TWI528674B - 無線充電裝置、系統以及方法 - Google Patents

Description

無線充電裝置、系統以及方法

本發明係有關於一種無線充電裝置以及方法。

無線充電技術已經發現在行動計算裝置(mobile computing devices)以及配件所屬之領域中之應用，特別是對於智慧型手機(smartphones)。無線充電目前存在的是，包括磁性感應類型充電(magnetic induction-type charging)以及磁性共振類型充電(magnetic resonance-type charging)之兩種一般類型。在這兩種類型中，磁性感應類型無線充電元件相對地更為普遍。

磁性感應類型充電標準係由標準組織(standards body)所制訂，目前存在的著名磁性感應類型充電標準係為Qi(Chi)標準。使用Qi標準，行動計算裝置能夠接收距離長達4公分所傳輸之5瓦(Watt)的無線功率。利用Qi標準之典型的無線充電配置包括具有接收天線線圈(RX antenna coil)以及電源接收積體電路(power receiver integrated circuit)之電源接收器，其中當接收天線線圈對準傳輸天線線圈(TX antenna coil)時，電源接收器自具有傳輸天線線圈(TX antenna coil)之無線充電襯墊(wireless charging pad)接收電源。

磁性感應類型充電可用於行動計算裝置，如智慧 型手機，其中行動計算裝置需裝配具有接收天線線圈以及對應積體電路的無線充電單元。對於並未裝配無線充電單元之智慧型手機而言，智慧型手機之外殼已經發展至允許包括無線充電單元之外殼插入智慧型手機，以提供智慧型手機無線充電之功能。然而，現有的產品一般使用專有標準而非可相容使用的Qi標準，以及其他獨佔的智慧型手機之電源以及資料埠(例如，Android系統以及Windows系統相容手機之微型通用串列匯流排(mini-Universal Serial Bus,mini-USB)以及目前蘋果手機(Apple smartphones)之閃電(lightning)埠)，使得傳輸埠之其他功能(不論電源或資料)變得不可能。

本發明提供無線充電裝置之實施例，如智慧型手機之配件，用以操作於不同的操作模式，使得無線充電可提供至連接至無線充電裝置之行動計算裝置，當連接至無線充電裝置時不需犧牲行動計算裝置之其他功能，包括行動計算裝置作為連接至行動計算裝置之負載裝置的電源，例如，使用USB OTG標準來連線，以及提供電源至周邊負載裝置或其他行動計算裝置。

本發明更提供無線充電系統之實施例，無線充電系統可包括用以無線充電之單獨的無線充電裝置，或可整合至行動計算裝置而不需要單獨的無線充電裝置。相同地，無線充電系統也可操作於不同的操作模式，而無線充電方法則提供無線充電的功能以及其他在不同的操作模式中之功能。

100‧‧‧無線充電裝置

101‧‧‧第一資料以及電源介面

102‧‧‧第二資料以及電源介面

110‧‧‧無線充電單元

111‧‧‧無線電源接收器

112‧‧‧無線充電積體電路

120‧‧‧控制單元

150‧‧‧行動計算裝置

151‧‧‧資料以及電源連接埠

201‧‧‧負載裝置

202‧‧‧有線的電源

203‧‧‧沒有連線

401‧‧‧電源路徑

402‧‧‧識別路徑

403‧‧‧接地路徑

404‧‧‧控制信號路徑

901‧‧‧裝置電源單元

902‧‧‧裝置控制器

301~306‧‧‧流程步驟

本發明將根據示例性附圖更加詳細說明。本發明並非限定於這些實施例，在此所描述及/或所說明之所有特徵可單獨使用或結合於本發明之實施例中之不同的組合。本發明之許多實施例之特徵以及優點，於閱讀以下詳細說明並參照附圖後將變得顯而易見，附圖如下所示：第1圖係顯示根據本發明之一實施例所述之一裝置以及一行動計算裝置之方塊圖；第2圖係顯示根據本發明之一實施例所述之一裝置配對一行動計算裝置之操作的不同內容之方塊圖；第3圖係顯示根據本發明之一實施例所述之對應一裝置之不同操作模式之流程圖；第4圖係顯示根據本發明之一實施例所述之一裝置之元件間之連接之方塊圖；第5A-5C圖係顯示根據本發明之一實施例所述之該裝置之元件於不同操作模式之連接之方塊圖；第6圖係顯示根據本發明之另一實施例所述之該裝置之元件之方塊圖；第7圖係顯示根據本發明之一實施例所述之一系統之元件之方塊圖；以及第8圖係顯示根據本發明之一實施例所述之一行動計算裝置之元件之方塊圖。

