TWI703789B - 電源裝置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本發明主要關於一種電源裝置，包含：複數個共振線圈，具有電性連接的一共振部及一輸電部，各該共振部分別能夠接收不同頻率的電磁波，並將電磁波轉換為一電能；一轉電單元，與該輸電部電性連接，該轉電單元自該輸電部接收該電能，並儲存該電能；使用者藉由該共振線圈與環境中的電磁波產生共振的現象，進而藉由共振現象產生電能，並將電能傳輸至該轉電單元進行儲存，由於該轉電單元不須經由市電進行儲電，僅需藉由環境中的電磁波即可產生電能，更方便使用者對該轉電單元進行儲電。

Description

電源裝置及其使用方法

本發明提供磁共振無線電力傳輸系統用之電源裝置，並且涉及因磁共振或進場效應產生之磁耦合諧振(磁相位同步耦合；磁界調相結合；Resonant inductive coupling)，使受電的電源裝置能夠進行無線充電；而本發明係關於一種產生電力的技術領域，特別係指能夠藉由環境中存在之電磁波進行充電之電源裝置。

本發明另關於一種前述電源裝置的使用方法，並藉由該方法補集環境中的電磁波，將環境中的電磁波轉換為電能再儲存予以利用。

請參閱圖1，於現有技術中，已存在無線電力供給系統60，一般無線電力供給系統60通常包含有：一無線電力輸出端61以及一無線電力受電端62，無線電力輸出端61通常須連接市電B，並藉由一供電共振線圈611將連接市電之電力轉換為一共振磁場A，而無線電力受電端62則具有一受電共振線圈621，該受電共振線圈621供以接收供電共振線圈611產生的共振磁場A，並將共振磁場A轉換為電能，而受電共振線圈621又與一電力接受部622電性連接，藉此將受電共振線圈611產生之電磁波轉換為電力供電力接受部622進行使用。

然而，前述無線電力供給系統60都需要倚靠無線電力輸出端61之供電共振線圈611進行輸電，且無線電力受電端62僅能接受無線電力輸出端61傳輸之電磁波，讓使用者依舊須將無線電力受電端62移動至無線電力供電端61的位置才能夠進行充電。

本發明之目的在於，解決無線電力受電端僅能接收無線電力供電端之電磁波，導致其充電之位置受到限制之缺失。

為達成前述目的，本發明為一種電源裝置，包含：

複數個共振線圈，各該共振線圈分別具有電性連接的一共振部及一輸電部，每一個該共振線圈的該共振部分別接收不同頻率的電磁波，並將各頻率的電磁波轉換為一電能；

一轉電單元，與各該共振線圈的該輸電部電性連接，該轉電單元自各該共振線圈的該輸電部接收該電能，並儲存該電能。

在一較佳實施例中，另具有一個承載單元，而各該共振線圈及該轉電單元設置於該承載單元上。

在一較佳實施例中，另具有複數個承載單元，每一個該承載單元分別設置有至少一個該共振線圈。

在一較佳實施例中，另具有複數個絕緣單元，各該承載單元之間分別設置有一個該絕緣單元。

在一較佳實施例中，該轉電單元的數量為複數個，各該承載單元上分別設有其中一個該轉電單元，且每一個該承載單元上的該儲存單元及該共振線圈電性連接，而各該絕緣單元分別具有一絕緣部及一電接部，該絕緣單元的該絕緣部之其中一面連接其中一個該承載單元，該絕緣單元之該絕緣部的另一面連接另一個該承載單元，而各該絕緣單元上的該電接部則分別與其中鄰近的二個該轉電單元電性連接，藉此使各該轉電單元電性連通。

在一較佳實施例中，該承載單元為一盒體，且該承載單元藉由一外壁界定一容置空間，該共振線圈設置於該容置空間內。

為達成前述目的，本發明另關於一種電源裝置，包含：

一共振線圈，具有電性連接的一共振部及一輸電部，該共振部能夠接收電磁波，並將電磁波轉換為一電能；

一轉電單元，與該輸電部電性連接，該轉電單元自該輸電部接收該電能，並儲存該電能。

在一較佳實施例中，另具有一承載單元，而該共振線圈及該轉電單元設置於該承載單元上。

在一較佳實施例中，該承載單元為一盒體，且該盒體藉由一外壁界定一容置空間，該共振線圈設置於該容置空間內。

在一較佳實施例中，另具有一承載單元，而該共振線圈及該轉電單元設置於該承載單元上，該承載單元為一盒體，且該承載單元藉由一外壁界定一容置空間，該共振線圈設置於該容置空間內。

