CN201188555Y - 一种无线输入装置的磁电感应转换系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无线输入装置的磁电感应转换系统，包括一发射器与一接收器。其藉由多组并排的串联谐振电路共振，增强传输能量，搭配电感天线传输电磁波，再由预定的并联谐振电路接收并转换成可用的电源，因此能够有效地传送能源。

Description

一种无线输入装置的磁电感应转换系统

技术领域

本实用新型是有关一种能量转换装置，特别是一种无线输入装置的磁电感应转换系统。

背景技术

目前，一般无线装置的电源是以装设一般电池或充电电池为主。其中，因为充电电池可以再充电利用，所以逐渐成为无线装置使用的主要电力来源之一。但是，由于装设充电电池的无线装置必须时常进行充电，使用上较为不便，因此为了使无线装置使用更为方便，便发展出利用无线供电的技术。

无线供电的技术是利用电磁感应的原理所达成，其原理为对一个线圈输入一电流，线圈将因此产生一磁场，而此磁场又将影响到另一线圈，使其也产生电流。因此，当能源发送体输送一电流至一电感天线时，其将产生一电磁场且发射一电磁波，此电磁波将会穿过空气并传输至一无线装置的内部电感天线而产生一感应电流，最后通过无线装置内部的电路将其转换成稳定电流。

然而，目前利用电磁波传输能量的距离有限，且能量转换效率低，利用无线供电对充电电池充电更是不如有线供电的充电效率，因此目前的无线供电技术仍存在传输能量的距离短、能源转换效率低以及能源浪费等问题。

发明内容

为了解决上述现有技术的问题，本实用新型提出一种无线输入装置的磁电感应转换系统，以解决先前技术所存在无线供电传输能量的距离短、能源转换效率低以及能源浪费等问题。

根据本新型的无线输入装置的磁电感应转换系统，其藉由多组并排的串联谐振电路共振，以增强传输能量，并搭配电感天线来传输电磁波，再由预定的并联谐振电路接收，并转换成可用的电源，因此能够有效地传送能源，达到较佳的转换效率并且更节省能源。其中，在接收端可通过设置多个并联谐振电路，其依序串联以提升感应能量。

根据本新型实施例，一种无线输入装置的磁电感应转换系统包括一发射器与一接收器。其中，发射器包含一振荡电路、一第一反相电路、一第二反相电路以及至少二串联谐振电路。接收器包含至少一并联谐振电路与一整流电路。

振荡电路用于以特定频率振荡而产生一振荡信号。第一反相电路与振荡电路串联，用以反相振荡信号而输出具有第一相位的第一交流信号。第二反相电路与第一反相电路串联，用以反相第一交流信号而输出具有第二相位的第二交流信号。至少二串联谐振电路彼此相互并排，每一串联谐振电路皆与第二反相电路并联，以接收第一交流信号与第二交流信号，并依据第一交流信号与第二交流信号产生一电磁波。至少一并联谐振电路用以响应串联谐振电路所发射出的电磁波而产生一交流信号。当并联谐振电路为多个时，每一并联谐振电路将彼此串联。整流电路电性连接于至少一并联谐振电路，用以将交流信号转换为一直流信号并输出。

其中，每一串联谐振电路包括一电感天线、一匹配电容、一第一反相单元与一第二反相单元。匹配电容的一端电性连接于电感天线的一端，第一反相单元的输出端电性连接于匹配电容的另一端，第二反相单元的输出端电性连接于电感天线的另一端。每一并联谐振电路包含一电感天线与一匹配电容，电感天线与匹配电容为彼此并联。

综上所述，藉由本新型的技术手段，在发射端，通过设置多组并排的串联谐振电路，以藉由共振而增强传输能量，再搭配电感天线传输电磁波；于接收端，由并联谐振电路进行接收，以转换成可用的电源，藉以有效地传送能源。再者，在接收端更通过设置多个并联谐振电路，其依序串联以提升感应能量，藉以更有效地传送能源。