第1圖係顯示根據本發明之一實施例所述之發明 原理之方塊圖。根據本發明之一實施例，無線充電裝置100係包括第一資料以及電源介面101(例如微型通用串列匯流排連接器，適用於配合行動計算裝置之微型通用串列匯流排(mini-Universal Serial Bus,mini-USB)連接埠)、第二資料以及電源介面102(例如微型通用串列匯流排連接埠，適用於接收微型通用串列匯流排相容連接器)以及內部包括無線充電單元110以及控制單元120。第一資料以及電源介面101以及第二資料以及電源介面102能夠將電源及/或資料，傳送至及/或傳送自行動計算裝置150，其中行動計算裝置150與無線充電裝置100相連結，也就是當第一資料以及電源介面101電性連接至行動計算裝置150之資料以及電源介面埠151之時。無線充電單元110更包括無線電源接收器111以及無線充電積體電路(integrated circuit,IC)112。根據本發明之一實施例，無線充電單元110係為Qi相容之磁性感應類型無線充電單元，Qi相容之磁性感應類型無線充電單元包括作為無線電源接收器111之接收天線線圈以及作為無線充電積體電路112之Qi相容積體電路(例如，德州儀器(Texas Instruments,TI)BQ51013無線充電積體電路)。控制單元120包括電性連接至第一資料以及電源介面101、第二資料以及電源介面102以及無線充電單元110之積體電路，以便在不同情況下切換無線充電裝置100操作於不同模式。在某些實施例中，控制單元120包括能夠電性連接至無線充電裝置100之其他元件之一些電路元件。在其他的實施例中，控制單元120包括以處理器為基礎之控制器，利用儲存於非時變處理器可讀之媒體(non-transitory processor-readable medium)中之處理器可執行之指令來切換無線充電裝置100操作於不同的模式。

第1圖更包括行動計算裝置150，行動計算裝置150包括資料以及電源連接埠151，適用於與無線充電裝置100連結的方式，使得資料以及電源連接埠151與第一資料以及電源介面101配對，以致於建立一連線而將電源及/或資料傳輸至及/或傳輸自行動計算裝置150。要知道，本發明之各種實施例可使用之各種行動計算裝置可包括但不限定於，行動電話(包括智慧型手機)、平板電腦(tablets)以及平板手機(phablets)、行動電腦、耳機配件、無人駕駛飛機(drone aircrafts)或其他電子車輛、視訊遊戲系統、電視遙控器以及微控制器電路(如樹梅派(Raspberry Pi)、BeagleBone等等)。更要知道的是，行動計算裝置應該被配置為使得他們能夠經由行動計算裝置之資料以及電源介面(例如，當具有USB OTG相容之纜線或連接器時，具有微型通用串列匯流排埠之具有USB OTG功能之智慧型手機能夠經由微型通用串列匯流排埠提供電源至外部裝置)提供以及接收電源以及資料。

在具有不同類型之行動計算裝置150之不同的實施例中具有不同的尺寸，無線充電裝置100採用不同的型式以及尺寸對應不同類型之行動計算裝置。舉例來說，在一實施例中當行動計算裝置150係為一智慧型手機時，無線充電裝置100可具有與第1圖所示相似之智慧型手機外殼之形狀，且有一凹陷空間以符合行動計算裝置150。在另一實施例中，例如當行動計算裝置150係為一平板電腦，無線充電裝置100可為具有封 面之一套或一外殼，其中套或外殼包括第一資料以及電源介面101以及第二資料以及電源介面102。配置無線充電裝置100之實施例包括但不限定於，外殼、外保護殼、套以及獨立的轉接器(adaptor)或連接物(attachment)。

第2圖係顯示根據本發明之一實施例所述之無線充電裝置100配對行動計算裝置150之操作的不同內容之方塊圖(如以上針對第1圖所述)。關於第2圖所示之六個不同的操作內容係根據：(1)不論結合之無線充電裝置100以及行動計算裝置150是否存在於無線電源200(例如，當Qi相容之充電襯墊具有傳輸天線線圈)；以及(2)不論負載裝置201(例如，鍵盤或滑鼠、其他配件、或其他行動計算裝置)是否電性連接至第二資料以及電源介面102，有線的電源202(例如，插入一牆壁插座或其他計算裝置之變壓器)係連接至第二資料以及電源介面102，或沒有任何東西連接至第二資料以及電源介面102(係以方塊沒有連線203表示)。

根據本發明之一實施例中，不同的操作模式係提供於對應這六種不同內容之二或更多者之不同情況。根據本發明之一特定實施例，控制單元120以及無線充電裝置100之無線充電單元110使得無線充電裝置100以下列列表之方式動作： 在此實施例中，當外部源(無論負載裝置201或有線的電源202)係電性連接至無線充電裝置100之第二資料以及電源介面102時，透過無線充電裝置100無線充電行動計算裝置150並不會發生，無論無線充電裝置100是否能夠使用無線電源200。

當行動計算裝置150係電性連接至無線充電裝置100時，此實施例因而提供了行動計算裝置150以及無線充電裝置100之使用者多樣性的功能。當使用者想使用與行動計算裝置150相連結的負載裝置201時，無線充電裝置100之第一資料以及電源介面101以及第二資料以及電源介面102允許行動計算裝置150提供電源至負載裝置201。

