CN2713659Y - 变频式感应充电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种变频式感应充电装置，其是由一电磁场产生及二次线圈感应回路，一检测及调变产生电路，以及一控制开关电路所构成；通过由上述的装置，除可对一与其相电磁合的电子装置加以充电，更可通过由该可携式电子装置与该充电装置间距离的变化，使该检测及调变产生电路产生不同频率的脉波信号，以达到电源有效管理的目的。

Description

变频式感应充电装置

技术领域

本实用新型是有关于一种能对可携式电子装置充电的感应式充电装置，尤指一种通过由可携式电子装置与该充电装置间距离变化时所产生的负载变化，使充电装置于感应后产生变频式的脉波信号，以达到电源有效管理目的。

背景技术

一般的可携式的电子或是电脑周边装置，包括但不局限于电动牙刷、电动刮胡刀…等家电产品，或是无线鼠标、无线耳机、无线游戏控制器…等电脑周边装置，皆具有一充电装置，以便通过由该充电装置对该可携式装置进行充电。目前现有的充电装置有些是以接触点式接触充电，有些则以感应方式充电。其中，以接触点方式进行充电的充电装置因其接触点具有接触不良的缺点，因此已渐渐被淘汰。

而以感应方式进行充电的电脑周边充电装置，例如中国台湾已核准的公告第551560号专利(中国台湾91年03月26日申请，92年09月01日公告)的『无线鼠标感应式电源供应装置』，其是提供一种无线鼠标感应式电源供应装置；主要是由一无线鼠标及一鼠标垫所组成；其特征乃在于：一无线鼠标；其内部底端适当位置，设一感应线圈，并与一电源供应电路的电容器并联，形成一并联谐振电咯，再经由二极管的路径，而接于充电电容器，以供给无象鼠标的既有无线信号发射电路；一鼠标垫；是将线圈埋设于鼠标垫内，或将该线圈应用印刷电路方式形成，并将该线圈接一电源线，以输入电源；因此，当电源输入滑鼠垫的线圈，以产生一磁波，该磁波信号则由无线鼠标内的感应线圈接收，则该感应线圈即产生一电动势，并与电容器作并联谐振，使该信号经由二极管路径，而对充电电容充电，同时输出电力至无线鼠标内部既有的无线信号发射电路板，使无线鼠标可遥控使用于电脑的操作，以便令无线鼠标的电力源源不绝，以避免无线鼠标使用中发生电力不足或断电现象，达到使用的方便性。该专利案是以感应线圈产生一电动势，并与电容器作并联谐振，使该信号经由二极管路径，而对充电电容充电，惟其并未具有检测负载变化的能力，以致于当不充电时感应线圈的电力还是持续转换，造成电力转换的浪费。

又例如中国台湾已核准的公告第535341号专利(中国台湾90年09月07日申请，92年06月01日公告)的『以电磁感应充电的资讯系统无线周边』，其是提供一种用于一电脑的无线指标装置，该无线指标装置可利用一感应供电装置充电；该感应供电装置包含有：基座；该基座设有一平台；以及一第一感应线圈，装设于该基座内对应该平台的位置，用来将一电源的电力转换为感应磁场并发射出去；而该无线指标装置包含有：壳体，该壳体设有一对应该平台的接触面；至少一控制按键，装设于该壳体上，用来根据使用者的操作产生对应的控制信号；一信号模组，电连于该控制按键，用来以无线电输出该控制信号；第二感应线圈，装设于该壳体内对应该接触面的位置，用来以磁感应的方式接收穿过该接触面的磁场；电力模组，电连于该第二感应线圈，用来将该第二感应线圈接收的感应磁场转换为电力；以及储电模组，用来储存该电力模组的电力，以供应该无线指标装置运作所需的电力；其中当使用者将该无线指标装置的接触面置于该感应供电装置的平台时，该无线指标装置的第二感应线圈会接收该第一感应线圈产生的感应磁场，以使对该无线指标装置由该感应供电装置供应电力。该专利案是以第二感应线圈接收该第一感应线圈产生的感应磁场，以使对该无线指标装置由该感应供电装置供应电力，惟其亦未具有检测负载变化的能力，以致于当不充电时感应线圈的电力还是持续转换，造成电力转换的浪费。

