CN202172288U

CN202172288U - 无线充电装置

Info

Publication number: CN202172288U
Application number: CN2011202701309U
Authority: CN
Inventors: 刘显成; 徐爱蒂; 林保泓
Original assignee: Logah Technology Corp
Current assignee: Logah Technology Corp
Priority date: 2011-07-26
Filing date: 2011-07-26
Publication date: 2012-03-21
Anticipated expiration: 2021-07-26

Abstract

本实用新型涉及一种无线充电装置，其包含电源电路、充电控制电路、蓄电单元、转换电路与无线电力传送单元。电源电路提供供应电源而经充电控制电路对蓄电单元充电，以供蓄电单元储存电力，并由转换电路将供应电源转为具不同电压准位的输出电源，以供无线电力传送单元产生单组或复数无线讯号，远程接收单元将接收此无线讯号来对装置供电或充电，亦可直接输出。如此本实用新型既提供多种电源规格的输出，又进一步提供无线充电，因而更可藉由共享此一充电平台来避免过多设备使用各别充电装置，并避免线路负载的问题。

Description

无线充电装置

技术领域

本实用新型涉及一种充电装置，特别是指一种无线充电装置。

背景技术

在现今科技发达的年代，人类脱离不了电气用品的使用，例如：家电用品、计算机、照明设备等，无一不是须使用电源来运作，电源系由电力公司透过各种发电方式，经由输配线系统来供应，而发电方式依据电力产生方式的不同可分为火力发电、水力发电、核能发电、风力发电与太阳能发电等，其中水力发电、风力发电与太阳能发电利用大自然的水力、风力、太阳能进行发电，不但来源不虞匮乏，且可以重复使用因此归类为再生能源，且不若火力发电与核能发电具破坏环境生态的影响，火力发电所需的燃煤亦有短缺的疑虑，因此再生能源渐受注目，现今针对太阳能发电系统的推行，目前许多国家皆由政府奖励补助于一般住宅或商用场所设置太阳能发电系统，使得相对于成本较市电高出许多的太阳能发电系统的接收度得以提高，太阳能发电系统的市场才能加速成长，良性循环使得发电成本亦迅速下降。

此外，由于现今携带式电子产品风行，例如：行动电话、PDA、DV等携带式3C产品，功能日新月异，相对耗电也随的提高，因此携带式电子产品的待机及运作时间将更显重要，一般经常出差或旅游的民众多会携带备用电源，来延长携带式电子产品的待机及使用时间，且为了不影响携带方便性，备用电源的外形也要求小巧玲珑使用方便，许多使用者也会随身携带相关的充电设备，以便随时为备用电源或是电子产品作充电的准备，例如：座充、旅充等，但无论是座充或旅充皆是利用一连接线插接市电，并经过变压器转换为直流电，来对电子产品充电，若遇到停电，或是在户外，则无法取得电力来源，此时即使充电设备如何方便使用也派不上用场。

因此，针对携带式电子装置的充电方便性，遂发展出应用于携带式电子装置的充电装置，例如：蓝芽耳机的太阳能充电装置、行动电话的太阳能充电装置。且，对于习知充电器皆透过连接器与携带式电子装置电性连接，以进行充电，因而造成携带式电子装置的外壳需设置开口供连接器使用，而造成湿气容易从外壳开口接触外露的连接器甚至内部电路，一般电子组件容易受到湿气影响而故障，例如：手机设置一电源插孔用于连接充电器，对手机充电，因此湿气将容易从电源插孔接触手机的充电连接器，再者，使用者使用不当亦会造成连接器毁损。又，一般携带式电子装置的充电装置无法针对不同电源规格的携带式电子装置进行充电，充电装置需针对每一种电源规格设置对应的连接器，因此使用者需准备不同电源规格的充电连接器，以供充电，这将造成使用上的不便利性。因此现今充电装置除了需考虑充电连接器外露电性连接的不可靠性，也需针对多种电源规格的情况下，提供更具便利性的充电方式。