舉例來說，使用者可連接一周邊裝置，如滑鼠或鍵盤，至第二資料以及電源介面102，而周邊裝置之電源係由行動計算裝置150(例如，從行動計算裝置150之電池)經由無線充電裝置100之第一資料以及電源介面101以及第二資料以及電源介面102(也是行動計算裝置150之資料以及電源連接埠151)所提供，資料也可提供至及/或提供自上述行動計算裝置 自及/或至負載裝置201，例如對應於與周邊裝置有關之鍵擊或移動之資料。

負載裝置201之另一個實施例係為另一行動計算裝置連接至行動計算裝置150。舉例來說，當行動計算裝置150係為具有USB OTG功能之智慧型手機時，第二智慧型手機(例如，可為未具有USB OTG功能之智慧型手機或可為具有USB OTG功能之智慧型手機，經由非USB OTG相容之USB接頭或經由USB OTG相容USB接頭之非具有USB OTG功能之端點而連接)係電性連接至第二資料以及電源介面102，在本實施例中係為微型通用串列匯流排埠經由兩端皆具有公頭微型通用串列匯流排接頭之USB纜線。具有USB OTG功能之第一智慧型手機能夠提供電源至第二智慧型手機，且可進一步與第二智慧型記憶體交換資料。

其他實施例之負載裝置201包括但不限定於，獨立記憶體驅動器，如外部硬碟或USB快閃驅動器或適用於自記憶體卡讀取及/或寫入資料之記憶體讀取器，可連接至第二資料以及電源介面102而提供電源至負載裝置201，且將資料傳送至及/或傳送自行動計算裝置150。

在負載裝置201電性連接至無線充電裝置100之每個情況下，配置控制單元120結合無線充電單元110之操作，使得行動計算裝置150之無線充電不會發生，即使無線電源200可使用。

因為通常有線充電較無線充電更有效率，在有線的電源202可使用的情況下(例如，當無線充電裝置100使用變 壓器插入第二資料以及電源介面102而連接至牆壁插座)，無論無線電源200是否能夠使用，控制單元120結合無線充電單元110之操作也不能允許行動計算裝置150之無線充電。

根據本發明之另一實施例，有線的電源202係為獨立的電池或其他類型之能源儲存裝置。根據本發明之另一實施例，有線的電源202係為另一行動計算裝置，如行動電腦或桌上型電腦或智慧型手機，沿著有線之連線而提供電源至無線充電裝置100(例如，一普通USB纜線卻非USB OTG相容，或一USB OTG相容之纜線)，該有線之連線係插入第二資料以及電源介面102。當無線充電裝置100之第二資料以及電源介面102係經由有線的連線連接至外部有線的電源，控制單元120以及無線充電單元110之操作係配置用於決定輸入無線充電裝置100之電源係沿著第二資料以及電源介面102，且將連線之裝置當作有線的電源202。這造成無線充電暫停(即使無線電源200可使用)，且電源流自有線的電源202至行動計算裝置150。

在此狀況下，負載裝置201或是有線的電源202皆沒有連線，且沒有連線203在第二資料以及電源介面102，控制單元120以及無線充電單元110之操作，使得將無線電源200作為電能來源而對行動計算裝置150提供無線充電。當無線電源200不能使用時，就不會發生電能傳輸。

存在著一種狀況，其中連接至無線充電裝置100第二資料以及電源介面102之一裝置，能夠成為負載裝置201亦或是有線的電源202(例如，當行動計算裝置係為具有USB OTG功能之智慧型手機，且外部裝置係為另一具有USB OTG功能之 智慧型手機)。在此情況下，連接至兩個裝置之纜線的配置支配哪一裝置作為負載裝置201，而哪一裝置作為有線的電源202。舉例來說，對於具有USB OTG功能且由USB OTG相容之纜線相連接之兩個智慧型手機而言，具有USB OTG功能之纜線的一端具有接地之識別(ID)針腳，而具有USB OTG功能之纜線的另一端具有浮接狀態之識別針腳。連接至接地知識別針腳的智慧型手機作為「主機」，並提供電源至作為負載裝置201之連接至具有浮接狀態的識別針腳的智慧型手機。

第3圖係顯示根據本發明之一實施例所述之對應無線充電裝置100之不同操作模式之流程圖。在狀態301以及狀態304時，無線充電裝置100偵測是否外部裝置係電性連接至第二資料以及電源介面102。若是，則決定是否外部裝置係為負載裝置或是有線的電源(例如，根據第二資料以及電源介面102之電源的存在以及不存在，以及根據由控制單元120設定之無線充電單元110之操作模式)。若係連線至負載裝置，無線充電裝置100自行動計算裝置150提供電源至負載裝置(狀態305)。若係連線至有線的電源，無線充電裝置100自有線的電源提供電能至行動計算裝置150(狀態306)。若沒有外部裝置連接至第二資料以及電源介面102時(狀態301)，無線充電裝置100自狀態303之裝置之無線電源接收器提供無線電源至行動計算裝置150(若無線電源能夠使用(狀態302))。若沒有外部裝置連接至第二資料以及電源介面102(狀態301)且無線電源係為不可得(狀態302)時，在連接至外部裝置或無線電源能夠使用之前，對於無線充電裝置100沒有電源傳輸發生。

