TW201448440A - 無線充電整流裝置及其整流電路 - Google Patents

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Abstract

一種無線充電整流裝置及其整流電路，其中該整流電路包括：第一開關；第二開關；第一二極體及第二二極體，第一開關之輸出端及第一二極體之輸入端與第二開關之控制端之電性連接為第一輸入端，第二開關輸出端及第二二極體之輸入端與第一開關之控制端之電性連接為第二輸入端，第一二極體及第二二極體之輸出端的電性連接為一直流電輸出端，第一開關輸入端及第二開關之輸入端為接地。

Description

無線充電整流裝置及其整流電路
本創作係與無線充電整流裝置有關，可應用於便攜式電子設備，特別是一種關於提高交流電流整流效率的無線充電整流裝置及其整流電路，選用低電阻式金屬氧化物半導體場效電晶體當作開關。
在無線電的發展，首要就是將量能訊號以電磁波方式傳送，訊號以電磁波形式被接收端的線圈感應，線圈感應電磁波後產生電流，此方式不需電線連接就能傳送訊號至接收端，這技術發展至今已成為十分成熟及普及的通訊方式。
目前市場上，電子無線設備應用廣泛，用於無線充電這一塊領域，也趨於成熟，無線充電技術(Wireless charging technology；Wireless charge technology)，源於無線電力輸送技術，根據法拉第電磁感應定律，當線圈通電後會在無線發射端產生磁力，對應位置接收端的另一個線圈會因感應磁力形成磁共振，利用磁共振的磁力來產生交流電流，實現無線電能高效傳輸的技術，為便攜式產品提供了便利。
習知的無線充電技術的電力來源，依舊以交流電源轉換成直流電源，在轉換的過程中，容易造成能量損耗。
本創作目的係克服先前技術的不足，提供一種無線充電裝置及其整流電路，用以降低交流電源轉換成直流電源，在 轉換的過程中，造成能量的損耗，提升便攜式電子產品的充電效率。
為達上述目的，本創作之無線充電整流裝置，其裝置包括，信號感應模組、整流電路及充電電路，其中信號感應模組藉由感應發射端所發射的無線電磁波信號來產生磁共振，線圈及電容因磁共振產生交流電流，再藉由整流電路轉換成直流電流，再輸至充電電路，其整流電路包括，利用二個低阻抗金屬氧化物半導體場效電晶體來當作電路開關，以在轉換的過程中，降低能量的損耗。
本發明另一目的提供一種整流電路，其整流電路包括，利用二個低阻抗金屬氧化物半導體場效電晶體來當作電路開關，以控制電流通道，利用二個基納二極體整流來完成整流電路，一般二極體的工作導通壓降時間較長，速度較慢，當改為金屬氧化物半導體場效電晶體，導通瞬間電壓及電流呈線性關係，再加上採用低電阻式金屬氧化物半導體場效電晶體，所以可達到減小傳導損耗和高效整流的目的。
本創作可應用於便攜式電子設備，提高了電池的續航能力，對於無線互感耦合的交流電流整流效率提高顯著，選用低電阻式金屬氧化物半導體場效電晶體，可以減少能量轉換過程中傳導損耗。
為了讓本創作之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯，下文將配合所附圖示，作詳細說明如下。
100‧‧‧信號感應模組
101‧‧‧第一交流輸出端
102‧‧‧第二交流輸出端
200‧‧‧整流電路
201‧‧‧第一輸入端
202‧‧‧第二輸入端
210‧‧‧第一開關
211‧‧‧第一開關之控制端
212‧‧‧第一開關輸入端
213‧‧‧第一開關之輸出端
220‧‧‧第二開關
221‧‧‧第二開關之控制端
222‧‧‧第二開關之輸入端
223‧‧‧第二開關之輸出端
230‧‧‧第一二極體
231‧‧‧第一二極體之輸入端
232‧‧‧第一二極體之輸出端
240‧‧‧第二二極體
241‧‧‧第二二極體之輸入端
242‧‧‧第二二極體之輸出端
250‧‧‧直流電輸出端
300‧‧‧充電電路
301‧‧‧直流電輸入端
302‧‧‧接地端
400‧‧‧訊號放大電路
401‧‧‧放大器第一輸入端
402‧‧‧放大器第二輸入端
403‧‧‧放大器第一輸出端
404‧‧‧放大器第二輸出端
600‧‧‧無線充電整流裝置
700‧‧‧放大無線訊號的充電整流裝置
圖1為本創作第一實施例之無線充電整流裝置方塊圖。
圖2為本創作第一實施例之無線充電整流裝置電路示意圖。
圖3為本創作第一實施例之放大無線訊號的充電整流裝置方塊圖。
圖4為本創作第一實施例之放大無線訊號的充電整流裝置電路示意圖。
第一實施例：
請參閱圖1，本創作為一種無線充電整流裝置600，包括：信號感應模組100；整流電路200及充電電路300。
請參閱圖2，信號感應模組100用以感應無線信號以產生交流電，該信號感應模組100包括：第一交流輸出端101及第二交流輸出端102，第一交流輸出端101及第二交流輸出端102的所輸出的信號為反向信號。
整流電路200，用以整流交流電以來形成直流電，其中該整流電路包括第一開關210；第二開關220；第一二極體230及第二二極體240。
充電電路300，用以輸入直流電流來充電，其中該充電電路包括：直流電輸入端301及接地端302。
第一開關之輸出端213及第一二極體之輸入端231與第二開關之控制端221之電性連接為第一輸入端201，第二開關之輸出端223及第二二極體之輸入端241與第一開關之控制端211之電性連接為第二輸入端202。