实用新型内容

本实用新型的主要目的，在于提供一种无线充电装置，其利用无线充电方式，用于针对电子装置进行无线充电，增加充电便利性并避免连接器外露所衍生的可靠性问题。

本实用新型的技术方案是：一种无线充电装置，其包含：

一电源电路，其输出一供应电源；

一蓄电单元，其储存该供应电源；

一第一充电控制电路，其耦接该电源电路与该蓄电单元，该第一充电控制电路依据该供应电源对该蓄电单元充电，使该蓄电单元储存该供应电源；

一转换电路，其耦接该蓄电单元，并接收该供应电源而转换输出复数输出电源，该些输出电源具不同电压准位；以及

一无线电力传送单元，其耦接该转换电路，并依据该些输出电源之一转换成一无线充电讯号并发送至一电子装置，以进行充电。

本实用新型中，更包含：

一无线充电接收单元，其设置于该电子装置，该无线充电接收单元接收该无线充电讯号而产生一充电电源；以及

一第二充电控制电路，其耦接该无线充电接收单元，并依据该充电电源对该电子装置充电。

本实用新型中，更包含：

一电源供应器，其耦接该无线电力传送单元并输出一外部电源至该无线电力传送单元。

本实用新型中，更包含：

一电源侦测单元，其耦接于该电源供应器，并侦测该电源供应器的该外部电源，以产生一感测讯号；以及

一电压控制电路，其耦接该电源侦测单元与该无线电力传送单元和至少一该输出电源，该电压控制电路依据该感测讯号传送该输出电源至该无线电力传送单元，并箝制该输出电源的电压准位。

本实用新型中，其中该电源侦测单元未侦测到该外部电源时，该电压控制电路依据该感测讯号传送该输出电源至该无线电力传送单元，当该电源侦测单元侦测到该外部电源时，该电压控制电路依据该感测讯号停止传送该输出电源至该无线电力传送单元。

本实用新型中，其中该电压控制电路包含：

一切换电路，其耦接该电源侦测单元与该无线电力传送单元和至少一该输出电源，并依据该感测讯号传送该输出电源至该无线电力传送单元；以及

一电压箝制电路，其耦接该切换电路，并箝制该输出电压的电压准位。

本实用新型中，其中该切换电路包含：

一第一开关，其耦接该电源侦测单元与一接地端，并受控于该感测讯号；

一第二开关，其耦接一供应电压与该第一开关，并受控于该第一开关，以输出该供应电压；

一第三开关，其耦接该第一开关与该第二开关；以及

一第四开关，其接收该些输出电源之一并耦接该第二开关与该第三开关和该无线电力传送单元，该第四开关受控于该供应电压与该第三开关。

本实用新型中，更包含：

一电源侦测单元，其耦接于该转换电路与该电源供应器，并侦测该电源供应器的该外部电源，以产生一感测讯号，该转换电路依据该感测讯号传送至少一该输出电源至该无线电力传送单元。

