CN106033907A - 无线充电收发装置与无线充电控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种无线充电收发装置，包括储能模块、线圈、开关模块、整流电路与谐振电路。线圈用以感应外部磁场或接收外部充电信号，并用以发送无线充电信号。开关模块用以选择性地以第一或第二电性路径耦接于储能模块与线圈之间。整流电路耦接于储能模块与开关模块之间并设置于第一电性路径中，于第一模式时，整流外部磁场于第一电性路径中致生的第一感应电流。谐振电路耦接于储能模块与开关模块之间并设置于第二电性路径中。于第二模式时，无线充电信号经第二电性路径传送至线圈。于第三模式时，依据外部充电信号于第二电性路径中致生第二感应电流。
Description
技术领域
本发明有关于一种无线充电收发装置与无线充电控制方法，且特别是有关于一种可自主发电的无线充电收发装置与无线充电控制方法。
背景技术
随着科技的进步，电子装置的种类已经日益增加，同时电子装置对于电力的需求也逐步上升，使得人们对移动电源(power bank)的需求亦日趋增加。不同的电子装置也需要不同规格的传输接头才能传输电力，但对于临时需要充电却又没随身携带对应传输接头的使用者来说会造成困扰，因此发展出一种可利用电能磁能相互转换来进行无线充电的移动电源。
当具有无线充电接收器的电子装置设置于上述具有无线充电的功能的移动电源的有效感应范围内时，即可进行充电，而十分地便利。然而，目前的无线充电技术并无法达到百分之百的能量转换，通常会约有百分之三十的能量会在充电中浪费掉，相较于传统的透过实体线路来进行充电的移动电源，具有无线充电的功能的移动电源必须提供更大的电池容量才能提供待充电的电子装置相同的充电容量，造成具有无线充电的功能的移动电源的产品体积庞大，而增加使用者携带上的不便性。
发明内容
有鉴于以上的问题，本公开提出一种无线充电收发装置与无线充电控制方法，此无线充电收发装置与无线充电控制方法除了可进行无线充电与无线受电之外，更可透过摇晃无线充电收发装置所致生的感应电流来进行其内部电池的电能回充。
根据本公开一实施例中的一种无线充电收发装置，此无线充电收发装置包括一储能模块、一线圈、一开关模块、一整流电路以及一谐振电路。线圈用以感应一外部磁场或接收一外部充电信号，并用以发送一无线充电信号。开关模块用以选择性地以第一电性路径或第二电性路径耦接于储能模块与线圈之间。整流电路耦接于储能模块与开关模块之间，并设置于第一电性路径中。于第一模式时，整流电路用以整流外部磁场于第一电性路径中所致生的第一感应电流。谐振电路耦接于储能模块与开关模块之间，并设置于第二电性路径中。于第二模式时，无线充电信号经第二电性路径传送至线圈。于第三模式时，谐振电路依据外部充电信号于第二电性路径中致生第二感应电流。其中，第一感应电流与第二感应电流为回充至储能模块的充电电流。
根据本公开一实施例中的一种无线充电控制方法，此无线充电控制方法适用于一无线充电收发装置，上述的无线充电收发装置具有一磁性体、一线圈、一谐振电路与一储能模块，其中磁性体设置于线圈的相邻位置，谐振电路耦接储能模块，且线圈可选择性地与谐振电路形成耦接。所述的无线充电控制方法的步骤流程如下所述。判断磁性体是否相对于线圈移动。若判断出磁性体相对于线圈移动时，将第一感应电流进行直流转换并回充至储能模块。其中，第一感应电流由线圈感应到一外部磁场时所产生，外部磁场因磁性体与线圈的相对移动而产生。若判断出磁性体未相对于线圈移动时，更判断谐振电路是否与线圈产生共振。若判断出谐振电路与线圈产生共振时，无线充电收发装置接收一外部充电信号或发送一无线充电信号。其中，外部充电信号由一无线充电发射装置所产生。无线充电收发装置于接收到外部充电信号时致生第二感应电流，并将第二感应电流进行直流转换并回充至储能模块。无线充电收发装置于发送无线充电信号时，一无线充电接收装置透过感应无线充电信号来进行无线充电。
