TWM508832U

TWM508832U - 無線資料傳輸及耐充雙向無線充放電裝置

Info

Publication number: TWM508832U
Application number: TW104201781U
Authority: TW
Inventors: ming-xiang Ye
Original assignee: Winstream Technology Co Ltd
Priority date: 2015-02-04
Filing date: 2015-02-04
Publication date: 2015-09-11

Description

無線資料傳輸及耐充雙向無線充放電裝置

本創作係關於一種無線資料傳輸及耐充雙向無線充放電裝置，特別是指一種可避免每次對電池充電所造成的累積式損壞、並提升無線充放電效率以及升降壓效率之攜帶式電子產品，並以充電的高功率提供遠距離資料傳輸的無線資料傳輸及耐充雙向無線充放電裝置。

隨著無線充電的日漸盛行，未來勢必演變成可隨處無線充電的狀態，而隨處可無線充電雖帶來極大的方便性，惟無論是有線或無線充電，每次在充電之初所產生的突波，都必然會對電池造成累積式的損壞，進而累積式減損電池壽命，換言之，隨著充電次數的愈來愈多，電池的壽命也相應愈來愈短，且電池的充放電效率也愈來愈差。

在隨處可無線充電的情形下，人們的活動範圍內必將同時存在多數無線充電場所，或是人們將多次進出同一無線充電場所，如此一來，所攜帶的攜帶式電子產品勢必在一天之內被無差別地多次無線充電，從而使攜帶式電子產品內的電池壽命提早告終。

其次，由於無線充放電效率目前仍然偏低，也就是放電量仍偏高於充電量，再加上升降壓效率亦偏低，造成無線充放電的實用性仍無法提高，早為人所垢病已久。

再者，近場通訊(Near Field Communication，NFC)又稱為近距離無線通訊，係為一種短距離的高頻無線通訊技術，其允許在電子裝置之間進行非接觸式點對點資料傳輸，例如：在十公分(3.9英吋)內的短距離進行資料交換。然而，當使用者欲進行遠距離的資料交換時，則會因為近場通訊所提供的功率不足而無法達到遠距離傳輸資料的目的。雖然藍芽、WiFi或者GSM等技術可達到遠距離資料傳輸的目的，然而，該些技術必須透過較為複雜的裝置配對步驟才能進行無線傳輸資料。

此外，目前的短距離高頻無線通訊技術雖然具有資料傳輸的便利性，然而，當互相交換資料的裝置進行資料傳輸時，除了另一個傳輸資料的裝置必須消耗電力以外，使用者本身使用的裝置亦必須消耗傳輸資料的電力。

因此，如何設計出一種可避免每次對電池充電所造成的累積式損壞，甚至於還能提升無線充放電效率以及升降壓效率的裝置，並以充電電流結合近場通訊、藍芽、WiFi或者GSM等無線技術，以減少裝置傳輸資料的電力並增加裝置傳輸資料的距離乃為本案創作人所亟欲解決的一大課題。

本創作的目的之一在於提供一種無線資料傳輸及耐充雙向無線充放電裝置，藉由超電容特殊的設置位置以及超電容的阻抗係低於電池，因此，被充電時係會先對超電容充電，從而達到讓超電容來抵擋每次充電時的突波問題，相對乃能避免每次對電池充電所造成的累積式損壞；藉由逆流防止器的逆流防止作用，以能避免漏電，相對乃具有省電功效。

本創作的目的之二在於提供一種無線資料傳輸及耐充雙向無線充放電裝置，藉由升降壓單元係為一種具有同步整流的升降壓單元(較佳者係為金屬氧化物半導體場效電晶體式同步整流)，而據以提升升降壓的效率。

本創作的目的之三在於提供一種無線資料傳輸及耐充雙向無線充放電裝置，藉由所述逆流防止器使用金屬氧化物半導體場效電晶體來做為逆流防止或做為開關的重要元件，使導通時所損耗的電較低，所以放電效率會較高，從而提升無線充放電效率。

本創作的目的之四在於提供一種無線資料傳輸及耐充雙向無線充放電裝置，藉由整流單元可將直流訊號轉換為交流訊號，或者轉換交流訊號為直流訊號，使得第一共振元件單元可產生感應磁場，或者根據感應磁場產生感應電流，因而達到雙向無線充放電的功效，進一步使設置有本創作無線資料傳輸及耐充雙向無線充放電裝置的攜帶式電子產品係無線充電，亦能無線放電。