第一二極體之輸出端232及第二二極體之輸出端242的電性連接為一直流電輸出端250，第一開關輸入端212及第二開關之輸入端222接地，第一交流輸出端101與第一輸入端201電性連接，第二交流輸出端102與第二輸入端202電性連接，直流電輸出端250與直流電輸入端301電性連接，該接地端302接地。
第一交流輸出101端用以輸出第一訊號，第二交流輸出端102用以輸出第二訊號，第一輸入端201用以接收該第一訊號，第二輸入端202用以接收該第二訊號，第一訊號與第二訊號為反向訊號，直流輸出端250輸出直流電至該直流電輸入端301。
第一開關210及第二開關220為一金屬氧化物半導體場效電晶體，其中能更進一步包括N型低阻抗式金屬氧化物半導體場效電晶體。
第一二極體230及第二二極體240可為基納二極體。
信號感應模組100感應外來電磁波產生交流電，當交流電為正半周時，電流由第一交流輸出端101通過第一輸入端201，流向第一二極體230，經過充電電路300，到達第二開關220，此時該第二開關控制端221與第一輸入端201電性連接，所以導通，電流通過第二開關220回到第二輸入端202，完成一次正半周整流動作。
當交流電為負半周時，電流由第二交流輸出端102通過第二輸入端202，流向第二二極體240，經過充電電路300，到達該第一開關210，此時該第一開關控制端211與第二輸入端 202電性連接，所以導通，電流通過第一開關210回到第一輸入端101，完成一次負半周整流動作。
第二實施例：
請參閱圖3，本創作為一種放大無線訊號的充電整流裝置700，其中包括：信號感應模組100、訊號放大電路400、整流電路200及充電電路300。
本創作為一種放大無線訊號的充電整流裝置700，其中信號感應模組100、整流電路200及充電電路300的電路結構與上述第一實施例相同，下文中將不再追述。
請參閱圖4，訊號放大電路400用以放大交流電訊號，其中該訊號放大電路包括：放大器第一輸入端401；放大器第二輸入端402；放大器第一輸出端403及放大器第二輸出端404。
放大無線訊號的充電整流裝置700其特徵在於：第一開關之輸出端213及第一二極體之輸入端231與第二開關之控制端221之電性連接為第一輸入端201，第二開關輸出端223及第二二極體之輸入端241與第一開關之控制端221之電性連接為第二輸入端202，第一二極體之輸出端232及第二二極體之輸出端242的電性連接為一直流電輸出端250，第一開關輸入端212及第二開關之輸入端222接地，第一交流輸出端101與放大器第一輸入端401電性連接，第二交流輸出端102與放大器第二輸入端402電性連接，放大器第一輸出端403與第一輸入端201電性連接，放大器第二輸出端404與第二輸入端202電性連接，直流電輸出端250與直流電輸入端301電性連接，該接地端302接地。
第一交流輸出端101用以輸出第一訊號，第二交流輸出端102用以輸出第二訊號，放大器第一輸入端401用以接收第一訊號，再由放大器第一輸出端403輸出放大後的第一訊號至第一輸入端201，第二放大器輸入端402用以接收第二訊號，再由放大器第二輸出端404輸出放大後的第二訊號至第二輸入端202，第一訊號與第二訊號為反向訊號，該直流輸出端250輸出該直流電至該直流電輸入端301。
第一開關210及第二開關220為一金屬氧化物半導體場效電晶體，其中能更進一步包括N型低阻抗式金屬氧化物半導體場效電晶體。
第一二極體230及第二二極體240可為基納二極體。
信號感應模組100感應外來電磁波產生交流電，當交流電為正半周時，電流由第一交流輸出端101輸至放大器第一輸入端401，經放大電流後，由放大器第一輸出端403輸出，通過第一輸入端201，流向第一二極體230，經過充電電路300，到達第二開關220，此時該第二開關控制端221與第一輸入端201電性連接，所以導通，電流通過第二開關220回到第二輸入端202，完成一次正半周整流動作。
當交流電為負半周時，電流由第二交流輸出端102輸至放大器第二輸入端402，經放大電流後，由放大器第二輸出端404輸出電流通過第二輸入端202，流向第二二極體240，經過充電電路300，到達該第一開關210，此時該第一開關控制端211與第二輸入端202電性連接，所以導通，電流通過第一開關210回到第一輸入端101，完成一次負半周整流動作。
本創作所採用的開關是低阻抗式金屬氧化物半導體場效電晶體，其功耗公式如下：Pconsume=I2 *阻抗
本創作之技術可應用於便攜式電子設備，提高了電池的續航能力，對於無線互感耦合的交流電流整流效率提高顯著，選用低電阻式金屬氧化物半導體場效電晶體，可以減少能量轉換過程中傳導損耗。
綜上所述，乃僅記載本創作為呈現解決問題所採用的技術手段之實施方式或實施例而已，並非用來限定本創作專利實施之範圍。即凡與本創作專利申請範圍文義相符，或依本創作專利範圍所做的均等變化與修飾，皆為本創作專利範圍所涵蓋。
100‧‧‧信號感應模組
101‧‧‧第一交流輸出端
102‧‧‧第二交流輸出端
200‧‧‧整流電路
201‧‧‧第一輸入端
202‧‧‧第二輸入端
210‧‧‧第一開關
211‧‧‧第一開關之控制端
212‧‧‧第一開關輸入端
213‧‧‧第一開關之輸出端
220‧‧‧第二開關
221‧‧‧第二開關之控制端
222‧‧‧第二開關之輸入端
223‧‧‧第二開關之輸出端
230‧‧‧第一二極體
231‧‧‧第一二極體之輸入端
232‧‧‧第一二極體之輸出端
240‧‧‧第二二極體
241‧‧‧第二二極體之輸入端
242‧‧‧第二二極體之輸出端
250‧‧‧直流電輸出端
300‧‧‧充電電路
301‧‧‧直流電輸入端
302‧‧‧接地端