根据本公开一实施例中的一种无线充电控制方法，此无线充电控制方法适用于一无线充电收发装置，上述的无线充电收发装置具有一磁性体、一线圈、一谐振电路与一储能模块，其中磁性体设置于线圈的相邻位置，谐振电路耦接储能模块，且线圈可选择性地与谐振电路形成耦接。所述的无线充电控制方法的步骤流程如下所述。判断谐振电路是否与线圈产生共振。若判断出谐振电路与线圈产生共振时，无线充电收发装置接收一外部充电信号或发送一无线充电信号。其中，外部充电信号由一无线充电发射装置所产生。无线充电收发装置于接收到外部充电信号时致生第一感应电流，并将第一感应电流进行直流转换并回充至储能模块。无线充电收发装置于发送无线充电信号时，一无线充电接收装置透过感应无线充电信号来进行无线充电。若判断出谐振电路未与线圈产生共振时，更判断磁性体是否相对于线圈移动，以选择性地将第二感应电流进行直流转换并回充至储能模块。其中，第二感应电流由线圈感应到一外部磁场时所产生，外部磁场因磁性体与线圈的相对移动而产生。
综合以上所述，本公开提供一种无线充电收发装置与无线充电控制方法，此无线充电收发装置透过单一线圈与开关模块设计，使得线圈在感应到外部磁场而致生第一感应电流时，开关模块会导通线圈至储能模块中的第一电性路径，并将第一感应电流作为回充至储能模块的充电电流。当开关模块导通线圈至储能模块中的第二电性路径时，线圈可发送无线充电信号至一无线充电接收装置或接收由一无线充电发射装置所产生的外部充电信号。其中，当线圈发送无线充电信号时，上述的无线充电接收装置透过接收此无线充电信号来进行无线充电。当线圈接收到外部充电信号时，会在第二电性路径中致生第二感应电流，并将第二感应电流作为回充至储能模块的充电电流。
以上的关于本公开内容的说明及以下的实施方式的说明用以示范与解释本发明的精神与原理，并且提供本发明的权利要求更进一步的解释。
附图说明
图1为根据本公开第一实施例的无线充电收发装置的功能方块图。
图2为根据本公开第二实施例的无线充电收发装置的功能方块图。
图3为根据本公开第三实施例的无线充电收发装置的功能方块图。
图4A为根据本公开第一实施例的线圈、磁性体与弹性元件的结构示意图。
图4B为根据本公开第二实施例的线圈、磁性体与弹性元件的结构示意图。
图5为根据本公开第一实施例的无线充电控制方法的步骤流程图。
图6为根据本公开第二实施例的无线充电控制方法的步骤流程图。
图7为根据本公开第三实施例的无线充电控制方法的步骤流程图。
图8为根据本公开第四实施例的无线充电控制方法的步骤流程图。
【符号说明】
1、1’、1” 无线充电收发装置
100 线圈
102 储能模块
104 开关模块
106 整流电路
108 谐振电路
110 磁性体
111a、111b 弹性元件
112 第一检测模块
114 控制模块
116 第二检测模块
S500～S506、S600～S608、S700～S706、S800～S808 步骤流程
具体实施方式
以下在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使本领域技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所公开的内容、权利要求及附图，本领域技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。以下的实施例进一步详细说明本发明的观点，但非以任何观点限制本发明的范畴。
需注意的是，本发明所附附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本概念。因此，在所附附图中仅标示与本发明有关的物件，且所显示的物件并非以实际实施时的数目、形状、尺寸比例等加以绘制，其实际实施时的规格尺寸实为一种选择性的设计，且其物件布局形态可能更为复杂，先予叙明。
〔无线充电收发装置的第一实施例〕
请参照图1，图1为根据本公开第一实施例的无线充电收发装置的功能方块图。如图1所示，无线充电收发装置1包括线圈100、储能模块102、开关模块104、整流电路106与谐振电路108，其中线圈100耦接开关模块104，整流电路106耦接于线圈100与储能模块102之间，谐振电路108耦接于线圈100与储能模块102之间。须先一提的是，本发明的无线充电收发装置1可具有三种模式，其分别为可自主发电以对无线充电收发装置1的储能模块102进行充电的第一模式，可发射无线充电信号以对其他无线充电接收装置进行充电的第二模式，以及可接收其他无线充电发射装置所产生的外部充电信号以对其储能模块102进行充电的第三模式。以下将分别就无线充电收发装置1中的各功能模块作详细的说明。
