TWI586069B - 無線充電手持裝置及其控制方法 - Google Patents

Description

無線充電手持裝置及其控制方法

本發明有關於一種無線充電手持裝置及其控制方法，尤指一種可選擇性地進入無線充電模式或加熱模式的無線充電手持裝置及其控制方法。

無線充電技術不同於以往的電器透過電源接點的方式進行充電，無線充電技術在於利用磁感應、磁共振將訊號轉換成電力對電池充電。由於無線充電技術不需要外接的硬體線路，且相對於傳統的充電方式來說更為安全、方便，所以無線充電技術開始應用於手持裝置上，像是消費性電子產品如手機、平板電腦，或是多種工業用手持裝置。

一般來說，上述的手持裝置所能適應工作環境約在於0~40℃之間。一旦工作環境低於0℃之下，手持裝置會出現電池異常、無法開機或直接關機等問題，導致手持裝置無法正常運作。因此，為了維持手持裝置於低溫環境下能夠正常的功能，目前習知的技術是在手持裝置內部增設加熱器，例如為水泥電阻加熱器、薄膜電阻加熱器等，以提供手持裝置在低溫環境中保持能夠運作的工作溫度。但是，手持裝置為了容置加熱器，不僅需要增加額外的體積，同時也會增加手持裝置製造時的成本。

因此，如何提供一種手持裝置能夠具有加熱器的功能，並克服上述的缺失，已然成為該項事業所欲解決的重要課題之一。

鑒於以上之問題，本發明之其中一實施例提供一種無線充電手持裝置，包括無線接收電路、溫度感測器、儲能單元及微控制器。無線接收電路接收無線供電裝置提供之電磁場。儲能單元耦接於無線接收電路。微控制器耦接於無線接收電路、溫度感測器及儲能單元。溫度感測器偵測無線充電手持裝置內部的溫度，以提供溫度訊息。儲能單元選擇性地供應電能至無線接收電路。微控制器根據溫度感測器所偵測到的溫度訊息控制無線充電手持裝置進入通過儲能單元所提供的電能使無線接收電路產生熱能的第一加熱模式、通過接收電磁場使無線接收電路產生熱能的第二加熱模式或無線充電模式。

本發明之另外一實施例提供一種無線充電手持裝置之控制方法。無線充電手持裝置包括無線接收電路、溫度感測器、儲能單元及微控制器。無線充電手持裝置之控制方法包括以下步驟。步驟A：由溫度感測器偵測無線充電手持裝置內部的溫度，以提供溫度訊息。步驟B：由微控制器根據溫度感測器所偵測到的溫度訊息，判定溫度是否低於預設值，並控制無線充電手持裝置進入通過儲能單元所提供的電能使無線接收電路產生熱能的第一加熱模式、通過接收電磁場使無線接收電路產生熱能的第二加熱模式或無線充電模式。

本發明的有益效果可以在於，本發明實施例所提供的無線充電手持裝置及其控制方法，可通過至少一無線接收電路及微控制器，提供加熱及無線充電的功能，藉此可以使無線充電手持裝置保持在工作溫度區間，降低無線充電手持裝置內部零件的耗損率。並且，由於本發明的無線接收電路能夠提供加熱功能，無線充電手持裝置毋須額外設置加熱器，使得無線充電手持裝置的體積降低，還能夠減少製造成本。

為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖，然而所附圖式僅提供參考與說明 用，並非用來對本發明加以限制者。

1‧‧‧無線充電手持裝置

11‧‧‧無線接收電路

12‧‧‧溫度感測器

13‧‧‧儲能單元

14‧‧‧微控制器

2‧‧‧無線供電裝置

S101~S104‧‧‧步驟流程

S201~S206‧‧‧步驟流程

圖1為本發明其中一實施例之無線接收電路透過儲能單元產生熱能的電路示意圖。

圖2為本發明其中一實施例之控制方法的流程圖。

圖3為本發明另外一實施例之無線接收電路透過無線供電裝置產生熱能的電路示意圖。

圖4為本發明另外一實施例之控制方法的流程圖。

以下係藉由具體實例說明本發明所揭露「無線充電手持裝置及其控制方法」的實施方式，熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示的內容輕易瞭解本發明的其他優點與功效。本發明亦可藉由其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節亦可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明的精神下進行各種修飾與變更。又本發明的圖式僅為簡單說明，並非依實際尺寸描繪，亦即未反應出相關構成的實際尺寸，先予敘明。以下的實施方式係進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但並非用以限制本發明的技術範疇。

