TW201528642A - 無線充電傳輸裝置 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種無線充電傳輸裝置，包括一本體以及一發射線路板。發射線圈板設置於該本體內，其包括一板體、一第一層發射線圈以及一第二層發射線圈。第一層發射線圈設置於板體之上表面上並沿第一旋轉方向設置。第二層發射線圈設置於板體之下表面上並沿第二旋轉方向設置。因此，使得發射線圈板被激磁而產生較強之磁通量，以提升無線充電效率。

Description

無線充電傳輸裝置

本發明係關於一種充電傳輸裝置，尤其係關於利用無線充電技術之無線充電傳輸裝置。

市面上之電子裝置大多具有輕薄外型而便於攜帶，且電子裝置係採用觸控式螢幕，使得電子裝置可藉由觸控式螢幕而輸入指令以操作之，其中電子裝置包括一智慧型手機、一平板電腦、一個人數位助理(Personal Digital Assistant，PDA)或一掌上型遊戲機(例如：PSP、NDSL以及Gameboy系列遊戲機)等。由於上述電子裝置具有可攜帶之特性，故該些電子裝置無法隨時連接於電源而必須安裝有供應電力之電池，其中，該電池係為充電電池，因此使用者可於具有電源插座之場所對電子裝置之充電電池進行充電。

當電子裝置之電量不足時，使用者係使用一連接線對電子裝置之充電電池進行充電，其中該連接線之一端插設於電子裝置，而該連接 線之另一端則插接於一供電源或可儲存電力於其中之一行動電源裝置，使供電源或行動電源裝置所提供之一電力可藉由連接線而傳輸至電子裝置中，以進行充電。

然而，於充電過程中，由於其連接線之長度有限，使得使用者於電子裝置之充電過程中會被連接線所限制而無法依照其使用習慣操作之或攜帶其電子裝置任意移動。

因應其連接線之有線充電方式所帶來之困擾，其充電技術之日益發展，目前市面上已研發出一種可進行無線充電(Wireless Charging)之無線充電傳輸裝置。請參閱圖1，其為習知無線充電傳輸裝置與可攜式電子裝置之結構示意圖。習知無線充電傳輸裝置1包括一本體10、一電源線11、一驅動模組12以及一發射線圈13，而習知電子裝置2包括一殼體20、一接收線圈21以及一充電電池(未顯示於圖中)。

習知無線充電傳輸裝置1中，電源線11顯露於本體10之外，用以連接於一供電源(未顯示於圖中)。驅動模組12與發射線圈13皆設置於本體10之內部，且驅動模組12分別連接於電源線11以及發射線圈13，使得驅動模組12被供電源驅動時產生一電流，且電流通過發射線圈13而產生一電磁效應，使發射線圈13因應電磁效應所產生之磁通量而輸出相對應之一電力，其中發射線圈13之繞線方式係為圓形。另一方面，習知可攜式電子裝置2中，接收線圈21設置於殼體20內，用以接收來自於發射線圈13之電力，而充電電池22連接於接收線圈21，其用以儲存接收線圈21所接收到之該電力並使用之。

一般而言，習知無線充電傳輸裝置1之本體10係被設計為一平台外型，且習知無線充電傳輸裝置1之本體10之體積大於習知電子裝置2之殼體20之體積，以便使用者放置習知電子裝置2於其上。而於習知 無線充電傳輸裝置1傳輸電力予習知電子裝置2之過程中，使用者必須特地將習知電子裝置2內部之接收線圈21接近於習知無線充電傳輸裝置1之發射線圈13，使發射線圈13盡可能地對準於接收線圈21，接收線圈21才得以接收其電力。

因應電子裝置之尺寸增大(例如其顯示螢幕尺寸增大)，其習知無線充電傳輸裝置1之本體10亦必須隨之增大，而設置於本體10內之發射線圈13同樣地增大，其中發射線圈13之繞線方式仍為圓形。然而，呈現圓形繞線方式之發射線圈13之圓形增大時，位於該發射線圈13之中心處與發射線圈13之間的距離增加，使得發射線圈13之中心處所能產生之磁通量降低，進而降低其充電效率。

