CN104377748A - 无线充电装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种无线充电装置。其包括一无线充电基座以及一移动电源装置。无线充电基座具有一无线发射器。无线发射器用以发射一辨识信号。移动电源装置，电性连接一便携式电子装置，便携式电子装置内具有一第一充电电池。移动电源装置包含一第二充电电池、一无线接收器以及一控制单元。无线接收器，用以在移动电源装置置于无线充电基座上时，接收辨识信号并回传一回应信号给无线发射器，使无线发射器对无线接收器进行无线供电。

Description

无线充电装置

技术领域

本创作涉及一种无线充电装置。

背景技术

随着科技的进步，智能装置或其他随身型电子产品的普及率越来越高。其中智能手机已经逐渐取代旧型手机，然而智能手机因其具备大屏幕与多功运算的特性，伴随着耗电的缺点，造成使用上的不方便。为解决此问题，使用者可将智能装置与移动电源连结，避免出门在外时电源耗尽的困扰。然而现有的移动电源中，必须搭配使用与智能装置相匹配的充电线，或是将装置本身连结至充电器上才能进行充电，使用上十分不便。

发明内容

因此本发明的目的就是在提供一种创新的无线充电装置，提供消费者更方便的充电选择，除不会造成线路缠绕的问题，更提高无线充电的安全性以及使用寿命。

根据本发明的上述目的，提出一种无线充电装置。其包括一无线充电基座以及一移动电源装置。无线充电具有一无线发射器，无线发射器用以发射一辨识信号。移动电源装置，电性连接一便携式电子装置，便携式电子装置内具有一第一充电电池。移动电源装置包含一第二充电电池、一无线接收器以及一控制单元。无线接收器用以在移动电源装置置于无线充电基座上时，接收辨识信号并回传一回应信号给无线发射器，使无线发射器对无线接收器进行无线供电。控制单元，用以取得无线供电的电力，并管理电力输出至便携式电子装置中的第一充电电池或是移动电源装置中的第二充电电池。

本发明提出一种无线充电方法，包含下列步骤：（A）使用一无线充电基座的无线发射器以发射一辨识信号；（B）在一移动电源装置置于无线充电基座上时，利用移动电源装置的无线接收器接收辨识信号并回传一回应信号给无线发射器，使无线发射器对无线接收器进行无线供电；（C）管理无线供电所产出的电力输出至便携式电子装置中的第一充电电池或是移动电源装置中的第二充电电池。

附图说明

图1是绘示本发明的无线充电装置。

图2是绘示本发明的无线充电基座示意图。

图3是绘示本发明的移动电源装置示意图。

图4是绘示本发明的移动电源装置对便携式电子装置充电示意图。

图5是绘示本发明的无线充电基座对移动电源装置充电示意图。

图6是绘示本发明的无线充电装置元件功能方块图。

图7是绘示本发明的辨识通信机制流程方块图。

图8是绘示辨识信号波形图。

图9是绘示回应信号波形图。

【符号说明】

100  无线充电装置

110  无线充电基座

120  无线发射器

130  第一感应线圈

140  移动电源装置

141  无线接收器

142  第二充电电池

144  发光二极管指示系统

145  控制单元

146  连接端口

147  充电管理器

148  电池管理器

149  电压转换元件

150  第二感应线圈

160  便携式电子装置

162  第一充电电池

200  插头

210  电源线

300  电源插座

400～470步骤

500  辨识信号

510  第一突波

520  回应信号

530  第二突波

v    电压

t    时间

具体实施方式

以下将以图式及详细说明清楚说明本发明的精神，本领域技术人员在了解本发明的优选实施例后，当可由本发明所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本发明的精神与范围。

为了解决已知的充电技术造成消费者使用的诸多不便，本发明提出一种无线充电装置100，提供消费者便利的充电方法。请参照图1，其是绘示本发明的无线充电装置。无线充电装置100包含一无线充电基座110以及一移动电源装置140。在一使用态样，使用者仅需将移动电源装置140电性连接一便携式电子装置160，例如为一手机或一平板计算机，即可对便携式电子装置160进行充电。在另一使用态样，可将已电性连接的移动电源装置140与便携式电子装置160一并放置无线充电基座110之上，即可对移动电源装置140与便携式电子装置160进行充电。在又一使用态样，也可单独将移动电源装置140放置无线充电基座110之上，即可对移动电源装置140进行充电。