线圈100用以感应一外部磁场或接收一外部充电信号，并用以发送一无线充电信号。于实务上，上述的外部磁场为一种时变磁场(time-varyingmagnetic field)，上述的外部充电信号为一种由其他无线充电发射装置(视为无线充电的供电端)所发送出的电磁波信号，而上述的无线充电信号为无线充电收发装置1对其他无线充电接收装置(视为无线充电的受电端)进行无线充电时所发送出的电磁波信号。在实际的操作中，当线圈100感应到上述的外部磁场或接收到上述的外部充电信号时，线圈100会因为电磁感应而产生对应的感应电流，当线圈100通有电流时，线圈100会因为电流磁效应而产生无线充电信号，并可将此无线充电信号发送至其他无线充电接收装置。
储能模块102用以储存电能，并可依据无线充电收发装置1的工作模式而选择性地进行充电(储能)或放电(释能)。在实际的操作中，储能模块102会在无线充电收发装置1运作于第一模式时进行充电，在无线充电收发装置1运作于第二模式时进行放电，在无线充电收发装置1运作于第三模式时进行充电。于实务。于实务上，储能模块102可以为一种充电电池组或双电层电容器(electric double layer capacitor，EDLC，亦称超级电容器)，若储能模块102为充电电池组的话，则此充电电池组可包括至少一电池单元，此电池单元可以为一种锂聚合物电池、锂离子电池、镍氢电池或者是镍镉电池等类型的蓄电池，但不以上述为限。此外，本发明在此不加以限制电池单元或超级电容器所使用的数量以及其连接方式，举例来说，两个以上的电池单元可以经由串接或并接来形成充电电池组。
开关模块104具有一个第一切换节点(未绘示)、一个第二切换节点(未绘示)及一个共同节点(未绘示)，其中共同节点耦接线圈100的一端，第一切换节点耦接整流电路106，第二切换节点耦接该谐振电路108。在实际的操作中，开关模块104用以选择性地以第一电性路径(electrical path)或第二电性路径耦接于线圈100与储能模块102之间，更详细来说，当开关模块104的共同节点耦接其第一切换节点时，开关模块104以第一电性路径来耦接于线圈100与储能模块102之间，当开关模块104的共同节点耦接其第二切换节点时，开关模块104以第二电性路径来耦接于线圈100与储能模块102之间。换句话说，整流电路106设置于第一电性路径中，而谐振电路108则是设置于第二电性路径中。
整流电路106用以对流经第一电性路径的电流进行整流。在实际的操作中，当无线充电收发装置1运作于第一模式时，开关模块104会以第一电性路径来耦接于线圈100与储能模块102之间，此时，整流电路106会整流外部磁场于该第一电性路径中所致生(induced)的第一感应电流，并将经整流过后的第一感应电流储存至储能模块102中。换句话说，第一感应电流为回充至储能模块102的充电电流，此第一感应电流可以为一种交流电信号或是一种相位为正的正弦波信号，本发明实施例在此不加以限制。于实务上，整流电路106可以为一种半波整流器、桥式整流器(bridge rectifier)、中心抽头式整流器，本发明实施例在此不加以限制。
谐振电路108用以于无线充电收发装置1运作于第二模式或第三模式时与线圈100产生共振。在实际的操作中，当无线充电收发装置1运作于第二模式时，无线充电信号会经由第二电性路径而才送至线圈100，而当无线充电收发装置1运作于第三模式时，谐振电路108会依据外部充电信号而于第二电性路径中致生第二感应电流，此第二感应电流为回充至储能模块102的充电电流。于实务上，谐振电路108由电容、电感与电阻所组成，且谐振电路108可以为串联谐振电路或并联谐振电路。
在实际的操作中，在将第二感应电流回充至储能模块102的过程中，第二感应电流会先经过一个整流器，此整流器可以设置于谐振电路108与储能模块102之间，亦或是整合于整流电路106中，本发明实施例在此不加以限制。此外，在整流电路106与储能模块102之间或是在谐振电路108与储能模块102之间更可以设置有斩波器(chopper)，以调整充电电流的大小。于所属技术领域具有通常知识者可以明白的是，对储能模块102进行充电与放电的运作的电路为一种选择性设计，故本发明实施例在此不加以限制储能模块102、整流电路106以及谐振电路108的电路细节，只要可运作于上述三种模式均为本发明所欲保护的范畴。
〔无线充电收发装置的第二实施例〕
