TWI300945B - Piower adapter for remote device, and system and method therefor - Google Patents

Description

1300945 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 , 本案申請的優先權和美國暫時申請案編號第60/444,794號的裨 皿印名為具有適應性誘導_合鎮流電路（[η此c〇Upie(j

Ballast Circuit)由 David W· Baarman 提出，於西元 2003 年 2 月 4 日頒佈。 A先七巾4的全體揭示全結合於此。本案是錢部分連射請案序號第 7,932號叩名為感應式電力裝置（inducuveiy p〇wered八卩卩啦⑽）， 藉以合併於此作為參考。 本案合併藉由參考該下列申請頒佈以相同的日期且受讓給相同 的X襄人:it此木·具有適應性的感應電源供應器（Adaptivein(juctivep〇wer Supply) ’序號第10/689499號;感應線圈組件(Ιη—— 序號第 10/689224 號，靜電儲存組件（Eiectr〇static charge storage

Assembly)’序號第1〇/689154號和具有適應性的感應電源供應器與通訊 (Adaptive Inductive power Supply with Communication )，序號第 10/689148 。 【先前技術】 此案一般相關電子的裝置，且更明確地關於無觸點供應電源與通 §fl至一種電子的裝置。 種無觸點電源供應裔（contactless power supply，CPS )提供電 源至-種雜裝置而不需要任何物f的接觸。—種具有適應性的無觸點電 源供應器允許電源同時地提供至數個不同遠距裝置。因此，一種^^播放 為、一種MP 3播放器和一種行動電話全部可以在同時間内由該相同具有適 應性的無觸點電源供應器提供電源。—種具有應性的無觸點電源供應器 其中主要的優點是使該使用者遠離維持-大堆充電裝置、和電絲驅 動该系統。利用一種無觸點電源供應器和相稱地配備遠距裝置，便不太需 要針對每一個遠距裝置具有各別的充電器、電纜和電池。 然而，這些运距I置必須被建構具有從該無觸點電源供應器獲得 ice D.\Fi les\PATENT\Pu-\pu-065\pu065-0008\PU-065-0008.doc 1300945 當該具有適應性的電源界面具有一個 法包括編設定的方 該轉接器和該轉接器運作的方法，允許_ ’該轉接器允許該遠絲置與社作猶結關於敎 觸點電源供應器，雖舰遠距裝置不是财地;;無 應器操作。此外.…一一…·-十針對—種無觸點電源供 觸 點電源供應器。 本發明的這些和其他物件、 的描述輕易地暸解與體認。 優點和特徵將可藉由參考該圖示詳細 【實施方式】 第-圖顯不無觸點電源供應器（1〇)藉由轉接器 遠距裝置⑼。遠距裝置⑼可以為—種筆記型電腦、—種個 助理（P⑽onal digital assistant，PDA)、一種行動電話、一種聰播放器 絲多可攜式電子裝置中的任何—種。無觸點電源供應器⑽透過轉接 器（14)提供電源至遠距裝置〇2)。進一步，假設遠距裝置⑴）具有 -個通麵流排，如同許多遠距裝置般，無觸點電源供應器⑽）便^以 直接地藉由轉接器（14)的方式與遠距裝置（12)連結。 第二圖顯示無觸點電源供應器（1〇)連結個人電腦（ρ^〇ηΜ ⑺mputer，PC) (16)。個人電腦（16)連接網路（18)。網路（i8)可以 為可以為一個區域網路（L〇calareanetw〇rk，LAN)、一個廣域網路 area network，WAN)或該網際網路。個人電腦（16)可以藉纟無觸點電 源供應器的方式與遠距裝置（12)連結。根據這個具體實施例，遠距裝置 (12)可以藉由轉接器（14)與無觸點電源供應器（1〇)的方式連結個人 電腦（16)和可選擇地網路（18)。 第三圖顯示無觸點電源供應器（10)、轉接器（14)和遠距裝置（12) 的方塊圖。遠距裝置可再充電電源（2〇)供應電源至遠距裝置（12:)。可 再充電裝置電源監視器（22)監督該可再充電電源（2〇)的操作。可再充 電裝置電源監視器（22)和遠距裝置可再充電電源（2〇)可以由現代可再 7 Alice-D:\Files\PATENT\Pu-\pu-065\pu065-0008\PU-065-0008.doc 1300945 充電電池構成一般地已知如“智馨创带、％ , 电池（smart batteries)，，或“聰明型 t ；：；： t °骑難魏，可縣«置_視器 ^ 1 (2〇) =例如4 1賴、霞' 剩餘電荷和預料完全充電的時間 =日。慧型電，出增強該訊息供應。舉例，美國專利第5,572，ιι〇號包 括夕數針對訊息的增強其能夠被監視與該智慧型電池簡作有關。 通訊連結（commlink，24)是-種通訊連結由遠距裝置（12)内 领供。通訊連結⑻可以為戦相匯流排（聰）、收232、序列 (财⑷、單線、雙線、或任何其他合適的通訊連結。通訊連結⑼可 =:⑼的系統管理匯流排或直接地連結該可再充觀電 退距4置（12)亦可以包括數個其他系統提供遠距裝置⑼獨特 的機能。 個人《⑽藉由個人幅⑽財式與無獅電源供應 益U0)連結。個人電腦界面（30)可以為任何形式的界面，例如通用序 舰流排（_、火線（F_lre)、Rs_232、平行界面、斜（Bluet0# 802.Π無線區域網路（WIFI ’原為無線高傳真的縮寫）或任何其他界面允 許在兩種或兩種以上裝置之間的雙向通訊。 無觸點電源供應器控制裝置（32)具有數種不同的功能。其透過個 人電腦界面（30)控制個人電腦（16)的通訊。其亦控制無觸點電源供應 為電源界面（34) _作。無難電源供應轉源界面（34)的—個且體 實施例’更完魏贿顧於“具㈣紐_應式電祕絲㈤响代 Mucuve P〇wer Supply) ”，此申請案讓與本申請案的受讓人任命㈣ B一為發明人’序列編號職9物，其全結合於此做為參考。無觸點 電源供應器控制裝置⑼可以調節該無觸點電源供應器電源界面㈤ 的頻率、工作週期（Dutycycle)和共振頻率（res〇nantfr叫職cy)。 無觸點電源供應器控制裝置（32)亦可以控制該收發兩用機（36) 的運作。無觸點電賴應器㈣_機（36)可以職許多不同類型的通 訊協定。無_電雜應器收發_機（36)，可以全航由無觸點電源 8