首先，請參閱圖1，圖1為本發明其中一實施例之無線接收電路透過儲能單元產生熱能的電路示意圖。本發明實施例提供一無線充電手持裝置1，可接收一電磁場並進行充電，並且無線充電手持裝置1亦可動態地根據無線充電手持裝置1內部的元件產生熱能。附帶一提，本發明中的無線充電手持裝置1例如為手機、平板等消費性電子產品或工業用的手持裝置，本發明並未特定限制無線充電手持裝置之應用領域。

詳細來說，無線充電手持裝置1內部設置一無線接收電路11、一溫度感測器12、一儲能單元13及一微控制器14微控制器14耦接於無線接收電路11、溫度感測器12及儲能單元13。

無線接收電路11例如為一線圈，或是其他能夠因應可變電磁場而產生感應電壓的電感器。無線接收電路11可接收一電磁場，並根據一電磁感應技術(Electromagnetic Induction)將此電磁場轉換成電能，此乃無線充電的原理，為習知技術，在此不做贅述。無線接收電路11於一無線充電模式中接收由一外部的無線供電裝置(圖1未繪示)(例如一充電板)所提供的電磁場後，將電磁場轉換成電能。接著無線接收電路11透過微控制器14將電能輸出至儲能單元13當中，藉此達到充電效果。

另外，無線接收電路11可根據內部提供的一電能以產生熱能。具體來說，無線接收電路11於一第一加熱模式中根據無線充電手持裝置1內部的儲能單元13所提供的電能產生熱能。或者，無線接收電路11可根據外部提供的一能量產生熱能。具體來說，無線接收電路11於一第二加熱模式中根據無線充電手持裝置1外部的無線供電裝置(例如一充電板)所提供的電磁場轉換成電能，電能透過磁場變化以產生熱能，以提高無線充電手持裝置1的溫度。

附帶一提，無線接收電路11可設置於無線充電手持裝置1內部的電路板上或無線充電手持裝置1的殼體上(例如設置於手機背板)，並且無線接收電路11可設計為一個或複數個線圈。所屬技術領域具有通常知識者應能依實際情況與需求將無線接收電路11設置於不同位置，及設計不同數量，以完成本發明。

溫度感測器12例如為熱二極體(Thermal Diode)、熱電堆型(thermopile)之熱感測器或是熱敏電阻(Thermistor)，設置於無線充電手持裝置1的電路板上，偵測無線充電手持裝置1內部的溫度，以提供一溫度訊息至微控制器14。

儲能單元13例如為電池，設置於無線充電手持裝置1內部。儲能單元13選擇性地供應電能至無線接收電路11。詳細來說，儲能單元13在正常工作模式下提供電能至無線充電手持裝置1內部 的各個元件，以提供該些元件所需的工作電壓。值得一提的是，儲能單元13在正常工作模式下不提供電能至無線接收電路11，只有在第一加熱模式下儲能單元13才會提供電能至無線接收電路11。

微控制器14設置於無線充電手持裝置1的電路板上。微控制器14根據溫度感測器12所偵測到的溫度訊息控制無線充電手持裝置1進入第一加熱模式、第二加熱模式或無線充電模式。具體而言，微控制器14可根據溫度感測器12所測得無線充電手持裝置1內部的溫度訊息控制儲能單元13的一供電情況，亦即第一加熱模式下通過儲能單元13所提供的電能至無線接收電路11使無線接收電路11產生熱能。而第二加熱模式下為通過無線接收電路11接收外部的無線供電裝置所提供的電磁場使無線接收電路11產生熱能。

值得一提的是，微控制器14調整無線接收電路11與儲能單元13間的線路導通或斷路，可以是通過控制微控制器14內部一開關的導通(Turn on)或截止(Turn off)來實現。舉例來說，微控制器14控制開關導通，使儲能單元13提供電能給無線接收電路11。或者，微控制器14控制開關截止，以將無線接收電路11接收的電磁場轉換成電能並輸出至儲能單元13。但微控制器14控制調整的方式不以上述為限。

