TW201039529A - Wireless charge system, charge method, and hand-held electronic device using the same - Google Patents

Description

201039529 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種無線充電系統及充電方法與應 用其可攜式電子裝置’且特別是有關於一種具有認證系統 的無線充電系統及充電方法與應用其可攜式電子裝置。 【先前技術】 隨著通訊產業蓬勃發展’人們可利用移動性高的可攜 ❹式電子裝置以進行通訊或文書處理，例如行動電話、個人 數位助理、筆記型電腦、智慧型手機。使用者可不受約束 地在任何環境裡進行操作，例如室外、郊區等。 雖然’使用者可自由自在的享受不受拘束的使用環 境’但是，若使用者位於室外活動或郊區遊玩且電池即將 耗盡時’使用者無法輕易的取得能量訊號以對可攜式電子 裝置進行供電，如此，使用者無法繼續使用可攜式電子裝 置，並可能因此錯失了重要資訊，例如電話、訊息等，實 〇 不便利。 然而，市面上已有無線充電系統以無線傳輸方式對可 攜式電子裝置進行供電，但卻僅限使用於有提供市售電源 的地方，例如室内，且又必須在定點内等待充電，於此， 若使用者位於室外或郊區時，仍然無法獲得能量訊號以對 可攜式電子裝置供電。 【發明内容】 有鑑於此，本發明的目的為提出一種無線充電系統及 3 201039529 充電方法與應用其可攜式電子裝置。無線充電系統具有認 證系統，使用者可藉由可攜式電子裝置提供帳號資訊至認 證系統，並透過認證系統取得認證資料，再將認證資料提 供至無線充電系統之能量供應系統，以取得能量訊號。如 此，使用者於室外行動中或沒有電源供應的地方，仍然可 取得能量訊號以對可攜式電子裝置進行供電，且使用者亦 不需受限於-範圍内等待充電，因此提升了使用者的便利 性。 根據本發明之-方面’提出一種無線充電系統，包括 能量供應系統、可攜式電子裝置及認證系統。可攜式電子 裝置用以回應於操作事件產生並提供帳號資訊。認證系統 接收並根據帳號纽進行認證操作，以判斷帳號資訊是否 滿足預定條件’當帳號資訊滿足預m件時，認證系統產 生並輸出認證資訊。其中，可攜式電子裝置更接收並根據 認證資訊驅魏量供⑽統根據遠端電源訊號提供驅動 能量訊號對可攜式電子裝置進行供電。 根據本發明之另—方面，提出一種充電方法’適用於 無線充電系統’無線充電系統包括能量供應线、可攜式 電子裝置與認證系統，充電方法包括下列步驟 。回應於操 作事件產生並提供帳號資訊。回應於帳號資訊進行認證操 作，以判斷帳號資訊是否滿足預定條件。當帳號資訊滿足 預定條件時’提供認證資訊。根據認證資訊驅動能量供應 系統根據遠端電源訊號提供驅動能量訊號對可攜式電子 裝置進行供電。 根據本發明之更另一方面，提出一種可攜式電子裝 201039529 置，包括第一輸出輸入模組、使用者介面裝置、第二輸出 輸入模組及處理器。第一輸出輸入模組輕接至無線能量接 收裝置’無線能直接收裝置與無線能量傳輸裝置 '對鹿，無 線能量傳輸裝置及無線能量接收裝置分別包括第一共振 器及第一共振器。使用者介面裝置用以回應於操作事件產 生並提供帳號資訊。第二輸出輸入模組用以經由通訊協定 提供帳號資訊至認證系統，以判斷帳號資訊是否滿足預定 條件，當帳號資訊滿足預定條件時，認證系統產生並輸出 認證資訊。處理器根據認證資訊驅動無線能量傳輸裝置， Ο 使第一共振器具有第一能量訊號，第一共振器上之第一能 量訊號耦合至第二共振器，使第二共振器具有第二能量= 號’以對可攜式電子裝置進行供電。 11 為讓本發明之上述内容能更明顯易懂，下文特舉一較 佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下： 【實施方式】 請參照第1圖，其繪示本發明之一實施例之無線充電 系統的方塊圖。無線充電系統100包括能量供應系統1〇、 可攜式電子裝置30及認證系統5〇。