Claims (12)

  1. 一種整流電路，包括：一第一開關；一第二開關；一第一二極體及一第二二極體，該第一開關之輸出端及該第一二極體之輸入端與該第二開關之控制端之電性連接為一第一輸入端，該第二開關輸出端及該第二二極體之輸入端與該第一開關之控制端之電性連接為一第二輸入端，該第一二極體及該第二二極體之輸出端的電性連接為一直流電輸出端，該第一開關輸入端及該第二開關之輸入端為接地。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之整流電路，其中該第一輸入端用以接收一第一訊號，該第二輸入端用以接收一第二訊號，該第一訊號與該第二訊號為反向訊號。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之整流電路，其中該第一開關及該第二開關為一金屬氧化物半導體場效電晶體。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之整流電路，其中該金屬氧化物半導體場效電晶體為低阻抗式。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之整流電路，其中該金屬氧化物半導體場效電晶體為N型。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之整流電路，其中該第一二極體及第二二極體為基納二極體。
  7. 一種無線充電整流裝置，包括： 一信號感應模組，用以感應一無線信號以產生一交流電，其中該信號感應模組包括：一第一交流輸出端及一第二交流輸出端；一整流電路，其中該整流電路包括：一第一開關；一第二開關；一第一二極體及一第二二極體；及一充電電路，被輸入該直流電流充電，其中該充電電路包括：一直流電輸入端及一接地端；其中該第一開關之輸出端及該第一二極體之輸入端與該第二開關之控制端之電性連接為一第一輸入端，該第二開關輸出端及該第二二極體之輸入端與該第一開關之控制端之電性連接為一第二輸入端，該第一二極體及該第二二極體之輸出端的電性連接為一直流電輸出端，該直流電出端與該直流電輸入端電性連接，該第一開關輸入端及該第二開關之輸入端接地，該第一交流輸出端與該第一輸入端電性連接，該第二交流輸出端與該第二輸入端電性連接，該接地端接地。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之無線充電整流裝置，其中該第一交流輸出端用以輸出一第一訊號，該第二交流輸出端用以輸出一第二訊號，該第一輸入端用以接收該第一訊號，該第二輸入端用以接收該第二訊號，該第一訊號與該第二訊號為反向訊號，該直流輸出端輸出該直流電至該直流電輸入端。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之無線充電整流裝置，其中該第一開關及該第二開關為一金屬氧化物半導體場效電晶體。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之無線充電整流裝置，其中該金屬氧化物半導體場效電晶體為低阻抗式。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之無線充電整流裝置，其中該金屬氧化物半導體場效電晶體為N型。
  12. 如申請專利範圍第7項所述之無線充電整流裝置，其中該第一二極體及第二二極體為基納二極體。
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