本实用新型中，其中该转换电路包含：

一变压器，其耦接于该蓄电单元，该变压器接收该供应电源并输出该些输出电源；

一电压控制电路，其耦接该变压器，并箝制该些输出电源之一第一输出电源的电压准位；

一第一电压输出单元，其耦接该电压控制电路，接收并输出该第一输出电源至该无线电力传送单元；

一第二电压输出单元，其耦接该变压器，接收并输出该些输出电源之一第二输出电源；

一回授单元，其耦接该第一电压输出单元与该第二电压输出单元，并依据该第一输出电源与该第二输出电源输出一回授讯号；以及

一控制单元，其耦接该变压器，并依据该回授讯号控制该变压器。

本实用新型中，其中该转换电路包含：

一第一转换单元，其耦接于该蓄电单元与该无线电力传送单元之间，该第一转换单元转换该供应电源为一第一输出电源并输出至该无线电力传送单元；以及

一第二转换单元，其耦接于该蓄电单元与该无线充电单元之间，该第二转换单元转换该输入电源为一第二输出电源。

本实用新型中，其中该电源电路为一太阳能模块，其接收太阳能而转换产生该供应电源。

本实用新型有益效果：本实用新型系提供一种无线充电装置，其藉由一电源电路提供一供应电源至充电控制电路，以供充电控制电路对蓄电单元充电而储存供应电源，蓄电单元系耦接一转换电路，并藉由转换电路将供应电源转换为复数输出电源，再由无线电力传送单元经接收该些输出电源后转换为对应的无线讯号，以发送至远程的电子装置，以供充电，由于该些输出电源具不同电压准位，因此可供不同电源规格的电子装置用于充电，且搭配无线充电功能，更可供不同电源规格的电子装置同时藉由接收对应于输出电源的无线讯号，以进行充电，如此本实用新型改善户外充电不便及单一充电规格的问题而改善民众的充电便利性。

附图说明

图1A为本实用新型的无线充电装置的一实施例的方块图；

图1B为本实用新型的无线充电装置的一实施例的方块图；

图2为本实用新型的转换电路的一实施例的方块图与电路图；

图3为本实用新型的转换电路的另一实施例的方块图与电路图；

图4为本实用新型的电压控制电路的一较佳实施例的电路图；以及

图5为本实用新型的电源侦测单元的一较佳实施例的电路图。

【图号对照说明】

10无线充电装置 12电源电路

14第一充电控制电路 16蓄电单元

18转换电路 182第一转换单元

184第二转换单元 1822第一变压器

1824电压控制电路 1826第一电压输出单元

1828第一回授单元 1830第一控制单元

1842第二变压器 1844第二电压输出单元

1846第二回授单元 1848第二控制单元

1862第三变压器 1864电压控制单元

1866第一电压输出单元 1868第二电压输出单元

1870第三回授单元 1872第三控制单元

20无线电力传送单元 30电子装置

32无线充电接收单元 34第二充电控制电路

40电源供应器 42电源侦测单元

44电源连接器 46充电连接器

50电压控制电路 52切换电路

522第一开关单元 524第二开关单元

526第三开关单元 528第四开关单元

55电压箝制电路 552齐纳二极管

554调变组件 641电阻

642电阻 643电阻

644电阻 645电阻

646电阻 647电阻

648电阻 649电阻

650电阻 651电阻

652电容 653电容

654电容 655电容

656电容 70电源侦测单元

72电阻 74电阻

76电阻 78电容

80调变组件 5Vdc直流电源

DET侦测端 IN输入端

IN1第一输入端 IN2第二输入端

OUT输出端 SOUT讯号输出端

具体实施方式

为使对本实用新型的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：

请参阅图1A与图1B，其为本实用新型的无线充电装置的一实施例的方块图。如图所示，本实用新型的无线充电装置10系包含一电源电路12、一第一充电控制电路14、一蓄电单元16、一转换电路18与一无线电力传送单元20。此外，本实施例更包含一电子装置30，其设置一无线充电接收单元32与一第二充电控制电路34。

本实施例的电源电路12为连接第一充电控制电路14，同时由第一充电控制电路14耦接至蓄电单元16，且转换电路18更耦接至蓄电单元16，无线电力传送单元20系耦接转换电路18。此外，无线充电接收单元32系对应于无线电力传送单元20，因此无线电力传送单元20可与无线充电接收单元32两者之间具磁感应。第二充电控制单源34系耦接无线充电接收单元32。

