TW202025595A - 無線充電裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明係為一種無線充電裝置，包括一無線充電發射器發出充電訊號至訊號增益模組，以產生至少一增益訊號，其中訊號增益模組包括一絕緣基板，其上表面設有一第一導線，且第一導線沿著絕緣基板向內邊緣環繞至少三圈，絕緣基板下表面則設有一第二導線，且第二導線之結構對應第一導線之結構設置，第一導線與第二導線之間設有一連接元件，使第一導線與第二導線互相電性連接。本發明可增益充電訊號之強度，以改善充電時因角度擺放，或距離導致充電效率低落的影響。

Description

無線充電裝置
本發明係有關一種無線供電技術，特別是指一種可針對安裝在人體內的裝置進行充電之無線充電裝置。
帕金森氏症(Parkinson's disease，PD)是一種影響中樞神經系統的慢性神經退化疾病，帕金森氏症主要影響到運動神經系統，患者容易產生的顫抖、肢體僵硬、運動功能減退等症狀。
為減緩帕金森氏症所產生的症狀，部分的治療手段會在患者胸前植入腦部節律器(Brain pacemaker)，再牽引導線至患者腦內的特定位置，當帕金森氏症患者的大腦產生不正常的電訊號時，植入於胸前的腦部節律器會產生反相的電訊號，再經由導線抵達大腦，藉此令導線上電極刺激丘腦下核來減少病人肢體不自主的抖動。
然而當腦部節律器進行充電時，須將無線充電器放在披肩裡，再令使用者戴上披肩進行充電，同時會在相對於披肩的另一擺放平衡的砝碼，使無線充電器可準確對準腦部節律器。但目前無線充電器充電的電磁波相當不穩定，當無線充電器的位置相對腦部節律器稍微有一點偏差角度，或距離稍微遠時，就很容易導致充電效率降低，令充電時間拉長，更有可能使腦部節律器完全充不到電，不但造成時間的浪費，相對的也造成使用者的困擾。
有鑑於此，本發明遂針對上述習知技術之缺失，提出一種無線充電裝置，以有效克服上述之該等問題。
本發明之主要目的在提供一種無線充電裝置，其可增益充電訊號之強度，以改善充電時因角度擺放，或距離過遠而導致充電效率低落的影響。
本發明之另一目的在提供一種無線充電裝置，其結構簡單且裝置元件的成本低，除了能有效降低成本之外，更因結構簡單可令生產效率提高。
為達上述之目的，本發明在提供一種無線充電裝置，包括一無線充電發射器上設有一發射端，以發出至少一充電訊號。至少一訊號增益模組設置於無線充電發射器之發射端，訊號增益模組接收充電訊號並產生至少一增益訊號，其中訊號增益模組包括，一絕緣基板設有一上表面與一下表面，上表面中央設有一第一緩衝部，下表面中央則設有一第二緩衝部，其中絕緣基板上表面設置有一第一導線，第一導線沿著第一緩衝部外緣向外環繞至少三圈，且每一圈的第一導線之間留有間距，絕緣基板下表面則設有對應第一導線之結構設置的第二導線，第二導線沿著第二緩衝部外緣向外環繞至少三圈，且每一圈的第二導線之間留有間距，以及一連接元件連接第一導線與第二導線，令第一導線可藉由連接元件電性連接第二導線。
無線充電裝置更包括一殼體，殼體包覆無線充電發射器以及訊號增益模組，且訊號增益模組可外露於殼體表面。
其中絕緣基板之第一緩衝部與絕緣基板之第二緩衝部的寬度為至少5公分。
其中每一圈的第一導線之間距以及每一圈的第二導線之間距為1.5公厘(mm)。第一導線以及第二導線之寬度則為3公厘(mm)。
底下藉由具體實施例詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。
本實施例提供一種高充電效率的無線充電裝置，其能提供高強度的充電訊號，以改善過去無線充電器因角度擺放，或距離過遠而導致充電效率低落的影響。
接著，說明本發明無線充電裝置之結構，請參照第一圖以及第二圖，無線充電裝置1包括一殼體10內包覆有一無線充電發射器20以及至少一訊號增益模組30，且訊號增益模組30外露於殼體10表面。無線充電發射器20上設有一發射端22，以發出至少一充電訊號。訊號增益模組30則設置於殼體10上，且位於無線充電發射器20之發射端22，以接收充電訊號並產生至少一增益訊號給外部的一充電接收裝置(圖中未示)接收，令充電接收裝置根據增益訊號進行充電。
接下來請參照第一圖與第二圖，並配合參照第三圖，以詳細說明訊號增益模組30之結構，本實施例之訊號增益模組30包括一絕緣基板32可為印刷電路基板，絕緣基板32包括一上表面320與一下表面322，且上表面320的中央設有一第一緩衝部324，下表面322的中央則相對第一緩衝部324設有一第二緩衝部326。