可攜式電子裝置3〇用 以回應於操作事件產生並提供帳號資訊。認證系統5〇接 收並根據帳號資訊進行認證操作，以判斷帳號資訊是否滿 足預定條件，當帳號資訊滿足預定條件時，認證系統產生 並輸出認證資訊。其中，可攜式電子裝置3〇更接收並根 據認證資訊驅動能量供應系統10根據遠端電源訊號提供 驅動能量訊號對可攜式電子裝置30進行供電。茲舉一實 5 施例詳細說明如下。 請參照第2圖，其繪示乃第1圖之能量供應系統之一 例的詳細方塊圖。舉例來說，能量供應系統10包括無線 能量傳輸裝置12及無線能量接收裝置20，其中無線能量 接收裝置20係與無線能量傳輸裝置12對應。無線能量接 收裝置20依據認證資料提供信標S。舉例來說，無線能量 接收裝置20包括共振器22及收發器24，其中收發器24 用以提供信標S。 無線能量傳輸裝置12依據信標S提供遠端電源訊 號。舉例來說，無線能量傳輸裝置12包括收發器14、功 率控制電路16及共振器18。收發器14用以接收並依據信 標S提供觸發訊號P1。功率控制電路16依據觸發訊號P1 提供第一訊號P2。功率控制電路16上之第一訊號P2耦合 至共振器18，以使共振器18具有遠端電源訊號。之後共 振器18上之遠端電源訊號係耦合至無線能量接收裝置20 中之共振器22上，使共振器22具有驅動能量訊號。如此， 依據遠端電源訊號提供驅動能量訊號至可攜式電子裝置 30 ° 請參照第3圖，其繪示乃第2圖之無線能量接收裝置 20之一例的示意圖。舉例來說，無線能量接收裝置20包 括共振器22、收發器24、整流器26、開關電路27、控制 器28。開關電路包括開關S1與開關S2。控制器28依據 認證資訊控制開關電路27之開關S1為導通，以使收發器 24發送信標S。當共振器18具有遠端電源訊號時，共振 器18上之遠端電源訊號耦合至共振器22，以使共振器22 201039529 具有驅動能量訊號。 舉例來說，驅動能量訊號例如是交流訊號。整流器 26係對驅動能量訊號進行整流，例如是將交流訊號整流為 直流訊號。控制器28依據認證資訊控制開關電路27之開 關S2導通，以提供驅動能量訊號至可攜式電子裝置3〇。 舉例來說’共振器22包括電感L1與電容C1。整流 器26例如係由二極體電路所實現。電感L1係與電容C1 並聯’且並聯之一端Μ接地。收發器24之一端耦接至電 〇 感L1與電容C1並聯之一端bl，收發器24之另一端耦接 至開關電路27之開關S1之一端。整流器26之一端耦接 至電感L1與電容C1並聯之另一端b2,整流器之另一端 耦接至開關電路27之開關S2之一端。開關S1與開關S2 之另一端分別耦接至控制器28。 雖然’本實施例之無線能量接收裝置20以此為例作 說明，然’並不以此為限制。無線能量接收裝置20亦可 未包括控制器28，且無線能量接收裝置20更可内建於可 〇 攜式電子裝置30之中。 舉例來說，當無線能量接收裝置20未包括控制器28 時’開關電路27透過連結可由可攜式電子裝置30來控 制。其中，此連結例如係支援通用序列匯流排(Universal Serial Bus, USB)、藍芽（BlueTooth)或紅外通訊技術 (Infrared Data Association, IrD A)標準。若無線能量接收裝 置20内建於可攜式電子裝置30時，則不需建立上述之連 結，由可攜式電子裝置30的内部電路，例如是處理器來 進行相關控制。 7 201039529 1 VT 1X^1. 請參照第4圖，其繪示第2圖之實施例之無線能量傳 輸裝置之一例的示意圖。如第4圖所示，無線能量傳輸裝 置10之功率控制電路16包括電源161、控制器162及振 盪電路163。收發器14依據收發器24發送之信標S提供 觸發訊號P1。控制器162依據觸發訊號P1控制電源161 以提供電源訊號Pp至振盪器163,以驅動振盪器163振盪 出第一訊號P2。功率控制電路16上的第一訊號P2耦合至 共振器18，以使共振器18具有遠端電源訊號。其中，第 一訊號P2例如是時脈訊號。 舉例來說，振盪器163係由電晶體與二極體電路所實 現。