本創作的目的之五在於提供一種無線資料傳輸，係藉由設置本創作無線資料傳輸及耐充雙向無線充放電裝置於各種裝置中，智慧型裝置可接收該裝置所傳輸的電力，並藉由該裝置提供的電力強化或增加智慧型裝置傳輸資料的距離而不需消耗智慧型裝置本身的電力，因而使得使用者的智慧型裝置可在近場通訊、藍芽、WiFi或GSM等各種感應範圍內達到及時(real time)、遠距離以及無線的資料交換、存取及更新，使得使用者可更便利的使用各種智慧型裝置。

於本創作之一實施例中，提供一種耐充共振式雙向無線充放電裝置，為應用於一具有電路裝置的攜帶式電子產品，該電路裝置電性連接有一受電端和一電池，該耐充共振式雙向無線充放電裝置包含：一邏輯控制單元、一整流單元、一升降壓單元、一第一逆流防止器、一第二逆流防止器、一控制開關以及一第一超電容。

該邏輯控制單元係具有多數腳，包括一電源腳、一第一偵測腳及複數個控制腳。

該整流單元用以轉換直流訊號或交流訊號，具有一輸入端、二輸出端及複數個個控制端，其中複數個控制端係分別電性連接於邏輯控制單元的複數個控制腳。

第一共振元件單元根據交流訊號產生感應磁場，或者根據感應磁場產生感應電流，其係電性連接整流單元的二輸出端。

升降壓單元係具有一第一調壓端、一第二調壓端和兩控制端，該第二調壓端電性連接於該整流單元的輸入端，該兩控制端分別電性連接於該邏輯控制單元的第一、二控制腳，該邏輯控制單元的電源腳電性連接於該彼此相接的第二調壓端和該輸入端。

第一逆流防止器係具有一入口端、一出口端和一控制端，該入口端和出口端分別電性連接於所述電池的放電端和該升降壓單元的第一調壓端，該控制端電性連接於該邏輯控制單元的第三控制腳。

控制開關的一端電性連接於所述電池的放電端，另端電性連接於該第一逆流防止器的控制端和該邏輯控制單元的第三控制腳。

第二逆流防止器係具有一入口端、一出口端和一控制端，該出口端和入口端分別電性連接於所述電路裝置的受電端和該升降壓單元的第一調壓端，該控制端電性連接於該邏輯控制單元的第五控制腳。

第一超電容的一電極電性連接於所述電路裝置的受電端與該第二逆流防止器的出口端的連接處，並在該連接處形成一第一節點，其另一電極則接地。

於本創作之另一實施例中，係提供一種無線資料傳輸及耐充雙向無線充放電裝置，為應用於一具有電路裝置的攜帶式電子產品，該電路裝置電性連接有一受電端和一電池，該無線資料傳輸及耐充雙向無線充放電裝置包含一邏輯控制單元、一整流單元、一第一共振元件單元、一升降壓單元、一資料及電力傳輸控制開關、一資料及電力接收控制開關、一第一超電容以及一第二共振元件單元，其中資料及電力傳輸控制開關、資料及電力接收控制開關係分別取代第一逆流防止器及第二逆流防止器，其係同時具有防止電力逆流以及開啟資料傳輸及接收的功能，第二共振元件單元用以感應及傳輸無線傳輸資料或無線接收資料之一信號。