由于本发明的无线充电装置100将移动电源以及无线充电（分别通过移动电源装置140与无线充电基座110）的功能整合在一起，使用者可视实际需求而选择一种充电方式，例如于室外时，可选择仅通过移动电源装置140充电的方式，在室内时，可选择通过无线充电基座110同时对便携式电子装置160以及移动电源装置140分别充电，大幅提升使用上的方便性。

请参照图2。图2是绘示本发明的无线充电基座示意图。无线充电基座110包含无线发射器120（请参照图6）、一第一感应线圈130、一电源线210以及一插头200。插头200与电源线210通过电源插座300提供电力，用以对便携式电子装置160以及移动电源装置140进行充电。详细而言，无线充电基座110的插头200通过电源插座300以提供电流，并通过电源线210进入第一感应线圈130。当电流流过第一感应线圈130时产生感应磁场而得进行无线供电功能。无线发射器120则用以发送辨识信号并接收回传信号以判断能否对置于其上的便携式电子装置160以及移动电源装置140进行充电。

请参照图3。图3是绘示本发明的移动电源装置示意图。移动电源装置140内部具有一第二充电电池142以及一第二感应线圈150。当第一感应线圈130发出的感应磁场穿过第二感应线圈150时，将于第二感应线圈150上产生电流。此时，移动电源装置140即可将电流传送至便携式电子装置160和/或内部的第二充电电池142进行充电。此外，移动电源装置140还具有一发光二极管指示系统144以及一连接端口146。发光二极管指示系统144用以显示便携式电子装置160以及第二充电电池142的充电状态。连接端口146为与便携式电子装置160电性连接的接口，如此，电力即可通过连接端口146以对便携式电子装置160充电。

请参照图4，其是绘示本发明的移动电源装置对便携式电子装置充电示意图。当移动电源装置140通过连接端口146与便携式电子装置160电性连接时，移动电源装置140即利用第二充电电池142的电力为便携式电子装置160进行充电。在一具体实施例中，当充电至一预定电量时即停止充电，例如充电至便携式电子装置160电池容量满载的百分之九十即停止充电，但本发明并未加以限定。

请参照图5，其是绘示本发明的无线充电基座对移动电源装置充电示意图。当将移动电源装置140置于无线充电基座110上方时，无线充电基座110即可单独对移动电源装置140进行无线充电，省去接电线以及插拔的困扰。

请参照图6，其是绘示本发明的无线充电装置元件功能方块图。如上所述，无线充电装置100包含无线充电基座110以及移动电源装置140。无线充电基座110通过电源插座300取得电流。移动电源装置140的无线接收器141用以接收从无线充电基座110的无线发射器120所传送辨识信号并回传回应信号（详后述）给无线发射器120，使无线发射器120得开始由第一感应线圈130形成感应磁场，并于感应磁场通过第二感应线圈150后产生电力。

当电力产生后，控制单元145管理电力输出至便携式电子装置160中的第一充电电池162和/或移动电源装置140中的第二充电电池142。控制单元145包含一充电管理器147、一电压转换元件149以及一电池管理器148。充电管理器147电性连接无线接收器141，用以管理第一充电电池162以及第二充电电池142的充电顺序。电压转换元件149电性连接充电管理器147，用以当对第一充电电池162充电时，将电力转换为适用于便携式电子装置160的充电电压，使便携式电子装置160得以接收充电电压而对第一充电电池162进行充电。电池管理器148电性连接充电管理器147，用以当充电管理器147判定第一充电电池162的电量已充到预定电量时，改为对该第二充电电池142进行充电。此外，电池管理器148可检测第二充电电池142的电压状态，以判断第二充电电池142目前状态为充电状态、放电状态、充到预定电量或停止运作等状态，并将目前状态传送到发光二极管指示系统144以产生对应的发光变化，例如产生不同颜色或改变闪烁次数等。