為達成前述目的，本發明另關於 一種電源裝置的使用方法，包含：

一捕集步驟，提供至少一共振線圈，藉由該共振線圈與電磁波產生共振現象，進而產生一電能；

一儲電步驟，提供一轉電單元，該電能傳輸至該轉電單元進行儲存。

在一較佳實施例中，該儲電步驟後另具有一放電步驟，該轉電單元具有一放電埠，將該放電埠與一電器電性連接。

使用者藉由該共振線圈與環境中的電磁波產生共振的現象，進而藉由共振現象產生電能，由於環境中所含有的電磁波較微弱，故產生之電力較低，本發明藉由將產生之微電儲存於該轉電單元內，在電能蓄積一段時間後，該轉電單元內即含有足夠供使用者利用之電能，由於該轉電單元不須經由市電進行儲電，僅需藉由環境中的電磁波即可產生電能，不僅方便使用者對該轉電單元進行儲電，更讓使用者能夠利用原本環境中不會被使用到的電磁波，進而讓資源被更有效的利用。

請參閱圖2及圖3，本發明於第一實施例中為一種電源裝置，供以接收一電磁波，該電磁波為環境產生之電磁波，而該電源裝置，包含：

一共振線圈10，具有電性連接的一共振部11及一輸電部12，該共振部11能夠接收該電磁波，該共振部11為環繞之線圈，且該共振部11能夠對該電磁波產生共振現象，並藉由共振現象將該電磁波轉換為一電能； 在本實施例中，該共振線圈10的材質包括石墨烯、金、銀、銅、鐵或錫...等能夠導電之金屬或非金屬。

一轉電單元20，與該輸電部12電性連接，該轉電單元20自該輸電部12接收該電能，並儲存該電能。

特別的是，根據該共振部11環繞之線圈數不同，該共振部11能夠對應捕集的頻率亦不相同，詳細來說，其原理是利用發送端之發送器與待充電物之接收器相同頻率的共振原理來傳輸電能。在本發明中，並非設置電能發送器輸出電能，當共振線圈10的共振部11與環境中的電磁波之間的磁場耦合，則該共振線圈10的共振部11會產生震動，利用磁共振的原理使接收電磁波的該共振部發生共振效應，利用共振效應產生電能，並將該電能儲存於該轉電單元20內，再將該轉電單元20儲存之電能進行再利用。

較佳的是，該轉電單元20另連接一放電埠30，該放電埠30能夠為常見之USB Type-C接頭、Lightning接頭、Type-A接頭、Type-B接頭、Mini-A接頭、Mini-B接頭、Micro-A接頭、Micro-B接頭或單純之電線連接，藉此使該放電埠30能夠泛用於不同規格插槽的手機、筆電...等電子或電器產品，藉由該放電埠30能夠將該轉電單元20內儲存的該電能輸出至所需使用之電子或電器產品上；由於該轉電單元20內所儲存的電能能夠供不同裝置使用，故該轉電單元20能夠轉換其所儲存的電能，並藉由該放電埠30輸出不同伏特大小的電能。

請參閱圖4，本發明於第二實施例中另具有一承載單元40，而該共振線圈10及該轉電單元20設置於該承載單元40上，該承載單元40能夠固定或黏貼於需使用之特定位置，不僅方便使用者利用，更能夠防止該共振線圈10的該共振部11變形而無法接收該電磁波。

更佳的是，在第二實施例中，該承載單元40能夠為一絕緣膜40A，而該共振線圈10能夠被包覆於該絕緣膜40A內，藉此保護該共振線圈10。

請參閱圖5，本發明於第三個實施例中該承載單元40為一盒體40B，且該承載單元40藉由一外壁41B界定一容置空間42B，該共振線圈10設置於該容置空間42B內，而該放電埠30則穿設該外壁41B，供以連接外部電器或電子設備，藉由該盒體40B能夠提供該共振線圈10保護，防止該共振線圈10因碰撞而損壞。

請參閱圖6，本發明於第四個實施例中，該共振線圈10的數量為複數個，各該共振線圈10固定於同一個該承載單元40上，而各該共振線圈10的該共振部11所纏繞之圈數各不相同，使每一個該共振線圈10所能夠捕集的該電磁波之頻率也完全不同，由於每一種共振線圈10能夠接收的電磁波是固定的，若僅藉由一個該共振線圈10接收電磁波並產生電能，則能夠蒐集的電能較少；藉由不同的共振線圈10分別捕捉環境中不同頻率的電磁波， 以產生更多的電能並儲存於該轉電單元20內，以下為例：其中一個該共振線圈10能夠捕集環境中頻率為10MHz之電磁波，而另一個該共振線圈10能夠捕集環境中頻率為100kHz之電磁波，當環境中有10MHz及100kHz的電磁波通過，則能夠捕集10MHz之該共振線圈10與10MHz之電磁波產生共振現象而捕集10MHz之該電磁波，而能夠捕集100kHz之該共振線圈10與100kHz之電磁波產生共振現象而捕集100kHz之該電磁波，藉此使該10MHz及100kHz的頻率能夠被捕集進而產生電能。

在另一個例子中，各該共振線圈10根據各該共振部11所纏繞之圈數不同，而能夠捕集3kHz至300GHz的RF頻帶及其子集頻帶，以及1GHz至110GHz的微波頻帶，使各該共振線圈10能夠經由各種不同頻率的該電磁波產生電能，所能夠捕集的頻率越多，則能夠產生的電能越多。