請復參閱圖1，本實施例為無線充電手持裝置1遠離無線供電裝置(如充電板)，並處於使用狀態下。當溫度感測器12偵測到無線充電手持裝置1內部的溫度訊息低於一預設值時，無線充電手持裝置1進入第一加熱模式。此時微控制器14控制儲能單元13提供電能至無線接收電路11，使無線接收電路11根據接收到的電能以產生熱能。換言之，當無線充電手持裝置1遠離無線供電裝置，且溫度感測器12偵測到無線充電手持裝置1內部的溫度低於其工作範圍溫度(例如：0℃)時，微控制器14開啟第一加熱模 式。此時儲能單元13不僅提供電能至微控制器14、溫度感測器12等電路裝置，還能夠透過微控制器14的控制提供電能至無線接收電路11，接著無線接收電路11將電能轉換產生熱能，使得無線充電手持裝置1內部的溫度維持在穩定的工作範圍內。附帶一提，本實施例所提供之預設值及工作範圍溫度僅為舉例說明，並非用以限制本發明。所屬技術領域具有通常知識者可依實際情況與需求自行設計預設值的溫度。

以下將針對無線充電手持裝置1之控制方法的流程做進一步介紹。配合圖1，請參閱圖2，圖2為本發明其中一實施例之控制方法的流程圖。本實施例為無線充電手持裝置1遠離無線供電裝置，處於使用狀態下。於步驟S101中，由溫度感測器12偵測無線充電手持裝置1內部的溫度，以提供一溫度訊息至微控制器14。

於步驟S102中，由微控制器14根據溫度感測器12所偵測到的溫度訊息，判定目前的溫度是否低於預設值。若目前的溫度高於預設值，進入步驟S103。反之，若目前的溫度低於預設值，進入步驟S104，並且微控制器14根據判斷結果控制無線充電手持裝置1進入第一加熱模式，即通過儲能單元13所提供的電能使無線接收電路11產生熱能。詳細來說，微控制器14根據溫度感測器12所偵測到的溫度訊息控制儲能單元13的供電情況，使得儲能單元13選擇性地供應電能至無線接收電路11。

於步驟S103中，當溫度感測器12所偵測到的溫度沒有低於預設值時，微控制器14控制儲能單元13停止提供電能至無線接收電路11，接著回到步驟S101中。

於步驟S104中，當溫度感測器12所偵測到的溫度訊息低於預設值時，無線充電手持裝置1進入第一加熱模式。於第一加熱模式下儲能單元13不僅提供電能至微控制器14、溫度感測器12等電路裝置，微控制器14還控制儲能單元13提供電能至無線接 收電路11，使無線接收電路11產生熱能。據此，當無線充電手持裝置1低於工作範圍溫度時，無線接收電路11所提供的熱能能夠使得無線充電手持裝置1的溫度保持在工作範圍內。接著，回到步驟S101中。

本實施例中，無線充電手持裝置1具有自動恆溫功能，即上述步驟S101~S104的執行毋須提供額外指令。當無線充電手持裝置1開啟電源時，微控制器14自動開始執行上述的控制方法。但是於其他實施例中，使用者亦可通過手動強制執行無線充電手持裝置1的加熱模式，並給予無線充電手持裝置1加熱指令，使得無線充電手持裝置1執行上述的控制方法。

值得一提的是，於其他實施例中，即便無線充電手持裝置1處於CPU關閉狀態下，仍會有許多的MCU或電源管理IC依然在工作中，因此儲能單元13仍會繼續供應最低限度的電能至溫度感測器12及微控制器14，使上述步驟S101~S104持續執行，避免無線充電手持裝置1因溫度過低導致零件受損。

請參閱圖3，圖3為本發明另外一實施例之無線接收電路透過無線供電裝置產生熱能的電路示意圖。本實施例所述的無線充電手持裝置1的結構類似於圖1之無線充電手持裝置1，以下僅針對不同處進行描述。本實施例所述的無線充電手持裝置1係搭配一無線供電裝置2，與前述無線充電手持裝置1遠離無線供電裝置2為不同的實施態樣。

具體來說，當無線充電手持裝置1接近或接觸無線供電裝置2時，無線供電裝置2會提供電磁場至無線接收電路11。在接收電磁場後，無線接收電路11將電磁場轉換成電能，並根據轉換出的電能進行後續的動作。微控制器14根據溫度感測器12所測得無線充電手持裝置1內部的溫度訊息，以控制無線充電手持裝置1進入第二加熱模式或無線充電模式。