因此，需要一種可提升充電效率之無線充電傳輸裝置。

本發明之目的在於提供一種可提升充電效率之無線充電傳輸裝置。

於一較佳實施例中，本發明提供一種無線充電傳輸裝置，用以傳輸一電力予一電子裝置之一接收線圈，該無線充電傳輸裝置包括一本體以及一發射線圈板。該本體用以放置該電子裝置於其上，該發射線圈板設置於該本體內，用以產生一電磁效應，且傳輸因應該電磁效應而產生該電力予該接收線圈。該發射線圈板包括一板體、一第一層發射線圈以及一第二層發射線圈，該第一層發射線圈設置於該板體之該上表面上，且該第一層發射線圈係沿一第一旋轉方向設置，用以供一電流沿該第一旋轉方向通過。該第二層發射線圈設置於該板體之該下表面上而連接於該第一層發 射線圈，且該第二層發射線圈係沿一第二旋轉方向設置，用以供該電流沿該第二旋轉方向通過；其中該第一旋轉方向與該第二旋轉方向相反。

1、3、5‧‧‧無線充電傳輸裝置

2、4、6‧‧‧電子裝置

10、30、50‧‧‧本體

11、31、51‧‧‧電源線

12、32、52‧‧‧驅動模組

13‧‧‧發射線圈

20、40、60‧‧‧殼體

21、41、61‧‧‧接收線圈

33、53‧‧‧發射線圈板

42‧‧‧充電電池

43‧‧‧供電源

331、531‧‧‧板體

332、532‧‧‧第一層發射線圈

333、533‧‧‧第二層發射線圈

3311、5311‧‧‧板體之上表面

3312、5312‧‧‧板體之下表面

3321‧‧‧連接區段

3322‧‧‧第一中央區段

3331‧‧‧第二中央區段

5321‧‧‧第一弧形區段

5322‧‧‧第二弧形區段

5323‧‧‧第三弧形區段

5324‧‧‧第四弧形區段

5325‧‧‧第一連接區段

5326‧‧‧第二連接區段

5327‧‧‧第三連接區段

5328‧‧‧第四連接區段

5331‧‧‧第五弧形區段

5332‧‧‧第六弧形區段

5333‧‧‧第七弧形區段

5334‧‧‧第八弧形區段

C1‧‧‧第一旋轉方向

C2‧‧‧第二旋轉方向

E‧‧‧電力

I‧‧‧電流

圖1係習知無線充電傳輸裝置與可攜式電子裝置之結構示意圖。

圖2係本發明無線充電傳輸裝置與電子裝置於第一較佳實施例中之方塊示意圖。

圖3係本發明無線充電傳輸裝置與電子裝置於第一較佳實施例中之結構示意圖。

圖4係本發明無線充電傳輸裝置之發射線圈板於第一較佳實施例中之結構示意圖。

圖5係本發明無線充電傳輸裝置與電子裝置於第二較佳實施例中之結構示意圖。

圖6係本發明無線充電傳輸裝置之發射線圈板於第二較佳實施例中之結構示意圖。

鑑於習知技術之問題，本發明提供一種無線充電傳輸裝置，以解決習知技術之缺點。請同時參閱圖2以及圖3，圖2係為本發明無線充 電傳輸裝置與電子裝置於第一較佳實施例中之方塊示意圖，而圖3係為本發明無線充電傳輸裝置與電子裝置於第一較佳實施例中之結構示意圖。無線充電傳輸裝置3包括一本體30、一電源線31、一驅動模組32以及一發射線圈板33，而電子裝置4包括一殼體40、一接收線圈41以及一充電電池42。無線充電傳輸裝置2用以傳輸一電力E予電子裝置4之接收線圈41，而對電子裝置4中之充電電池42進行充電。本體30用以放置電子裝置4於其上，而電源線31顯露於其本體30之外，其用以連接於一供電源43。驅動模組32連接於發射線圈板33以及供電源43，用以提供一電流I，使電流I通過發射線圈板33，發射線圈板33設置於本體30內，根據該電流I通過而產生一電磁效應，且傳輸因應電磁效應而產生電力E予接收線圈41。