请参照图2，图2为根据本公开第二实施例的无线充电收发装置的功能方块图。如图2所示，无线充电收发装置1’包括线圈100、储能模块102、开关模块104、整流电路106、谐振电路108、磁性体110、第一检测模块112与控制模块114。由于本实施例的无线充电收发装置1’中的大部份的功能模块与前一实施例的无线充电收发装置1相同，故本实施例在此不再加以赘述相同的功能模块的连接关系与作动方式。
与前一实施例的无线充电收发装置1不同的是，本实施例的无线充电收发装置1’还包括有磁性体110、第一检测模块112与控制模块114，其中控制模块114耦接于第一检测模块112与开关模块104之间。磁性体110设置于线圈100的相邻位置，且此磁性体110可相对于线圈100来进行移动。当磁性体110与线圈100进行相对移动时，线圈100会因为感应到磁通量的变化所形成的外部磁场的变化，而产生第一感应电流。本发明实施例在此不加以限制磁性体110设置于线无线充电收发装置1’中的位置，举例来说，磁性体110可以设置于线圈100的中心轴的延伸方向上，当使用者手持并摇晃无线充电收发装置1’时，磁性体110可以往复地沿着线圈100的中心轴移动，据以使得线圈100得以产生第一感应电流。
第一检测模块112用以检测磁性体110是否相对于线圈100移动，并依据判断结果产生对应的第一检测信号，其中第一检测信号用以指示磁性体110相对于线圈100移动时的移动幅度，亦可视为磁性体110的振动幅度。须一提的是，由于第一检测模块112并非以实体线路耦接磁性体110来进行检测判断的动作，故图2中第一检测模块112以虚线的方式来对应磁性体110。于实务上，第一检测模块112可以透过锁相回路电路(phase locked loopcircuit，简称PLL电路)、石英振荡器(crystal oscillator)或重力感测器(gravitysensor，亦称线性加速度计)，本公开实施例在此不加以限制。此外，在实际操作的过程中，第一检测模块112可通过检测某一电阻值的变化，来判断磁性体110是否有相对于线圈100进行移动，以及其移动幅度。
控制模块114用以依据上述的第一检测信号来判断线圈100所产生的第一感应电流是否达到一能量转换效率(energy conversion efficiency)，以选择性地控制开关模块104以第一电性路径来耦接于线圈100与储能模块102之间。更详细来说，当控制模块114判断出当下线圈100所产生的第一感应电流达到上述的能量转换效率时，控制模块114会对开关模块104输出控制信号，据以使得开关模块104可以依据上述的控制信号，而使得其共同节点会耦接至其第一切换节点，进而得以执行上述的第一模式。本公开实施例在此不加以限制上述的能量转换效率的实际数值，于所属技术领域具有通常知识者可以依据无线充电收发装置的实际使用需求，而径行设计出合理的能量转换效率。
〔无线充电收发装置的第三实施例〕
请参照图3，图3为根据本公开第三实施例的无线充电收发装置的功能方块图。如图3所示，无线充电收发装置1”包括线圈100、储能模块102、开关模块104、整流电路106、谐振电路108、磁性体110、第一检测模块112、控制模块114与第二检测模块116。由于本实施例的无线充电收发装置1”中的大部份的功能模块与前一实施例的无线充电收发装置1’相同，故本实施例在此不再加以赘述相同的功能模块的连接关系与作动方式。
与前一实施例的无线充电收发装置1’不同的是，本实施例的无线充电收发装置1”还包括有第二检测模块116，此第二检测模块116耦接于谐振电路108与控制模块114之间。此第二检测模块116用以检测谐振电路108是否与线圈100产生共振，并据以产生第二检测信号，其中，此第二检测信号用以指示谐振电路108的谐振频率。在实际的操作中，当无线充电收发装置1”的线圈100接收到外部充电信号而于第二电性路径中致生第二感应电流(第三模式)时，控制模块114可以依据第二检测模块116所产生的第二检测信号来控制第二感应电流进行直流转换，以使经直流转换后的第二感应电流可以回充至储能模块102。
此外，为了有效提高磁性体110与线圈100进行相对移动时所产生的第一感应电流的电流大小，本公开实施例的无线充电收发装置1’与无线充电收发装置1”更可包括一弹性元件，此弹性元件连接磁性体110，此弹性元件用以于无线充电收发装置1’或1”进行摇晃而使磁性体110相对于线圈100移动时储存能量，并于无线充电收发装置1’或1”停止摇晃时释放所暂存的能量。于实务上，此弹性元件可以为一种弹簧、弹性体(elastomer)等具有弹性回复力的弹性结构。