為了能夠更進一步瞭解本創作之特徵、特點和技術內容，請參閱以下有關本創作之詳細說明與附圖，惟所附圖式僅提供參考與說明用，非用以限制本創作。

1A‧‧‧邏輯控制單元

1B‧‧‧資料信號控制單元

11~20‧‧‧第一~十控制腳

1a‧‧‧電源腳

1b‧‧‧第一偵測腳

1c‧‧‧發射保持迴路

1d‧‧‧第二偵測腳

2‧‧‧整流單元

21‧‧‧輸入端

22‧‧‧輸出端

23‧‧‧第一電晶體

24‧‧‧第二電晶體

25‧‧‧第三電晶體

26‧‧‧第四電晶體

3‧‧‧升降壓單元

31、32‧‧‧第一、二調壓端

33、34‧‧‧控制端

35、36‧‧‧第一、二金屬氧化物半導體場效電晶體

37‧‧‧電感

4、4a、4b‧‧‧第一、二、三逆流防止器

41‧‧‧入口端

42‧‧‧出口端

43‧‧‧控制端

431‧‧‧第二節點

44、45‧‧‧第一、二金屬氧化物半導體場效電晶體

46‧‧‧第一電阻

47‧‧‧電晶體

48‧‧‧第二電阻

5‧‧‧控制開關

51‧‧‧資料及電力傳輸控制開關

52‧‧‧資料及電力接收控制開關

6‧‧‧第一超電容

61‧‧‧第一節點

7A‧‧‧第一共振元件單元

7B‧‧‧第二共振元件單元

71‧‧‧電感

72‧‧‧電容

71B‧‧‧電感

72B‧‧‧電容

8‧‧‧電流電壓偵測單元

9‧‧‧攜帶式電子產品

91‧‧‧電路裝置

911‧‧‧訊號輸出端

92‧‧‧保護電路

921‧‧‧受電端

93‧‧‧電池

931‧‧‧放電端

P‧‧‧智慧型手機

W‧‧‧智慧型手錶

T‧‧‧桌子

第1圖，為本創作無線資料傳輸及耐充雙向無線充放電裝置電性連接於一攜帶式電子產品之第一實施例的方塊圖。

第2圖，為本創作無線資料傳輸及耐充雙向無線充放電裝置電性連接於一攜帶式電子產品之第一實施例的電路圖。

第3圖，為本創作二無線資料傳輸及耐充雙向無線充放電裝置的示意圖。

第3A圖，為本創作第一無線資料傳輸及耐充雙向無線充放電裝置電路圖。

第3B圖，為本創作第二無線資料傳輸及耐充雙向無線充放電裝置電路圖。

第4圖，為本創作第二實施例的等效電路方塊圖。

第5A圖，為本創作無線資料傳輸及耐充雙向無線充放電裝置第三實施例的示意圖。

第5B圖，為本創作無線資料傳輸及耐充雙向無線充放電裝置第四實施例的示意圖。

第5C圖，為本創作無線資料傳輸及耐充雙向無線充放電裝置第四實施例的電路圖。

第5D圖，為本創作無線資料傳輸及耐充雙向無線充放電裝置將NFC控制晶片整合於資料信號控制單元的示意圖。

第6圖，係為本創作無線資料傳輸及耐充雙向無線充放電裝置應用於智慧型手機及智慧型手錶的示意圖。

第7圖，係為設置於本創作無線資料傳輸及耐充雙向無線充放電裝置設置於桌子的示意圖。

請一併參閱第1圖及第2圖，其係為本創作應用於一具有電路裝置91之攜帶式電子產品9第一實施例的方塊圖及電路圖。該電路裝置91係電性連接有一受電端921和一電池93，較佳者，該電路裝置91還具有一保護電路92，該保護電路92係電性連接於該受電端921與電池93之間。該無線資料傳輸及耐充雙向無線充放電裝置包含：一邏輯控制單元1A、一整流單元2、一升降壓單元3、一第一逆流防止器4、一第二逆流防止器4a、一控制開關5、一第一超電容6以及第一共振元件單元7A。於本創作其它實施例中還包含一第三逆流防止器4b、一第二超電容(圖未示)及電流電壓偵測單元8。此外，本創作更包括分別以一資料及電力傳輸控制開關51及一資料及電力接收控制開關52取代第一逆流防止器4及第二逆流防止器4a，以及增加一第二共振元件單元7B、資料信號控制單元1B之實施例。

該邏輯控制單元1A係具有第一~十控制腳11~20及電源腳1a、第一偵測腳1b、發射保持迴路1c及第二偵測腳1d，而其未標示元件符號的腳則為接地腳。

該整流單元2係轉換一直流訊號或一交流訊號，具有一輸入端21、一輸出端22及複數個控制端，該輸出端22係電性連接於第一共振元件單元7A，複數個控制端係分別電性連接於邏輯控制單元1A的複數個控制腳17、18、19、20，詳細的連接關係於之後描述。

該升降壓單元3係具有一第一調壓端31、一第二調壓端32和兩控制端33、34，該第二調壓端32電性連接於該整流單元2的輸入端21，該兩控制端33、34分別電性連接於該邏輯控制單元1A的第一、二控制腳11、12，該邏輯控制單元1A的電源腳1a電性連接於該彼此相接的該第二調壓端32和該輸入端21。較佳者，該升降壓單元3係為一種具有同步整流的升降壓單元3，且係為金屬氧化物半導體場效電晶體(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)式同步整流。

該具有同步整流的升降壓單元3係包括一電感37和兩彼此同向串聯的第一、二金屬氧化物半導體場效電晶體35、36，該第一、二金屬氧化物半導體場效電晶體35、36係各具一控制極(未標示元件符號)，該兩控制極分別電性連接於該升降壓單元3的兩控制端33、34，該第一、二金屬氧化物半導體場效電晶體35、36於串聯後的一端電性連接於所述第二調壓端32，另端則接地，該電感37的一端電性連接於所述第一調壓端31，另端則電性連接於該第一、二金屬氧化物半導體場效電晶體35、36之間。