在一具体实施例中，充电管理器147以及电池管理器148可通过单一芯片实现。在一具体实施例中，充电管理器147、电压转换元件149以及电池管理器148可通过单一芯片实现。

在一具体实施例中，控制单元145先对第一充电电池162进行充电，而后对第二充电电池142进行充电。详而言之，当通过充电管理器147分配电力至第一充电电池162或第二充电电池142时，如果第一充电电池162未充到预定电量时，充电管理器147优先将电力分配到电压转换元件149，再由电压转换元件149将电力整流并转换为适当的充电电压。如此便携式电子装置160不会因为将电力的忽然改变或不适当的充电电压而造成损坏。当便携式电子装置160充到预定电量或是没有电性连结至便携式电子装置160(如图5所示)时，充电管理器147会通过电池管理器148得知第二充电电池142是否充到预定电量。如果否，则充电管理器147会分配电力至第二充电电池142。当便携式电子装置160与第二充电电池142都充到预定电量，则无线充电装置100停止充电。

请参考图4，当移动电源装置140与便携式电子装置160电性连结，但未放置于无线充电基座110之上时，移动电源装置140的第二充电电池142会通过电池管理器148，经由电压转换元件149将电力转换为充电电压以对便携式电子装置160充电，直到便携式电子装置160充到预定电量为止。

请参照图7，其绘示本发明的辨识通信机制流程方块图。图7揭示无线发射器120与无线接收器141之间的辨识通信机制。首先在步骤400，无线发射器120周期性地发送一辨识信号500，用以记载无线发射器120身份。接着进入步骤410，辨识信号500被无线接收器141所接收。而后进入步骤420，无线接收器141回传一回应信号520。回应信号520包含一身份信息以及一充电效率电流量。然后进入步骤430，无线发射器120接收并分析回应信号520内的身份信息以及充电效率电流量。接着在步骤440同时判断身份信息是否正确以及判断充电效率是否大于一预设值。如果无线发射器120判断身份信息不正确或充电效率低于预设值，表示目前置于其上的并非所认证可执行充电的产品或物件。接着回到步骤400，无线发射器120会继续周期性发送辨识信号500，并重新开始辨识通信流程。执行步骤440的目的为安全性考虑，详而言之，如果置于其上的物件为铁件，由于铁件并未具备线圈，因此充电效率将异常低而低于预设值，如此可判断并非可执行充电的移动电源装置140而不执行充电程序。如果置于其上的物件是第三方所生产的移动电源装置，纵使充电效率非低于预设值，但由于其无法传送正确的身份信息，甚至没有回传回应信号至无线接收器141，如此即可判断并非认证的移动电源装置140而不执行充电程序，以避免操作错误，例如供应错误的电压而产生损坏。

在一具体实施例中，此充电效率预设值例如百分之六十。在一具体实施例中无线发射器120与无线接收器141皆具有传送与接收的功能。

接着，如果身份信息是否正确且充电效率高于预设值，则进入到步骤450，此时无线发射器120会启动感应磁场开始进行无线能量传输。接着在步骤460中，无线接收器141接收感应磁场并产生电力，同时将电力传输至控制单元145。接着在步骤470中，控制单元145接收并分配电力至便携式电子装置160或第二充电电池142进行充电。

请参照图8，其是绘示辨识信号波形图。在此图中横轴为时间t，纵轴为电压v。无线充电基座110的无线发射器120发射辨识信号500。辨识信号500夹带着多个第一突波510以记载无线发射器120的身份信息。

请参照图9，其是绘示回应信号波形图。在此图中横轴为时间t，纵轴为电压v。当移动电源装置140置于无线充电基座110上时，无线接收器141将会接收到来自无线发射器120的辨识信号500，并回传回应信号520。无线接收器141基于多个第一突波以产生回应信号520，该回应信号包含多个第二突波530以记载无线接收器141的身份信息以及反映一充电效率的电流量。无线发射器120接收回应信号520后，将确认身份信息并通过此充电效率的电流量计算充电效率。如果无线发射器120确认身份信息以及充电效率大于预设值，则会启动感应磁场，至此充电程序开始。