根據本發明之一實施例，在狀態304辨別是否連線之外部裝置係為負載裝置或是有線的電源，係更根據使用於連接外部裝置至第二資料以及電源介面102之纜線/連接器的類型。在一實施例中，當第二資料以及電源介面102係為微型通用串列匯流排埠時，用以連接外部負載裝置至微型通用串列匯流排埠之纜線以及連接器需為USB OTG相容，使得無線充電裝置100辨識所連接之裝置需要抽取來自行動計算裝置150之電源。USB OTG相容之纜線/連接器的辨識針腳係為接地，代表纜線/連接器係為USB OTG相容使得無線充電裝置100將連接之外部裝置視為會自行動計算裝置150經由第二資料以及電源介面102抽取電源之負載裝置。

另一方面，當USB纜線/連接器之識別針腳連接至無線充電裝置100之微型通用串列匯流排埠並非接地而是沒有連線(not connected,N.C.)，說明了纜線/連接器並非USB OTG相容，且連接之外部裝置不會自行動計算裝置150抽取電源。在此情況下，若連接之外部裝置(或其他有線的電源)係為非USB OTG相容時，經由微型通用串列匯流排埠之電源針腳(也就是第二資料以及電源介面102)提供電源，無線充電裝置100利用外部裝置作為有線的電源，而提供有線的充電至行動計算裝置150。

第4圖係顯示根據本發明之一實施例所述之無線充電裝置100之元件間之連接之方塊圖。當外部源(也就是負載裝置或有線的電源)係連接至第二資料以及電源介面102，第一資料以及電源介面101以及第二資料以及電源介面102間 之識別路徑402，由控制單元120所利用而允許控制單元120提供適當的控制信號經由控制信號路徑404至無線充電單元110。舉例來說，若USB OTG相容之USB連接器/纜線插入至無線充電裝置100之第二資料以及電源介面102，控制單元120在識別路徑402上連接至第二資料以及電源介面102之識別針腳的基礎上，沿著控制信號路徑404發送控制信號至無線充電單元110，並將無線充電裝置100推入一狀態，使得行動計算裝置150之無線充電以及有線充電暫停或停止，且使得行動計算裝置150沿著電源路徑401提供電源至經由USB OTG相容之USB連接器/纜線而連接之外部裝置。

另一方面，若非USB OTG相容之USB連接器/纜線係位於第二資料以及電源介面102(或若沒有連接至第二資料以及電源介面102)，控制單元120根據識別路徑402係為沒有連線狀態(與接地狀態相反)，而發送不同的控制信號至無線充電單元110。若連接至外部有線的電源，無線充電單元(其根據來自控制單元之控制信號而位於適當的操作模式)暫停無線充電，且允許電源經由非USB OTG相容之USB連接器/纜線以及經由第一資料以及電源介面101以及第二資料以及電源介面102沿著整個電源路徑401，而自有線電源流至行動計算裝置150。若沒有東西連接至第二資料以及電源介面102時，控制單元120以及無線充電單元110，允許無線電源經由部分之連接無線充電單元110至第一資料以及電源介面101之電源路徑401提供至行動計算裝置150，而沒有電源傳送或是接收於部分之連接無線充電單元110至第二資料以及電源介面102之電源路徑 401。

在一特定的實施例中，無線充電單元110係為Qi類型無線充電單元，其包括德州儀器之BQ51013積體電路作為無線充電積體電路。本發明之利用TI BQ51013積體電路之實施例，更包括雙P通道MOSFET之負荷開關(loadswitch)以及MTM68411之負荷開關。關於TI BQ51013積體電路之更詳細的細節係描述於德州儀器「“bq51010,bq51011,bq51013：Integrated Wireless Power Supply Receiver,Qi(Wireless Power Consortium)Compliant,”April 2011(Revised August 2011)」之技術文件中，在此引用其全部內容。關於MTM 68411負荷開關之更詳細的細節係描述於Panasonic「“MTM68411 Silicon Pchannel MOS FET,”January 2012」之技術文件中，在此引用其全部內容。

TI BQ 51013包括兩個「致能」針腳，分別為EN1以及EN2，其允許四種不同操作模式。四種模式中之兩者係用於本發明之實施例，而此兩種模式係顯示於下列圖表：

四種模式中，本發明之實施例中並未使用之二者如下表所示： 雖然無線充電積體電路的這些操作模式並未於在此之實施例 中使用，然而該領域具有通常知識者能夠在不背離本發明原理之情況下，調整控制邏輯而利用無線充電積體電路的0 | 0、0 | 1、1 | 0以及1 | 1操作模式的各種組合完成類似的結果。舉例來說，以下所描述之實施例中，因為在任一狀況下電源不會由無線電源輸出或無線充電積體電路之變壓器輸入所提供，因此可以利用1 | 1操作模式取代1 | 0操作模式。