请参照图4A与图4B，图4A为根据本公开第一实施例的线圈、磁性体与弹性元件的结构示意图；图4B为根据本公开第二实施例的线圈、磁性体与弹性元件的结构示意图。如图4A所示，弹性元件111a为一种弹簧，磁性体110为一种磁石，弹性元件111a连接于磁性体110的一端，而磁性体110则是设置于线圈100的中心轴的延伸方向上。如图4B所示，弹性元件111b连接于磁性体110的两端，而磁性体110亦是设置于线圈100的中心轴的延伸方向上。借此，当使用者摇晃设置有图4A或图4B的结构的无线充电收发装置时，磁性体110会往复地沿着线圈100的中心轴进行移动，并透过弹性元件111a或弹性元件111b的作用，而有效地提高第一感应电流的电流大小。
此外，由于本公开实施例的无线充电收发装置1’与无线充电收发装置1”设置有磁性体110的关系，故当无线充电收发装置1’或无线充电收发装置1”运作于第二模式或第三模式时，其对应的另一无线充电发射装置或另一无线充电接收装置的感应线圈的位置上更可设置有一个磁性相反的磁性体或是铁、钴、镍等金属，以使无线充电发射装置或无线充电接收装置的感应线圈可以更容易地对位到无线充电收发装置1’或无线充电收发装置1”的线圈100。
除此之外，在本公开实施例的无线充电收发装置1’或无线充电收发装置1”运作于第二模式或第三模式时，无线充电收发装置1’或无线充电收发装置1”中的磁性体110更可以被锁住固定，而使得磁性体110无法相对于线圈100进行移动，直至无线充电收发装置1’或无线充电收发装置1”停止运作于第二模式或第三模式为止。
〔无线充电控制方法的第一实施例〕
请一并参照图3与图5，图5为根据本公开第一实施例的无线充电控制方法的步骤流程图。如图5所示，本实施例的无线充电控制方法适用于图3所示的无线充电收发装置1”，由于图3所示的无线充电收发装置1”的各功能模块的连接关系与作动方式已公开于上述实施例中，故不再赘述。以下将分别就本实施例的无线充电控制方法中的各步骤流程作详细的说明。
在步骤S500中，无线充电收发装置1”会判断磁性体110是否相对于线圈100移动。若无线充电收发装置1”判断出磁性体110有相对于线圈100移动，则执行步骤S502；若无线充电收发装置1”判断出磁性体110未相对于线圈100移动，则执行步骤S504。在步骤S502中，无线充电收发装置1”会将线圈100所产生的第一感应电流进行直流转换并回充至储能模块102中。
在步骤S504中，无线充电收发装置1”会判断谐振电路108是否与线圈100产生共振，亦即无线充电收发装置1”会判断是否运作于第二模式或第三模式。当无线充电收发装置1”判断出谐振电路108与线圈100产生共振时，则执行步骤S506；当无线充电收发装置1”判断出谐振电路108未与线圈100产生共振时，则重新执行步骤S500。
在步骤S506中，无线充电收发装置1”会接收外部充电信号或发送无线充电信号。其中，上述的外部充电信号由一个无线充电发射装置所产生，且当无线充电收发装置1”接收到外部充电信号时，无线充电收发装置1”会致生第二感应电流，并将此第二感应电流进行直流转换后回充至储能模块102。当无线充电收发装置1”发送无线充电信号时，另一个无线充电接收装置可透过感应无线充电信号来进行无线充电。
〔无线充电控制方法的第二实施例〕
请一并参照图3与图6，图6为根据本公开第二实施例的无线充电控制方法的步骤流程图。如图6所示，本实施例的无线充电控制方法适用于图3所示的无线充电收发装置1”，由于图3所示的无线充电收发装置1”的各功能模块的连接关系与作动方式已公开于上述实施例中，故不再赘述。以下将分别就本实施例的无线充电控制方法中的各步骤流程作详细的说明。
在步骤S600中，无线充电收发装置1”会判断磁性体110是否相对于线圈100移动。若无线充电收发装置1”判断出磁性体110有相对于线圈100移动，则执行步骤S602；若无线充电收发装置1”判断出磁性体110未相对于线圈100移动，则执行步骤S606。在步骤S602中，无线充电收发装置1”会判断线圈100所产生的第一感应电流是否达到一能量转换效率。若无线充电收发装置1”判断出线圈100所产生的第一感应电流达到上述的能量转换效率，则执行步骤S604；若无线充电收发装置1”判断出线圈100所产生的第一感应电流未达到上述的能量转换效率，则重新执行步骤S600。
