圖12是示意性地示出根據本公開的示例性實施例的控制從充電器發送到多個電池的電力的示例的電路圖。參照圖12，根據本公開的示例性實施例的充電器A可按照非接觸方式將電力發送到多個電池B1和B2。多個電池B1和B2中的每一個可包括至少一個電力接收線圈。例如，每個電池可包括六個電力接收線圈CRx1、CRx2、CRx3、CRx4、CRx5和CRx6。與圖11中示出的實施例相似，充電器A的電力發送單元Tx1和Tx2可包括電力發送線圈CTx1和CTx2以及開關單元111b1和111b2。開關單元111b1和111b2可分別將電力傳輸給電力發送線圈CTx1和CTx2，以計算電力發送側與電力接收側之間的耦合係數。開關單元111b1和111b2的開關Q11、Q21、Q12和Q22可根據來自開關控制單元111a的開關控制信號SQ11、SQ21、SQ12和SQ22對驅動電力VDC1和VDC2進行開關，以通過相應的電力發送線圈CTx1和CTx2按照非接觸方式將電力發送到電力接收側。開關控制單元111a可根據由通信單元111c傳輸的電池B的信息控制開關單元111b1和111b2的電力開關。例如，開關控制單元111a可控制開關Q11、Q21、Q12和Q22的各自的開關佔空比或接通-斷開死區時間，以調節通過電力發送線圈CTx1和CTx2輸出的電力的電壓電平VTx1和VTx2，或者可控制驅動電力VDC1和VDC2的電壓電平，以調節通過電力發送線圈CTx1和CTx2輸出的電力的電壓電平VTx1和VTx2，或者可控制開關頻率，以調節通過電力發送線圈CTx1和CTx2發送電力的頻率fTx1和fTx2。可基於電力發送側與電力接收側之間的耦合係數執行上述調節操作或控制操作。作為示例，在第一電力發送線圈CTx1與第一電池B1的第一電力接收線圈CRx1之間的耦合係數低的情況下，第一電力發送單元Tx1可控制開關單元111b1的開關Q11和Q21的各自的開關頻率，以控制通過電力發送線圈CTx1 發送電力的頻率fTx1，從而有效地控制傳輸到第一電池B1的第一電力接收線圈CRx1的電力。作為另一示例，在第二電力發送線圈CTx2與第二電池B2的第二電力接收線圈CRx2之間的耦合係數高的情況下，第二電力發送單元Tx2可控制開關單元111b2的開關Q12和Q22的各自的開關佔空比或接通-斷開死區時間來調節通過電力發送線圈CTx2輸出的電力的電壓電平VTx2，或者可控制驅動電力VDC2的電壓電平來調節通過電力發送線圈CTx2輸出的電力的電壓電平VTx2，從而控制傳輸到第二電池B2的電力接收線圈CRx2的電力。另外，可控制第一電力發送單元Tx1和第二電力發送單元Tx2中的每一個，以根據無線充電聯盟(WPC，WirelessPowerConsortium)標準按照第一頻率(例如，100kHz至300kHz的頻率)將電力發送到第一電池B1，並且根據無線充電聯盟(A4WP，AllianceforWirelessPower)標準按照相對高的第二頻率(例如，6.78MHz的頻率)將電力發送到第二電池B2。另外，可按照WPC標準的頻率將電力發送到第一電池B1的第一電力接收線圈CRx1，並可按照A4WP標準的頻率將電力發送到第一電池B1的第二電力接收線圈。由於充電器A的充電持續地需要關於電池B1和B2的位置、充電狀態、操作狀態、充電電力等的信息，因此可通過充電器A與電池B1和B2之間的雙向通信傳輸信息。另外，可將關於充電器A的電力發送線圈CTx1和CTx2的位置、電力發送狀態、電力開關操作、充電電力等的信息傳輸到電池B1和B2。圖13A至圖13D是示出根據本公開的示例性實施例的電池中的有源整流器的開關控制的示例的示圖。參照圖13A，根據本公開的示例性實施例的電池B可通過電力接收線圈CRx接收以非接觸方式發送的電力。這裡，接收到的電力的電壓和電流會具有相位差，從而會使電力效率變差。根據本示例性實施例的電池B可包括有源整流單元La。例如，整流單元La可包括以全橋結構彼此連接的四個開關S1、S2、S3和S4。控制單元Lc可提供柵極信號SS1、SS2、SS3和SS4，以按照脈衝寬度調製(PWM)方式控制整流單元La的開關操作。例如，如圖13B所示，控制單元Lc可將具有比以非接觸方式發送的電力的發送頻率高的頻率的載波信號與電力接收線圈CRx的輸出電流進行比較，以提供第一開關S1和第二開關S2的柵極信號。在這種情況下，如圖13C所示，可在以非接觸方式發送電力的半周期期間接通第三開關S3和第四開關S4中的一個。例如，可在以非接觸方式發送電力的正的半周期期間接通第四開關S4，可在以非接觸方式發送電力的負的半周期期間接通第三開關S3。參照圖13D，可使用滯環(hysteresisband)(指電力接收線圈CRx的輸出電流的上限與下限之間的間隔)控制用於控制電力接收線圈CRx的輸出電流所需的參考信號。當上述滯環的寬度減小時，可減小電力接收線圈CRx的輸出電流的紋波，從而可精確地控制電力接收線圈CRx的輸出電流，同時會增大整流單元La的開關S1、S2、S3和S4的開關頻率，因此會增大電力損耗。如上所述，根據本公開的示例性實施例，在利用電力對電池單體進行充電時，可針對每個電池單體根據電力發送線圈與電力接收線圈之間的耦合係數而調節所發送的電量，從而保持電池單體之間的電力電平的平衡或者使用最大允許電流對電池單體進行快速充電。雖然以上已經示出並描述了示例性實施例，但是對於本領域技術人員將明顯的是，在不脫離由權利要求限定的本發明的範圍的情況下，可做出修改和變型。當前第1頁1&nbsp2&nbsp3&nbsp