本发明的无线充电装置提供消费者更方便的充电选择。当消费者充电的时候，不需要选择先对便携式电子装置充电或是先对移动电源装置充电。因为本发明的无线充电装置能自动对便携式电子装置充电，到预定电量后再对移动电源装置充电。此外，本发明不会造成线路缠绕的问题，整个模块整合在一起使的外观十分简洁美观。最后，本发明的无线充电装置整合了辨识与通信机制，此机制的整合使得无线发射器以及移动电源装置必须要匹配才能启动充电。因此不会有不同的无线充电设备混用造成无法充电，甚至因为电压不一致造成安全疑虑。此辨识与通信机制整合了自动计算充电效率的功能，提高无线充电的安全性以及使用寿命，且避免了金属制品吸收无线传输能量所造成的热效应，避免烧毁电子元件的遗憾。

Claims (10)

1.一种无线充电装置，包括：

一无线充电基座，具有一无线发射器，该无线发射器用以发射一辨识信号；以及

一移动电源装置，电性连接一便携式电子装置，该便携式电子装置内具有一第一充电电池，而该移动电源装置包含：

一第二充电电池；

一无线接收器，用以在该移动电源装置置于该无线充电基座上时，接收该辨识信号并回传一回应信号给该无线发射器，使该无线发射器对该无线接收器进行无线供电；以及

一控制单元，用以取得该无线供电的电力，并管理该电力输出至该第一充电电池或该第二充电电池。

2.如权利要求1所述的无线充电装置，其中该辨识信号包含多个第一突波以记载该无线发射器的身份信息，该无线接收器基于这些第一突波以产生该回应信号，该回应信号包含多个第二突波以记载该无线接收器的该身份信息以及反映一充电效率，当该无线发射器判断该充电效率大于一预设值时，对该无线接收器进行该无线供电。

3.如权利要求2所述的无线充电装置，其中该控制单元包含：

一充电管理器，电性连接该无线接收器，用以管理该第一、第二充电电池的充电顺序；以及

一电压转换元件，电性连接该充电管理器，用以当该充电管理器设定先行对该第一充电电池充电时，将该电力转换为适用于该便携式电子装置的一充电电压，使该便携式电子装置得以接收该充电电压对该第一充电电池进行充电。

4.如权利要求3所述的无线充电装置，其中该控制单元还包含：

一电池管理器，电性连接该充电管理器，用以当该充电管理器判定该第一充电电池的电量已充到一预定电量时，改为对该第二充电电池进行充电。

5.如权利要求1所述的无线充电装置，其中该便携式电子装置为一手机或一平板计算机。

6.一种无线充电方法，包含下列步骤：

（A）使用一无线充电基座的一无线发射器以发射一辨识信号；

（B）当一移动电源装置置于该无线充电基座上时，利用该移动电源装置的一无线接收器以接收该辨识信号并回传一回应信号给该无线发射器，使该无线发射器对该无线接收器进行无线供电；以及

（C）管理该无线供电所产出的电力输出至一便携式电子装置中的一第一充电电池或该移动电源装置中的一第二充电电池。

7.如权利要求6所述的无线充电方法，其中步骤（A）包含：产生该辨识信号以包含多个第一突波以记载该无线发射器的身份信息；步骤（B）包含：令该无线接收器基于这些第一突波以产生该回应信号，该回应信号包含多个第二突波以记载该无线接收器的身份信息以及一充电效率，当该无线发射器判断出该充电效率大于一预设值时，对该无线接收器进行该无线供电。

8.如权利要求7所述的无线充电方法，其中步骤（C）包含：

管理该第一、第二充电电池的充电顺序；以及

当设定先行对该第一充电电池作充电时，将该电力转换为适用于该便携式电子装置的一充电电压，使该便携式电子装置得以接收该充电电压对该第一充电电池进行充电。

9.如权利要求8所述的无线充电方法，其中步骤（C）还包含：

当该第一充电电池的电量已充到一预定电量时，改为对该第二充电电池进行充电。

10.如权利要求6所述的无线充电方法，其中该便携式电子装置为一手机或一平板计算机。