該第一逆流防止器4係具有一入口端41、一出口端42和一控制端43，該入口端41和出口端42分別電性連接於所述電池93的放電端931和該升降壓單元3的第一調壓端31，至於其控制端43則電性連接於該邏輯控制單元1A的第三控制腳13(係做為發射辨識之用)。較佳者，該邏輯控制單元1A的第四控制腳14係進一步以迴路方式電性連接於第三控制腳13，即圖中所示的發射保持迴路1c(係做為持續保持在發射模式之用)。

該控制開關5的一端係電性連接於所述電池93的放電端931，另端則電性連接於該第一逆流防止器4的控制端43和該邏輯控制單元1A的第三控制腳13；其中，該控制開關5之另端與該第一逆流防止器4之控制端43的相接處，係形成一第二節點431。較佳者，該控制開關5係為一自動復位開關。

該第二逆流防止器4a亦具有一入口端41、一出口端42和一控制端43，在不包括第三逆流防止器4b的情況下，該出口端42和入口端41分別電性連接於所述電路裝置91之保護電路92的受電端921和該升降壓單元3的第一調壓端31，至於其控制端43則電性連接於該邏輯控制單元1A的第五控制腳15。

在不包括第三逆流防止器4b的情況下，該第一超電容6的一電極係電性連接於所述電路裝置91之保護電路92 的受電端921與該第二逆流防止器4a之出口端42的連接處，並在該連接處形成一第一節點61，第一超電容6的另一電極則接地。

第一共振元件單元7A電性連接整流單元2的二輸出端22，包括相互電性連接的一電感71及一電容72，電感71及電容72可以串聯或並聯的方式連接。第一共振元件單元7A根據交流訊號產生一感應磁場，或者根據一感應磁場產生一感應電流，而當電感71及電容72具有的電感抗及電容抗互相抵消時，亦即電感71及電容72達到共振頻率時可產生最大的電流。感應電流及感應磁場的產生將於以下內容描述。

較佳者，本創作無線資料傳輸及耐充雙向無線充放電裝置之第一實施例係還可進一步包含一第三逆流防止器4b，該第三逆流防止器4b亦具有一入口端41、一出口端42和一控制端43，該出口端42和入口端41係分別電性連接於所述電路裝置91之保護電路92的受電端921和該第一節點61，至於其控制端43則電性連接於該邏輯控制單元1A的第六控制腳16，藉由該邏輯控制單元1A的第六控制腳16係能輸出控制訊號，以控制該第三逆流防止器4b的ON或OFF，相對乃能控制是否對電池93充電。其次，則還可進一步包含一第二超電容(圖未示)，該第二超電容係並聯於所述的電池93，當然，本創作無線資料傳輸及耐充雙向無線充放電裝置所設置的超電容係可為：僅設置所述之第一超電容6、僅設置所述之第二超電容(圖未示)、或亦可同時設置所述的第一超電容6和第二超電容。

由於第一超電容6和第二超電容的阻抗低於電池93，故在被充電時係會先對超電容充電，從而達到讓超電容來抵擋每次充電時的突波問題；再者，超電容又易於被充飽，故將立即轉而對電池93充電。

其中，請搭配參閱第1、2圖所示，各該逆流防止器(4、4a、4b)係具有一第一電阻46和兩彼此相對向串聯的第一、二金屬氧化物半導體場效電晶體44、45，該兩金屬氧化物半導體場效電晶體於串聯後的兩端即為所述逆流防止器的入口端41和出口端42，該第一、二金屬氧化物半導體場效電晶體44、45係各具一控制極(未標示元件符號)，該兩控制極電性連接於該逆流防止器的控制端43，該第一電阻46的一端電性連接於該第一、二金屬氧化物半導體場效電晶體44、45之間，另端則亦電性連接於該逆流防止器的控制端43。此外，各該逆流防止器(4、4a、4b)還具有一電晶體47和一第二電阻48，該電晶體47的第一極電性連接於該第一、二金屬氧化物半導體場效電晶體44、45的控制極(未標示元件符號)，該電晶體47的第二極則接地，而該第二電阻48係電性連接於該電晶體47的第三極與該逆流防止器的控制端43之間。

以下描述本創作無線資料傳輸及耐充雙向無線充放電裝置第一實施例的發射模式：由於該無線資料傳輸及耐充雙向無線充放電裝置係預設為接收模式，因此，若欲進入發射模式，則須按壓控制開關5來切換。