振盪器163例如包括場效應電晶體F卜場效應電晶體 F2、二極體D1及二極體D2。場效應電晶體F1與場效應 電晶體F2之一端分別用以接收訊號Pinl與訊號Pin2。場 效應電晶體F1與場效應電晶體F2之另兩端分別與二極體 D1與二極體D2之兩端耦接，各自形成並聯，且其各並聯 之一端al係相互耦接。場效應電晶體F1與二極體D1並 聯之另一端耦接至控制器162。場效應電晶體F2與二極體 D2並聯之另一端接地。舉例來說，本實施例之電晶體電 路例如係由場效應電晶體所實現，然，並不受限於此。訊 號Pinl與訊號Pin2例如是方波訊號，然，亦可為弦波、 三角波或其他波形訊號。 舉例來說，共振器18包括電感L2與電容C2，電容 C2之一端係與電感L2之一端耦接，電感L2之另一端接 地。電容C2之另一端耦接至場效應電晶體F2與二極體 D2並聯之一端al。 8 201039529 請參照第5圖，其繪示乃第1圖之可攜式電子裝置之 一例的方塊圖。可攜式電子裝置30例如包括輸出輸入模 組32、使用者介面裝置34、輸出輸入模組36及處理器38。 輸出輸入模組32耦接至無線能量接收裝置20，無線能量 接收裝置20係與無線能量傳輸裝置12對應。舉例來說， 輸出輸入模組32例如是支援通用序列匯流排(Universal Serial Bus，USB)、藍芽（BlueTooth)或紅外通訊技術 (Infrared Data Association, IrDA)標準。 O 使用者介面裝置34用以回應操作事件Ev並提供帳號 資訊Inf。舉例來說，操作事件Εν例如係由使用者控制使 用者介面裝置34而產生，例如是手動控制或聲音控制， 而使用者介面裝置34例如是按鍵、觸控面板或聲控裝置。 帳號資訊Inf例如包括對應於認證系統之用戶所屬的帳 號、密碼、剩餘金額或欲驅動時間（亦即欲充電的時間）。 輸出輸入模組36用以經由一個通訊協定提供帳號資 訊Inf至認證系統50，以判斷帳號資訊Inf是否滿足預定 ❹條件，當帳號資訊Inf滿足預定條件時，認證系統50產生 並輸出認證資訊。舉例來說，此通訊協定例如係支援由乙 太網路(Ethernet)、WiFi(Wireless Fidelity, WiFi)、藍芽 (BlueTooth)、第三代行動通訊技術（3rd-Genaration，3G)、 3.5G行動通訊技術以及全球行動通訊系統或（G1〇bal

System for Mobile Communications，GSM)標準。認證資訊 例如包括授權碼、驅動時間（亦即供電時間）或剩餘金額之 其一。 舉例來說’授權碼例如是透過用戶付費所取得。所剩 9 201039529

1 W526U"A 金額例如係由認證系統依據用戶所需的驅動時間取得該 付費金額，其扣除付費金額後以取得剩餘金額。 處理器38根據認證資訊驅動無線能量接收裝置2〇。 舉例來說’處理器38依據認證資訊驅動無線能量接收裝 置20及無線能量傳輸裝置12,使共振器18具有遠端電源 訊號，其輕合至共振器22 ’使共振器22具有驅動能量訊 號，以對可攜式電子裝置進行供電。 認證系統50接收並依據帳號資訊進行認證操 作，以判斷帳號資訊Inf是否符合預定條件。舉例來說， 認證系統50例如是網路飼服器，且網路飼服器中例如具 有對應於用戶的預定條件的資料，比如是用戶的帳號、密 碼、剩餘金額等’並不以此為限制。 請參照第6圖，其繪示乃應用於第2圖之無線充電系 統的充電方法的流程圖。首先，在步驟S602中，可搞式 電子裝置30回應於操作事件產生並提供帳號資訊。接著 在步驟S604中，認證系統50回應於帳號資訊Inf進行認 證操作，以判斷帳號資訊Inf是否滿足預定條件；若帳號 資訊Inf滿足預定條件，則執行步驟S606,若帳號資訊Inf 未滿足預定條件’則重複執行步驟S604。在步驟S606中’ 認證系統外提供認證資訊。接著在步驟S608中，可攜式 電子裝置3〇根據認證資訊驅動能量供應系統1〇根據遠端 電源訊號提供驅動能量訊號對可攜式電子敦置30進行供 電。茲舉〆例如下說明步驟S608中的細部流程。