本实施例的电源电路12为一太阳能模块，其藉由太阳能模块接收太阳光的能量并转换成一供应电源，并输出至第一充电控制电路14，以供第一充电控制电路14依据该供应电源对蓄电单元16充电，使该蓄电单元16储存该供应电源的能量，除此之外，第一充电控制电路14更提供充电控制、充电保护、电池容量侦测与电池容量显示的功能，例如：第一充电控制电路14在蓄电单元14达到充电饱和时控制该电源电路12停止输出该供应电源，其中第一充电控制电路14的充电保护包含有过电压保护(OVP)、低电压保护(UVP)、过温度保护(OTP)，电池容量侦测与电池容量显示系指第一充电控制电路14针对蓄电单元16的蓄电容量进行侦测并显示侦测的结果。蓄电单元16所储存的供应电源系经由转换电路18转换复数电源规格的输出电源，其中本实施例的输出电源包含19V电源与5V电源，但本实用新型并不限于此，更可依据电源规格的需求改变输出电压大小或输出电源数量。

无线电力传送单元20系依据该些输出电源的其中一电源，本实施例系无线电力传送单元20将19V电源转换成一无线充电讯号并发送至一电子装置30，以进行充电，本实施例中转换电路18除了提供19V电源给无线电力传送单元20外，更可藉由转换电路18增加输出其它电源规格，以提供其它电源规格所对应的电子装置的充电需求。此外，无线电力传送单元20系依据磁感应方式将无线充电讯号传送至无线充电接收单元32，且电子装置30的无线充电接收单元32系将无线充电讯号转为一充电电源，以供第二充电控制电路34对电子装置30充电。

除此之外，无线充电装置10更包含一电源供应器40与一电源侦测单元42，其中电源供应器40耦接该无线充电传传送单元20并输出一外部电源至该无线电力传送单元20，电源侦测单元42耦接于该转换电路18与该电源供应器40之间，并侦测该电源供应器40的该外部电源，以产生一感测讯号至转换电路18，转换电路18系依据感测讯号传送至少一该输出电源至该无线电力传送单元20。

本实施例的无线充电装置10更可设置一电源连接器44与一充电连接器46，其中电源连接器44可为USB连接器或市电插头，以耦接外部电源经第一充电控制电路14对蓄电单元16充电，充电连接器46系耦接转换电路18，以接收其中一输出电源，并针对充电连接器46所连接的电子装置进行充电，例如：提供符合USB规范的电子装置可藉由充电连接器46进行充电。

以上所述，本实施例的电源电路12为一太阳能模块，但本实用新型不限于此，更可为一直流电源或一交流电源，例如：直流电源供应器、市电，以供第一充电控制电路14依据直流电源或交流电源对蓄电单元16充电。

请参阅图2，其为发明的转换电路的一较佳实施例的方块图与电路图。本实施例的转换电路18包含一第一转换单元182与一第二转换单元184，第一转换单元182与第二转换单元184分别耦接于蓄电单元16与无线电力传送单元20之间。其中，第一转换单元182系包含一第一变压器1822、一电压控制电路1824、一第一电压输出单元1826、一第一回授单元1828、一第一控制单元1830；第二转换单元184包含一第二变压器1842、一第二电压输出单元1844、一第二回授单元1846、一第二控制单元1848。

第一变压器1822与第二变压器1824耦接蓄电单元14，电压控制电路1824耦接于第一变压器1822与第一电压输出单元1826之间，第一回授单元1828耦接第一电压输出单元1826，第一控制单元耦接至第一回授单元1828与第一变压器1822；第二电压输出单元1844耦接第二变压器1842，第二回授单元1846耦接第二电压输出单元1846，第二控制单元1848耦接第二回授单元1846与第二变压器1842。