假設一設置有本創作無線資料傳輸及耐充雙向無線充放電裝置的攜帶式電子產品9，欲將自身的電力藉由無線方式傳輸給另一設有無線充電裝置的電子產品時，先按壓控制開關5使之導通，電池93的電於經過控制開關5後，係會再流經第三控制腳13(即：發射辨識控制腳)而讓邏輯控制單元1A辨識目前係切換為發射模式，邏輯控制單元1A則進一步產生包括一傳送模式訊號或一接收模式訊號的一控制訊號，於此實施例中，該控制訊號係為一傳送模式訊號。原本被第一逆流防止器4所擋住的電池93電力，當控制開關5導通後係會導通該第一逆流防止器4而讓電力通過，接著經過升降壓單元3的第一金屬氧化物半導體場效電晶體35而連接到邏輯控制單元1A的電源腳1a，以供電給邏輯控制單元1A。並利用第二逆流防止器4a的擋止而使電池93的電力不致於回充。當邏輯控制單元1A已辨識目前為發射模式時，係還能利用發射保持迴路1c(係做為持續保持在發射模式之用)而持續讓第四控制腳14的發射保持訊號一直提供給第三控制腳13，達到發射保持的效果，從而能夠保持在發射狀態。

進一步而言，本創作更包含一電流電壓偵測單元8，係電性連接於邏輯控制單元1A的第一偵測腳1b及第一共振元件單元7A之間，用以偵測第一共振元件單元7A上的交流訊號。邏輯控制單元1A則根據電流電壓偵測單元8偵測第一共振元件單元7A上的交流訊號，傳送控制訊號至第一逆流防止器4、第二逆流防止器4a、第三逆流防止器4b、升降壓單元3及整流單元2，使得第一逆流防止器4、第二逆流防止器4a、第三逆流防止器4b、升降壓單元3及整流單元2可根據控制訊號產生相對應的作動，所謂相對應的作動係指電路根據控制訊號產生相對應的開啟或關閉。電流電壓偵測單元8會偵測第一共振元件單元7A的相對側是否存在待充的電子產品，若未偵測到，則邏輯控制單元1A即控制停止發射，所述偵測係藉由電流電壓偵測單元8來偵測該第一共振元件單元7A的相對側是否確有一負載存在。而是否有負載的偵測則是藉由判斷第一共振元件單元7A是否產生感應電流或感應磁場。

若無負載：即停止發射；若有負載：該邏輯控制單元將1藉由其第一、二控制腳11、12而輸出PWM(波寬調變)訊號去驅動該升降壓單元3中的第一、二金屬氧化物半導體場效電晶體35、36。藉由該等PWM訊號以使第一、二金屬氧化物半導體場效電晶體35、36能持續地以很高的頻率進行交錯的一開一關，當第二金屬氧化物半導體場效電晶體36為開而第一金屬氧化物半導體場效電晶體35為關時，由於第二金屬氧化物半導體場效電晶體36和電池93的一端均為接地而形成一迴路，從而使電池93的電力能經由第一逆流防止器4和升降壓單元3的電感37，以流經第二金屬氧化物半導體場效電晶體36，從而對電感37充電；當第一金屬氧化物半導體場效電晶體35為開而第二金屬氧化物半導體場效電晶體36為關時，來自電池93的電係在通過電感37後，係改走第一金屬氧化物半導體場效電晶體35，使已充電的電感37能經過整流單元2而對外放電。

換言之，藉由第一、二金屬氧化物半導體場效電晶體35、36係為一開一關、以及一關一開，以對電感37充電、以及讓電感37放電。當有電流通過整流單元2內的電感71時，電感71係會產生磁力線，相對側的電子產品在感應到該磁力線後則會轉換成電流。進一步而言，當無線資料傳輸及耐充雙向無線充放電裝置目前處於發射模式時，整流單元2轉換直流訊號為交流訊號，並將交流訊號傳送至第一共振元件單元7A。第一共振元件單元7A根據交流訊號產生感應磁場，此時，相對側的電子產品在感應到感應磁場後則會產生感應電流。

再者，整流單元2包括至少二個或至少四個電晶體所構成之電路，當整流單元2包括至少二個電晶體所構成的電路時，第一電晶體23及第二電晶體24係以半橋的方式電性連接，當整流單元2包括至少四個電晶體所構成的電路時，第一電晶體23、第二電晶體24、第三電晶體25及第四電晶體26係以全橋的方式電性連接。整流單元2於接收到傳送模式訊號時，係轉換直流訊號轉換為交流訊號。