要知道，其他無線充電積體電路(如，由Toshiba,Panasonic、Rohm以及IDT所生產的無線充電積體電路)提供相似的輸入針腳，其中輸入針腳對應至對應之無線充電單元之不同的操作模式(或其變化)，並且這些其他無線充電積體電路也可與本發明之實施例結合使用。其他類型之負載開關(loadswitch)也可用於其他的實施例中。

假定具有USB OTG功能之行動計算裝置150電性連接至無線充電裝置100之第一資料以及電源介面101，第5A-5C圖係顯示根據本發明之一實施例所述之不同的操作模式。這些圖示顯示第二資料以及電源介面102係為具有五支針腳(Vcc、D-、D+,ID以及接地)之母頭micro-B之USB插座，且第一資料以及電源介面101係為具有相同五支針腳之公頭micro-B之USB插座。在此實施例中之控制單元120包括輸出端連接至無線充電積體電路之EN1針腳的反相器積體電路(且包括電性連接至輸入端之拉升電阻)。關於本實施例中，無線充電積體電路之EN2針腳(圖中並未顯示)係於所有操作模式中，接維持於低邏輯位準或「0」。要知道，無線充電單元110更包括無線電源接收器(為了簡化圖示，並未顯示於第5A-5C圖 中)。

第5A圖係顯示無線充電裝置100在對應至外部有線的電源之USB OTG不相容之USB連接器/纜線連接至母頭micro-B之USB插座之情況下。電源經由母頭micro-B之USB插座之Vcc針腳，提供至無線充電單元110，且在無線充電積體電路之AD輸入端的電源偵測使得AD-EN輸出暫存為高邏輯位準，允許電源從母頭micro-B之USB插座流過負載開關(loadswitch)而至公頭USB連接器(也就是，從外部有線的電源而至與無線充電裝置100相連接之行動計算裝置150)。

因沒有連線器/纜線係為USB OTG不相容，母頭micro-B之USB插座之識別針腳係位於沒有連線之狀態。且因為高電壓發生於公頭USB連接器之電源針腳，控制單元120之反相器積體電路接收高邏輯位準而輸出低邏輯位準，使得無線充電積體電路之EN1輸入暫存為低邏輯位準或「0」。這造成無線充電積體電路位於0 | 0狀態，且因為變壓器電壓出現於AD輸入，無線電源輸出OUT並未用以發送電源至行動計算裝置150。在此情況下，只有連接至母頭micro-B之USB插座之外部有線的電源發送電源至行動計算裝置150。

在適當的情況下(例如，當外部有線的電源係為另一計算裝置)，資料也可沿著母頭USB插座以及無線充電裝置100之公頭USB連接線之間的資料：D-以及資料：D+線，而於外部有線的電源以及行動計算裝置150之間通訊。

第5B圖係顯示無線充電裝置100在對應至外部負載裝置之USB OTG不相容之USB連接器/纜線連接至母頭 micro-B之USB插座之情況下。因沒有連線器/纜線係為USB OTG相容，母頭micro-B之USB插座之識別針腳係為接地狀態。此接地狀態係經由公頭micro-B之USB連接器而傳輸，且根據公頭micro-B之USB連接器之識別針腳，連接至公頭micro-B之USB連接器之行動計算裝置150能夠判斷USB OTG相容之負載裝置係連接上。這使得5V電源自行動計算裝置150經由無線充電裝置100之公頭micro-B之USB連接器之電源針腳而輸出。

因為識別針腳接地，低邏輯位準輸出至反相器積體電路，而高邏輯位準自反相器積體電路輸出至無線充電積體電路之EN1針腳。這促使無線充電積體電路進入1 | 0狀態，不管輸入無線充電積體電路之AD輸入針腳為何，都使得無線充電積體電路之AD-EN輸出針腳維持於低邏輯狀態。當AD-EN輸出針腳維持為低邏輯狀態時，負載開關(loadswitch)允許電源從公頭USB連接器流至母頭USB插座(也就是從行動計算裝置150至外部負載裝置)。再者，因為電源(或電壓)存在於無線充電積體電路之AD輸入端，無線充電暫停且無線充電積體電路之無線充電輸出OUT沒有輸出無線接收之電源。

資料也可沿著母頭USB插座以及無線充電裝置100之公頭USB連接器之間的資料：D-以及資料：D+線，而於外部負載裝置以及行動計算裝置150之間溝通。

第5C圖係顯示無線充電裝置100在沒有東西連接至母頭micro-B之USB插座之情況下。在此情況下，母頭micro-B之USB插座之USB_ID針腳係位於沒有連線狀態，且因為母頭USB插座之電源針腳並沒有被提供或接收到任何電源，因此連 接至無線充電IC之AD輸入係為低邏輯位準。這促使無線充電積體電路進入0 | 0操作模式，當偵測到AD輸入沒有電源時提供無線電源，使得無線電源輸出OUT提供電源至公頭USB連接器(以及連接至公頭USB連接器之行動計算裝置150)，也就是，因而提供無線充電至行動計算裝置150。

