CN104753107A - 无线充电传输装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无线充电传输装置，包括一本体以及一发射线路板。发射线圈板设置于该本体内，其包括一板体、一第一层发射线圈以及一第二层发射线圈。第一层发射线圈设置于板体的上表面上并沿第一旋转方向设置。第二层发射线圈设置于板体的下表面上并沿第二旋转方向设置。因此，使得发射线圈板被激磁而产生较强的磁通量，以提升无线充电效率。

Description

无线充电传输装置

技术领域

本发明涉及一种充电传输装置，尤其涉及利用无线充电技术的无线充电传输装置。

背景技术

市面上的电子装置大多具有轻薄外型而便于携带，且电子装置是采用触摸屏，使得电子装置可藉由触摸屏而输入指令以操作之，其中电子装置包括智能型手机、平板计算机、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)或掌上型游戏机(例如：PSP、NDSL以及Gameboy系列游戏机)等。由于上述电子装置具有可携带的特性，故该些电子装置无法随时连接于电源而必须安装有供应电力的电池，其中，该电池是充电电池，因此用户可于具有电源插座的场所对电子装置的充电电池进行充电。

当电子装置的电量不足时，使用者通常使用一连接线对电子装置的充电电池进行充电，其中该连接线的一端插设于电子装置，而该连接线的另一端则插接于一供电源或可储存电力的行动电源装置，使供电源或行动电源装置所提供的电力可藉由连接线而传输至电子装置中，以进行充电。

然而，于充电过程中，由于其连接线的长度有限，使得用户于电子装置的充电过程中会被连接线所限制而无法依照其使用习惯操作之或携带其电子装置任意移动。

为了应对使用连接线的有线充电方式所带来的困扰，其充电技术日益发展，目前市面上已研发出一种可进行无线充电(Wireless Charging)的无线充电传输装置。请参阅图1，其为现有无线充电传输装置与可携式电子装置的结构示意图。现有无线充电传输装置1包括一本体10、一电源线11、一驱动模块12以及一发射线圈13，而现有电子装置2包括一壳体20、一接收线圈21以及一充电电池(未显示于图中)。

现有无线充电传输装置1中，电源线11显露于本体10之外，用以连接于一供电源(未显示于图中)。驱动模块12与发射线圈13皆设置于本体10的内部，且驱动模块12分别连接于电源线11以及发射线圈13，使得驱动模块12被供电源驱动时产生一电流，且电流通过发射线圈13而产生一电磁效应，使发射线圈13通过电磁效应所产生的磁通量而输出相对应的电力，其中发射线圈13的绕线方式是圆形。另一方面，现有可携式电子装置2中，接收线圈21设置于壳体20内，用以接收来自于发射线圈13的电力，而充电电池连接于接收线圈21，其用以储存接收线圈21所接收到的该电力并使用之。

一般而言，现有无线充电传输装置1的本体10是被设计为一平台外型，且现有无线充电传输装置1的本体10的体积大于现有电子装置2的壳体20的体积，以便用户放置现有电子装置2于其上。而于现有无线充电传输装置1传输电力予现有电子装置2的过程中，使用者必须特地将现有电子装置2内部的接收线圈21接近于现有无线充电传输装置1的发射线圈13，使发射线圈13尽可能地对准于接收线圈21，接收线圈21才得以接收其电力。

随着电子装置的尺寸增大(例如其显示屏幕尺寸增大)，其现有无线充电传输装置1的本体10亦必须随的增大，而设置于本体10内的发射线圈13同样地增大，其中发射线圈13的绕线方式仍为圆形。然而，呈现圆形绕线方式的发射线圈13的圆形增大时，位于该发射线圈13的中心处与发射线圈13的间的距离增加，使得发射线圈13的中心处所能产生的磁通量降低，进而降低其充电效率。

因此，需要一种可提升充电效率的无线充电传输装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可提升充电效率的无线充电传输装置。

于一较佳实施例中，本发明提供一种无线充电传输装置，用以传输一电力予一电子装置的一接收线圈，该无线充电传输装置包括一本体以及一发射线圈板。该本体用以放置该电子装置于其上，该发射线圈板设置于该本体内，用以产生一电磁效应，且将该电磁效应产生的该电力传输至该接收线圈。该发射线圈板包括一板体、一第一层发射线圈以及一第二层发射线圈，该第一层发射线圈设置于该板体的该上表面上，且该第一层发射线圈是沿一第一旋转方向设置，用以供一电流沿该第一旋转方向通过。该第二层发射线圈设置于该板体的该下表面上而连接于该第一层发射线圈，且该第二层发射线圈是沿一第二旋转方向设置，用以供该电流沿该第二旋转方向通过；其中该第一旋转方向与该第二旋转方向相反。