在步骤S604中，无线充电收发装置1”会将第一感应电流进行直流转换并回充至储能模块102。在步骤S606中，无线充电收发装置1”会判断谐振电路108是否与线圈100产生共振，亦即无线充电收发装置1”会判断是否运作于第二模式或第三模式。当无线充电收发装置1”判断出谐振电路108与线圈100产生共振时，则执行步骤S608；当无线充电收发装置1”判断出谐振电路108未与线圈100产生共振时，则重新执行步骤S600。由于图6的步骤S608的内容相同于图5的步骤S506的内容，故本实施例不再进行赘述。
〔无线充电控制方法的第三实施例〕
请一并参照图3与图7，图7为根据本公开第三实施例的无线充电控制方法的步骤流程图。如图7所示，本实施例的无线充电控制方法适用于图3所示的无线充电收发装置1”，由于图3所示的无线充电收发装置1”的各功能模块的连接关系与作动方式已公开于上述实施例中，故不再赘述。以下将分别就本实施例的无线充电控制方法中的各步骤流程作详细的说明。
在步骤S700中，无线充电收发装置1”会判断谐振电路108是否与线圈100产生共振。若无线充电收发装置1”判断出谐振电路108有与线圈100产生共振，则执行步骤S702；若无线充电收发装置1”判断出谐振电路108未与线圈100产生共振，则执行步骤S704。
在步骤S702中，无线充电收发装置1”会接收外部充电信号或发送无线充电信号。其中，上述的外部充电信号由一个无线充电发射装置所产生，且当无线充电收发装置1”接收到外部充电信号时，无线充电收发装置1”会致生第一感应电流，并将此第一感应电流进行直流转换后回充至储能模块102。当无线充电收发装置1”发送无线充电信号时，另一个无线充电接收装置可透过感应无线充电信号来进行无线充电。
在步骤S704中，无线充电收发装置1”会判断磁性体110是否相对于线圈100移动。若无线充电收发装置1”判断出磁性体110有相对于线圈100移动时，则执行步骤S706；若无线充电收发装置1”判断出磁性体110未相对于线圈100移动时，则重新执行步骤S700。在步骤S706中，无线充电收发装置1”会将线圈100所产生的第二感应电流进行直流转换并回充至储能模块102。
须一提的是，由于本实施例的无线充电控制方法的判断步骤先判断谐振电路108是否与线圈100产生共振(步骤S700)，再判断磁性体110是否相对于线圈100移动(步骤S704)，而第一实施例与第二实施例的无线充电控制方法的判断步骤先判断磁性体110是否相对于线圈100移动(步骤S500与步骤S600)，再判断谐振电路108是否与线圈100产生共振(步骤S504与步骤S606)。因此，本实施例所述的第一感应电流即为先前实施例所述的第二感应电流，而本实施例所述的第二感应电流即为先前实施例所述的第一感应电流。
〔无线充电控制方法的第四实施例〕
请一并参照图3与图8，图8为根据本公开第四实施例的无线充电控制方法的步骤流程图。如图8所示，本实施例的无线充电控制方法适用于图3所示的无线充电收发装置1”，由于图3所示的无线充电收发装置1”的各功能模块的连接关系与作动方式已公开于上述实施例中，故不再赘述。以下将分别就本实施例的无线充电控制方法中的各步骤流程作详细的说明。
在步骤S800中，无线充电收发装置1”会判断谐振电路108是否与线圈100产生共振。若无线充电收发装置1”判断出谐振电路108有与线圈100产生共振，则执行步骤S802；若无线充电收发装置1”判断出谐振电路108未与线圈100产生共振，则执行步骤S804。由于图8的步骤S802的内容相同于图7的步骤S702的内容，故本实施例不再进行赘述。
在步骤S804中，无线充电收发装置1”会判断磁性体110是否相对于线圈100移动。若无线充电收发装置1”判断出磁性体110有相对于线圈100移动时，则执行步骤S806；若无线充电收发装置1”判断出磁性体110未相对于线圈100移动时，则重新执行步骤S800。在步骤S806中，无线充电收发装置1”会判断线圈100所产生的第二感应电流是否达到一能量转换效率。若无线充电收发装置1”判断出线圈100所产生的第二感应电流有达到上述的能量转换效率，则执行步骤S808；若无线充电收发装置1”判断出线圈100所产生的第二感应电流未达到上述的能量转换效率，则重新执行步骤S800。在步骤S808中，无线充电收发装置1”会将上述的第二感应电流进行直流转换并回充至储能模块102。
