CN101345438A - 无线供电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的无线供电装置，包括：一能量发送单元，包括一开关驱动电路以及一发送端感应元件，用以将电能转换为一电磁波，并将该电磁波发送出去；以及一能量接收单元，包括一接收端感应元件以及一修整转换模块，用以接收该电磁波并转换为交流电压电流波，再经该修整转换模块转换成为电压值正确的电压源。本发明提供的无线供电装置能量发送单元能够将电能转换为一电磁波，能量接收单元接收该电磁波并将其转换成电压值正确的电压源，能量发送单元与能量接收单元以无线的方式进行连接，该无线供电装置以电磁波的形式发送能量，能够大大提高非接触式电源的能量转换效率。

Description

无线供电装置
技术领域
本发明涉及一种电源装置，特别是一种无线供电装置。
背景技术
通常电子装置从电源获取电能，均需要通过导电体之间直接接触来获取电能，现有的电源主要有通过电源变压器输出的交流电源和通过电池或蓄电池输出的直流电源，而电子装置在需要使用电源时，如使用交流电，需要有一条电源线与电源变压器相连，由于电源线的限制，在电子装置处于移动状态时极为不便。如果采用电池供电的形式，在电池中的能量耗尽时则电子装置因而不能工作。采用充电器对电池进行充电也是要花费不少的充电时间，对电子装置的使用上会带来不便。
针对以上问题，市面上有推出一种非接触式电源，该非接触感应式电源供应装置均需一振荡器单元持续工作并输出至驱动器单元来驱动电感及电容之LC谐振电路。然而该非接触式电源中振荡器的频率和电感及电容的谐振频率值会因电路元件的量产而导致参数的多数不同，造成在非电感及电容的谐振频率上工作而降低转换效率，因此须付出更多的电力成本，进而花费较高的成本。
发明内容
为解决现今使用的非接触式电源转换效率低的问题，本发明提供一种无线供电装置，以提高电源转换率。
为了达到以上目的，本发明提供的无线供电装置，包括：一能量发送单元，包括一开关驱动电路以及一发送端感应元件，用以将电能转换为一电磁波，并将该电磁波发送出去；以及一能量接收单元，包括一接收端感应元件以及一修整转换模块，用以接收该电磁波并转换为交流电压电流波，再经该修整转换模块转换成为电压值正确的电压源。
本发明提供的无线供电装置能量发送单元能够将电能转换为一电磁波，能量接收单元接收该电磁波并将其转换成电压值正确的电压源，能量发送单元与能量接收单元以无线的方式进行连接，该无线供电装置以电磁波的形式发送能量，能够大大提高非接触式电源的能量转换效率。
附图说明
图1为无线供电装置的方块图。
图2为变压器结构示意图。
图3为变压器分离的结构示意图。
图4为无线供电装置的详细方块图。
图5为无线供电装置添加了检测电路的方块图。
图6为无线供电装置应用于无线鼠标的示意图
具体实施方式
请参见图1，图1为无线供电装置的方块图。无线供电装置100包括能量发送单元102以及能量接收单元108。能量发送单元102包括开关驱动电路104以及发送端感应元件106。能量接收单元108包括接收端感应元件110以及修整转换模块112。能量发送单元102与能量接收单元108分别被一第一外壳以及一第二外壳封装起来(图中没有画出)。在本实施例中该发送端感应元件106为发送端变压器，该接收端感应元件110为接收端变压器。
在本发明的无线供电装置主要是通过变压器产生高频电磁波来实现能量的传递。其原理请参见图2至图3。如图2变压器是由一个共通的磁芯202与绝缘的初级线圈204与次级线圈206组合而成，以磁芯202为媒介，而将两个线圈结合成锁炼状。因此将交流电流通至初级线圈204时，会在磁芯202内产生交变磁场，利用该此交变磁场，在次级线圈206产生电压，此该电压的大小与所绕的圈数成正比。因此，选择适当的线圈数即可获得任意的电压。为了实现无线供电，如图3示，可将变压器切分为两部分，一为发送端变压器302，其包括一第一铁芯306以及一第一线圈304，一为接受端变压器308，其包括一第二铁芯310以及一第二线圈312。发送端变压器302可将电能转化为电磁波发送出去，接收变压器308接收电磁波并转化为电能，实现电能的无线传输。
本发明的无线供电装置100包括能量发送单元102以及能量接收单元108，能量发送单元102接收电能并以电磁波的形式发送电能，能量接收单元108接收能量，不仅实现电能的无线传输，而且以电磁波的方式传送电能，不会存在谐振的问题而降低能量转换效率，大大提高了无线供电装置的能量转换效率。
请参见图4，图4为无线供电装置详细的方块图。无线供电装置400包括能量发送单元402以及能量接收单元408。能量发送单元402包括第一整流滤波电路414、脉冲宽度调制电路416、功率开关电路418以及发送端感应元件406。能量接收单元408包括接收端感应元件410以及第二整流滤波电路412。能量发送单元402与能量接收单元408分别被一第一外壳以及一第二外壳封装起来(图中没有画出)。在能量发送单元402有一交流电源(市电)或直流电源经过第一整流滤波电路414得到一个直流电源，提供电源给脉冲宽度调制电路416，该脉冲宽度调制电路416产生高频波宽调变讯号，再驱动功率开关电路418产生高频交流电压电流波，驱动发送端变压器406，转换为高频电磁波，因为能量发送单元402与能量接收单元408没有直接接触，而是能量发送单元402与能量接收单元408分别被一第一外壳以及一第二外壳封装起来(图中没有画出)，第一壳体到第二壳体之间具有一间隙。因此该发送端变压器406转换的高频电磁波是透过第一壳体与第二壳体之间的间隙传送到能量接收单元408的接受端变压器410。该高频电磁波可透过间隙传达到能量接受单元108的接收端变压器410，接收端变压器410便将高频电磁波再转换为高频交流电压电流波，经过第二整流滤波电路412得到一个直流电源，成为可供利用的电压源，最终提供给电子装置。在该无线供电装置中，其输出能量的大小是经过脉冲宽度调制电路进行控制的。该无线供电装置根据其所要供电的电子装置来设计该供电装置的输出能量。在本实施例中发送端变压器406和接收端变压器410分别采用如图3所示的发送端变压器302和接收端变压器308，发送端变压器302包括一第一铁芯306以及一第一线圈304，该接收端变压器308包括一第二铁芯310以及一第二线圈312，第一壳体与第二壳体之间的间隙应该尽可能小，间隙越小，该无线供电装置的能量装换效率就越高。第一线圈304与第二线圈的312的圈数比应该根据该无线供电装置的应用范围来设定不同的数值。
为了使本发明的无线供电装置更加节能，可根据实际需要对如图4的无线供电装置400增加一侦测电路。如图5所示，发送端变压器406与脉冲宽度调制电路416不再直接连接，曾加的侦测电路420被设置于发送端变压器406与脉冲宽度调制电路416之间，分别与发送端变压器406以及脉冲宽度调制电路416进行电连接。该侦测电路420在本实施例中具体为一侦测线圈。侦测电路420与发送端变压器406连接，用于侦测负载端的负载情况，该侦测电路420还将其侦测的负载情况以一讯号传送给脉冲宽度调制电路416。当侦测电路420检测到负载端是处于极度的轻载情况时，例如没有接负载或接收端变压器410，则提供一讯号给脉冲宽度调制电路416，令脉冲宽度调制电路416降低其功率输入，达到节省能源的目的。具体方法是降低脉冲宽度调制电路416的脉冲宽度调制的工作周期(例如2％的脉冲宽度调制周期)、或是降低脉冲宽度调制电路416的工作时间周期(例如工作0.1秒，休息0.9秒)。
请参见图6，本发明的无线供电装置可应用于图6中的无线鼠标。无线供电装置的能量发送单元可整合于图6中的鼠标垫502中，而能量接收单元可整合于无线鼠标504的内部，这样无线供电装置的能量发送单元通过鼠标垫502发送出去，位于无线鼠标504内部的能量接收单元接收能量提供给无线鼠标504使用，则无线鼠标不再需要使用干电池或充电电池，使用方便，也无需与电源直接相连，使用方便。
本发明的无线供电装置也可以应用于无线电话，笔记本电脑等电子装置中。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依据本发明作出的均等变化，均在本发明的权利要求之内。