電子裝置4中，接收線圈41係設置於殼體40中，用以接收來自於發射線圈板33之電力E。充電電池42設置於殼體40中且電性連接於接收線圈41，用以接收電力E而進行充電。於本較佳實施例中，無線充電傳輸裝置3之本體30的形狀係為一圓盤形，而電子裝置4係為一行動電話，且接收線圈41之繞線方式係呈現一圓形。

接下來說明發射線圈板33之結構。請參閱圖4，其為本發明無線充電傳輸裝置之發射線圈板於第一較佳實施例中之結構示意圖。發射線圈板33包括一板體331、一第一層發射線圈332以及一第二層發射線圈333，板體331包括一上表面3311以及一下表面3312。第一層發射線圈332設置於板體331之上表面3311上而連接於第二層發射線圈333，且第一層發射線圈332係沿一第一旋轉方向C1設置，用以供電流I沿第一旋轉方向C1通過。第二層發射線圈333設置於板體331之下表面3312上而連接於第一層發射線圈332，且第二層發射線圈333係沿與第一旋轉方向C1相反之一第二旋轉方向C2設置，其用以供電流I沿第二旋轉方向C2通過。

於本較佳實施例中，板體331之形狀係為圓盤形且板體331係以一銅箔基板所製成，且第一旋轉方向C1係為逆時針方向，第二旋轉方向C2則為順時針方向。而第一層發射線圈332係由板體331之上表面3311上之一第一銅箔而形成，第二層發射線圈333係由板體231之下表面3312上之一第二銅箔而形成。

發射線圈板33中，第一層發射線圈332包括複數連接區段3321，其設置於板體331上，用以連接於第二層發射線圈333，也就是說，第一層發射線圈332以及第二層發射線圈333之間的電性連接係藉由複數連接區段3321而連接。於本較佳實施例中，複數連接區段3321係設置於板體331之上表面3311上，且經由板體331之上表面3311而與位於其下表面3312之第二層發射線圈333連接，。亦即，複數連接區段3321皆不貫穿上表面3311以及下表面3312。但非以此為限，於另一較佳實施例中，複數連接區段亦可採用貫穿板體之上表面以及下表面的結構設計。

由圖4可知，第一層發射線圈332之繞線方式呈現為一第一啞鈴形狀，而第二層發射線圈333之繞線方式呈現為一第二啞鈴形狀，且第一層發射線圈332之一第一中央區段3322與第二層發射線圈3233之一第二中央區段3331部份疊合，而呈現十字型狀。當驅動模組32啟動而產生電流I時，電流I沿第一旋轉方向C1通過第一層發射線圈332而產生一第一層電磁效應。另一方面，且電流I沿第二旋轉方向C2通過第二層發射線圈333而產生一第二層電磁效應。由於第一層發射線圈332之第一中央區段3322與第二層發射線圈333之第二中央區段3331互相疊合，使得第一層電磁效應與第二層電磁效應加乘而產生該電磁效應。其中該電磁效應所產生之磁通量大於習知圓形線圈所產生之磁通量，且習知圓形線圈之大小與板體331之大小相同。因此，本發明無線充電傳輸裝置3可因應該電 磁效應而產生電力E，且傳輸電力E至電子裝置4，以對電子裝置4之充電電池42進行充電。

此外，本發明更提供一與第一較佳實施例不同之第二較佳實施例。請同時參閱圖5以及圖6，圖5係為本發明無線充電傳輸裝置與電子裝置於第二較佳實施例中之結構示意圖，而圖6係為本發明無線充電傳輸裝置之發射線圈板於第二較佳實施例中之結構示意圖。無線充電傳輸裝置5包括一本體50、一電源線51、一驅動模組(未顯示於圖中)以及一發射線圈板53，且發射線圈板53包括一板體531、一第一層發射線圈532以及一第二層發射線圈533，而電子裝置6包括一殼體60、一接收線圈61、一充電電池(未顯示於圖中)以及用以部份包覆電子裝置6之一保護套63。電子裝置6之接收線圈61係設置於保護套63中，而充電電池係設置於殼體60中，當保護套63部份包覆電子裝置6之殼體60時，充電電池以及接收線圈61電性連接，使得無線充電傳輸裝置5所傳輸之一電力E可被保護套63中之接收線圈61接收，且傳輸至殼體60中之充電電池。

