TW201328103A - 無線供電裝置及供電方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種無線供電裝置，包括訊號發送單元及訊號接收單元，在訊號發送單元中，第一訊號轉換單元將第一振蕩電路產生的電磁訊號轉換成數字訊號，經訊號放大單元放大，由發射天線發送至訊號接收單元。在訊號接收單元中，訊號識別單元根據接收到的數字訊號控制第二振蕩電路開啟時，第二訊號轉換單元將數字訊號轉換成相應的電磁訊號，並由第二振蕩電路轉換輸出電流訊號以為訊號接收單元供電。本發明還提供一種供電方法。本發明的無線供電裝置及供電方法，通過無線訊號的傳輸實現無線供電，方便使用者。

Description

無線供電裝置及供電方法

本發明涉及供電裝置，尤其涉及一種無線供電裝置。

移動式小功率電子產品，如手機、MP3及鼠標等，一般是通過電池、太陽能電池等方式供電，這些供電方式存在一定的局限性。其中，電池方式供電，由於受電池儲電容量的限制，需要定期的更換電池或進行有線充電來維持電子產品的正常供電需求；太陽能電池供電，需要增加太陽能電池板、蓄能電池、充電管理模塊等設備，增加電子產品的成本。

本發明針對電子產品現有的多種供電方式存在的局限性，提供一種新的供電方法及供電裝置，以實現對電子產品的無線供電。

本發明提供的一種無線供電裝置，其包括一訊號發送單元及一訊號接收單元，該訊號發送單元包括電源介面、第一振盪電路、訊號放大單元、第一訊號轉換單元及發射天線，該電源介面用於連接電源而接收電源訊號並為該第一振盪電路、訊號放大單元及第一訊號轉換單元提供電能，該第一振盪電路用於將該電源訊號轉換成具有特定頻率的週期振盪的電磁波訊號，該第一訊號轉換單元用於將該電磁波訊號轉換成數位訊號，該訊號放大單元用於將該數位訊號進行放大，並由發射天線發送至該訊號接收單元。該訊號接收單元包括接收天線、第二訊號轉換單元、第二振盪電路、訊號識別單元及開關單元，該訊號識別單元用於根據所接收到的數位訊號控制該開關單元的導通與截止，當該開關單元回應訊號識別單元的控制而導通時，該訊號識別單元將該數位訊號傳輸至該第二訊號轉換單元，該第二訊號轉換單元將該接收到的數位訊號轉換成相應的電源訊號，該第二振盪電路接收該電源訊號輸出電流訊號，從而為負載提供電能。

本發明人還提供一種無線供電裝置的供電方法，該無線供電裝置包括一訊號發送單元及一訊號接收單元，該訊號發送單元包括第一振盪電路，用於產生電磁波訊號。該訊號接收單元包括第二振盪電路，該供電方法包括：

由該第一振盪電路將該接收的電源訊號轉換成具有特定頻率的週期振盪的電磁波訊號。

將該電磁波訊號轉換成數位訊號。

放大該數位訊號，並發送至該訊號接收單元。

根據該數位訊號控制將該數位訊號轉換成具有相應相位的電源訊號。

該第二振盪電路接收該轉換生成的電源訊號，並將該電源訊號轉換成直流形式的電流訊號對負載提供電能。

相對於現有技術，本發明提供的無線供電裝置及供電方法，通過訊號發送單元發射射頻訊號，而訊號接收單元接收射頻訊號並轉換成電能為負載供電，通過射頻訊號的傳輸實現無線供電，從而方便使用者。

下面將結合附圖，對本發明作進一步的詳細說明。

請參閱圖1，本發明的無線供電裝置100，其包括一訊號發送單元1及一訊號接收單元2。其中，該訊號發送單元1用於發射具有週期的電磁波訊號。該訊號接收單元2可為一可擕式電子設備，如，手機、mp3等，用於接收該訊號發送單元1所發送的電磁波訊號並轉換成電能以維持自身正常工作。