附图说明

图1是现有无线充电传输装置与可携式电子装置的结构示意图。

图2是本发明无线充电传输装置与电子装置于第一较佳实施例中的模块示意图。

图3是本发明无线充电传输装置与电子装置于第一较佳实施例中的结构示意图。

图4是本发明无线充电传输装置的发射线圈板于第一较佳实施例中的结构示意图。

图5是本发明无线充电传输装置与电子装置于第二较佳实施例中的结构示意图。

图6是本发明无线充电传输装置的发射线圈板于第二较佳实施例中的结构示意图。

其中，附图标记说明如下：

1、3、5  无线充电传输装置

2、4、6  电子装置

10、30、50  本体

11、31、51  电源线

12、32、52  驱动模块

13  发射线圈

20、40、60  壳体

21、41、61  接收线圈

33、53  发射线圈板

42  充电电池

43  供电源

331、531  板体

332、532  第一层发射线圈

333、533  第二层发射线圈

3311、5311  板体的上表面

3312、5312  板体的下表面

3321  连接区段

3322  第一中央区段

3331  第二中央区段

5321  第一弧形区段

5322  第二弧形区段

5323  第三弧形区段

5324  第四弧形区段

5325  第一连接区段

5326  第二连接区段

5327  第三连接区段

5328  第四连接区段

5331  第五弧形区段

5332  第六弧形区段

5333  第七弧形区段

5334  第八弧形区段

C1  第一旋转方向

C2  第二旋转方向

E  电力

I  电流

具体实施方式

鉴于现有技术的问题，本发明提供一种无线充电传输装置，以解决现有技术的缺点。请同时参阅图2以及图3，图2是本发明无线充电传输装置与电子装置于第一较佳实施例中的模块示意图，而图3是本发明无线充电传输装置与电子装置于第一较佳实施例中的结构示意图。无线充电传输装置3包括一本体30、一电源线31、一驱动模块32以及一发射线圈板33，而电子装置4包括一壳体40、一接收线圈41以及一充电电池42。无线充电传输装置3用以传输一电力E予电子装置4的接收线圈41，而对电子装置4中的充电电池42进行充电。本体30用以放置电子装置4于其上，而电源线31显露于其本体30之外，其用以连接于一供电源43。驱动模块32连接于发射线圈板33以及供电源43，用以提供一电流I，使电流I通过发射线圈板33，发射线圈板33设置于本体30内，根据该电流I通过而产生一电磁效应，且将电磁效应而产生电力E传输至接收线圈41。

电子装置4中，接收线圈41设置于壳体40中，用以接收来自于发射线圈板33的电力E。充电电池42设置于壳体40中且电性连接于接收线圈41，用以接收电力E而进行充电。于本较佳实施例中，无线充电传输装置3的本体30的形状为一圆盘形，而电子装置4为一移动电话，且接收线圈41的绕线方式呈现一圆形。

接下来说明发射线圈板33的结构。请参阅图4，其为本发明无线充电传输装置的发射线圈板于第一较佳实施例中的结构示意图。发射线圈板33包括一板体331、一第一层发射线圈332以及一第二层发射线圈333，板体331包括一上表面3311以及一下表面3312。第一层发射线圈332设置于板体331的上表面3311上而连接于第二层发射线圈333，且第一层发射线圈332沿一第一旋转方向C1设置，用以供电流I沿第一旋转方向C1通过。第二层发射线圈333设置于板体331的下表面3312上而连接于第一层发射线圈332，且第二层发射线圈333沿与第一旋转方向C1相反的一第二旋转方向C2设置，其用以供电流I沿第二旋转方向C2通过。

于本较佳实施例中，板体331的形状是圆盘形且板体331是以一铜箔基板所制成，且第一旋转方向C1是逆时针方向，第二旋转方向C2则为顺时针方向。而第一层发射线圈332是由板体331的上表面3311上的一第一铜箔而形成，第二层发射线圈333是由板体231的下表面3312上的一第二铜箔而形成。