第5A-5C圖係顯示控制單元120包括反相器積體電路以及拉升電阻之實施例。要知道，其他實施例在不背離本發明原理之情況下之控制單元120也是可能。第6圖係顯示根據本發明之另一實施例所述之控制單元120包括電晶體以及二拉升電阻。第6圖以電晶體為基礎而實現之控制單元120係以關於第5A-5C圖所述之相同方法而操作，提供合適的輸出至無線充電積體電路之EN_1針腳，使得控制單元120以及無線充電單元110之操作在不同的情況下，提供裝置不同的操作模式。再者，如上所述，在其他的實施例中，控制單元120可為以處理器為基礎之控制器，利用儲存於非時變處理器可讀媒體之處理器可處理之指令而將裝置接換於不同操作模式之間，其中控制器具有來自第二資料以及電源介面102之識別針腳以及第一資料以及電源介面101之電源針腳之相似的輸入，以及相似的輸出至無線充電單元110。

以上針對第1-6圖與無線充電裝置100提供不同操作模式之系統相關之實施例之敘述，係與行動計算裝置150分開。系統之其他實施例包括控制單元120以及無線充電單元110整合於行動計算裝置150之配置。在這些整合的實施例中，第一資料以及電源介面101可被省略，第二資料以及電源介面102 概念上係取代行動計算裝置150本身之資料以及電源連接埠151。

第7圖係顯示這些不同的配置。在包括無線充電裝置100以及行動計算裝置150為單獨個體之系統中，該系統包括第一資料以及電源介面101以及第二資料以及電源介面102、電源路徑401、識別路徑402以及資料以及接地路徑403，延伸通過第一資料以及電源介面101，以適當的在行動計算裝置150中連接。舉例來說，電源路徑401連接至裝置電源單元901(如行動計算裝置之電池)，而識別路徑402以及資料以及接地路徑403連接至裝置控制器902(也就是，以處理器為基礎之行動計算裝置之控制系統)。

在其他實施例中，系統包括整合至行動計算裝置150之控制單元120以及無線充電單元110，無線充電單元110以及控制單元120係為行動計算裝置150之部分，使得電源路徑401以及識別路徑402由行動計算裝置150之資料以及電源連接埠151連接行動計算裝置150之至裝置電源單元901以及裝置控制單元902。無線充電單元110以及控制單元120係整合於行動計算裝置150，並提供行動計算裝置150不同的操作模式，其中：(1)行動計算裝置傳送電源至外部負載裝置；(2)行動計算裝置接收來自外部有線電源之電源；(3)行動計算裝置經由整合的無線充電單元而無線充電。這些整合的實施例利用行動計算裝置150之資料以及電源連接埠151，而具有第一資料以及電源介面101以及第二資料以及電源介面102之分離的裝置可不需要。

在一實施例中，行動計算裝置150結合無線充電單元110以及控制單元120，如第8圖所示，行動計算裝置150更使得裝置控制單元902之「變壓器偵測」輸入端(例如，行動計算裝置之控制單元可使用之GPIO針腳)係電性連接至無線充電單元110之負載開關(loadswitch)，使得行動計算裝置150能夠設定不同的無線充電對有線充電之充電速率。因為當有線的電源係連接至行動計算裝置150之資料以及電源連接埠151(USB插座)時，無線充電積體電路之AD-EN針腳維持在低邏輯位準，該配置允許裝置控制902設定充電速率，而充電速率係由偵測線910偵測AD-EN針腳係為低邏輯位準而為適當的有線充電(例如，使用USB 2.0規格以500mA充電)。當AD-EN針腳輸出高邏輯位準信號時(且因此在裝置控制902之變壓器偵測輸入端偵測到高邏輯位準信號)，裝置控制902允許適合無線充電之不同的充電速率(例如，1A)。

要知道，在第8圖所示之實施例中，在具有接地的辨識針腳之USB OTG相容之纜線/連接器連接至資料以及電源連接埠151之情況下，行動計算裝置150依然會作為主機且提供電源至經由USB OTG相容纜線/連接器所連接之負載裝置201，與上面針對先前實施例之敘述相似。

所有參考文獻，包括出版物，專利申請和專利，本文引用作為參考而併入本文之相同內容，如同每個參考文獻個別而具體指明作為引用者，在此併入並闡述其全部內容。

在描述本發明(特別是在以下申請專利範圍之內容中)的上下文中使用的術語「一」以及「一個」以及「該」 以及「至少一」以及類似指示代名詞，可被解釋為既包括單數和複數，除非在此明確地指示或明顯上下文相矛盾者。在使用術語「至少一」後面的一個或多個項目(例如，「至少一A以及B」)應被解釋為是指從列出的項目(A或B中)或任何兩或多個列出的項目(A以及B)之任意組合中選出一個項目，除非在此明確地指示或是明顯與上下文矛盾者。除非另有說明，術語「包括」，「具有」以及「包含」應被解釋為開放式術語(也就是，意為「包括，但不限於」)。除非在此另有說明，本發明數值範圍之列舉之目的在於用作單獨提及每一個單獨的數值落在該範圍內，並且本發明中單獨之列舉數值均併入至說明書中。本發明中所描述的所有方法可以任何合適的順序進行，除非本發明另有說明或明顯與上下文明顯矛盾者。本發明所使用之任何以及所有的範例或示例性語言(例如，「如」)僅旨在於更清楚地闡明本發明，並不構成限制本發明的範圍，除非文中另有要求。在說明書中沒有任何語彙應該被解釋為，代表任何未要求保護之元件作為實現本發明之基本要素。