請持續參照第三圖，絕緣基板32的上表面320更設有一第一導線34，第一導線34可為銅導線，第一導線34的設置係沿著絕緣基板32的第一緩衝部324外緣向外環繞至少三圈，令第一導線34在絕緣基板32上呈現出螺旋狀的態樣，且每一圈的第一導線34之間留有間距；本實施例舉例第一緩衝部324的寬度為至少5公分，且第一導線34之寬度為3公厘(mm)，每一圈的第一導線34之間距則為1.5公厘(mm)，藉由上述之設計可避免訊號之間互相干擾。絕緣基板32的下表面322則設有一第二導線36可為銅導線，其中第一導線34之端點以及第二導線36之端點更設有一連接元件38，其可為桐柱以令第一導線34與第二導線36之間互相電性連接，且第二導線36係對應第一導線34之結構設置在絕緣基板32下表面322，第二導線36沿著第二緩衝部326的外緣向外環繞至少三圈，令第二導線36在絕緣基板32上呈現出螺旋狀的態樣，且每一圈的第二導線36之間留有間距，本實施例之第二導線36環繞的方向與第一導線34環繞方向相反，令訊號由第一導線34傳遞至第二導線36時，可維持相同的傳遞方向，使訊號連續不被干擾，但第二導線36的間距及導線寬度仍與第一導線34相同，故本實施例仍舉例第二緩衝部326寬度為至少5公分，且第二導線36之寬度為3公厘(mm)，每一圈的第二導線36之間距則為1.5公厘(mm)，藉由上述之設計可避免訊號之間互相干擾。
在說明完無線充電裝置1之結構後，下來說明本發明無線充電裝置1使用狀態的實施例，請持續參照第一圖至第三圖，並配合參照第四圖與第五圖，本實施例舉例無線充電裝置1可對設置在人體3內的充電接收裝置2進行充電，充電接收裝置2可為腦部節律器等裝置。當使用充電接收裝置2進行充電時，使用者將無線充電裝置1靠近充電接收裝置2的位置，並操作無線充電裝置1之無線充電發射器20的發射端22發出充電訊號，此時充電訊號則可接觸到訊號增益模組30以產生增強的增益訊號給充電接收裝置2進行充電。因此本實施例透過訊號增益模組30的設置，能有效提升充電訊號的訊號強度，故本發明之無線充電裝置1在對體內充電接收裝置2進行充電時，無線充電裝置1之無線充電發射器20的發射端22不須水平對準充電接收裝置2的接收端，亦可有效對充電接收裝置2進行充電。
詳細來說，請參照第六a圖，即使無線充電裝置1之無線充電發射器20的發射端22，與體內充電接收裝置2之間有錯位或距離較遠時，充電接收裝置2仍可接收到51%的充電訊號，相較於過去傳統無線充電器與充電接收裝置之間有錯位或距離較遠時，傳統的無線充電器僅能傳送46%的充電訊號至充電接收裝置來說，本發明之無線充電裝置1的確能達到良好的充電效果。接著請參第六b圖，當無線充電裝置1之無線充電發射器20的發射端22，與體內充電接收裝置2之間有角度的偏差時，充電接收裝置2仍可接收到46%的充電訊號，相較於過去傳統無線充電器與充電接收裝置之間有角度的偏差時，傳統的無線充電器僅能傳送39%的充電訊號至充電接收裝置來說，本發明之無線充電裝置1仍具有良好的充電效果。因此本發明之無線充電裝置1可避免過去充電時，須令無線充電裝置之發射端水平對準充電接收裝置之接收端來進行充電的方式，能有效減少使用者對於充電上的不便。
接下來請參照第七圖，其為本發明無線充電裝置1的另一實施例，本實施例與上述實施例相同，無線充電裝置1皆包括有一殼體10，且殼體10內包覆有一無線充電發射器20，其中殼體10以及無線充電發射器20的結構及使用狀態皆與上述相同，故不重複敘述。本實施例與上述實施例不同的結構在於，殼體10內設有二訊號增益模組30、30’，本實施例舉例二訊號增益模組30、30’之間的間距可維持至少0.5公分，且二訊號增益模組30、30’亦設置於無線充電發射器20的發射端22。二訊號增益模組30、30’接收充電訊號，以產生至少一增益訊號給外部的一充電接收裝置(圖中未示)。其中訊號增益模組30’之結構及使用狀態皆與上述實施例之訊號增益模組30結構相同，故不重複敘述。
綜上所述，本發明可增益充電訊號之強度，以改善充電時因角度擺放，或距離過遠而導致充電效率低落的影響。且本發明之結構簡單且裝置元件的成本低，除了能有效降低成本之外，更因結構簡單可使生產效率提高。
唯以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍。故即凡依本發明申請範圍所述之特徵及精神所為之均等變化或修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。
1:無線充電裝置10:殼體20:無線充電發射器22:發射端30:訊號增益模組30’:訊號增益模組32:絕緣基板320:上表面322:下表面324:第一緩衝部326:第二緩衝部34:第一導線36:第二導線38:連接元件2:充電接收裝置3:人體
第一圖係為本發明之立體圖。 第二圖係為本發明之元件分解圖。 第三圖係為本發明之訊號增益模組元件分解圖。 第四圖係為本發明之使用狀態示意圖。 第五圖係為本發明之無線充電裝置及充電接收裝置方塊圖。 第六a圖為本發明之無線充電裝置及充電接收裝置錯位示意圖。 第六b圖為本發明之無線充電裝置及充電接收裝置角度偏差示意圖。 第七圖係為本發明另一實施例之立體圖。
1:無線充電裝置
10:殼體
20:無線充電發射器
22:發射端
30:訊號增益模組
32:絕緣基板
320:上表面
322:下表面
324:第一緩衝部
326:第二緩衝部
34:第一導線