发射线圈板33中，第一层发射线圈332包括多个连接区段3321，其设置于板体331上，用以连接于第二层发射线圈333，也就是说，第一层发射线圈332以及第二层发射线圈333之间的电性连接是藉由多个连接区段3321而连接。于本较佳实施例中，多个连接区段3321是设置于板体331的上表面3311上，且经由板体331的上表面3311而与位于其下表面3312的第二层发射线圈333连接，亦即，多个连接区段3321皆不贯穿上表面3311以及下表面3312。但非以此为限，于另一较佳实施例中，多个连接区段亦可采用贯穿板体的上表面以及下表面的结构设计。

由图4可知，第一层发射线圈332的绕线方式呈现为一第一哑铃形状，而第二层发射线圈333的绕线方式呈现为一第二哑铃形状，且第一层发射线圈332的一第一中央区段3322与第二层发射线圈333的一第二中央区段3331部份叠合，而呈现十字型状。当驱动模块32启动而产生电流I时，电流I沿第一旋转方向C1通过第一层发射线圈332而产生一第一层电磁效应。另一方面，且电流I沿第二旋转方向C2通过第二层发射线圈333而产生一第二层电磁效应。由于第一层发射线圈332的第一中央区段3322与第二层发射线圈333的第二中央区段3331互相叠合，使得第一层电磁效应与第二层电磁效应加乘而产生该电磁效应。其中该电磁效应所产生的磁通量大于现有圆形线圈所产生的磁通量，且现有圆形线圈的大小与板体331的大小相同。因此，本发明无线充电传输装置3可通过该电磁效应而产生电力E，且传输电力E至电子装置4，以对电子装置4的充电电池42进行充电。

此外，本发明更提供一与第一较佳实施例不同的第二较佳实施例。请同时参阅图5以及图6，图5是本发明无线充电传输装置与电子装置于第二较佳实施例中的结构示意图，而图6是本发明无线充电传输装置的发射线圈板于第二较佳实施例中的结构示意图。无线充电传输装置5包括一本体50、一电源线51、一驱动模块(未显示于图中)以及一发射线圈板53，且发射线圈板53包括一板体531、一第一层发射线圈532以及一第二层发射线圈533，而电子装置6包括一壳体60、一接收线圈61、一充电电池(未显示于图中)以及用以部份包覆电子装置6的一保护套63。电子装置6的接收线圈61设置于保护套63中，而充电电池设置于壳体60中，当保护套63部份包覆电子装置6的壳体60时，充电电池以及接收线圈61电性连接，使得无线充电传输装置5所传输的一电力E可被保护套63中的接收线圈61接收，且传输至壳体60中的充电电池。

本较佳实施例的无线充电传输装置5的结构大致上与前述第一较佳实施例的无线充电传输装置3相同，且相同之处则不再多加说明，其不同之处有二，第一，本体50以及板体531的形状皆为四边形，且本体50的体积大于板体531的体积，但非以此为限，本发明无线充电传输装置的本体以及板体亦可采用各种多边形的形状。

第二，发射线圈板53的第一层发射线圈532以及第二层发射线圈533的绕线方式。请参阅图6，第一层发射线圈532包括多个第一弧形区段5321、多个第二弧形区段5322、多个第三弧形区段5323、多个第四弧形区段5324、多个第一连接区段5325、多个第二连接区段5326、多个第三连接区段5327以及多个第四连接区段5328。多个第一弧形区段5321、多个第二弧形区段5322、多个第三弧形区段5323以及多个第四弧形区段5324皆沿一第一旋转方向C1设置且设置于板体521的一上表面5211上。每一第一连接区段5325对应于一个第一弧形区段5321，且设置于相对应的第一弧形区段5321上，其中第一连接区段5325贯穿板体531的上表面5311以及下表面5312。同理，每一第二连接区段5326对应于一个第二弧形区段5322，且设置于相对应的第二弧形区段5322上，其中第二连接区段5326贯穿板体531的上表面5311以及下表面5312。每一第三连接区段5327对应于一个第三弧形区段5323，且设置于相对应的第三弧形区段5323上，其中第三连接区段5327贯穿板体531的上表面5311以及下表面5312。每一第四连接区段5328对应于一个第四弧形区段5324，且设置于相对应的第四弧形区段5324上，其中第四连接区段5328贯穿板体531的上表面5311以及下表面5312。

于本较佳实施例中，多个第一弧形区段5321、多个第二弧形区段5322、多个第三弧形区段5323以及多个第四弧形区段5324皆由第一铜箔形成于板体531的上表面5311上，而多个第一连接区段5325、多个第二连接区段5326、多个第三连接区段5327以及多个第四连接区段5328皆由贯穿板体531的上表面5311以及下表面5312的第三铜箔而形成。