本發明在此詳述者為較佳之實施例，包括發明人施行本發明之最佳模式。這些較佳實施例之變形在該領域具有通常知識者閱讀本發明後，將變得顯而易見。發明人預期熟悉此技藝人士適當的使用這些變形，且發明人希望本發明能夠以本發明在此所述之其他方式所實現。因此，本發明包括在所附之法律允許的申請專利範圍的主體事項之所有變形以及等同物。此外，除非在此另有說明或明顯與上下文明顯矛盾者，在上述文中之元件的所有可能變化形式之任何組合，皆屬於本發 明之範圍。

100‧‧‧無線充電裝置

101‧‧‧第一資料以及電源介面

102‧‧‧第二資料以及電源介面

110‧‧‧無線充電單元

111‧‧‧無線電源接收器

112‧‧‧無線充電積體電路

120‧‧‧控制單元

150‧‧‧行動計算裝置

151‧‧‧資料以及電源連接埠

Claims (20)

1. 一種無線充電裝置，用以無線充電一行動計算裝置以及利用上述行動計算裝置作為一電源，上述無線充電裝置包括：一第一資料以及電源介面，適用於連接至上述行動計算裝置之一資料以及電源連接埠；一第二資料以及電源介面，適用於自一外部源連接至一資料以及電源連接器；一無線充電單元，包括一電源接收器，上述電源接收器適用於自一無線電源接收無線電能；以及一控制單元，用以控制上述無線充電單元；其中當經由上述第二資料以及電源介面連接至上述無線充電裝置之上述外部源係為一負載裝置時，上述無線充電單元以及上述控制單元之操作係用以提供上述無線充電裝置一第一操作模式，當上述無線充電裝置操作於上述第一操作模式時，經由上述第一資料以及電源介面以及上述第二資料以及電源介面，從上述行動計算裝置提供電源至上述負載裝置，在上述無線充電裝置操作於一第二操作模式時，經由上述第一資料以及電源介面，從上述無線充電單元之上述電源接收器提供電源至上述行動計算裝置。
2. 如申請專利範圍第1項所述之無線充電裝置，其中上述無線充電單元以及上述控制單元之操作係用以在沒有裝置經由第二資料以及電源介面連接至上述無線充電裝置且可自上述無線電源取得電源的情況下，提供上述第二操作模式。
3. 如申請專利範圍第1項所述之無線充電裝置，其中上述無 線充電單元更包括一無線充電控制器，上述無線充電控制器包括控制上述無線充電單元之一操作模式之一輸入針腳，其中上述無線充電單元以及上述控制單元之操作係用以在上述第一操作模式中暫停無線充電，而在第二操作模式中啟動無線充電。
4. 如申請專利範圍第3項所述之無線充電裝置，其中上述控制單元包括一反相器或一電晶體，在沒有負載裝置以及沒有有線的電源經由上述第二資料以及電源介面連接至上述無線充電裝置的情況下，上述控制單元使得上述反相器或上述電晶體產生輸出至上述無線充電控制器之上述輸入針腳之一數值而啟動無線充電。
5. 如申請專利範圍第3項所述之無線充電裝置，其中上述控制單元包括一反相器或一電晶體，在一負載裝置或一有線的電源經由上述第二資料以及電源介面連接至上述無線充電裝置的情況下，上述控制單元用以使得上述反相器或上述電晶體產生輸出至上述無線充電控制器之上述輸入針腳之一數值而暫停無線充電。
6. 如申請專利範圍第1項所述之無線充電裝置，其中上述第一資料以及電源介面之一識別針腳係與上述第二資料以及電源介面之一識別針腳溝通。
7. 如申請專利範圍第6項所述之無線充電裝置，其中上述控制單元用以根據被接地之上述第一資料以及電源介面之上述識別針腳，而提供上述第一操作模式。
8. 如申請專利範圍第1項所述之無線充電裝置，其中當經由 上述第二資料以及電源介面連接至上述無線充電裝置之一外部源係為一有線的電源時，上述無線充電單元以及上述控制單元之操作更用以提供上述無線充電裝置之一第三操作模式，在上述第三操作模式中，經由上述第一資料以及電源介面以及上述第二資料以及電源介面自上述有線的電源提供電能至上述行動計算裝置。
9. 如申請專利範圍第8項所述之無線充電裝置，其中上述無線充電單元更包括一無線充電控制器，上述無線充電控制器包括一輸入針腳，上述輸入針腳控制上述無線充電控制器之一操作模式，其中上述控制單元用以經由上述無線充電控制器之上述輸入針腳控制上述無線充電單元，以致於暫停以上述第一操作模式以及上述第三操作模式來無線充電而致能上述第二模式來無線充電；其中適用於連接至一有線的電源之上述第二資料以及電源介面之一針腳係連接至上述無線充電控制器之其他輸入針腳。