具體地，該訊號發送單元1包括一電源介面10、第一振盪電路11、訊號放大單元12、第一訊號轉換單元13及一發射天線14。其中，第一訊號轉換單元13連接在第一振盪電路11與訊號放大單元12之間，且訊號放大單元12與該發射天線14連接。在本實施方式中，該訊號放大單元12為一低雜訊放大器（Low Noise Amplifier，縮略詞為LNA）。

電源介面10用於連接電源（圖中未示）而接收電源訊號並為該第一振盪電路11、訊號放大單元12及第一訊號轉換單元13提供電能，其中，該電源為市電電源或蓄電池。該第一振盪電路11用於將該電源訊號轉換成具有特定頻率的週期振盪的電磁波訊號，該第一訊號轉換單元13將第一振盪電路11產生的週期振盪的電磁波訊號轉換成數位訊號。在本實施方式中，該第一振盪電路11為一自激式振盪器，能夠以自激方式產生相位差絕對值為180度的矩形方波。該第一訊號轉換單元13包括一異或運算器（縮略詞為XOR），其輸入端與第一振盪電路11連接，輸出端與訊號放大單元12連接，用於將第一振盪電路11產生的矩形方波轉換成如1， 0， 1， 0…的二進位週期訊號。訊號放大單元12將該經過第一訊號轉換單元13轉換生成的週期訊號進行放大，並由發射天線14發送至訊號接收單元2。

該訊號接收單元2包括接收天線20、第二訊號轉換單元21、第二振盪電路22、訊號識別單元23及開關單元24。其中，該訊號識別單元23與接收天線20連接，第二訊號轉換單元21連接在第二振盪電路22與開關單元24之間，第二振盪電路22與第二訊號轉換單元21連接。

當接收天線20接收到由訊號發送單元1所發射的二進位週期訊號時，該訊號識別單元23識別所接收到的訊號，並根據該訊號控制開關單元24的開啟與關閉，從而控制第二振盪電路22的工作。在本實施方式中，當訊號識別單元23判斷所接收到的訊號為“1”時，控制開關單元24開啟，並將該訊號為“1”的數位訊號通過該開關單元24傳送至該第二訊號轉換單元21，則第二訊號轉換單元21將該接收到的二進位訊號“1”轉換成具有相應相位的電源訊號，該第二振盪電路22接收由第二訊號轉換單元21產生的電源訊號，並轉換成直流形式的電流訊號後輸出，從而對可攜式電子裝置供電。

在本實施方式中，該第二訊號轉換單元21包括一異或運算器，該異或運算器的輸入端與開關單元24連接，輸出端與第二振盪電路22連接。該訊號識別單元23根據該識別的數位訊號控制開關單元24導通，並將該識別的數位訊號傳送至該異或運算器，該第二訊號轉換單元21經過逆運算以將該數位訊號轉換成對應的週期性矩形方波形式的電源訊號。該第二振盪電路22包括並聯的接收電感和可調電容（圖未示），設接收電感的電感值為l，可調電容的容值為c，該容值可以調整。第二振盪電路22接收由第二訊號轉換單元21轉換生成的電源訊號，從而產生並輸出電流。第二振盪電路22輸出電流的能量與第二振盪電路22的電路參數有關，通過調節第二振盪電路22的可調電容的容值c，可以獲得不同的電流值。

由於，當該接收到的數位訊號為“0”時，經過異或運算器逆運算以轉換成對應相位的電源訊號與數位訊號為“1”時所轉換生成的電源訊號的相位相反，使該第二振盪電路22因拾取該電源訊號進行反方向充電前而放電，從而導致第二振盪電路22所產生的電能減少。因此，當訊號識別單元23判斷所接收到的訊號為“0”時，則控制開關單元24關閉，斷開第二訊號轉換單元21與訊號識別單元23之間的連接，使得第二訊號轉換單元21不能夠接收訊號“0”，使得第二振盪電路22僅接收由第二訊號轉換單元21轉換的正相的矩形波電磁波訊號。由此，當該訊號接收單元2通過的訊號識別單元23根據所接收到的訊號控制開關單元24的開啟與關閉，使該第二振盪電路22能夠在一定週期內產生電能為該可攜式電子裝置供電。