配合圖3，請參閱圖4，圖4為本發明另外一實施例之控制方 法的流程圖。圖4所提供的控制方法的流程圖適用於圖3的無線充電手持裝置1。本實施例所述的無線充電手持裝置1係搭配無線供電裝置2使用。於步驟S201中，無線接收電路11接收無線供電裝置2提供的電磁場。

於步驟S202中，由溫度感測器12偵測無線充電手持裝置1內部的溫度，以提供溫度訊息至微控制器14。

於步驟S203中，由微控制器14根據溫度感測器12所偵測到的溫度訊息，判定目前的溫度是否低於預設值。若目前的溫度高於預設值，進入步驟S205之無線充電模式。反之，若目前的溫度低於預設值，則進入步驟S204，並且微控制器14根據判斷結果控制無線充電手持裝置1進入第二加熱模式，即通過接收電磁場使無線接收電路11透過磁場變化以產生熱能。詳細來說，微控制器14根據溫度感測器12所偵測到的溫度訊息，控制無線接收電路11選擇性地將轉換出的電能輸出至儲能單元13。附帶一提，預設值的溫度可與前述實施例相同設定為0℃，而預設值的溫度僅為舉例說明，並非用以限制本發明。所屬技術領域具有通常知識者可依實際情況與需求自行設計預設值的溫度。

於步驟S204中，無線充電手持裝置1進入第二加熱模式，微控制器14控制無線接收電路11與儲能單元13之間的線路斷路，使得儲能單元13的電能無法提供至無線接收電路11。同樣地，無線接收電路11接收電磁場而轉換出的電能亦無法輸出至儲能單元13。接著，進入步驟S206。於步驟S206中，無線接收電路11根據電磁場產生熱能，達到加熱的功能，並維持無線充電手持裝置1的溫度在工作範圍內。接著，回到步驟S201，以繼續執行上述的控制方法。

當溫度感測器12所偵測到的溫度訊息高於預設值時，進入步驟S205。於步驟S205中，無線充電手持裝置1進入無線充電模式，微控制器14控制無線接收電路11與儲能單元13之間的線路 導通，無線接收電路11將電磁場轉換成電能後輸出至儲能單元13，以達到無線充電的功能。接著，回到步驟S201，以繼續執行上述的控制方法。

本實施例與前述實施例相同，執行上述的控制方法可通過自動偵測溫度是否過低、或手動執行強制發熱來進行，本發明不對此做限制。附帶一提，於其他實施例中，即便無線充電手持裝置1處於CPU關閉狀態下，仍會有許多的MCU或電源管理IC依然在工作中，因此儲能單元13仍會繼續供應最低限度的電能至溫度感測器12及微控制器14，使上述步驟S201~S206持續執行，避免無線充電手持裝置1因溫度過低導致零件受損。

另一方面，當無線充電手持裝置1搭配無線供電裝置2使用，且無線充電手持裝置1同時需要進行充電以及加溫時，微控制器14亦可通過時序的切換，使得無線充電手持裝置1交替地切換於無線充電模式與第二加熱模式。微控制器14控制無線充電手持裝置1於一段固定時間內工作於無線充電模式，而另一段固定時間內工作於第二加熱模式。舉例來說，微控制器14控制無線充電手持裝置1工作於無線充電模式的時間區間為30秒。無線接收電路11接收電磁場並轉換電能至儲能單元13，以對儲能單元13充電。接著，微控制器14控制無線充電手持裝置1工作於第二加熱模式的時間區間為20秒。微控制器14控制無線接收電路11接收電磁場並產生熱能。藉此無線充電手持裝置1可以交替地進行充電及加熱，以達到加熱與充電的效果。

〔實施例的可行功效〕

綜上所述，本發明的有益效果可以在於，本發明實施例所提供的無線充電手持裝置及其控制方法，可通過至少一無線接收電路及微控制器，提供加熱及無線充電的功能，藉此可以使無線充電手持裝置保持於工作溫度區間，降低無線充電手持裝置內部零件的耗損率。並且，由於本發明的無線接收電路能夠提供加熱功 能，無線充電手持裝置毋須額外設置加熱器，致使無線充電手持裝置的體積降低，還能夠減少製造成本。

以上所述僅為本發明的較佳可行實施例，非因此侷限本發明的專利範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的保護範圍內。

1‧‧‧無線充電手持裝置

11‧‧‧無線接收電路

12‧‧‧溫度感測器

13‧‧‧儲能單元

14‧‧‧微控制器

Claims (11)