有关本新型的特征与实作，兹配合图示作最佳实施例详细说明如下。

附图说明

图1为本新型一实施例的无线输入装置的磁电感应转换发射器的概要方块图；

图2为本新型一实施例的无线输入装置的磁电感应转换发射器的电路图；

图3为本新型一实施例的无线输入装置的磁电感应转换接收器的概要方块图；以及

图4为本新型一实施例的无线输入装置的磁电感应转换接收器的电路图。

【主要组件符号说明】

100   振荡电路

200   第一反相电路

300   第二反相电路

400   串联谐振电路

410   第一级串联谐振电路

420   第二级串联谐振电路

430   第三级串联谐振电路

500   并联谐振电路

510   第一级并联谐振电路

520   第二级并联谐振电路

600   整流电路

700   负载或充电电池

L1    第一电感天线

L2    第二电感天线

L3    第三电感天线

L4    第四电感天线

L5    第五电感天线

C1    第一电容

C2    第二电容

C3    第三匹配电容

C4    第四匹配电容

C5    第五匹配电容

C6    第六匹配电容

C7    第七匹配电容

C8    第八电容

R1    第一电阻

R2    第二电阻

D1     第一萧特基二极管

D2     第二萧特基二极管

D3     第三萧特基二极管

D4     第四萧特基二极管

U1A    第一反相器

U1B    第二反相器

U1C    第三反相器

U1D    第四反相器

U1E    第五反相器

U2A    第六反相器

U2B    第七反相器

U2C    第八反相器

U2D    第九反相器

U2E    第十反相器

U2F    第十一反相器

U3A    第十二反相器

U3B    第十三反相器

U3C    第十四反相器

U3D    第十五反相器

U3E    第十六反相器

U3F    第十七反相器

CRYSTAL振荡器

具体实施方式

请参照图1，为本新型一实施例的无线输入装置的磁电感应转换发射器电路的概要方块图。如图1所示，一种无线输入装置的磁电感应转换发射器包含一振荡电路100、一第一反相电路200、一第二反相电路300以及至少二串联谐振电路400。

振荡电路100与第一反相电路200串联。第一反相电路200再与第二反相电路300串联。至少二串联谐振电路400彼此相互并排，每一串联谐振电路400皆与第二反相电路300并联。

振荡电路100用于以特定频率振荡而产生一振荡信号。第一反相电路200用以反相振荡信号而输出具有第一相位的第一交流信号。第二反相电路300用以反相第一交流信号而输出具有第二相位的第二交流信号。至少二串联谐振电路400用以接收第一交流信号与第二交流信号，并依据第一交流信号与第二交流信号产生一电磁波。

其中，于本实施例中，至少二串联谐振电路400包含一第一级串联谐振电路410、一第二级串联谐振电路420与一第三级串联谐振电路430。

第一级串联谐振电路410、第二级串联谐振电路420与第三级串联谐振电路430皆与第二反相电路300并联，并且彼此相互并排。

第一级串联谐振电路410、第二级串联谐振电路420与第三级串联谐振电路430皆接收第一交流信号与第二交流信号，并依据第一交流信号与第二交流信号让彼此产生共振而产生一电磁波。

请参照图2，为本新型一实施例的无线输入装置的磁电感应转换发射器的电路图。如图2，所示，振荡电路100包含一振荡器CRYSTAL、一第一电容C1、一第二电容C2、一第一电阻R1、一第二电阻R2与一第一反相器U1A。

第一电容C1的一端接地，且第一电容C1的另一端电性连接于振荡器CRYSTAL的一端。第一电阻R1的一端电性连接于第一反相器U1A的输入端，且第一电阻R1的另一端电性连接于第一反相器U1A的输出端。振荡器CRYSTAL的另一端电性连接于第二电阻R2的一端。第二电容C2的一端接地，且第二电容C2的另一端电性连接于第二电阻R2的另一端。

振荡电路100接收一交流输入，并以特定频率振荡而产生一振荡信号。其中，振荡电路100可为一石英振荡电路，然其仅为示例性说明，并非用以限定本新型。

第一反相电路200包含一第二反相器U1B。

第一反相电路200与振荡电路100串联，且第一反相器U1A的输出端电性连接于第二反相器U1B的输入端。

第一反相电路200反相振荡信号，并且输出具有一第一相位的一第一交流信号。

第二反相电路300包含一第三反相器U1C。

第二反相电路300与第一反相电路200串联，第二反相器U1B的输出端电性连接于第三反相器U1C的输入端。

第二反相电路300用以反相第一交流信号，且输出具有一第二相位的一第二交流信号。

其中，第一相位与第二相位相反，例如：第一相位为0°，而第二相位则为180°。

于此，当第一反相电路200输出为高电位时，第二反相电路300则输出低电位。反之，当第一反相电路200输出为低电位时，第二反相电路300则输出高电位。换言之，第一反相电路200和第二反相电路300的输出是以交替方式作用。

第一级串联谐振电路410包含一第三电感天线L3、一第三匹配电容C3、一第一反相单元与一第二反相单元。第一级串联谐振电路410的第一反相单元包含一第四反相器U1D。第一级串联谐振电路410的第二反相单元包含一第五反相器U1E。

第一级串联谐振电路410与第二反相电路300并联，第四反相器U1D的输入端电性连接于第三反相器U1C的输出端，第四反相器U1D的输出端电性连接于第三匹配电容C3的一端，第三匹配电容C3的另一端电性连接于第三电感天线L3的一端，第三电感天线L3的另一端电性连接于第五反相器U1E的输出端，第五反相器U1E的输入端电性连接于第三反相器U1C的输入端。