請參閱圖2，為本發明的無線供電裝置的供電方法的流程圖，該供電方法包括如下步驟：

步驟S30，第一振盪電路11將通過電源介面10接收的電源訊號轉換成具有特定頻率的週期振盪的電磁波訊號。

步驟S31，第一訊號轉換單元13將該週期振盪的電磁波訊號轉換成數位訊號。在本實施方式中，該第一振盪電路11為一自激式振盪器，能夠以自激方式產生相位差絕對值為180度的矩形方波。該第一訊號轉換單元13包括一異或運算器（縮略詞為XOR），用於將第一振盪電路11產生的矩形方波轉換成如1， 0， 1， 0…的二進位週期訊號。

步驟S32，訊號放大單元12將該經過第一訊號轉換單元13轉換生成的週期訊號進行放大，並由發射天線14發送至訊號接收單元2。

步驟S33，該訊號識別單元23判斷所接收到的訊號是否為“1”，若是，則進入步驟S34，否則，返回步驟S33。

步驟S34，訊號識別單元23控制開關單元24開啟，並通過該開啟的開關單元24將二進位訊號“1”輸出至該第二訊號轉換單元21，該第二訊號轉換單元21將該接收到的二進位訊號“1”轉換成具有相應相位的電源訊號。

步驟S35，第二振盪電路22接收由第二訊號轉換單元21轉換生成的電源訊號，將該電源訊號轉換成直流形式的電流訊號，從而對可攜式電子裝置供電。

在本實施方式中，該第二訊號轉換單元21包括一異或運算器，該異或運算器的輸入端與開關單元24連接，輸出端與第二振盪電路22連接。該訊號識別單元23根據該識別的數位訊號控制開關單元24導通，並將該識別的數位訊號傳送至該異或運算器，該第二訊號轉換單元21經過逆運算以將該數位訊號轉換成對應的週期性矩形方波形式的電源訊號。該第二振盪電路22包括並聯的接收電感和可調電容（圖未示），設接收電感的電感值為l，可調電容的容值為c，該容值可以調整。第二振盪電路22接收由第二訊號轉換單元21轉換生成的電源訊號，從而產生並輸出電流。第二振盪電路22輸出電流的能量與第二振盪電路22的電路參數有關，通過調節第二振盪電路22的可調電容的容值c，可以獲得不同的電流值。

使用上述的無線供電裝置及供電方法，通過訊號發送單元1發射射頻訊號，而訊號接收單元2接收射頻訊號並轉換成電能為負載供電，通過射頻訊號的傳輸實現無線供電，從而方便使用者。

可以理解的是，對於本領域的普通技術人員來說，可以根據本發明的技術構思做出其他各種相應的改變與變形，而所有這些改變與變形都應屬於本發明權利要求的保護範圍。

100．．．無線供電裝置

1．．．訊號發送單元

10．．．電源介面

11．．．第一振盪電路

12．．．訊號放大單元

13．．．第一訊號轉換單元

14．．．發射天線

2．．．訊號接收單元

20．．．接收天線

21．．．第二訊號轉換單元

22．．．第二振盪電路

23．．．訊號識別單元

24．．．開關單元

圖1為本發明一實施方式的無線供電裝置的原理示意圖。

圖2為本發明一實施方式的無線供電裝置的供電方法的流程圖。

100．．．無線供電裝置

1．．．訊號發送單元

10．．．電源介面

11．．．第一振盪電路

12．．．訊號放大單元

13．．．第一訊號轉換單元

14．．．發射天線

2．．．訊號接收單元

20．．．接收天線

21．．．第二訊號轉換單元

22．．．第二振盪電路

23．．．訊號識別單元

24．．．開關單元

Claims (10)