又例如中国台湾已核准的公告第555286号专利(中国台湾90年12月07日申请，92年09月21日公告)的『个人数位助理的电磁感应充电装置』，其是提供一种个人数位助理的电磁感应充电装置，是利用一电磁感应方式进行电能的传送，该个人数位助理的电磁感应充电装置包含：一电磁感应充电座，用以将充电电能转换为一感应电流，并传送至一个人数位助理；及一电磁感应充电界面，用以使该个人数位助理与该电磁感应充电座嵌合，并接收来自该电磁感应充电座的该感应电流。该专利案是以电磁感应方式进行电能的传送，惟其亦未具有检测负载变化的能力，以致于当不充电时感应线圈的电力还是持续转换，造成电力转换的浪费，诚属美中不足的处。

由于上述可知，接触式的充电装置具有下列缺点：(1)接触点方式的充电装置其接触点具有接触不良的缺点；以及(2)由于接点或接头直接地曝露于环境之下，因此不具有静电防护(ESD/electro-Static discharge)的功效。此外，上述感应式的充电装置，由于并未具有检测负载变化的能力，以致于当不充电时感应线圈的电力还是持续转换，造成电力转换的浪费。因此需要一种变频式感应充电装置，其通过由可携式电子装置与充电装置间距离不同时所产生的负载变化，使充电装置于感应后产生不同频率的脉波信号输出，对可携式电子装置充电，以达到电源有效管理目的，以改善现有充电装置的缺点。

实用新型内容

本实用新型之一目的是提供一种变频式感应充电装置，其通过由可携式电子装置与该充电装置间的距离变化所产生的负载变化，使充电装置于感应后产生变频的脉波信号，以达到电源有效管理目的的变频式感应充电装置。

本实用新型的另一目的是提供一种可携式电子装置，其可插置于前述的变频式感应充电装置进行充电。

为达上述的目的，本实用新型的变频式感应充电装置包括：电磁场产生及二次线圈感应回路，可电磁耦合至该感应线圈，以感应该感应线圈所产生的电磁场变化；检测及调变产生电路，耦接至该电磁场产生及二次线圈感应回路，可检测该感应线圈的电磁场变化，并据以输出不同频率的脉波信号；以及控制开关电路，耦接至该电磁场产生及二次线圈感应回路，根据该脉波信号以控制开关的动作；以便通过由该可携式电子装置与充电装置间的距离变化所产生的负载变化，使该检测及调变产生电路产生不同频率的脉波信号，以达到电源有效管理的目的。

为达上述的目的，本实用新型的携式电子装置包括：感应线圈，可电磁耦合至该变频式感应充电装置，以感应该电磁场产生电路所产生的电磁场变化并将其转换成电力信号；整流电路，耦接至该感应线圈，可将该电力信号整流后成为一直流电源；充电电池，耦接至该整流电路，可使用该直流电源进行充电，以供应该可携式电子装置的所需的直流电源；以及装置电路，耦接至该充电电池，可控制该可携式电子装置进行相关作动。

为能进一步了解本实用新型的结构、特征及其目的，兹附以图式及较佳具体实施例的详细说明如后

附图说明

图1为一示意图，其绘示本实用新型的变频式感应充电装置1及可携式电子装置2的配置示意图；

图2为一示意图，其绘示本实用新型的变频式感应充电装置1的方块示意图；

图3为一示意图，其绘示本实用新型的可携式电子装置2的示意图；

图4为一示意图，其绘示本实用新型的变频式感应充电装置1与可携式电子装置2结合使用的示意图；

图5为示意图，其分别绘示本实用新型的变频式感应充电装置1与可携式电子装置2的电路图；

图6为示意图，其分别绘示本实用新型的另一实施例的变频式感应充电装置1与可携式电子装置2的电路图。

具体实施方式

请参照图1，其绘示本实用新型的变频式感应充电装置及可携式电子装置的配置示意图。如图所示，本实用新型的变频式感应充电装置1包括一基座10，其具有一感应区域11以放置可携式电子装置2并进行充电。其中，本实用新型的可携式电子装置2包括但不局限于电动牙刷、电动刮胡刀…等无线家电装置(household appliances)，更包括无线鼠标、无线耳机、无线游戏控制器…。等等无线电脑周边装置(computer periheraldevices)。本实用新型以常用的电脑鼠标为例，其中该基座10更可整合一无线信号接收装置(wireless signal receiver)来共同使用。