另一方面，第二层发射线圈533包括多个第五弧形区段5331、多个第六弧形区段5332、多个第七弧形区段5333以及多个第八弧形区段5334，多个第五弧形区段5331、多个第六弧形区段5332、多个第七弧形区段5333以及多个第八弧形区段5334皆沿第一旋转方向C1设置且设置于板体531的一下表面5312上。每一第五弧形区段5331对应于一个第一弧形区段5321且连接于第一弧形区段5321上的第一连接区段5325。每一第六弧形区段5332对应于一个第二弧形区段5322且连接于第二弧形区段5322上的第二连接区段5326。每一第七弧形区段5333对应于一个第三弧形区段5323且连接于第三弧形区段5323上的第三连接区段5327。每一第八弧形区段5338对应于一个第四弧形区段5324且连接于第四弧形区段5324上的第四连接区段5328。于本较佳实施例中，多个第五弧形区段5331、多个第六弧形区段5332、多个第七弧形区段5333以及多个第八弧形区段5334皆由第二铜箔形成于板体531的下表面5312上。

由图6可知，每一第一弧形区段5321与相对应的第五弧形区段5331共同形成一第一环形封闭线圈，每一第二弧形区段5322与相对应的第六弧形区段5332共同形成一第二环形封闭线圈，每一第三弧形区段5323与相对应的第七弧形区段5333共同形成一第三环形封闭线圈，而每一第四弧形区段5324与相对应的第八弧形区段5338共同形成一第四环形封闭线圈。其中，第二环形封闭线圈分别穿过第一环形封闭线圈以及第三环形封闭线圈，且第三环形封闭线圈分别穿过第二环形封闭线圈以及第四环形封闭线圈。

当电流I通过第一环形封闭线圈时，第一环形封闭线圈产生一第一区域电磁效应，同理，当电流I通过第二环形封闭线圈时，第二环形封闭线圈产生一第二区域电磁效应，当电流I通过第三环形封闭线圈时，第三环形封闭线圈产生一第三区域电磁效应，而当电流I通过第四环形封闭线圈时，第四环形封闭线圈产生一第四区域电磁效应。其中，第一区域电磁效应与第二区域电磁效应于第一环形封闭线圈以及第二环形封闭线圈互相叠合之处(亦即第一弧形区段5321与第六弧形区段5332叠合之处以及第二弧形区段5322与第五弧形区段5331叠合之处)加乘。同理，第二区域电磁效应与第三区域电磁效应于第二环形封闭线圈以及第三环形封闭线圈互相叠合之处(亦即第二弧形区段5322与第七弧形区段5333叠合之处以及第三弧形区段5323与第六弧形区段5332叠合之处)加乘，而第三区域电磁效应与第四区域电磁效应于第三环形封闭线圈以及第四环形封闭线圈互相叠合之处(亦即第四弧形区段5324与第七弧形区段5333叠合之处以及第三弧形区段5323与第八弧形区段5334叠合之处)加乘。

通过第一环形封闭线圈至第四环形封闭线圈所产生的第一区域电磁效应至第四区域电磁效应以及其加乘效应，而产生该电磁效应，且该电磁效应所产生的磁通量大于现有圆形线圈所产生的磁通量。因此，本发明提供的无线充电传输装置5可通过该电磁效应而产生电力，且传输电力至电子装置6，以对电子装置6的充电电池进行充电。

根据上述可知，本发明无线充电传输装置是将输出电力的线圈分为第一层发射线圈以及第二层发射线圈，且利用板体而分隔第一层发射线圈以及第二层发射线圈，但第一层发射线圈以及第二层发射线圈仍互相连接而形成封闭的线圈。其中，该封闭的线圈是采用特殊的绕线方式，而互相部分重叠以提升其电磁效应的强度，使所输出的电力较大，而可提升其无线充电效率。另一方面，第一层发射线圈是以板体的上表面上的第一铜箔所形成，而第二层发射线圈是以板体的下表面上的第二铜箔所形成，使第一层发射线圈以及第二层发射线圈被整合于板体上。将发射线路板与现有的发射线圈相比，本发明发射线路板的体积较小，且第一层发射线圈以及第二层发射线圈不由板体上脱落，而便于携带。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的权利要求，因此凡其它未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含于本案的权利要求内。

Claims (10)