Alice-D:\Files\PATENT\Pu-\pu-065\pu065-0008\PU-065-0008.doc 1300945 供應器電源界面（34)分離，同時豆 選擇地，其可以與無觸點電源供庫^二8 協定。可 波系統協定中任何其中一種方式; 接L(⑷包括_控制裝置（38)。轉接器控制裝置⑶） t j 各種構件。轉接器控制裝置（38)可以為眾多任何复 如該英特_(1，或該摩托羅 各種不同的那些微控制器。轉接器控制裝置（38)在該晶片上可以具有— 錄幽體（read 〇nly memo㈣〇M )和隨機存取記憶體職咖 me腑y ’ RAM)。轉接器控制裝置（38)可以具有—娜貞比和數位輸出 用來控制該轉接器（14)内的各式功能。 。轉接器控制裝置（38)與無觸點電源界面（4〇)連結。可選擇地， 轉接器控制裝置（38)可以當成一錄處理器與一鑛控制器連結。 ^ 點電源界面（40)可以包括一個共振儲能電路然後轉接器控制 衣置（38)可以控制’介於其他事物之間，無觸點電源界面⑷）的共振 頻率’也不論無觸點電源界面⑽）在轉接器上是否與任何其他裝置連結 ^起。無觸點電源界面（40)，可以調節該可變動阻抗元件的阻抗，改 k该儲能電路的共振頻率。假設該可變動阻抗元件是一種可變電感，然而 該可變電感的感應係數可以改變。 無觸點電源界面連結轉接器可再充電的電源（42)。轉接器可再充 電的電源（42)是該轉接器（14)的電源供應器。轉接器可再充電電源（42) 可以包含一種常見的可再充電電池或一種微電容器。一種微電容器成為最 佳的微電容器歸因於其本身非常短的充電時間。 轉接器收發兩用機（44 )允許與無觸點電源供應器收發兩用機（36 ) 通訊聯絡。轉接器收發兩用機（44)和無觸點電源供應器收發兩用機（36)， 可以運用相同的通訊協定和方法。轉接器控制裝置（38)透過轉接器收發 兩用機（44)調節該通訊。 可選擇地，轉接器收發兩用機（44)可以簡易地當作一種發射器。 在如此狀況下，僅限制訊息可以傳送到收發兩用機（36)，例如針對遠距