當發射時，由電池93到整流單元2，其間所通過之升降壓單元3內的第一、二金屬氧化物半導體場效電晶體35、36係為升壓(例如由3.6~4.2V的直流電，升壓為5V左右的交流電)；反之，由整流單元2到電池93則為降壓。

所述第一、二金屬氧化物半導體場效電晶體35、36的其中一者若係在控制升降壓時，其中另一者則係在控制同步整流。

以下描述本創作無線資料傳輸及耐充雙向無線充放電裝置第一實施例的接收模式：請參閱第3圖，其係為本創作二無線資料傳輸及耐充雙向無線充放電裝置的示意圖，其分別為第一及第二無線資料傳輸及耐充雙向無線充放電裝置。為便於說明本創作的發射模式及接收模式，於第3A圖中係繪示第一無線資料傳輸及耐充雙向無線充放電裝置電路圖及第3B圖中係繪示第二無線資料傳輸及耐充雙向無線充放電裝置電路圖，亦即當第一無線資料傳輸及耐充雙向無線充放電裝置為發射模式時，第二無線資料傳輸及耐充雙向無線充放電裝置則為接收模式；反之，當第一無線資料傳輸及耐充雙向無線充放電裝置為接收模式時，第二無線資料傳輸及耐充雙向無線充放電裝置則為發射模式。當本創作第二攜帶式電子產品9的雙向無線充放電裝置之第一共振元件單元7A根據整流單元2上的交流訊號產生感應磁場時，設置有本創作第一無線資料傳輸及耐充雙向無線充放電裝置可在第一共振元件單元7A上產生感應電流，其係先經由整流單元2，再經由電源腳1a而供電給邏輯控制單元1，接著，所接收到的電將經過升降壓單元3而被降壓。

承上所述，當整流單元2接收到接收模式訊號時，係轉換第一共振元件單元7A上的交流訊號轉換為直流訊號。整流單元2的第一電晶體23、第二電晶體24、第三電晶體25及第四電晶體26於本創作中包括金屬氧化物半導體場效電晶體或氮化鎵場效電晶體(GAN FET)。本創作的交流訊號的頻率係介於10kHz至10MHz之間，於較低的頻率(kHz)中，整流單元2的電晶體適合使用金屬氧化物半導體場效電晶體；於較高的頻率(MHz)中，整流單元2的電晶體適合使用氮化鎵場效電晶體。

邏輯控制單元1A還能藉由發射保持迴路1c而控制第一逆流防止器4為OFF，並藉由邏輯控制單元1A之第五控制腳15所輸出的控制訊號而控制第二逆流防止器4a為ON，從而使降壓後的電經由第二逆流防止器4a以及用以吸收突波的第一超電容6(較佳者另再經過逆流防止器4b)而供電給攜帶式電子產品9的電池93，當然，其間係可經過保護電路92的保護而將電池93的充電範圍限制在預定範圍內(例如：4~6V的直流電)，當電池93被充飽時，保護電路92乃控制停止充電，且若相對側的電子產品在偵測不到有負載的情況下，也會自動停止放電(甚至於在放電時，若自身電池的電量已低於一設定值時，亦會停止放電)。

當邏輯控制單元1A係切換為發射模式時，其第四控制腳14將持續輸出一發射保持訊號，以保持第一逆流防止器4為ON；當邏輯控制單元1A切換為接收模式時，其第五控制腳15將持續輸出一接收保持訊號，以保持第二逆流防止器4a為ON。

請參閱第4圖所示，本創作第二實施例的無線資料傳輸及耐充雙向無線充放電裝置，與第一實施例不同處在於該第二實施例係沒有第一實施例中的控制開關5，並改以攜帶式電子產品9所輸出之控制訊號的控制來取代第一實施例的控制開關5。

如圖，該攜帶式電子產品9之電路裝置91係具有一訊號輸出端911，以經過人手的操控(例如：按壓攜帶式電子產品9的實體按鍵、或藉由攜帶式電子產品9的觸控螢幕而觸控一虛擬按鍵)而經由該電路裝置91的訊號輸出端911輸出一控制訊號。

本創作無線資料傳輸及耐充雙向無線充放電裝置的第二實施例中，所述第一逆流防止器4的第二節點431係電性連接於該訊號輸出端911，以利用該訊號輸出端911所輸出的控制訊號來讓邏輯控制單元1A(經由第三控制腳13)切換為發射模式。

