CN110022008B - 电子装置及无线充电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种电子装置及无线充电系统，无线充电系统包含电子装置及充电笔筒。电子装置具有第一接收天线和第二接收天线，第一接收天线用于接收第一极化波，第二接收天线用于接收第二极化波，第一极化波与第二极化波的极化方向不同；充电笔筒具有多个发射电极，多个发射电极分布于充电笔筒的内壁；使用时，将电子装置置入充电笔筒内，多个发射电极各自发出无线电场以传输至第一接收天线和第二接收天线。本发明中，电子装置上的接收天线用于接收极化方向不同的极化波，增加了两个接收天线的隔离度，从而可降低接收天线之间的干扰，最终可以达到既方便圆弧形电子产品的充电，又能够获得较大的无线充电效益。

Description

电子装置及无线充电系统
技术领域
本发明是有关于一种电子装置及无线充电系统，尤其是一种便于圆弧状造型的电子产品充电的无线充电系统。
背景技术
现今无线充电座几乎都是平台式架构，充电时需要将欲充电的电子产品放置于平台上。如此一来，会使得圆弧状造型的电子产品有落摔造成损坏的风险。例如电子白板的主动式触控笔。
故，如何设计无线充电系统以便于圆弧状造型的电子产品充电并获得较大的充电效益成为业界需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电子装置及无线充电系统，以解决上述问题。
为了解决上述问题，本发明提出一种电子装置，包括第一接收天线、第二接收天线、电池以及处理单元。第一接收天线用于接收第一极化波；第二接收天线用于接收第二极化波；处理单元电性连接于该第一接收天线、该第二接收天线以及该电池；其中，该第一极化波与该第一极化波的极化方向不同；该处理单元用于将该第一接收天线和该第二接收天线所分别接收到的能量处理后传输至该电池。
作为可选的技术方案，该第一极化波与该第二极化波的极化方向垂直。
作为可选的技术方案，该处理单元接收到该第一接收天线和该第二接收天线所分别接收到的能量后先进行合并而形成第一电信号，然后该处理单元将该第一电信号传输至该电池。
本发明的电子装置上的接收天线不止一个，提升了充电笔筒上的发射电极对接收天线的投影面积；又由于接收天线分别用于接收极化方向不同的极化波，增加了接收天线的隔离度，从而可降低接收天线之间的干扰，最终可以达到较大的无线充电效益。
此外，本发明还提出一种无线充电系统，包含前述电子装置以及充电笔筒。充电笔筒具有多个发射电极，该多个发射电极分布于该充电笔筒的内壁；使用时，将该电子装置置入该充电笔筒内，该多个发射电极各自发出无线电场以传输至该第一接收天线和该第二接收天线。
作为可选的技术方案，每一发射电极具有第一发射端及第一接收端，该第一发射端用于发出第一无线电场以传输至该第一接收天线和该第二接收天线，该第一接收端用于接收自该第一接收天线和该第二接收天线反射回的第二无线电场，该充电笔筒先根据该第一无线电场的能量值和该第二无线电场的能量值确定该第一发射电极的第一充电效率，再根据该第一充电效率调整该第一无线电场的能量值。
作为可选的技术方案，定义该第一无线电场的能量值为S11，定义该第二无线电场的能量值为S12，定义该第一充电效率为R1，则：R1＝(S11-S12)/S11。
作为可选的技术方案，判断该第一充电效率是否大于充电效率阈值，若是，则增加该第一无线电场的能量值；若否，则减小该第一无线电场的能量值。
作为可选的技术方案，该多个发射电极呈一圈均匀分布于该内壁上。
作为可选的技术方案，该内壁包含呈圆柱形的第一内壁以及呈子弹头状的第二内壁，该第一内壁与该第二内壁相连接，且该第二内壁位于该充电笔筒的底部，该多个发射电极包含第一组发射电极和第二组发射电极，该第一组发射电极均匀分布于该第一内壁上，该第二组发射电极均匀分布于该第二内壁上。
作为可选的技术方案，该第二组发射电极沿着该第二内壁的圆弧面而呈碟形排布。
本发明的无线充电系统中，电子装置上的接收天线不止一个，提升了充电笔筒上的发射电极对接收天线的投影面积；又由于接收天线分别用于接收极化方向不同的极化波，增加了接收天线的隔离度，从而可降低接收天线之间的干扰，最终可以达到既方便圆弧形电子产品的充电，又能够获得较大的无线充电效益。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1为本发明的无线充电系统的立体示意图；
图2A为本发明的电子装置的示意图；
图2B为本发明的无线充电系统中充电笔筒的示意图；
图3为本发明的无线充电系统中充电笔筒的另一实施例的示意图；
图4为本发明的电子装置的另一实施例的示意图。
具体实施方式
为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。
请参考图1、图2A及图2B。图1为本发明的无线充电系统的立体示意图；图2A为本发明的无线充电系统中电子装置的示意图；图2B为本发明的无线充电系统中充电笔筒的示意图。本发明提出一种电子装置100，其包括第一接收天线110以及第二接收天线120，其中，第一接收天线110用于接收第一极化波，第二接收天线120用于接收第二极化波；第一极化波与第一极化波的极化方向不同。实际操作中，电子装置100可为圆弧状造型的电子产品，例如电子笔。