Alice-D:\Files\PATENT\Pu-\pu-065\pu065-0008\PU-065-0008.doc 9 1300945 )電力雜訊息。該遠距裝置⑼或轉接器（⑷的電力消耗 (so t 〇 , q)，可μ作^綱無、_物認(_。㈣㈣此疏_ 第二級收發兩用機（46)，提供一個連線 裝置連結的遠距裝置收發兩用機（24)。與遠距裝置雜的= 二置《兩關（24)可以為物質上的。因此，在個人電腦（π)和遠距 衣置〇2)之間的訊息傳送，可以透過遠距裝置之中的遠距裝置收發兩用 機（24)、轉接裔第二級收發兩用機（46)、轉接器收發兩用機⑷）、無 觸點電源供應器收發兩賴（36)和個人電腦界面（3Q)的方式。 電源调喊衣置（48)供應電源至遠距裝置可再充電的電源（2〇)。 電=調節裝置（48)可以包含個別的構件，或其可以當成—個單獨整合電 路貢獻電壓、電流和/或電源調節。電壓調節裝置可以藉由轉接器的控制 裝置開啟或關。更進—步，轉接器控制裝置（38)可以控制電源調節裝 置（48)的電壓和電流輸出至遠距裝置可再充電的電源（2〇)。 圮fe體（50)連結至轉接器控制裝置（38)。記憶體（5〇)包含相 =退距裝置（12)的訊息。記憶體（5Q)亦可選擇地包括—種識別碼分辨 遂距裝置（12)。舉例，記憶體（50)可以包括一組辨別碼指示其轉接器 (14)作為與特殊形式的PDA -起使用，例如一種個人數位助理（paim Pilot)。 在如此情況下，该辨別碼可以接著被使用藉由無觸點電源供應器 (10)，從一個對照表來測定該電源使用訊息相關轉接器（14)和遠距裝 置（12)。 第四圖顯示該無觸點電源供應器（1〇)、遠距裝置（12)和轉接器 (14)的操作。無觸點電源供應為由外部電源供應器（未顯示）提供電源， 同時供給無觸點電源供應器電源界面（34)電力。無觸點電源界面（4〇) 放置在接近該供給電源的無觸點電源供應器（1〇)内，包括轉接器可再充 電電源（42)的管理。步驟（1〇〇)。明顯地，假設轉接器可再充電的電源 (42)已經充電完成，不會有進一步充電產生。一旦足夠電荷被儲存在轉

Aiice-D:\Files\PATENT\Pu-\pu-065\pu065-0008\PU-0^5-0008.doc 10 l3〇〇945 輯（1)和轉接器收發兩用機⑹被充滿電力。步驟⑽）。 (14) )^vr)〇 ^ 、置（12)之間麵立。步驟⑽）。在此時，充電訊息由遠距裝置 息可以包括電荷在可再充電電源⑽内的剩 了再充^源（2〇)的再充電時間、遠距裝置（12)充電至可再充 ⑼）的電壓需求，和遠距裝置⑼充電至可再充電電源（20) 需求。轉接器（14)接著提供這個充電訊息至無觸點電源 (10)。步驟（110)。 無觸點電源供應器（1〇)接著針對無觸點電源界面（4〇)計算該最 佳的設定。步驟（112)。無觸點電源供應器（1G)可以提供訊息至^接器 (14)。可選擇地，轉接器（14)可以從遠距裝置（12)檢索相似訊息。 v驟（114)。轉接為控制裝置（38)接著裝配無觸點電源界面⑽）。步 驟（116)。其可再充電電源可以被充電或不能被充電。在那個案例中，益 觸點電源供應II (1())可以裝_使其沒有供應電源至遠距裝置 (12)。 假設無觸點電源界面（40)包括-個可調節共振儲能電路，轉接器 控制裝置（38)可以被裝配該可調節共振儲能電路的該共振頻率。 在此時，如必要的話，該可再充電電源⑼）的充電開始。步驟 (118)。轉接器（14)接著檢查無觸點電源供應器（1〇)測定是否無觸點 電源供應器具有足夠的容量將遠距裝置（12)充電。步驟（12〇)。如沒有 必要，充電終止。步驟（122)。假設如此，接著轉接器（14)由遠距裝置 (12)測定是否充電要繼續。步驟（124)。如沒有，充電終止。步驟（122)。 在此時，充電訊息從遠距裝置（12)被檢索，同時該過程被重複。 步驟（108 ) ° 第五圖顯示針對該轉接器另外一個具體實施例。外殼（14〇)包圍 一個二次繞組（142)、一個充電電路（144)和一個可再充電電源（146)。 二次繞組（142)從無觸點電源供應器（10)接收電源。二次繞組（142)