當然， 此技術領威中具有通常知識者應明瞭，充電方法並未限定 於應用在第2圖中所示之無線充電系統，且充電方法之步 201039529 驟及順序亦可依據實際應用狀況進行修飾與調整。 請參照第7圖，其繪示第6圖之步驟S608中之細部 流程圖之一例。首先在步驟S701中，控制器28用以判斷 認證資訊是否成功，若是，則執行步驟S702，若否，則執 行步驟S708，若未成功也未失敗，則執行步驟S710。舉 例來說，控制器28用以判斷認證資訊中之授權碼是否成 功。在步驟S702中，能量供應系統10之無線能量接收裝 置20依據認證資料提供信標。例如是控制器28用以控制 〇 開關S1為導通。 接著，在步驟S704中’能量供應系統1 〇之無線能量 傳輸裝置12依據信標提供遠端電源訊號。然後，在步驟 S706中，無線能量接收裝置20依據遠端電源訊號提供驅 動能量訊號至可攜式電子裝置。舉例來說，控制器28用 以控制開關S2為導通，且認證資料例如包括驅動時間， 無線能量接收裝置20會依據驅動時間對可攜式電子裝置 30進行供電。在步驟S708中，能量供應系統10不提供信 〇 標。在步驟S710中，能量供應系統1〇繼續等待認證資訊。 例如是認證資訊中之授權碼。 本發明上述實施例所揭露之無線充電系統及充電方 法與應用其可攜式電子裝置係可讓使用者於室外行動中 或無供應電源處透過認證系統付費，以取得無線能量訊號 對可攜式電子裝置進行供電，相較於先前技術，本實施例 之可攜式電子裝置不需在一範圍内等待充電，然而，更可 將本實施例之能篁供應系統之無線能量接收器内建於可 攜式電子裝置中，如此使得本發明除了具有極佳的便利性 201039529 i w〕zoir/\ 外，亦增加市場應用性。 綜上所述，雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上， 然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通 常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍内，當可作各種 之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請 專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 第1圖繪示乃本發明之一實施例之無線充電系統的 方塊圖。 第2圖繪示乃應用第1圖之實施例之能量供應系統之 一例的詳細方塊圖。 第3圖繪示乃第2圖之無線能量接收裝置之一例的示 意圖。 第4圖繪示乃第2圖之無線能量傳輸裝置之一例的示 意圖。 第5圖繪示乃第1圖之可攜式電子裝置之一例的方塊 圖。 第6圖繪示乃應用於第2圖之無線充電系統的充電方 法的流程圖。 第7圖繪示乃第6圖之步驟S608中之細部流程圖之 一例。 【主要元件符號說明】 10 :能量供應系統 12 201039529 12 :無線能量傳輸裝置 14、24 :收發器 16 :功率控制電路 18、22 :共振器 20 :無線能量接收裝置 26 :整流器 27 :開關 28、162 :控制器 〇 30 :可攜式電子裝置 32、36 :輸出輸入模組 34 :使用者介面 38 :處理器 50 :認證系統 100 :無線充電系統 161 :電源 163 :振盪器 〇 13

Claims (1)

1. 201039529 L VT 1X2». 七、申請專利範圍： 1. 一種無線充電系統，包括： 一能量供應系統； 一可攜式電子裝置，用以回應於一操作事件產生並提 供一帳號資訊；以及 一認證系統，接收並根據該帳號資訊進行一認證操 作，以判斷該帳號資訊是否滿足一預定條件，當該帳號資 訊滿足該預定條件時，該認證系統產生並輸出一認證資 訊； 其中，該可攜式電子裝置更接收並根據該認證資訊驅 動該能量供應系統根據一遠端電源訊號提供一驅動能量 訊號對該可攜式電子裝置進行供電。 2. 