Claims (10)

  1. 一種無線充電裝置，包括： 一無線充電發射器，其上設有一發射端，以發出至少一充電訊號；以及 至少一訊號增益模組，設置於該無線充電發射器之該發射端，以接收該充電訊號並產生至少一增益訊號，該訊號增益模組包括： 一絕緣基板，其設有一上表面與一下表面，且該上表面中央設有一第一緩衝部，該下表面中央則設有一第二緩衝部； 一第一導線，設置於該絕緣基板之該上表面，該第一導線沿著該第一緩衝部外緣向外環繞至少三圈，且每一圈的該第一導線之間留有間距； 一第二導線，對應該第一導線設置於該絕緣基板之該下表面，該第二導線沿著該第二緩衝部外緣向外環繞至少三圈，且每一圈的該第二導線之間留有間距；及 一連接元件，連接該第一導線與該第二導線，令該第一導線可藉由該連接元件電性連接該第二導線。
  2. 如請求項1所述之無線充電裝置，更包括一殼體，包覆該無線充電發射器以及該訊號增益模組，且該訊號增益模組外露於該殼體表面。
  3. 如請求項1所述之無線充電裝置，其中該第一導線與該第二導線在該絕緣基板上呈現螺旋狀。
  4. 如請求項1所述之無線充電裝置，其中該連接元件係設置在該第一導線之端點以及該第二導線之端點。
  5. 如請求項1所述之無線充電裝置，其中該連接元件係為一銅柱。
  6. 如請求項1所述之無線充電裝置，其中該絕緣基板之該第一緩衝部與該絕緣基板之該第二緩衝部的寬度為至少5公分。
  7. 如請求項1所述之無線充電裝置，其中每一圈的該第一導線之間距以及每一圈的該第二導線之間距為1.5公厘(mm)。
  8. 如請求項1所述之無線充電裝置，其中該第一導線以及該第二導線之寬度為3公厘(mm)。
  9. 如請求項1所述之無線充電裝置，其中該第一導線與該第二導線為銅導線。
  10. 如請求項1所述之無線充電裝置，其中該絕緣基板為印刷電路基板。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USD906961S1 (en) * 2019-01-31 2021-01-05 Mitsubishi Electric Corporation Servo amplifier
TWI802285B (zh) 2022-02-22 2023-05-11 國立陽明交通大學 微型化超穎材料結構的電感增益模組及其裝置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10529003B2 (en) * 2008-04-07 2020-01-07 Mohammad A. Mazed Optical biomodule for detection of diseases at an early onset
US8907531B2 (en) * 2008-09-27 2014-12-09 Witricity Corporation Wireless energy transfer with variable size resonators for medical applications
EP2513953B1 (en) * 2009-12-16 2017-10-18 The Board of Trustees of the University of Illionis Electrophysiology using conformal electronics
US8847862B2 (en) * 2011-11-29 2014-09-30 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Systems, devices, and methods for driving an interferometric modulator
US9700222B2 (en) * 2011-12-02 2017-07-11 Lumiradx Uk Ltd Health-monitor patch
KR101671329B1 (ko) 2014-09-01 2016-11-16 한양대학교 산학협력단 MHz, GHz 영역에서 흡수가 가능한 메타 원자 및 이를 포함하는 메타 물질
KR101570749B1 (ko) 2015-03-04 2015-11-23 한양대학교 산학협력단 전자기파 흡수체
US11239019B2 (en) * 2017-03-23 2022-02-01 Tdk Corporation Coil component and method of manufacturing coil component
JP6652098B2 (ja) * 2017-03-31 2020-02-19 Tdk株式会社 磁気結合装置およびこれを用いたワイヤレス電力伝送システム

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