Ahce-D:\Files\PATENT\Pu-\pu-065\pu065-0008\PU-065-0008.d( 11 1300945 内，該電源感應結合在該電源調節裝置（218)的輸人。可選擇地，從該 =路⑽）中刪除二極體（212)、（214)、（216)，提供交流電源至電源 ，裝置（218)。電源調節裝置（218) _在終端（22〇)、（222)可取 :的該電壓和該電流。終端㈤）、（222)是用來連結該遠距裝置的電源 輸人。 第七圖顯示-個轉接器利用一個半波整流器從三個分別的線圈 (240)、（242)、（244)接收電源。如所示，線圈（24〇)、（242)、（施） 與電源調節裝置（246)併聯連結，透過二極體（248)、（25(})、（252)、⑵分 p56)、（258)的配置與每個線圈（24〇)、（242)、（244)串聯連結。在 迫個具體實施例，每個二極體（248)、（25G)、（252)、（254)、（256)、（258) 數值的測疋主要地基於該電源調節裝置（施）的特性。電源調節裝置（施） j終端（241)、（243)，提供-個相對地固定電壓和電流輸出。此外，電 容器（260)、（262)、（264)串聯連結在其中一邊的線圈（24〇)、⑽）、 (244)和。亥相對一極體（25〇)、（254)、（258)之間。每個電容器（26〇)、 (262)、（264)數值的測定亦主要地基於該負載的特性。 第八圖圖示使用在轉接器内的一個全波整流電路。如所示，線圈 (270 )、（ 272 )、（ 274 )併聯連結電源調節裝置（276 )透過二極體（278 )、 (280)、（282)、（284)、（286)、（288)、（29〇)、（292)、（294)、（296)、 (298)、（300)的配置。在這個具體實施例，每個二極體（278)、（28〇)、 (282)、（284)、（286)、（288)、（290)、（292)、（294)、（296)、（298)、 (300)的數值，主要地基於該電源調節裝置（276)的特性測定。電源調 節衣置（276)在終端（271)、（273)提供一個相對地固定電壓和電流輸 出。此外，每一個電容器（302)、（304)、（306)串聯連結，在該分別線 圈（270)、（272)、（274)的其中一邊和該相對二極體（282)、（284)、（加）、 (292)、（296)、（30〇)之間。每個電容器（302)、（304)、（306)數值的 測定主要地基於該電源調節裝置的特性。 電源調節裝置（218)、（246)、（276)能夠在它們分別的輸出終端 提供固定的電壓和固定的電流，即使該電源由該線圈在不同頻率運作中得 到的。無觸點電源供應器（1〇)在不同頻率下可以提供電源。因此，該轉 13 Alice-D:\Files\PATENT\Pu-\pu-065\pu065-0008\PU-065-0008.doc

Claims (1)