请参照图2，其绘示本实用新型的变频式感应充电装置的方块示意图。如图所示，本实用新型的变频式感应充电装置1包括：电源输入端口12；电磁场产生及二次线圈感应回路13；检测及调变产生电路14；以及控制开关电路15所组合而成。

其中，该电源输入端口12，是耦接至该控制开关电路15，以供应该变频式感应充电装置1所需的直流电源，其例如但不限于是由一USB、PS2或外接式电源转接器(adapter)输入的直流电源。

该电磁场产生及二次线圈感应回路13，包括初级线圈L11及次级线圈L12，是可电磁耦合至该可携式电子装置2的感应线圈21(请参照图3)，其可感应与该可携式电子装置2之间的不同距离时所产生的电磁场变化，并根据该检测及调变产生电路14所输出的变频脉波信号产生电磁场。

该检测及调变产生电路14，例如但不限于为一脉波频率调变(PulseFrequency Modulation，PFM)产生电路，是耦接至该电磁场产生及二次线圈感应回路13，其可检测该感应线圈21(请参照图3)与其的电磁场变化，并据以振荡输出不同频率的脉波信号。

该控制开关电路15，例如但不限于由晶体管电路所组成，是耦接至该电磁场产生及二次线圈感应回路13，其根据该侦侪及调变产生电路14所产生的脉波信号以控制晶体管开关的开启或关闭，使得该电磁场产生及二次线圈感应回路13产生电磁场。此外，本实用新型进一步可包括一过载保护电路16，其例如但不限于为一晶体管，其耦接至该控制开关电路15，以限制流过控制开关电路15的电流，以达到过载保护的目的。

请参照图3，其绘示本实用新型的变频式感应充电装置的示意图。如图所示，本实用新型的可携式电子装置2包括一壳体20，且该壳体20较佳可放置于基座10的感应区域11中以进行充电。其中该可携式电子装置2进一步包括：感应线圈21；整流电路22：充电电池23；以及装置电路24所组合而成。

其中，该感应线圈21，是可电磁耦合至该变频式感应充电装置1的电磁场产生及二次线圈感应回路13，以便感应其所产生的电磁场变化并将其转换成电力信号。

该整流电路22，例如但不限于为一全波整流或半波整流电路，是耦接至该感应线圈21，可将该电力信号整流成为一直流电源，该直流电源除可对该充电电池23充电外，亦可供该装置电路24使用。

该充电电池23，是并联耦接至该整流电路22的输出端，以便使用该直流电源进行充电，于充饱时，该充电电池23可供应该装置电路24作动时所需的直流电源。此外，本实用新型的可携式电子装置2进一步可于该充电电池23及该装置电路24间具有一切换电路25以控制该装置电路24的作动与否。其中，该切换电路25，例如但不限于为一手动开关或自动开关，当切换电路25为一自动开关时，其例如但不限于为由晶体管电路所组成，以达到自动切换的目的。

请参照图4，其绘示本实用新型的变频式感应充电装置与可携式电子装置2结合使用的示意图。如图所示，本实用新型的可携式电子装置2可置于基座10的感应区域11中，此时次级线圈L12所感应到的电压加上Vcc的电压会愈低于基准电压，使该检测及调变产生电路14输出频率愈高且呈持续性的脉波信号，该脉波信号经由初级线圈L11产生电磁场后会耦合至该感应线圈21，经由整流电路22整流后对该充电电池23进行充电，以达到电源有效管理目的，以改善现有充电装置的缺点。