本較佳實施例之無線充電傳輸裝置5之結構大致上與前述第一較佳實施例之無線充電傳輸裝置2相同，且相同之處則不再多加說明，其不同之處有二，第一，本體50以及板體531之形狀皆為四邊形，且本體50之體積大於板體531之體積，但非以此為限，本發明無線充電傳輸裝置之本體以及板體亦可採用各種多邊形之形狀。

第二，發射線圈板53之第一層發射線圈532以及第二層發射線圈533之繞線方式。請參閱圖6，第一層發射線圈532包括複數第一弧形區段5321、複數第二弧形區段5322、複數第三弧形區段5323、複數第四弧形區段5324、複數第一連接區段5325、複數第二連接區段5326、複數第三連接區段5327以及複數第四連接區段5328。複數第一弧形區段5321、 複數第二弧形區段5322、複數第三弧形區段5323以及複數第四弧形區段5324皆沿一第一旋轉方向C1設置且設置於板體521之一上表面5211上。每一第一連接區段5325對應於一個第一弧形區段5321，且設置於相對應之第一弧形區段5321上，其中第一連接區段5325貫穿板體531之上表面5311以及下表面5312。同理，每一第二連接區段5326對應於一個第二弧形區段5322，且設置於相對應之第二弧形區段5322上，其中第二連接區段5326貫穿板體531之上表面5311以及下表面5312。每一第三連接區段5327對應於一個第三弧形區段5323，且設置於相對應之第三弧形區段5323上，其中第三連接區段5327貫穿板體531之上表面5311以及下表面5312。每一第四連接區段5328對應於一個第四弧形區段5324，且設置於相對應之第四弧形區段5324上，其中第四連接區段5328貫穿板體531之上表面5311以及下表面5312。

於本較佳實施例中，複數第一弧形區段5321、複數第二弧形區段5322、複數第三弧形區段5323以及複數第四弧形區段5324皆由第一銅箔形成於板體521之上表面5211上，而複數第一連接區段5325、複數第二連接區段5326、複數第三連接區段5327以及複數第四連接區段5328皆由貫穿板體531之上表面5311以及下表面5312之第三銅箔而形成。

另一方面，第二層發射線圈533包括複數第五弧形區段5321、複數第六弧形區段5332、複數第七弧形區段5333以及複數第八弧形區段5334，複數第五弧形區段5331、複數第六弧形區段5332、複數第七弧形區段5333以及複數第八弧形區段5334皆沿第一旋轉方向C1設置且設置於板體521之一下表面5213上。每一第五弧形區段5321對應於一個第一弧形區段5321且連接於第一弧形區段5321上之第一連接區段5325。每一第六弧形區段5332對應於一個第二弧形區段5322且連接於第二弧形區段 5323上之第二連接區段5326。每一第七弧形區段5333對應於一個第三弧形區段5323且連接於第三弧形區段5323上之第三連接區段5327。每一第八弧形區段5338對應於一個第四弧形區段5324且連接於第四弧形區段5324上之第四連接區段5328。於本較佳實施例中，複數第五弧形區段5321、複數第六弧形區段5332、複數第七弧形區段5333以及複數第八弧形區段5334皆由第二銅箔形成於板體521之下表面5212上。