1. 正替換頁 羯 十、申請專利範圍·· 括:L -種細树㈣細源⑼）物充觸統，其包 -遠端裝置⑼，其具有該輕裝置可 端裝置收發兩用機（24); 电电你U0)與退 -無觸點電驗應器⑽，其具有—個—錢組（34)與一 cps (無觸點電源供應器)收發兩用機（36); 組⑷)，接器U4)，其可連結至該遠端裝置（12)且包含一個二次繞 源（邮刪賴£ (48)’絲供軸_树置可再充電電 -轉接器可再充電電源（42)，用來驅動該轉接器(14)，一盘 端裝置收發兩職⑼建立-第—雙向通訊連結的第—轉接器收發兩用 機⑹，以及-與CPS收發兩用機（36)建立—第二雙向通訊連結 二轉接器收發兩用機（44)。 2.如申請專利範圍第W的系統，進一步包括一用來控制該電源調 節裝置的控制裝置（38)。 、3.如申請專利範圍第2項的系統，其中該控制裝置（38)包含一具 有一阻抗的可變阻抗元件。 〃 4. 如中請專利範圍第3項的系統，其中該控制裝置（38)可改變該 可變阻抗元件的阻抗。 ^ 5. 如申請專利範圍第4項的系統，其中該可變阻抗元件是一個 電感器。 I 6. 如申請專利範圍第5項的系統，其中該控制裝置（38)經由第二 通訊連結，對來自該無觸點電源供應器、（1〇)的指令反應，進而改變^ 變電感器的阻抗。 ~ 7·如申請專利範圍第6項的系統，其中該轉接器（14)經由第一通 19 C:\Eunice 2007\PU CASE\PU-065\PU.065-0008\PU-. 〇6^〇〇〇8-3.(〇n. M//Ce；.2〇〇7. 11^8t〇〇c 更)正替換頁 訊連結，從該遠距裝置（12)獲得充電需求。 8. —種遠距裝置充電系統，其包括： 一遠端裝置（12)，其具有一遠端裝置可再充電電源（20); 一無觸點電源供應器（10)，其包含一個一次繞組（34); 一轉接器（14)，其包含一個二次繞組（40)與一轉接器可再充電 電源（42); 一第一雙向通訊連結（24)、（46)，其位於該遠端裝置（12)與該 轉接器（14)之間； 一第二雙向通訊連結（36)、（44)，其位於該轉接器（14)與該無 觸點電源供應器（10)之間。 9. 一種經由一無觸點電源供應器（10)將一遠端裝置（12)連結至 一網路（18)的方法，其包括： 於該遠端裝置（12)與一轉接器（14)之間產生一第一通訊連結 (24)、（46); 於該轉接器（14)與該無觸點電源供應器（10)之間產生一第二 通訊連結（36)、（44); 於該無觸點電源供應器（10)與一電腦（16)之間產生一第三通 訊連結（30);且 於該電腦（16)與該網路（18)之間產生一第四通訊連結，藉此 該遠端裝置（12)可透過此第一、第二、第三與第四通訊連結而與該網路 (18)進行通訊傳輸。 10. 如申請專利範圍第8項的系統，其進一步包含： 一電腦（16);以及 一第三雙向通訊連結（30)，其位於該無觸點電源供應器（10)與 該電腦（16)之間。 11. 如申請專利範圍第10項的系統，其中該第一與第二通訊連結每一 個皆包含二個收發兩用機（24)、（46)與（36) (44)。 20 C:\Eunice 200ΆΡΌ CAS£\PU-065\PU-065-0008\PU-065-000«-3-(Ori^iice)-2007-i ?-2i.Doc 細正替換頁 12. 如申請專利範圍第8項的系統，其中每一通訊連結皆包含二個收 發兩用機（24)、（46)與（36) (44)。 13. 如申請專利範圍第9項的方法，其進一步包含： 經由此第一與第二通訊連結，提供該無觸點電源供應器（10)有 關位於該遠端裝置（12)内之一遠端裝置可再充電電源（20)的訊息；且 根據該訊息反應來提供電源至該遠端裝置可再充電電源（20)。 14. 如申請專利範圍第13項的方法，其中該訊息包含充電訊息。 15. 如申請專利範圍第9項的方法，其中第一與第二產生步驟的每一 步驟皆包含使用二個收發兩用機（24)、（46)與（36) (44)。 21 C:\Eunice 200APU CASE\PU-065\PU-065-0008\PU-065-0008-3-(Ori-Alice)-2007-11-28.Doc