第一级串联谐振电路410用以接收第一交流信号与第二交流信号，并依据第一交流信号与第二交流信号产生一电磁波。

第二级串联谐振电路420包含一第四电感天线L4、一第四匹配电容C4、一第一反相单元与一第二反相单元。第二级串联谐振电路420的第一反相单元包含一第六反相器U2A、一第七反相器U2B与一第八反相器U2C。第二级串联谐振电路420的第二反相单元包含一第九反相器U2D、一第十反相器U2E与一第十一反相器U2F。

第二级串联谐振电路420与第二反相电路300并联，第六反相器U2A、第七反相器U2B与第八反相器U2C彼此同向并联，第九反相器U2D、第十反相器U2E与第十一反相器U2F彼此同向并联。第二级串联谐振电路420的第一反相单元的输入端电性连接于第三反相器U1C的输出端，第二级串联谐振电路420的第一反相单元的输出端电性连接于第四匹配电容C4的一端，第四匹配电容C4的另一端电性连接于第四电感天线L4的一端，第四电感天线L4的另一端电性连接于第二级串联谐振电路420的第二反相单元的输出端，第二级串联谐振电路420的第二反相单元的输入端电性连接于第三反相器U1C的输入端。

第二级串联谐振电路420用以接收第一交流信号与第二交流信号，并依据第一交流信号与第二交流信号产生一电磁波。

第三级串联谐振电路430包含一第五电感天线L5、一第五匹配电容C5、一第一反相单元与一第二反相单元。第三级串联谐振电路430的第一反相单元包含一第十二反相器U3A、一第十三反相器U3B与一第十四反相器U3C。第三级串联谐振电路430的第二反相单元包含一第十五反相器U3D、一第十六反相器U3E与一第十七反相器U3F。

第三级串联谐振电路430与第二反相电路300并联，第十二反相器U3A、第十三反相器U3B与第十四反相器U3C彼此同向并联，第十五反相器U3D、第十六反相器U3E与第十七反相器U3F彼此同向并联。第三级串联谐振电路430的第一反相单元的输入端电性连接于第三反相器U1C的输出端，第三级串联谐振电路430的第一反相单元的输出端电性连接于第五匹配电容C5的一端，第五匹配电容C5的另一端电性连接于第五电感天线L5的一端，第五电感天线L5的另一端电性连接于第三级串联谐振电路430的第二反相单元的输出端，第三级串联谐振电路430的第二反相单元的输入端电性连接于第三反相器U1C的输入端。

第三级串联谐振电路430用以接收第一交流信号与第二交流信号，并依据第一交流信号与第二交流信号产生一电磁波。其中，第一级串联谐振电路410、第二级串联谐振电路420与第三级串联谐振电路430皆相互并排，用以产生共振而增强传输能量。

请参照图3，为本新型一实施例的无线输入装置的磁电感应转换接收器电路的概要方块图。如图3所示，一种无线输入装置的磁电感应转换接收器包含至少一并联谐振电路500与一整流电路600。

并联谐振电路500电性连接于整流电路600。整流电路600再电性连接于负载或充电电池700。于此，可设置单一组并联谐振电路500来进行接收；亦可设置多组彼此串联的并联谐振电路500，以提升感应能量。