請參閱圖7，本發明於第五個實施例中，該承載單元40的數量為複數個，且該共振線圈10及該轉電單元20的數量亦為複數個，而每一個該承載單元40上分別設置有電性連接的一個該共振線圈10及一個該轉電單元20，而其中一個該轉電單元20上設置有一個該放電埠30，當使用者使用的各該共振線圈10屬於較粗的線圈時，各該共振線圈10無法使用第二個實施例的絕緣膜40A，故各該承載單元40之間分別設置有一絕緣單元50，該絕緣單元50具有一絕緣部51及一電接部52，該絕緣單元50的該絕緣部51之其中一面連接其中一個該承載單元40，該絕緣單元50之該絕緣部51的另一面連接另一個該承載單元40，藉由該絕緣部51隔絕兩個該承載單元40，使各該承載單元40上的該共振電圈不會相互干擾，而各該絕緣單元50上的該電接部52則分別與其中二個該轉電單元20電性連接，藉此使各該轉電單元20電性連通至該放電埠30；藉此，二個該承載單元40上的該共振線圈10不會相互干擾，更佳的是，由於每一個該承載單元40上僅設置有一個該共振線圈10，因此每一個該共振線圈10的該共振部11能夠纏繞較大圈，進而在接收電磁波後能夠產生更多電能。

以上為本發明於第一到第五實施例中之結構組態及其連接關係，請參閱圖8，本發明的使用方式如下所述：

一捕集步驟A，提供該共振線圈10，藉由該共振線圈10與電磁波產生共振現象，進而產生該電能；

一儲電步驟B，提供該轉電單元20，該電能傳輸至該轉電單元20進行儲存；

較佳的是，在該儲電步驟B後另具有一放電步驟C，該轉電單元20具有該放電埠30，將該放電埠30與一電器電性連接，藉此將該轉電單元20內的電能供給該電器使用。

由於一般環境具有AM電台、FM電台、電話基地台、行動通訊台…等所散發出的電磁波，或大氣環境中原本即存在電磁波，使用者藉由該共振線圈10與環境中的電磁波產生共振的現象，進而藉由共振現象產生電能，由於環境中所含有的電磁波較微弱，故產生之電力較低，本發明藉由將產生之微電儲存於該轉電單元20內，在電能蓄積一段時間後，該轉電單元20內即含有足夠供使用者利用之電能，由於該轉電單元20不須經由市電進行儲電，僅需藉由環境中的電磁波即可產生電能，不僅方便使用者對該轉電單元20進行儲電，更讓使用者能夠利用原本環境中不會被使用到的電磁波，進而讓資源被更有效的利用。

習知 無線電力供給系統60 無線電力輸出端61 供電共振線圈611 無線電力受電端62 受電共振線圈621 電力接受部622 共振磁場A 市電B 本發明 共振線圈10 共振部11 輸電部12 轉電單元20 放電埠30 承載單元40 絕緣膜40A 盒體40B 外壁41B 容置空間42B 絕緣單元50 絕緣部51 電接部52

圖1       為習知的無線充電線圈之結構示意圖。 圖2       為本發明於第一實施例中之立體圖。 圖3       為本發明於第一實施例中之結構圖。 圖4       為本發明於第二實施例中之俯視圖。 圖5       為本發明於第三實施例中之立體圖。 圖6       為本發明於第四實施例中之立體分解圖。 圖7       為本發明於第五實施例中之立體分解圖。 圖8       為本發明電源裝置的使用方法之流程圖。

共振線圈10 共振部11 輸電部12 轉電單元20 放電埠30

Claims (6)

1. 一種電源裝置，包含：複數個共振線圈，各該共振線圈分別具有電性連接的一共振部及一輸電部，每一個該共振線圈的該共振部分別接收不同頻率的電磁波，並將各頻率的電磁波轉換為一電能；一轉電單元，與各該共振線圈的該輸電部電性連接，該轉電單元自各該共振線圈的該輸電部接收該電能，並儲存該電能。
2. 如請求項1所述之電源裝置，其中，另具有一個承載單元，而各該共振線圈及該轉電單元設置於該承載單元上。
3. 如請求項1所述之電源裝置，其中，另具有複數個承載單元每一個該承載單元分別設置有至少一個該共振線圈。
4. 如請求項3所述之電源裝置，其中，另具有複數個絕緣單元，各該承載單元之間分別設置有一個該絕緣單元。
5. 如請求項4所述之電源裝置，其中，該轉電單元的數量為複數個，各該承載單元上分別設有其中一個該轉電單元，且每一個該承載單元上的該儲存單元及該共振線圈電性連接，而各該絕緣單元分別具有一絕緣部及一電接部，該絕緣單元的該絕緣部之其中一面連接其中一個該承載單元，該絕緣單元之該絕緣部的另一面連接另一個該承載單元，而各該絕緣單元上的該電接部則分別與其中鄰近的二個該轉電單元電性連接，藉此使各該轉電單元電性連通。
6. 如請求項2或3所述之電源裝置，其中，該承載單元為一盒體，且該承載單元藉由一外壁界定一容置空間，該共振線圈設置於該容置空間內。

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