1.一种无线充电传输装置，用以传输电力予一电子装置的一接收线圈，该无线充电传输装置包括：

一本体，用以放置该电子装置于其上；以及

一发射线圈板，设置于该本体内，用以产生一电磁效应，且将该电磁效应产生的该电力传输至该接收线圈，该发射线圈板包括：

一板体，包括一上表面以及一下表面；

一第一层发射线圈，设置于该板体的该上表面上，且该第一层发射线圈是沿一第一旋转方向设置，用以供一电流沿该第一旋转方向通过；以及

一第二层发射线圈，设置于该板体的该下表面上而连接于该第一层发射线圈，且该第二层发射线圈是沿一第二旋转方向设置，用以供该电流沿该第二旋转方向通过；

其中，该第一旋转方向与该第二旋转方向相反。

2.如权利要求1所述的无线充电传输装置，其特征在于，该第一层发射线圈更包括一连接区段，设置于该板体上，用以连接于该第二层发射线圈，而建立该第一层发射线圈以及该第二层发射线圈之间的电性连接。

3.如权利要求2所述的无线充电传输装置，其特征在于，该板体是以铜箔基板所制成，且该第一层发射线圈是由该板体的该上表面上的一第一铜箔而形成，而该第二层发射线圈是由该板体的该下表面上的一第二铜箔而形成。

4.如权利要求1所述的无线充电传输装置，其特征在于，该第一层发射线圈的绕线方式呈现为一第一哑铃形状，而该第二层发射线圈的绕线方式呈现为一第二哑铃形状，且该第一层发射线圈的一第一中央区段与该第二层发射线圈的一第二中央区段部份叠合。

5.如权利要求4所述的无线充电传输装置，其特征在于，该电流通过该第一层发射线圈而产生一第一层电磁效应，且该电流通过该第二层发射线圈而产生一第二层电磁效应，而该第一层电磁效应与该第二层电磁效应于该第一中央区段与该第二中央区段叠合之处加乘而产生该电磁效应。

6.如权利要求1所述的无线充电传输装置，其特征在于，更包括一驱动模块，连接于该发射线圈板以及一供电源，用以提供该电流，使该电流通过该第一层发射线圈以及该第二层发射线圈。

7.一种无线充电传输装置，用以传输电力予一电子装置的一接收线圈，该无线充电传输装置包括：

一本体，用以放置该电子装置于其上；以及

一发射线圈板，设置于该本体内，用以产生一电磁效应，且将该电磁效应产生的该电力传输至该接收线圈，该发射线圈板包括：

一板体，包括一上表面以及一下表面；

一第一层发射线圈，设置于该板体的该上表面上，且该第一层发射线圈是沿一第一旋转方向设置，用以供一电流沿该第一旋转方向通过；以及

一第二层发射线圈，设置于该板体的该下表面上而连接于该第一层发射线圈，且该第二层发射线圈是沿该第一旋转方向设置，用以供该电流沿该第一旋转方向通过；

其中，该第一层发射线圈与该第二层发射线圈共同形成多个环形封闭线圈。

8.如权利要求7所述的无线充电传输装置，其特征在于，

该第一层发射线圈更包括：

一第一弧形区段；

一第二弧形区段，位于该第一弧形区段的一侧；

一第一连接区段，设置于该第一弧形区段上，且贯穿该板体的该上表面以及该下表面；以及

一第二连接区段，设置于该第二弧形区段上，且贯穿该板体的该上表面以及该下表面；

而该第二层发射线圈更包括：

一第三弧形区段，对应于该第一弧形区段且连接于该第一连接区段，用以与该第一弧形区段形成一第一环形封闭线圈；以及

一第四弧形区段，对应于该第二弧形区段且连接于该第二连接区段，位于该第三弧形区段的一侧，用以与该第二弧形区段形成一第二环形封闭线圈。

9.如权利要求8所述的无线充电传输装置，其特征在于，该电流通过该第一环形封闭线圈而产生一第一区域电磁效应，且该电流通过该第二环形封闭线圈而产生一第二区域电磁效应，而该第一区域电磁效应与该第二区域电磁效应分别于该第一弧形区段与该第四弧形区段互相叠合之处以及该第二弧形区段与该第三弧形区段互相叠合之处加乘而产生该电磁效应。

10.如权利要求7所述的无线充电传输装置，更包括一驱动模块，连接于该发射线圈板以及一供电源，用以提供该电流，使该电流通过该第一层发射线圈以及该第二层发射线圈。