请一并参照图5及图6，其分别绘示本实用新型的变频式感应充电装置装置1与可携式电子装置2的电路图。如图所示，本实用新型的变频式感应充电装置1与可携式电子装置2其动作原理如下：首先电源Vcc经由电源输入端口12、该控制开关电路15(由晶体管Q1、电阻器R2、R6、二极管D6、发光二极管LED1所组成)、电磁场产生及二次线圈感应回路13(由初级线圈111及次级线圈L12所组成)输入至检测及调变产生电路14(由电阻器R1、二极管D5、电容器C2、C3、调变产生电路U1所组成)当作基准电压，当电压低于基准电压时，该检测及调变产生电路14的调变产生电路U1会输出持续性的脉波信号，当电压高于基准电压时，该检测及调变产生电路14的调变产生电路U1则输出频率很低且呈间歇性的脉波信号。

电源输入之初，经各元件而降压，使基准电压未达设定电压(例如直流5V，其可依需要而改变)低于基准电压，该检测及调变产生电路14的调变产生电路U1会输出脉波信号至该控制开关电路15，使该控制开关电路15中的晶体管开关Q1动作，进一步使该电磁场产生及二次线圈感应回路13的初级线圈L11得到电压而产生电磁场，当初级线圈L11电磁场转换时，次级线圈L12会感应到一电压与Vcc串联供应至该检测及调变产生电路14，同时该检测及调变产生电路14可检测到此电压位准。此时，若初级线圈L11无外加负载(即可携式电子装置2的感应线圈21、整流电路22(由二极管D1、D2、D3、D4及电容器C1所组成)、充电电池23以及装置电路24)接近时，次级线圈L12所感应的电位会升高，当电压位准达到基准电压时，该检测及调变产生电路14则会停止脉波信号输出，待电位放电至基准电位以下时则再次振荡，产生频率很低且呈间歇性的脉波信号输出，并检测是否有外加负载的发生，以避免电力的浪费。此外，本实用新型的可携式电子装置2可进一步于该充电电池23及该装置电路24间具有一切换电路25，以控制该装置电路24的作动与否，其中该切换电路25是为一手动开关SW1或自动开关，其中该自动开关请参照图6所示其是由一P型MOSFETQ4、电阻器R4、R5、晶体管Q3及二极管D7所组成。

若初级线圈L11有外加负载(即可携式电子装置2)接近时，次级线圈L12会因负载效应的关系所感应的电位亦相对慢慢降低，当外加负载愈接近充电装置时(例如可携式电子装置2直接放置于变频式感应充电装置1的基座10中时；或是不同的可携式电子装置，其内部的感应线圈的高度位置不一，并使用同一个充电装置1时)，次级线圈L12所感应到的电压加上Vcc的电压会愈低于基准电压，该检测及调变产生电路14则会输出频率愈高且呈持续性的脉波信号，该脉波信号经由初级线圈L11产生电磁场后会耦合至该感应线圈21，经由整流电路22整流后对该充电电池23进行充电。因此，本实用新型的变频式感应充电装置1可通过由该可携式电子装置2内的感应线圈21与感应区域11间的距离所产生的负载变化，使该检测及调变产生电路14输出不同频率的脉波信号并据以对该可携式电子装置2进行充电，以达到电源有效管理的目的，确实可改善现有感应式充电装置因未具有检测负载变化的能力，以致于当不充电时感应线圈的电力还是持续转换，造成电力转换浪费的缺点。

所以，经由本实用新型的实施，其通过由可携式电子装置2与感应区域11间距离不同时所产生的负载变化，使充电装置于感应后产生变频式脉波信号，并经电磁耦合至该感应线圈，经由整流电路整流后对该充电电池进行充电，以达到电源有效管理目的，因此，可解决现有充电装置的缺点。

本实用新型所揭示的，乃较佳实施例，举凡局部的变更或修饰而源于本实用新型的技术思想而为熟习该项技艺的人所易于推知的，俱不脱本实用新型的专利权范畴。

Claims (11)

1.一种变频式感应充电装置，可供一可携式电子装置充电，其中该可携式电子装置具有一感应线圈，其特征在于，该变频式感应充电装置具有：

一电磁场产生及二次线圈感应回路，可电磁耦合至该感应线圈，以感应该感应线圈所产生的电磁场变化；一检测及调变产生电路，耦接至该电磁场产生及二次线圈感应回路，可检测该感应线圈的电磁场变化，并据以输出不同频率的脉波信号；以及一控制开关电路，耦接至该电磁场产生及二次线圈感应回路，根据该脉波信号以控制开关的动作；