须一提的是，由于本实施例的无线充电控制方法的判断步骤先判断谐振电路108是否与线圈100产生共振(步骤S800)，再判断磁性体110是否相对于线圈100移动(步骤S804)，而第一实施例与第二实施例的无线充电控制方法的判断步骤先判断磁性体110是否相对于线圈100移动(步骤S500与步骤S600)，再判断谐振电路108是否与线圈100产生共振(步骤S504与步骤S606)。因此，本实施例所述的第一感应电流即为先前实施例所述的第二感应电流，而本实施例所述的第二感应电流即为先前实施例所述的第一感应电流。
〔实施例的可能功效〕
综合以上所述，本发明实施例提供一种无线充电收发装置与无线充电控制方法，此无线充电收发装置透过单一线圈与开关模块设计，使得线圈在感应到外部磁场而致生第一感应电流时，开关模块会导通线圈至储能模块中的第一电性路径，并将第一感应电流作为回充至储能模块的充电电流。当开关模块导通线圈至储能模块中的第二电性路径时，线圈可发送无线充电信号至一无线充电接收装置或接收由一无线充电发射装置所产生的外部充电信号。其中，当线圈发送无线充电信号时，上述的无线充电接收装置透过接收此无线充电信号来进行无线充电。当线圈接收到外部充电信号时，会在第二电性路径中致生第二感应电流，并将第二感应电流作为回充至储能模块的充电电流。
借此，本发明实施例的无线充电收发装置与无线充电控制方法透过单一线圈、一个磁性体以及开关模块的设计，即能实现自主发电的储能模式(第一模式)、无线充电模式(第二模式)与无线受电模式(第三模式)三种模式，且本发明实施例的无线充电收发装置与无线充电控制方法可适用于WPC(Wireless Power Consortium)阵营的Qi标准、PMA(Power Matters Alliance)阵营的PMA标准以及A4WP(Alliance for Wireless Power)阵营的Rezence标准。此外，本发明实施例的无线充电收发装置与无线充电控制方法由于仅须单一线圈，可有效地节省制造成本，并使得产品可更加地轻薄化，且由于可透过摇晃无线充电收发装置来进行其储能模块的电能回充，而增加了产品的实用性。
虽然本发明以上述的实施例公开如上，然其并非用以限定本发明。在不脱离本发明的精神和范围内，所为的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。关于本发明所界定的保护范围请参考所附的权利要求。
Claims (15)
1.一种无线充电收发装置，包括：
一储能模块；
一线圈，用以感应一外部磁场或接收一外部充电信号，并用以发送一无线充电信号；
一开关模块，用以选择性地以一第一电性路径或一第二电性路径耦接于该储能模块与该线圈之间；
一整流电路，耦接于该储能模块与该开关模块之间，并设置于该第一电性路径中，于一第一模式时，用以整流该外部磁场于该第一电性路径中所致生的一第一感应电流；以及
一谐振电路，耦接于该储能模块与该开关模块之间，并设置于该第二电性路径中，于一第二模式时，该无线充电信号经该第二电性路径传送至该线圈，于一第三模式时，依据该外部充电信号于该第二电性路径中致生一第二感应电流；
其中，该第一感应电流与该第二感应电流为回充至该储能模块的充电电流。
2.如权利要求1所述的无线充电收发装置，其中该无线充电收发装置还包括一磁性体，该磁性体设置于该线圈的相邻位置，该外部磁场因该磁性体与该线圈的相对移动而产生，且该线圈于感应到该外部磁场时产生该第一感应电流。
3.如权利要求2所述的无线充电收发装置，其中于该第二模式或该第三模式时，该磁性体被锁住，而无法相对于该线圈移动。
4.如权利要求2所述的无线充电收发装置，其中该无线充电收发装置还包括一弹性元件，该弹性元件连接该磁性体，该弹性元件用以于该无线充电收发装置进行摇晃而使该磁性体相对于该线圈移动时储存能量，并于该无线充电收发装置停止摇晃时释放所暂存的能量。
5.如权利要求2所述的无线充电收发装置，其中该无线充电收发装置还包括一第一检测模块，该第一检测模块用以检测该磁性体是否相对于该线圈移动，并据以产生一第一检测信号，该第一检测信号用以指示该磁性体相对于该线圈移动时的移动幅度。