如申請專利範圍第1項所述之無線充電系統，其 中，該能量供應系統包括： 一無線能量接收裝置，依據該認證資料提供一信標； 以及 一無線能量傳輸裝置，依據該信標提供該遠端電源訊 號，該無線能量接收裝置依據該遠端電源訊號提供該驅動 能量訊號至該可攜式電子裝置。 3. 如申請專利範圍第2項所述之無線充電系統，其 中，該無線能量接收裝置包括： 一第一收發器，用以提供該信標；以及 一第二共振器，該無線能量傳輸裝置上之該遠端電源 訊號耦合至該第二共振器，以使該第二共振器具有該驅動 能量訊號。 201039529 4·如申請專利範圍第3項所述之無線充電系統，其 中，該無線能量傳輸裝置包括： 一第二收發器，用以接收並依據該信標提供一觸發訊 號； 一功率控制電路，依據該觸發訊號提供一第一訊號； 以及 〇儿 -第-共振器’該功率控制電路上之該第一訊號耦接 至該第一共振器，以使該第一共振器具有該遠端電源訊 〇 號。 5. -種充電方法，適用於—無線充電系統，該無線 充電系統包括-能量供應系統、一可攜式電子裝置與一認 證系統’該充電方法包括： 回應於一操作事件產生並提供一帳號資訊； 回應於該帳號資訊進行一認證操作，以判斷該帳號資 訊是否滿足一預定條件； 當該帳號資訊滿足該預定條件時，提供一認證資訊； 〇以及 ° 根據該5¾證資訊驅動該能量供應系統根據一遠端電 源訊號提供一驅動能量訊號對該可攜式電子裝置進行供 電。 6. 如申請專利範圍第5項所述之充電方法，其中， 提供該驅動能量訊號之方法包括： 依據該認證資料提供一信標；以及 依據該信標提供該遠端電源訊號； 其中’依據該遠端電源訊號提供該驅動能量訊號至該 15 201039529 丄▼▼ i ·!厂》· 可攜式電子裝置。 7. 如申請專利範圍第5項所述之充電方法，其中該 認證資料包括一驅動時間，該能量供應系統依據該驅動時 間，對該可攜式電子裝置進行供電。 8. —種可攜式電子裝置，包括： 一第一輸出輸入模組，耦接至一無線能量接收裝置， 該無線能量接收裝置與一無線能量傳輸裝置對應，該無線 能量傳輸裝置及該無線能量接收裝置分別包括一第一共 振器及一第二共振器； 一使用者介面裝置，用以回應於一操作事件產生並提 供一帳號資訊； 一第二輸出輸入模組，用以經由一通訊協定提供該帳 號資訊至一認證系統，以判斷該帳號資訊是否滿足一預定 條件，當該帳號資訊滿足一預定條件時，該認證系統產生 並輸出一認證資訊；以及 一處理器，根據該認證資訊驅動該無線能量接收裝置 及該無線能量傳輸裝置，使該第一共振器具有一第一能量 訊號，該第一共振器上之該第一能量訊號粞合至該第二共 振器，使該第二共振器具有一第二能量訊號，以對該可攜 式電子裝置進行供電。 9. 如申請專利範圍第8項所述之可攜式電子裝置， 其中= 該無線能量接收裝置包括： 一第一發送器，依據該認證資料提供一信標； 該無線能量傳輸裝置包括： 16 201039529 一第二發送器，接收該信標提供一觸發訊號；以及 一功率控制電路，依據該觸發訊號提供一第一訊號， 該第一訊號耦合至該第一共振器，以使該第一共振器具有 該第一能量訊號。 ίο. —種能量供應系統，包括： 一無線能量接收裝置，耦接至一可攜式電子裝置，並 回應一認證資訊以提供一輸出能量訊號至該可攜式電子 裝置，該無線能量接收裝置包括： 〇 一第一收發器，依據該認證資訊提供一信標； 及 一第二共振器；以及 一無線能量傳輸裝置，對應該無線能量接收裝置，該 無線能量傳輸裝置包括： 一第二收發器，依據該信標以提供一驅動訊號； 一功率控制電路，依據該驅動訊號以提供一第 一訊號；及 〇 一第一共振器，該第一訊號耦合至該第一共振 器，以使該第一共振器具有一内部能量訊號，該内部能量 訊號耦合至該第二共振器，以使該第二共振器具有該輸出 能量訊號； 其中，當該可攜式電子裝置回應一操作事件時，提供 一帳號資訊至一認證系統，以判斷該帳號資訊是否滿足一 預定條件，當該帳號資訊滿足一預定條件時，該認證系統 產生並輸出該認證資訊。 11.如申請專利範圍第10項所述之能量供應系統， 17 201039529 其中該能量供應系統更包括： 一控制器，依據該認證資訊驅動該第二共振器，以使 該無線能量接收裝置提供該輸出能量訊號。