并联谐振电路500会响应串联谐振电路400所发射出的电磁波而产生一交流信号。进而，由整流电路600将交流信号转换为一直流信号并输出以供后续设置的电子装置使用。

其中，于本实施例中，至少一并联谐振电路500包含一第一级并联谐振电路510与一第二级并联谐振电路520。

第一级并联谐振电路510与第二级并联谐振电路520为彼此串联。

第一级并联谐振电路510与第二级并联谐振电路520皆用以响应串联谐振电路400所发射出的电磁波而产生一交流信号。

请参照图4，为本新型一实施例的无线输入装置的磁电感应转换接收器的电路图。如图4所示，第一级并联谐振电路510包含一第一电感天线L1与一第六匹配电容C6。

第一电感天线L1与第六匹配电容C6为彼此并联。

第一级并联谐振电路510用以响应串联谐振电路400所发射出的电磁波而产生一交流信号。

第二级并联谐振电路520包含一第二电感天线L2与一第七匹配电容C7。

第二电感天线L2与第七匹配电容C7为彼此并联。

第二级并联谐振电路520用以响应串联谐振电路400所发射出的电磁波而产生一交流信号。

其中，第一级并联谐振电路510与第二级并联谐振电路520彼此串联。

在本实施例中，整流电路600为一桥式整流电路，然其仅为示例性说明，并非用以限定本新型。

整流电路600包含一第一萧特基二极管D1、一第二萧特基二极管D2、一第三萧特基二极管D3与一第四萧特基二极管D4。其中，更加入一第八电容C8用以稳压。

第一级并联谐振电路510的一端电性连接于第二级并联谐振电路520的一端，第一级并联谐振电路510的另一端电性连接于第二萧特基二极管D2的阳极与第四萧特基二极管D4的阴极，第四萧特基二极管D4的阳极接地，第二萧特基二极管D2的阴极电性连接于第一萧特基二极管D1的阴极与第八电容C8的一端，第一萧特基二极管D1的阳极电性连接于第二级并联谐振电路520的另一端与第三萧特基二极管D3的阴极，第三萧特基二极管D3的阳极接地，第八电容C8的另一端接地。

整流电路600用以将交流信号转换为一直流信号并输出。其中，直流信号由第一萧特基二极管D1的阴极与第二萧特基二极管D2的阴极的连接端所输出。

综上所述，藉由本新型的技术手段，使得多组并排的串联谐振电路400能藉由共振而增强传输能量，再搭配电感天线传输电磁波，并由并联谐振电路500接收，转换成可用的电源，其中，在接收端可通过设置多个并联谐振电路，其依序串联以提升感应能量。因此，能有效地传送能源，以解决现有技术的传输距离短与能源浪费等问题。

虽然本实用新型已以一较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型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实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (12)

1.一种无线输入装置的磁电感应转换系统，其特征在于，包括：

一发射器，包括：

一振荡电路，用于以特定频率振荡而产生一振荡信号；

一第一反相电路，与该振荡电路串联，用以反相该振荡信号而输出具有一第一相位的一第一交流信号；

一第二反相电路，与该第一反相电路串联，用以反相该第一交流信号而输出具有一第二相位的一第二交流信号；以及

至少二串联谐振电路，彼此相互并排，每一该串联谐振电路与该第二反相电路并联，以接收该第一交流信号与该第二交流信号，并依据该第一交流信号与该第二交流信号产生一电磁波；以及

一接收器，包括：

至少一并联谐振电路，用以响应该串联谐振电路所发射出的该电磁波而产生一交流信号；以及

一整流电路，用以将该交流信号转换为一直流信号并输出。

2.如权利要求1所述的无线输入装置的磁电感应转换系统，其特征在于，该振荡电路可为一石英振荡电路。

3.如权利要求1所述的无线输入装置的磁电感应转换系统，其特征在于，每一该串联谐振电路包括：

一电感天线；

一匹配电容，该匹配电容的一端电性连接于该电感天线的一端；

一第一反相单元，该第一反相单元的输出端电性连接于该匹配电容的另一端，该第一反相单元的输入端电性连接于该第二反相电路的输出端；以及

一第二反相单元，该第二反相单元的输出端电性连接于该电感天线的另一端，该第二反相单元的输入端电性连接于该第二反相电路的输入端。

4.如权利要求3所述的无线输入装置的磁电感应转换系统，其特征在于，该第一反相单元包含至少一反相器。

5.如权利要求3所述的无线输入装置的磁电感应转换系统，其特征在于，该第二反相单元包含至少一反相器。

6.如权利要求1所述的无线输入装置的磁电感应转换系统，其特征在于，当该并联谐振电路为多个时，该并联谐振电路依序串联。

7.如权利要求1所述的无线输入装置的磁电感应转换系统，其特征在于，每一该并联谐振电路包含一电感天线与一匹配电容，该电感天线与该匹配电容并联。

8.如权利要求1所述的无线输入装置的磁电感应转换系统，其特征在于，该整流电路为一桥式整流电路。

9.如权利要求8所述的无线输入装置的磁电感应转换系统，其特征在于，该桥式整流电路包含多个萧特基二极管。

10.如权利要求1所述的无线输入装置的磁电感应转换系统，其特征在于，其中该第一相位与该第二相位相反。

11.一种无线输入装置的磁电感应转换发射器，其特征在于，包括：

一振荡电路，用于以特定频率振荡而产生一振荡信号；

一第一反相电路，与该振荡电路串联，用以反相该振荡信号而输出具有一第一相位的一第一交流信号；

一第二反相电路，与该第一反相电路串联，用以反相该第一交流信号而输出具有一第二相位的一第二交流信号；以及

至少二串联谐振电路，彼此相互并排，每一该串联谐振电路与该第二反相电路并联，以接收该第一交流信号与该第二交流信号，并依据该第一交流信号与该第二交流信号产生一电磁波。

12.一种无线输入装置的磁电感应转换接收器，其特征在于，包括：

至少二并联谐振电路，每一该并联谐振电路彼此串联，用以响应一电磁波而产生一交流信号；以及

一整流电路，用以将该交流信号转换为一直流信号并输出。

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