請參閱第5A圖，其係為本創作無線資料傳輸及耐充雙向無線充放電裝置第三實施例的示意圖。與上述實施例不同之處在於第一逆流防止器4及第二逆流防止器4a分別以資料及電力傳輸控制開關51及資料及電力接收控制開關52取代，其除了具有上述防止電力逆流的功能以外，更包括開啟供給電力以加強資料傳輸及接收範圍的功能。

資料及電力傳輸控制開關51具有一入口端41、一出口端42和一控制端43，入口端41和出口端43分別電性連接於所述電池93的放電端931和該升降壓單元3的第一調壓端31。資料及電力接收控制開關52具有一入口端41、一出口端42和一控制端43，該出口端42和入口端41分別電性連接於所述電路裝置91的受電端921和該升降壓單元3的第一調壓端31，相似的功能、作用及連接關係如上所述，於此不再贅述。

請一併參閱第5B圖及第5C圖，其係為本創作無線資料傳輸及耐充雙向無線充放電裝置第四實施例的示意圖及電路圖。於此實施例中，無線資料傳輸及耐充雙向無線充放電裝置更包括一資料信號控制單元1B，其功能係相似於邏輯控制單元1A，係用以根據傳輸及接收的資料產生邏輯控制信號，進一步控制資料及電力傳輸控制開關51及資料及電力接收控制開關52的開啟或關閉。

第二共振元件單元7B包含相互電性連接的電感71B及電容72B，電感71B及電容72B可以串聯或並聯方式電性連接。於本創作未包含資料信號控制單元1B之實施例中，第二共振元件單元7B電性連接邏輯控制單元1A之第二偵測腳1d，資料及電力傳輸控制開關51之控制端43電性連接邏輯控制單元1A的第三控制腳13，資料及電力接收控制開關52之控制端43電性連接邏輯控制單元1A的第五控制腳15；於本創作包含資料信號控制單元1B之實施例中，第二共振元件單元7B、資料及電力傳輸控制開關51之控制端43、資料及電力接收控制開關52之控制端43電性連接資料信號控制單元1B。

承上所述，將本創作無線資料傳輸及耐充雙向無線充放電裝置應用於攜帶式電子產品時，攜帶式電子產品本身具有近場通訊、藍芽、WiFi或GSM的天線，並以天線產生傳輸或接收資料的信號，第二共振元件單元7B的功能係用於藉由天線感應其它裝置產生的信號，以根據感應的信號產生一資料接收控制信號至資料信號控制單元1B；或者根據資料邏輯控制單元1A或信號控制單元1B產生的資料傳輸控制信號產生感應的信號，並藉由天線傳輸資料信號，其中無線資料傳輸及接收的範圍包括近場通訊、藍芽、WiFi或GSM的感應範圍。此外，第一共振元件單元7A係用於傳輸及接收電力，而第二共振元件單元7B用於產生傳輸資料信號及感應資料信號的作動及原理係相似第一共振元件單元7A傳輸及接收電力的作動及原理，於此不再詳述。

於本創作未包含資料信號控制單元1B以及未包含第二共振元件單元7B之實施例中，資料及電力傳輸控制開關51及資料及電力接收控制開關52係根據邏輯控制單元1A的資料傳輸信號或資料接收信號開啟或關閉，並藉由第一共振元件7A單元產生傳輸及接收資料的信號。

於本創作包含資料信號控制單元1B以及第二共振元件單元7B之實施例中，資料及電力傳輸控制開關51及資料及電力接收控制開關52係根據資料信號控制單元1B的資料傳輸信號或資料接收信號開啟或關閉，並藉由第二共振元件單元7B產生傳輸及接收資料的信號。

據此，資料信號控制單元1B可根據第二共振元件單元7B感應天線傳輸或接收資料的信號，產生包括資料傳輸控制信號以及資料接收控制信號的邏輯控制信號，使得資料及電力傳輸控制開關51以及資料及電力接收控制開關52根據邏輯控制信號開啟或關閉。資料及電力傳輸控制開關51以及資料及電力接收控制開關52其開啟或關閉的作動原理相似於第一逆流防止器4及第二逆流防止器4a，於此不再贅述。