6.如权利要求5所述的无线充电收发装置，其中该无线充电收发装置还包括一控制模块，该控制模块耦接于该第一检测模块与该开关模块之间，该控制模块用以依据该第一检测信号判断该第一感应电流是否达到一能量转换效率，以选择性地控制该开关模块以该第一电性路径来耦接于该储能模块与该线圈之间。
7.如权利要求6所述的无线充电收发装置，其中该无线充电收发装置还包括一第二检测模块，该第二检测模块耦接于该谐振电路与该控制模块之间，该第二检测模块用以检测该谐振电路是否与该线圈产生共振，并据以产生一第二检测信号，该第二检测信号用以指示该谐振电路的谐振频率。
8.一种无线充电控制方法，适用于一无线充电收发装置，该无线充电收发装置具有一磁性体、一线圈、一谐振电路与一储能模块，其中该磁性体设置于该线圈的相邻位置，该谐振电路耦接该储能模块，且该线圈可选择性地与该谐振电路形成耦接，该无线充电控制方法包括：
判断该磁性体是否相对于该线圈移动；
若判断出该磁性体相对于该线圈移动时，将一第一感应电流进行直流转换并回充至该储能模块，其中该第一感应电流由该线圈感应到一外部磁场时所产生，该外部磁场因该磁性体与该线圈的相对移动而产生；
若判断出该磁性体未相对于该线圈移动时，更判断该谐振电路是否与该线圈产生共振；以及
若判断出该谐振电路与该线圈产生共振时，该无线充电收发装置接收一外部充电信号或发送一无线充电信号，其中该外部充电信号由一无线充电发射装置所产生，且该无线充电收发装置于接收到该外部充电信号时致生一第二感应电流，并将该第二感应电流进行直流转换并回充至该储能模块，该无线充电收发装置于发送该无线充电信号时，一无线充电接收装置透过感应该无线充电信号来进行无线充电。
9.如权利要求8所述的无线充电控制方法，其中若判断出该磁性体相对于该线圈移动时，更判断该线圈所产生的该第一感应电流是否达到一能量转换效率，以选择性地将该第一感应电流进行直流转换并回充至该储能模块。
10.如权利要求9所述的无线充电控制方法，其中若判断出该线圈所产生的该第一感应电流达到该能量转换效率时，则将该第一感应电流进行直流转换并回充至该储能模块，若判断出该线圈所产生的该第一感应电流未达到该能量转换效率时，则重新执行判断该磁性体是否相对于该线圈移动的步骤。
11.如权利要求8所述的无线充电控制方法，其中若判断出该谐振电路未与该线圈产生共振时，则重新执行判断该磁性体是否相对于该线圈移动的步骤。
12.一种无线充电控制方法，适用于一无线充电收发装置，该无线充电收发装置具有一磁性体、一线圈、一谐振电路与一储能模块，其中该磁性体设置于该线圈的相邻位置，该谐振电路耦接该储能模块，且该线圈可选择性地与该谐振电路形成耦接，该无线充电控制方法包括：
判断该谐振电路是否与该线圈产生共振；
若判断出该谐振电路与该线圈产生共振时，该无线充电收发装置接收一外部充电信号或发送一无线充电信号，其中该外部充电信号由一无线充电发射装置所产生，且该无线充电收发装置于接收到该外部充电信号时致生一第一感应电流，并将该第一感应电流进行直流转换并回充至该储能模块，该无线充电收发装置于发送该无线充电信号时，一无线充电接收装置透过感应该无线充电信号来进行无线充电；以及
若判断出该谐振电路未与该线圈产生共振时，更判断该磁性体是否相对于该线圈移动，以选择性地将一第二感应电流进行直流转换并回充至该储能模块，其中该第二感应电流由该线圈感应到一外部磁场时所产生，该外部磁场因该磁性体与该线圈的相对移动而产生。
13.如权利要求12所述的无线充电控制方法，其中若判断出该磁性体相对于该线圈移动时，更判断该线圈所产生的该第二感应电流是否达到一能量转换效率，以选择性地将该第二感应电流进行直流转换并回充至该储能模块。
14.如权利要求13所述的无线充电控制方法，其中若判断出该线圈所产生的该第二感应电流达到该能量转换效率时，则将该第二感应电流进行直流转换并回充至该储能模块，若判断出该线圈所产生的该第二感应电流未达到该能量转换效率时，则重新执行判断该谐振电路是否与该线圈产生共振的步骤。
15.如权利要求13所述的无线充电控制方法，其中若判断出该磁性体未相对于该线圈移动时，则重新执行判断该谐振电路是否与该线圈产生共振的步骤。
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