1. 一種無線充電手持裝置，其包括：一無線接收電路，接收一電磁場；一溫度感測器，偵測該無線充電手持裝置內部的溫度，以提供一溫度訊息；一儲能單元，選擇性地供應電能至該無線接收電路；以及一微控制器，耦接於該無線接收電路、該溫度感測器及該儲能單元；其中，該微控制器根據該溫度感測器所偵測到的該溫度訊息，以控制該無線充電手持裝置進入一通過該儲能單元所提供的該電能使該無線接收電路產生熱能的第一加熱模式、一通過接收該電磁場使該無線接收電路產生熱能的一第二加熱模式、或一無線充電模式。
2. 如請求項1所述的無線充電手持裝置，其中，當該溫度感測器所偵測到的溫度訊息低於一預設值時，該無線充電手持裝置進入該第一加熱模式，於該第一加熱模式下，該微控制器控制該儲能單元提供該電能至該無線接收電路，使該無線接收電路根據該電能以產生熱能。
3. 如請求項1所述的無線充電手持裝置，其中，當該電磁場由一無線供電裝置提供並傳送至該無線接收電路時，其中該微控制器根據該溫度感測器所偵測到的溫度訊息，選擇性地將該無線接收電路接收到的該電磁場轉換為該熱能，或將該電磁場轉換為該電能以對該儲能單元充電。
4. 如請求項3所述的無線充電手持裝置，其中，當該溫度感測器所偵測到的溫度訊息低於一預設值時，該無線充電手持裝置進入該第二加熱模式，於該第二加熱模式下，該微控制器控制該無線接收電路與該儲能單元之間斷路，且該無線接收電路根據 該電磁場以產生熱能。
5. 如請求項3所述的無線充電手持裝置，其中，當該溫度感測器所偵測到的溫度訊息高於一預設值時，該無線充電手持裝置進入該無線充電模式，於該無線充電模式下，該無線接收電路將所接收到的該電磁場轉換成該電能，並且該微控制器將該電能傳輸至該儲能單元。
6. 如請求項1所述的無線充電手持裝置，其中，該無線接收電路為一線圈。
7. 一種無線充電手持裝置之控制方法，該無線充電手持裝置包括一無線接收電路、一溫度感測器、一儲能單元及一微控制器，該無線充電手持裝置之控制方法包括：步驟A：由該溫度感測器偵測該無線充電手持裝置內部的溫度，以提供一溫度訊息；以及步驟B：由該微控制器根據該溫度訊息，判定該溫度訊息是否低於一預設值，並控制該無線充電手持裝置進入一通過該儲能單元所提供的一電能使該無線接收電路產生熱能的第一加熱模式、一通過接收一電磁場使該無線接收電路產生熱能的第二加熱模式、或一無線充電模式。
8. 如請求項7所述的無線充電手持裝置之控制方法，其中步驟B還進一步包括：當該溫度感測器所偵測到的溫度訊息低於一預設值時，該無線充電手持裝置進入該第一加熱模式，於該第一加熱模式下，該微控制器控制該儲能單元提供該電能至該無線接收電路，使該無線接收電路根據該電能以產生熱能。
9. 如請求項7所述的無線充電手持裝置之控制方法，其中該控制方法還進一步包括：步驟C：由該無線接收電路自一無線供電裝置接收該電磁場時，該微控制器根據該溫度感測器所偵測到的溫度訊 息，選擇性地將該無線接收電路接收到的該電磁場轉換為該熱能，或將該電磁場轉換為該電能以對該儲能單元充電。
10. 如請求項9所述的無線充電手持裝置之控制方法，其中步驟C還進一步包括：當該溫度感測器所偵測到的溫度訊息低於該預設值時，該無線充電手持裝置進入該第二加熱模式，於該第二加熱模式下，該微控制器控制該無線接收電路與該儲能單元之間斷路，且該無線接收電路根據該電磁場以產生熱能。
11. 如請求項9所述的無線充電手持裝置之控制方法，其中步驟C還進一步包括：當該溫度感測器所偵測到的溫度訊息高於該預設值時，該無線充電手持裝置進入該無線充電模式，於該無線充電模式下，該無線接收電路將所接收到的該電磁場轉換成該電能，並且該微控制器將該電能傳輸至該儲能單元。