由圖6可知，每一第一弧形區段5321與相對應之第五弧形區段5321共同形成一第一環形封閉線圈，每一第二弧形區段5322與相對應之第六弧形區段5332共同形成一第二環形封閉線圈，每一第三弧形區段5323與相對應之第七弧形區段5333共同形成一第三環形封閉線圈，而每一第四弧形區段5324與相對應之第八弧形區段5338共同形成一第四環形封閉線圈。其中，第二環形封閉線圈分別穿過第一環形封閉線圈以及第三環形封閉線圈，且第三環形封閉線圈分別穿過第二環形封閉線圈以及第四環形封閉線圈。

當電流I通過第一環形封閉線圈時，第一環形封閉線圈產生一第一區域電磁效應，同理，當電流I通過第二環形封閉線圈時，第二環形封閉線圈產生一第二區域電磁效應，當電流I通過第三環形封閉線圈時，第三環形封閉線圈產生一第三區域電磁效應，而當電流I通過第四環形封閉線圈時，第四環形封閉線圈產生一第四區域電磁效應。其中，第一區域電磁效應與第二區域電磁效應於第一環形封閉線圈以及第二環形封閉線圈互相疊合之處(亦即第一弧形區段5321與第六弧形區段5332疊合之處以及第二弧形區段5322與第五弧形區段5331疊合之處)加乘。同理，第二區域電磁效應與第三區域電磁效應於第二環形封閉線圈以及第三環形封閉線圈互相疊合之處(亦即第二弧形區段5322與第七弧形區段5333疊合之處以及第三 弧形區段5323與第六弧形區段5332疊合之處)加乘，而第三區域電磁效應與第四區域電磁效應於第三環形封閉線圈以及第四環形封閉線圈互相疊合之處(亦即第四弧形區段5324與第八弧形區段5334疊合之處)加乘。

因應第一環形封閉線圈~第四環形封閉線圈所產生之第一區域電磁效應~第四區域電磁效應以及其加乘效應，而產生該電磁效應，且該電磁效應所產生之磁通量大於習知圓形線圈所產生之磁通量。因此，本發明無線充電傳輸裝置5可因應該電磁效應而產生電力，且傳輸電力至電子裝置6，以對電子裝置6之充電電池進行充電。

根據上述可知，本發明無線充電傳輸裝置係將輸出電力之線圈分為第一層發射線圈以及第二層發射線圈，且利用板體而分隔第一層發射線圈以及第二層發射線圈，但第一層發射線圈以及第二層發射線圈仍互相連接而形成封閉的線圈。其中，該封閉的線圈係採用特殊的繞線方式，而互相部分重疊以提升其電磁效應之強度，使所輸出之電力較大，而可提升其無線充電效率。另一方面，第一層發射線圈係以板體之上表面上之第一銅箔所形成，而第二層發射線圈係以板體之下表面上之第二銅箔所形成，使第一層發射線圈以及第二層發射線圈被整合於板體上。將發射線路板與習知的發射線圈相比，本發明發射線路板之體積較小，且第一層發射線圈以及第二層發射線圈不由板體上脫落，而便於攜帶。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，並非用以限定本發明之申請專利範圍，因此凡其它未脫離本發明所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含於本案之申請專利範圍內。

33‧‧‧發射線圈板

331‧‧‧板體

332‧‧‧第一層發射線圈

333‧‧‧第二層發射線圈

3311‧‧‧板體之上表面

3312‧‧‧板體之下表面

3321‧‧‧連接區段

3322‧‧‧第一中央區段

3331‧‧‧第二中央區段

C1‧‧‧第一旋轉方向

C2‧‧‧第二旋轉方向

I‧‧‧電流

Claims (10)