Claims (10)

1.一种无线供电装置，用以对一电子装置提供电能，其特征在于，包括：
一能量发送单元，包括一开关驱动电路以及一发送端感应元件，用以将电能转换为一电磁波，并将该电磁波发送出去；以及
一能量接收单元，包括一接收端感应元件以及一修整转换模块，用以接收该电磁波并转换为交流电压电流波，再经该修整转换模块将该交流电压电流波转换成为一预定电压值的电压源，
其中该能量接收单元与该电子装置耦接，将该转换的电压源作为电能提供给该电子装置。
2.如权利要求1所述的无线供电装置，其特征在于该无线供电装置还包括一第一外壳，用以封装该能量发送单元，以及一第二外壳，用以封装该能量接收单元。
3.如权利要求1所述的无线供电装置，其特征在于该开关驱动电路包括一脉冲宽度调制电路以及一功率开关电路。
4.如权利要求3所述的无线供电装置，其特征在于该能量发送单元还包括一侦测电路，用以侦测该无线供电装置的负载情况，并将该负载情况传送到该脉冲宽度调制电路。
5.如权利要求1所述的无线供电装置，其特征在于该发送端感应元件为发送端变压器。
6.如权利要求5所述的无线供电装置，其特征在于该发送端变压器包括一第一线圈以及一第一铁芯。
7.如权利要求1所述的无线供电装置，其特征在于该接收端感应元件为接收端变压器。
8.如权利要求7所述的无线供电装置，其特征在于该接收端变压器包括一第二线圈以及一第二铁芯。
9.如权利要求1所述的无线供电装置，其特征在于该修整转换模块为一整流滤波电路。
10.如权利要求1所述的无线供电装置，其特征在于该无线供电装置是对无线鼠标供电。
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