实际操作中，为了达到最大的天线隔离度，以获得较佳的抗干扰效果，第一极化波与第二极化波的极化方向可为垂直。例如，第一接收天线110用于接收的第一极化波可为垂直极化波，第二接收天线120用于接收的第二极化波为水平极化波，从而可以得到两个互为正交极化的接收天线。
实际操作中，电子装置100上的接收天线的个数可不限定为两个，使用者可根据实际需要来设定电子装置100上的接收天线的个数及位置，较佳的，相邻的两个接收天线所接收的极化波的极化方向不同。
本发明中的电子装置100上设置不止一个接收天线，提升了发射电极对接收天线的投影面积；又由于接收天线分别用于接收极化方向不同的极化波，增加了接收天线的隔离度(Isolation)，从而可降低接收天线之间的干扰，最终可以达到较大的无线充电效益。
进一步的，本发明提出一种无线充电系统300，其包含前述电子装置100以及充电笔筒200。充电笔筒200具有多个发射电极210，如图1及图2B所示，多个发射电极210分布于充电笔筒200的内壁。使用时，将电子装置100置入充电笔筒200内，多个发射电极210各自发出无线电场以传输至第一接收天线110和第二接收天线120。
本发明中的无线充电系统300中，电子装置100上设置不止一个接收天线，提升了充电笔筒200上的发射电极210对接收天线的投影面积；又由于接收天线分别用于接收极化方向不同的极化波，增加了接收天线的隔离度(Isolation)，从而可降低接收天线之间的干扰，最终可以达到既方便圆弧形电子产品的充电，又能够获得较大的无线充电效益。
于一实施例中，每一发射电极210具有第一发射端及第一接收端，第一发射端用于发出第一无线电场以传输至第一接收天线110和第二接收天线120，第一接收端用于接收自第一接收天线110和第二接收天线120反射回的第二无线电场，充电笔筒200先根据第一无线电场的能量值和第二无线电场的能量值确定每一发射电极的第一充电效率，再根据第一充电效率调整该第一无线电场的能量值。
具体的，可定义第一无线电场的能量值为S11，定义第二无线电场的能量值为S12，定义第一充电效率为R1，则：R1＝(S11-S12)/S11。
实际操作中，可预先设定一个充电效率阈值，判断第一充电效率是否大于充电效率阈值，若是，则增加第一无线电场的能量值；若否，则减小第一无线电场的能量值。实际操作中，借助这样的计算及判断后，可调整每一发射电极210所发出的第一无线电场的能量值，具体可为充电效率高的发射电极发出更强的无线电场，充电效率低的发射电极发出更弱的无线电场，使得电场能量的分配更加合理，达到既能够高效充电，又能够节能的特性。于一实施例中，充电效率阈值例如为50％。
实际操作中，充电笔筒200内设置有微控制器(Micro Controller，未绘示)以及无线充电发射芯片(wireless charging transmitter IC，未绘示)，其中，无线充电发射芯片电性连接前述多个发射电极210以及微控制器，无线充电发射芯片用于向各个发射电极210(具体为各个第一发射端)传递第一信号以便各个发射电极210各自发出无线电场，无线充电发射芯片还用于接收各个发射电极210(具体为各个第一接收端)所传递的第二信号，以接收各个第二无线电场的能量值并传递至微控制器，便于微控制器计算出每一发射电极的第一充电效率，并据此发送第三信号至无线充电发射芯片以调整各个发射电极所发出的无线电场。
实际操作中，电子装置100具有处理单元130及电池140，处理单元130电性连接于第一接收天线110、第二接收天线120以及电池140，处理单元130用于将第一接收天线110和第二接收天线120所接收到的能量处理后传输至电池140。实际操作中，处理单元130接收到第一接收天线110和第二接收天线120所分别接收到的能量(实际上可为两个单独的电信号)后，先将两者进行合并而获得较佳的第一电信号，然后处理单元130再将前述第一电信号传输至电池140。当然，处理单元130亦可直接将接收到的第一接收天线110和第二接收天线120所接收到的能量分别处理后分别传输至电池130。处理单元130可为电性连接的无线充电接受芯片(wireless charging receiver IC)和微控制器(Micro Controller)的组合。当电子装置100放入充电笔筒200内，电子装置100上的接收天线即可侦测到来自充电笔筒200的多个发射电极210所发出的无线充电电场，此时处理单元130即可将接收天线所接收到的电力传送给电子装置100内的电池130，达到充电的效果。
实际操作中，本发明的无线充电方式可采用高频(800MHz～1GHz)传输。由于发射电极的尺寸与操作频率成反比，从而充电笔筒200上的多个发射电极210可以较小尺寸的方式达成，例如金属薄膜发射电极阵列。
如图1及图2B所示，本实施例中，多个发射电极210呈一圈均匀分布于充电笔筒200的内壁上。一般的，这一圈发射电极210设置于充电笔筒200的中段位置。对应的，电子装置100上的第一接收天线110和第二接收天线120优选邻近电子装置100的中部设置。这样一来，当电子装置100插入充电笔筒200后，不需要进行对位即可进行充电，即任意放置或正反插入均可充电。