10. 一種無線充電系統，用以無線充電一行動計算裝置以及利用上述行動計算裝置作為一電源，無線充電系統包括：一資料以及電源介面，適用於自一外部源連接至一資料以及電源連接器；一無線充電單元，包括一電源接收器，上述電源接收器用以自一無線電源接收無線電能；以及一控制單元，用以控制上述無線充電單元；其中當連接至上述資料以及電源介面之上述外部源係為一 負載裝置，上述無線充電單元以及上述控制單元之操作用以提供一第一操作模式以及一第二操作模式，在上述第一操作模式中，將來自上述行動計算裝置之電源經由上述資料以及電源介面傳輸至上述負載裝置，在上述第二操作模式中，將上述無線充電單元之上述電源接收器之電源提供至上述行動計算裝置。
11. 如申請專利範圍第10項之無線充電系統，其中當經由上述資料以及電源介面連接至上述無線充電系統之上述外部源係為一有線的電源時，上述無線充電單元以及上述控制單元之操作更用以控制上述無線充電單元而提供一第三操作模式，在上述第三操作模式中，將來自上述有線的電源之電源經由上述資料以及電源介面提供至上述行動計算裝置。
12. 如申請專利範圍第11項之無線充電系統，其中上述無線充電單元更包括一無線充電控制器，上述無線充電控制器包括一輸入針腳，上述輸入針腳控制上述無線充電單元之一操作模式；其中上述控制單元用以經由上述無線充電控制器之上述輸入針腳控制上述無線充電單元，以暫停上述第一操作模式以及上述第三操作模式之無線充電，且致能上述第二操作模式之無線充電；其中適用於連接至一有線的電源之上述資料以及電源介面之一針腳係連接至上述無線充電控制器之其他輸入針腳。
13. 如申請專利範圍第11項之無線充電系統，更包括： 一裝置控制單元，用以控制與在上述第二操作模式以及上述第三操作模式中對上述行動計算裝置充電有關之一充電速率，其中在上述第二操作模式中對上述行動計算裝置充電之上述充電速率係與在上述第三操作模式中對上述行動計算裝置充電之上述充電速率不相同。
14. 如申請專利範圍第10項之無線充電系統，其中當沒有裝置經由上述資料以及電源介面連接至上述無線充電系統且可由上述無線電源取得電源時，上述控制單元用以提供上述第二操作模式。
15. 如申請專利範圍第10項之無線充電系統，其中上述無線充電單元更包括一無線充電控制器，上述無線充電控制器包括一輸入針腳，上述輸入針腳控制上述無線充電單元之一操作模式，其中上述控制單元用以經由上述無線充電控制器之上述輸入針腳而控制上述無線充電單元暫停在上述第一操作模式之充電，且致能在上述第二操作模式之充電。
16. 如申請專利範圍第15項之無線充電系統，其中上述控制單元包括一反相器或一電晶體，且上述控制單元用以使得上述反相器或上述電晶體產生一數值輸出至上述無線充電控制器之上述輸入針腳，而在沒有負載裝置以及沒有有線的電源經由上述資料以及電源介面連接至上述無線充電系統之情況下，致能無線充電。
17. 一種無線充電方法，適用於無線充電一行動計算裝置以及利用上述行動計算裝置作為一負載裝置之一電源，無線充電方法包括： 經由與一無線充電單元溝通之一控制單元，判斷是否一負載裝置係經由上述行動計算裝置之一資料以及電源介面連接至上述行動計算裝置；當判斷上述負載裝置係連接時，自上述行動計算裝置提供電源至上述負載裝置；以及當判斷上述負載裝置係沒有連線時，自上述無線充電單元之一電源接收器提供電源至上述行動計算裝置。
18. 如申請專利範圍第17項之無線充電方法，更包括：經由上述無線充電單元，判斷是否一有線的電源係經由上述行動計算裝置之上述資料以及電源介面連接至上述行動計算裝置；以及當判斷上述有線的電源係連接時，自上述有線的電源提供電能至上述行動計算裝置；其中當判斷上述有線的電源係沒有連線時，更自上述無線充電單元之一電源接收器提供電源至上述行動計算單元。
19. 如申請專利範圍第18項之無線充電方法，其中自上述有線的電源提供電能至上述行動計算裝置以及自上述無線充電單元之上述電源接收器提供電源至上述行動計算裝置，係以不同的充電速率來執行。
20. 如申請專利範圍第17項之無線充電方法，其中上述無線充電單元更包括一無線充電控制器，上述無線充電控制器包括一輸入針腳，上述輸入針腳控制上述無線充電單元之一操作模式，其中當自上述行動計算裝置提供電源至上述負載裝置時，上述控制單元用以經由上述無線充電控制器之 上述輸入針腳而控制上述無線充電單元暫停無線充電，當自上述無線充電裝置之上述電源接收器提供電源至上述行動計算裝置時，致能無線充電。