1. 一種無線供電裝置，其包括一訊號發送單元及一訊號接收單元，其改進在於，所述訊號發送單元包括電源介面、第一振盪電路、訊號放大單元、第一訊號轉換單元及發射天線，所述電源介面用於連接電源而接收電源訊號並為所述第一振盪電路、訊號放大單元及第一訊號轉換單元提供電能，所述第一振盪電路用於將所述電源訊號轉換成具有特定頻率的週期振盪的電磁波訊號，所述第一訊號轉換單元用於將所述電磁波訊號轉換成數位訊號，所述訊號放大單元用於將所述數位訊號進行放大，並由發射天線發送至所述訊號接收單元；所述訊號接收單元包括接收天線、第二訊號轉換單元、第二振盪電路、訊號識別單元及開關單元，所述訊號識別單元用於根據所接收到的數位訊號控制所述開關單元的導通與截止，當所述開關單元回應訊號識別單元的控制而導通時，所述訊號識別單元將所述數位訊號傳輸至所述第二訊號轉換單元，所述第二訊號轉換單元將所述接收到的數位訊號轉換成相應的電源訊號，所述第二振盪電路接收所述電源訊號輸出電流訊號，從而為負載提供電能。
2. 根據申請專利範圍第1項所述之無線供電裝置，其中，所述第一振盪電路為一自激式振盪器。
3. 根據申請專利範圍第1項所述之無線供電裝置，其中，所述第二振盪電路包括並聯的接收電感和電容。
4. 根據申請專利範圍第1項所述之無線供電裝置，其中，所述第一訊號轉換單元包括一異或運算器，所述異或運算器的輸入端與第一振盪電路連接，輸出端與訊號放大單元連接，所述異或運算器用於將所述第一振盪電路產生的電磁波訊號轉換成二進位週期數位訊號。
5. 根據申請專利範圍第4項所述之無線供電裝置，其中，當所述訊號識別單元判斷所接收到的數位訊號為二進位訊號“1”時，控制所述開關單元導通，當所述訊號識別單元判斷所接收到的數位訊號為二進位訊號“0”時，控制所述開關單元截止。
6. 根據申請專利範圍第1項所述之無線供電裝置，其中，所述第二訊號轉換單元包括一異或運算器，所述異或運算器的輸出端與所述開關單元連接，輸入端與所述第二振盪電路連接。
7. 一種無線供電裝置的供電方法，所述無線供電裝置包括一訊號發送單元及一訊號接收單元，其改進在於，所述訊號發送單元包括第一振盪電路，用於產生電磁波訊號；所述訊號接收單元包括第二振盪電路，所述供電方法包括：
   由所述第一振盪電路將所述接收的電源訊號轉換成具有特定頻率的週期振盪的電磁波訊號；
   將所述電磁波訊號轉換成數位訊號；
   放大所述數位訊號，並發送至所述訊號接收單元；
   根據所述數位訊號控制將所述數位訊號轉換成具有相應相位的電源訊號；
   所述第二振盪電路接收所述轉換生成的電源訊號，並將該電源訊號轉換成直流形式的電流訊號對負載提供電能。
8. 根據申請專利範圍第7項所述之供電方法，其中，所述數位訊號為二進位數字字訊號。
9. 根據申請專利範圍第8項所述之供電方法，其中，所述步驟：根據所述數位訊號控制將所述數位訊號轉換成具有相應相位的電源訊號”包括：當所述接收到的數位訊號為二進位訊號“1”時，將所述數位訊號轉換成具有相應相位的電源訊號；當所述接收到的數位訊號為二進位訊號“0”時，對所述數位訊號不做處理。
10. 根據申請專利範圍第7項所述之供電方法，其中，所述第一振盪電路為一自激式振盪器，所述第二振盪電路包括並聯的接收電感和電容。