第一转换单元182系经由第一变压器1822转换蓄电单元16的供应电源为第一输出电源，并传送至电压控制电路1824，以藉由电压控制电路1824控制第一输出电源传送至第一电压输出单元1826，以输出至无线电力传送单元20，其中第一变压器1822更供应电源Vcc至电压控制电路1824。第一回授单元1828系依据第一输出电源输出一第一回授讯号至第一控制单元1830，第一控制单元1830依据该第一回授讯号控制第一变压器1822的切换，且第一转换单元182更藉由电压控制电路1824箝制第一输出电源的电压准位，以避免第一输出电源的电压准位超出预设的电压准位，例如：无线电力传送单元20应接收19V电压准位的第一输出电源，但第一变压器1822输出25V电压准位的第一输出电源，因此由电压控制电路1824将第一输出电源箝制于19V电压准位，以避免电压高于预设电源规格，而造成组件毁损。第二转换单元184系以第二变压器1842将蓄电单元16所储存的供应电源转换为第二输出电源并输出至第二电压输出单元1844，第二回授单元1846依据第二输出电源输出一第二回授讯号至第二控制单元1848，第二控制单元1848依据第二回授讯号控制第二变压器1842的切换。

本实施例的第一输出电源系由第一电压输出单元1828输出至无线电力传送单元20，以经由无线电力传送单元20将第一输出电源转换为对应的无线充电讯号。本实施例的第二输出电源系由第二电压输出单元1844输出至无线电力传送单元20，以驱动无线电力传送单元20。

请参阅图3，其为本实用新型的转换电路的另一实施例的方块图与电路图。其中图2与图3差异在于图2为第一转换单元182的第一变压器1822与第二转换单元184的第二变压器1842分别将蓄电单元16的供应电源转换为第一输出电源与第二输出电源，图3为一第三变压器1862将蓄电单元16的供应电源转换为第一输出电源与第二输出电源。为如图所示，转换电路18包含第三变压器1862、一电压控制单元1864、一第一电压输出单元1866、一第二电压输出单元1868、一第三回授单元1870与一第三控制单元1872。

第三变压器1862耦接该蓄电单元14与电压控制单元1864，第一电压输出单元1866耦接该电压控制电路1864，第二电压输出单元1868耦接该变压器1862，第三回授单元耦接该第一电压输出单元1866与该第二电压输出单元1868，第三控制单元1872耦接第三回授单元1870与第三变压器1862。

第三变压器1862接收蓄电单元16所储存的供应电源并输出该些输出电源，且第三变压器1862更供应电源Vcc至电压控制电路1864，电压控制电路1864箝制第一输出电源的电压准位，第一电压输出单元1866，其耦接该电压控制电路1864，接收并输出该第一输出电源至该无线电力传送单元20，第二电压输出单元1868接收第三变压器所输出的第二输出电源并输出，第三回授单元1870依据第一电压输出单元1866所输出的该第一输出电源与第二电压输出单元1868所输出的该第二输出电源而输出一回授讯号至第三控制单元1872，控制单元1872依据该回授讯号控制该变压器1862。

请参阅图4，其为本实用新型的电压控制电路的一较佳实施例的电路图。如图所示，本实用新型的电压控制电路50系包含一切换电路52与一电压箝制电路55。切换电路52包含一第一开关单元522、第二开关单元524、一第三开关单元526、一第四开关单元528、电阻641-647与电容652-655。电压箝制电路55包含一齐纳二极管552、调变组件554、复数电阻648-651与复数电容656。

电阻641与电阻642串联，电阻641的一端耦接至第一输入端IN1，第一开关单元522的一第一端耦接至电阻641与电阻642之间，且电容652并联电阻642，此外，电阻642、电容652与第一开关单元522更耦接至接地，其中第一输入端IN1系用以耦接电源侦测单元42，以接收电源侦测单元42所输出的感测讯号。第二开关单元524的一第一端耦接第一开关522的一第二端与电阻645的一端，第二开关单元524的一第二端耦接于电容653与电容654的一端与电源Vcc，电容653的另一端耦接至接地，电容654的另一端亦耦接至第二开关单元524的第一端。电阻645串联电阻646，且电阻646更耦接至接地，第三开关单元526的一第一端耦接电阻645与电阻646之间，第二开关单元524的一第三端耦接电阻643的一端，电阻643的另一端耦接电阻647、648、649的一端、电容655的一端、齐纳二极管552的一端与第四开关单元528的一第一端，电阻647的另一端耦接第三开关单元526的一第二端，且第三开关单元526、电阻648与电容655更耦接至接地。