1. 一種無線充電傳輸裝置，用以傳輸一電力予一電子裝置之一接收線圈，該無線充電傳輸裝置包括：一本體，用以放置該電子裝置於其上；以及一發射線圈板，設置於該本體內，用以產生一電磁效應，且傳輸因應該電磁效應而產生該電力予該接收線圈，該發射線圈板包括：一板體，包括一上表面以及一下表面；一第一層發射線圈，設置於該板體之該上表面上，且該第一層發射線圈係沿一第一旋轉方向設置，用以供一電流沿該第一旋轉方向通過；以及一第二層發射線圈，設置於該板體之該下表面上而連接於該第一層發射線圈，且該第二層發射線圈係沿一第二旋轉方向設置，用以供該電流沿該第二旋轉方向通過；其中該第一旋轉方向與該第二旋轉方向相反。
2. 如申請專利範圍第1項所述之無線充電傳輸裝置，其中該第一層發射線圈更包括一連接區段，設置於該板體上，用以連接於該第二層發射線圈，而建立該第一層發射線圈以及該第二層發射線圈之間之電性連接。
3. 如申請專利範圍第2項所述之無線充電傳輸裝置，其中該板體係以銅箔基板所製成，且該第一層發射線圈係由該板體之該上表面上之一第一銅箔而形成，而該第二層發射線圈係由該板體之該下表面上之一第二銅箔而形成。
4. 如申請專利範圍第1項所述之無線充電傳輸裝置，其中該第一層發射 線圈之繞線方式呈現為一第一啞鈴形狀，而該第二層發射線圈之繞線方式呈現為一第二啞鈴形狀，且該第一層發射線圈之一第一中央區段與該第二層發射線圈之一第二中央區段部份疊合。
5. 如申請專利範圍第4項所述之無線充電傳輸裝置，其中該電流通過該第一層發射線圈而產生一第一層電磁效應，且該電流通過該第二層發射線圈而產生一第二層電磁效應，而該第一層電磁效應與該第二層電磁效應於該第一中央區段與該第二中央區段疊合之處加乘而產生該電磁效應。
6. 如申請專利範圍第1項所述之無線充電傳輸裝置，更包括一驅動模組，連接於該發射線圈板以及一供電源，用以提供該電流，使該電流通過該第一層發射線圈以及該第二層發射線圈。
7. 一種無線充電傳輸裝置，用以傳輸一電力予一電子裝置之一接收線圈，該無線充電傳輸裝置包括：一本體，用以放置該電子裝置於其上；以及一發射線圈板，設置於該本體內，用以產生一電磁效應，且傳輸因應該電磁效應而產生該電力予該接收線圈，該發射線圈板包括：一板體，包括一上表面以及一下表面；一第一層發射線圈，設置於該板體之該上表面上，且該第一層發射線圈係沿一第一旋轉方向設置，用以供一電流沿該第一旋轉方向通過；以及一第二層發射線圈，設置於該板體之該下表面上而連接於該第一層發射線圈，且該第二層發射線圈係沿該第一旋轉方向設置，用以供該電流沿該第一旋轉方向通過；其中該第一層發射線圈與該第二層發射線圈共同 形成複數環形封閉線圈。
8. 如申請專利範圍第7項所述之無線充電傳輸裝置，其中該第一層發射線圈更包括：一第一弧形區段；一第二弧形區段，位於該第一弧形區段之一側；一第一連接區段，設置於該第一弧形區段上，且貫穿該板體之該上表面以及該下表面；以及一第二連接區段，設置於該第二弧形區段上，且貫穿該板體之該上表面以及該下表面；而該第二層發射線圈更包括：一第三弧形區段，對應於該第一弧形區段且連接於該第一連接區段，用以與該第一弧形區段形成一第一環形封閉線圈；以及一第四弧形區段，對應於該第二弧形區段且連接於該第二連接區段，位於該第三弧形區段之一側，用以與該第二弧形區段形成一第二環形封閉線圈。
9. 如申請專利範圍第8項所述之無線充電傳輸裝置，其中該電流通過該第一環形封閉線圈而產生一第一區域電磁效應，且該電流通過該第二環形封閉線圈而產生一第二區域電磁效應，而該第一區域電磁效應與該第二區域電磁效應分別於該第一弧形區段與該第四弧形區段互相疊合之處以及該第二弧形區段與該第三弧形區段互相疊合之處加乘而產生該電磁效應。
10. 如申請專利範圍第7項所述之無線充電傳輸裝置，更包括一驅動模組，連接於該發射線圈板以及一供電源，用以提供該電流，使該電流通過該第一層發射線圈以及該第二層發射線圈。