请参考图3，图3为本发明的无线充电系统中充电笔筒的另一实施例的示意图。本实施例中，充电笔筒200’的内壁220’包含呈圆柱形的第一内壁221’以及呈子弹头状的第二内壁222’，第一内壁221’与第二内壁222’相连接，且第二内壁222’位于充电笔筒200’的底部。多个发射电极210’包含第一组发射电极211’和第二组发射电极212’，第一组发射电极211’均匀分布于第一内壁221’上，第二组发射电极212’均匀分布于第二内壁222’上。本实施例中，第一组发射电极211’类似于与图2B中的多个发射电极210，其可设置于充电笔筒200’的中段位置。第二组发射电极212’沿着第二内壁222’的圆弧面设置而呈碟形电极阵列，从而可产生聚焦的效果，使得充电效率更佳。
请参考图4，图4为本发明的电子装置的另一实施例的示意图。对应于图3所示的充电笔筒200’，本实施例中的电子装置100’，其第一接收天线110较佳为邻近电子装置100的中部设置，第二接收天线120较佳为邻近电子装置100的端部设置，通过这样的设置方式，当电子装置100’放置于充电笔筒200’内时，可提升各个发射电极210’与接收天线间的投影面积，从而达到更佳的无线充电效益。
本发明的电子装置及无线充电系统中，电子装置上的接收天线不止一个，提升了充电笔筒上的发射电极对接收天线的投影面积；又由于接收天线分别用于接收极化方向不同的极化波，增加了接收天线的隔离度，从而可降低接收天线之间的干扰，最终可以达到既方便圆弧形电子产品的充电，又能够获得较大的无线充电效益。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种电子装置，其特征在于包括：
第一接收天线，用于接收第一极化波；
第二接收天线，用于接收第二极化波；
电池；以及
处理单元，电性连接于该第一接收天线、该第二接收天线以及该电池；
其中，该第一极化波与该第一极化波的极化方向不同；该处理单元用于将该第一接收天线和该第二接收天线所分别接收到的能量处理后传输至该电池；
该电子装置应用于无线充电系统，该无线充电系统还包含充电笔筒，该充电笔筒具有多个发射电极，该多个发射电极分布于该充电笔筒的内壁；
使用时，将该电子装置置入该充电笔筒内，该多个发射电极各自发出无线电场以传输至该第一接收天线和该第二接收天线；
每一发射电极具有第一发射端及第一接收端，该第一发射端用于发出第一无线电场以传输至该第一接收天线和该第二接收天线，该第一接收端用于接收自该第一接收天线和该第二接收天线反射回的第二无线电场，该充电笔筒先根据该第一无线电场的能量值和该第二无线电场的能量值确定该每一发射电极的第一充电效率，再根据该第一充电效率调整该第一无线电场的能量值。
2.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于：该第一极化波与该第二极化波的极化方向垂直。
3.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于：该处理单元接收到该第一接收天线和该第二接收天线所分别接收到的能量后先进行合并而形成第一电信号，然后该处理单元将该第一电信号传输至该电池。
4.一种无线充电系统，其特征在于包含：
如权利要求1至3中任一项所述的电子装置；以及
充电笔筒，具有多个发射电极，该多个发射电极分布于该充电笔筒的内壁；
使用时，将该电子装置置入该充电笔筒内，该多个发射电极各自发出无线电场以传输至该第一接收天线和该第二接收天线；
每一发射电极具有第一发射端及第一接收端，该第一发射端用于发出第一无线电场以传输至该第一接收天线和该第二接收天线，该第一接收端用于接收自该第一接收天线和该第二接收天线反射回的第二无线电场，该充电笔筒先根据该第一无线电场的能量值和该第二无线电场的能量值确定该每一发射电极的第一充电效率，再根据该第一充电效率调整该第一无线电场的能量值。
5.根据权利要求4所述的无线充电系统，其特征在于：定义该第一无线电场的能量值为S11，定义该第二无线电场的能量值为S12，定义该第一充电效率为R1，则：R1=(S11-S12)/S11。
6.根据权利要求5所述的无线充电系统，其特征在于：判断该第一充电效率是否大于充电效率阈值，若是，则增加该第一无线电场的能量值；若否，则减小该第一无线电场的能量值。
7.根据权利要求4所述的无线充电系统，其特征在于：该多个发射电极呈一圈均匀分布于该内壁上。
8.根据权利要求4所述的无线充电系统，其特征在于：该内壁包含呈圆柱形的第一内壁以及呈子弹头状的第二内壁，该第一内壁与该第二内壁相连接，且该第二内壁位于该充电笔筒的底部，该多个发射电极包含第一组发射电极和第二组发射电极，该第一组发射电极均匀分布于该第一内壁上，该第二组发射电极均匀分布于该第二内壁上。
9.根据权利要求8所述的无线充电系统，其特征在于： 该第二组发射电极沿着该第二内壁的圆弧面而呈碟形排布。
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