调变组件554的一第一端耦接电阻649的另一端与电容655的一端，调变组件554的一第二端耦接电容655的另一端并耦接于电阻650与电阻651之间，电阻650更与齐纳二极管60的另一端耦接至输出端OUT，电阻651与调变组件554更耦接至接地，其中调变组件554系用以调变第四开关单元528所传送的输出电源的电压准位，以箝制通过第四开关单元528的输出电源的电压准位。第四开关单元528的一第二端耦接至第二输入端IN2，第四开关单元528的一第三端耦接至输出端OUT，其中第二输入端IN2系耦接至变压器，输出端OUT系耦接至转换电路18的一输出单元。

此外，本实施例的第一开关单元522、第三开关单元526与第四开关单元528为以金属氧半场效晶体管(MOS FET)，以及第二开关单元524以双载子接面晶体管(Bipolar Junction Transistor)作为举例说明，除此之外，第一开关单元522、第三开关单元526与第四开关单元528更可依据电路需求替换为双载子接面晶体管或其它可作为开关的晶体管，且第二开关单元524亦可依据电路需求替换为金属氧半场效晶体管或其它可作为开关的晶体管。

请参阅图5，其为本实用新型的电源侦测单元的一较佳实施例的电路图。如图所示，本实用新型的电源侦测单元70系包含复数电阻72、74、76、一电容78与一调变组件80。电阻72的一端耦接侦测端DET，电阻72的另一端耦接电阻74的一端，电阻74的一端更耦接电容78的一端与调变组件80的一第二端，电阻74与电容78的另一端耦接至调变组件80的一第三端并耦接至接地，电阻76的一端耦接直流电源5Vdc，调变组件80的第一端耦接电阻76的另一端与讯号输出端SOUT。

综上所述，本实用新型为一种无线充电装置，其先由第一充电控制电路依据电源电路所输出的供应电源对蓄电单元充电，再由转换电路将蓄电单元所储存的供应电源转换成复数输出电源并输出，且经由无线电力传送单元将该些输出电源中的其中至少一输出电源转换成无线充电讯号，以对电子装置进行充电，因此不需设置连接器连接，因此无需考虑湿气经由连接器接触至电子装置的内部电路，因而避免毁损。

综上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用来限定本实用新型实施的范围，凡依本实用新型权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本实用新型的权利要求范围内。

Claims

1.一种无线充电装置，其特征在于，其包含：

一电源电路，其输出一供应电源；

一蓄电单元，其储存该供应电源；

2.如权利要求1所述的无线充电装置，其特征在于，更包含：

3.如权利要求1所述的无线充电装置，其特征在于，更包含：

4.如权利要求3所述的无线充电装置，其特征在于，更包含：

5.如权利要求4所述的无线充电装置，其特征在于，其中该电源侦测单元未侦测到该外部电源时，该电压控制电路依据该感测讯号传送该输出电源至该无线电力传送单元，当该电源侦测单元侦测到该外部电源时，该电压控制电路依据该感测讯号停止传送该输出电源至该无线电力传送单元。

6.如权利要求4所述的无线充电装置，其特征在于，其中该电压控制电路包含：

7.如权利要求6所述的无线充电装置，其特征在于，其中该切换电路包含：

一第三开关，其耦接该第一开关与该第二开关；以及

8.如权利要求3所述的无线充电装置，其特征在于，更包含：

9.如权利要求1所述的无线充电装置，其特征在于，其中该转换电路包含：

10.如权利要求1所述的无线充电装置，其特征在于，其中该转换电路包含：

11.如权利要求1所述的无线充电装置，其特征在于，其中该电源电路为一太阳能模块，其接收太阳能而转换产生该供应电源。