一电源，其耦接至该控制开关电路，以供应该充电装置所需的电源；

以便通过由该可携式电子装置与该充电装置间距离不同所产生的负载变化，使该检测及调变产生电路产生不同频率的脉波信号，并据以对该可携式电子装置充电，以达到电源有效管理的目的。

2.如权利要求1所述的变频式感应充电装置，其特征在于：所述该可携式电子装置是为以下任一：无线家电装置，无线电脑周边装置。

3.如权利要求1所述的变频式感应充电装置，其特征在于：所述该电源是由一USB、PS2或外接式电源转接器输入所需的直流电源，该检测及调变产生电路是为一脉波频率调变产生电路，而该控制开关电路是由晶体管电路所组成。

4.如权利要求1所述的变频式感应充电装置，其特征在于：进一步包括一基座及一过载保护电路，其中该基座可供该可携式电子装置插置，以便对其进行充电，而该过载保护电路是耦接至该控制开关电路，以达到限流及过载保护的目的。

5.一种可携式电子装置，是可电磁耦合一变频式感应充电装置进行充电，该变频式感应充电装置具有一电磁场产生及二次线圈感应回路，及一脉波频率调变产生电路，其特征在于：所述该可携式电子装置至少具有：

一感应线圈，可感应该电磁场产生及二次线圈感应回路所产生的电磁场变化并将其转换成电力信号；

一整流电路，耦接至该感应线圈，可将该电力信号整流后成为一直流电源；

一充电电池，耦接至该整流电路，可使用该直流电源进行充电，以供应该可携式电子装置所需的直流电源；以及

一装置电路，耦接至该充电电池，可控制该可携式电子装置进行相关作动。

6.如权利要求5所述的可携式电子装置，其特征在于：所述可携式电子装置是为以下任一：无线家电装置，无线电脑周边装置。

7.如权利要求5所述的可携式电子装置，其特征在于：所述该充电电池及该装置电路间具有一切换电路，以控制该装置电路的作动，且该切换电路是为一手动或自动开关。

8.一种变频式感应充电装置及可携式电子装置，该可携式电子装置可电磁耦合于该变频式感应充电装置进行充电，其特征在于：该变频式感应充电装置具有：

一电磁场产生及二次线圈感应回路，可感应该感应线圈所产生的电磁场变化；

一检测及调变产生电路，耦接至该电磁场产生及二次线圈感应回路，可检测该感应线圈的电磁场变化，并据以输出不同频率的脉波信号；以及

一控制开关电路，耦接至该电磁场产生及二次线圈感应回路，根据该脉波信号以控制开关的动作；

该可携式电子装置至少具有：

一感应线圈，可电磁耦合至该电磁场产生及二次线圈感应回路，以感应其所产生的电磁场变化并将其转换成电力信号；

一整流电路，耦接至该感应线圈，可将该电力信号整流后成为一直流电源；

一充电电池，耦接至该整流电路，可使用该直流电源进行充电，以供应该可携式电子装置的所需的直流电源；以及

一装置电路，耦接至该充电电池，可控制该可携式电子装置进行相关作动；

以便通过由该感应线圈与该充电装置间的距离不同所产生的负载变化，使该检测及调变产生电路产生不同频率的脉波信号，并据以对该充电电池充电，以达到电源有效管理的目的。

9.如权利要求8所述的变频式感应充电装置及可携式电子装置，其特征在于：所述该可携式电子装置为以下任一者：无线家电装置，无线电脑周边装置。

10.如权利要求8所述的变频式感应充电装置及可携式电子装置，其特征在于：所述该检测及调变产生电路是为一脉波频率调变产生电路。

11.如权利要求8所述的变频式感应充电装置及可携式电子装置，其特征在于：所述该变频式感应充电装置进一步包括一电源输入端口、一过载保护电路、一基座及一切换电路，其中该电源输入端口，是耦接至该控制开关电路，以供应其所需的电源，该过载保护电路耦接至该控制开关电路，以达到限流及过载保护的目的，该基座是可插置该可携式电子装置以便对其进行充电，而该切换电路是置该于该充电电池及该装置电路间，且该切换电路是为一手动或自动开关。

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