本創作的實施例包括可同時處理無線資料傳輸以及雙向無線充放電的邏輯控制單元1A，或者包括分別處理無線資料傳輸功能的資料信號控制單元1B以及處理雙向無線充放電功能的邏輯控制單元1A，其係取決於系統整合晶片(SOC)的製造商。換句話說，無線資料傳輸及耐充雙向無線充放電裝置可整合為一系統整合晶片；或者，將傳輸及接收資料的NFC控制晶片整合或分開設置於資料信號控制單元1B中，如第5D圖所示。此外，藍芽、WiFi或GSM等無線傳輸功能則根據使用者本身使用的裝置是否具備該些控制晶片，並可進一步與本案的資料信號控制單元1B或者邏輯控制單元1A整合或分開設置。進一步而言，當本創作之無線資料傳輸及耐充雙向無線充放電裝置設置於例如智慧型裝置的攜帶式電子產品時，若該攜帶式電子產品本身具有藍芽、WiFi或GSM等無線傳輸功能時，則該攜帶式電子產品具有的NFC控制晶片搭配藍芽、WiFi或GSM的無線傳輸技術可進一步提升NFC傳輸及接收資料的範圍；或者，將本創作之無線資料傳輸及耐充雙向無線充放電裝置設置於以下各種實施例的裝置中，而使用者本身的裝置(不一定必須是智慧型裝置)則可用以接收該裝置所傳送的電力並與該裝置交換資料。

請參閱第6圖，其係為本創作無線資料傳輸及耐充雙向無線充放電裝置應用於智慧型手機P及智慧型手錶W的實施例。於此實施例中，智慧型手機P設置有本創作無線資料傳輸及耐充雙向無線充放電裝置(未圖示)，可用於雙向無線充放電及無線資料傳輸，其中，無線資料傳輸的手機可配備NFC控制晶片，用以無線傳輸資料。在實際使用時，智慧型手錶W只需配備單向接收電力的接收器以及NFC控制晶片，使得智慧型手機P可針對智慧型手錶W進行無線充電以及無線交換資料。此外，若智慧型手機P具有藍芽、WiFi或GSM等無線傳輸功能時，則可藉由智慧型手機P本身的電力增加與智慧型手錶W之間NFC交換資料的距離。

請參閱第7圖，其係為設置本創作無線資料傳輸及耐充雙向無線充放電裝置，並以無線交換資料的實施例。無線資料傳輸及耐充雙向無線充放電裝置係設置於桌子T中，並以單向無線傳輸電力至使用者的智慧型裝置以及無線交換資料。進一步而言，將本創作無線資料傳輸及耐充雙向無線充放電裝置設置於智慧型裝置(例如智慧型手機、智慧型平板、智慧型手錶、個人電腦、筆記型電腦等)、各種家電產品(筆記型電腦、電冰箱洗衣機、電視機等)、家具(例如桌子、櫃子、椅子、床櫃等)、基地台(例如山上的觀測站、電信基地台)、交通工具(汽車、機車、飛機、火車、公車)以及各種感應閘門(例如大眾運輸交通工具的感應閘門、便利商店的刷卡機等)時，使用者只需將本身配備有接收電力接收器以及NFC控制晶片的智慧型裝置靠近上述具有無線資料傳輸及耐充雙向無線充放電裝置以及NFC控制晶片的例子中，則可藉由例如桌子T傳輸電力給智慧型裝置，以提供智慧型裝置電力。相似地，若提供桌子T的使用者亦可在桌子T內部設置藍芽、WiFi或GSM天線，以進一步增加NFC交換資料的距離。

承上所述，使用者的智慧型裝置本身在傳輸或接收資料的過程中並不需消耗本身的電力，而是可進一步藉由例如桌子T的裝置所提供的電力強化(enhance)或增加NFC傳輸及接收資料的距離。進一步而言，由於習知的NFC技術其電流通常不大於1瓦特，因而無法進行遠距離的資料傳輸。然而，藉由設置本創作的無線資料傳輸及耐充雙向無線充放電裝置於各種裝置上，搭配裝置本身設置藍芽、WiFi或GSM的天線以無線傳輸資料，因此，可藉由該裝置提供的充電電流可擴大與智慧型裝置之間傳輸及接收資料的範圍。

於本創作之另一實施例中，係將無線資料傳輸及耐充雙向無線充放電裝置設置於山上的觀測站或者戶外的電信基地台。當使用者進行攀爬高山的活動時，若其智慧型裝置具有接收電力的接收器以及NFC控制晶片，當使用者進入山上觀測站的GSM感應範圍時，藉由設置於觀測站上的無線資料傳輸及耐充雙向無線充放電裝置，可針對使用者的智慧型裝置進行無線充電以及無線傳輸資料；或者，使用者的智慧型裝置亦可傳輸電力給觀測站。傳輸的資料包括觀測站上其設置的攝影機所拍攝的野生動物照片或影片。據此，本創作可提供使用者更多的生活資訊以及提供智慧型裝置電力。

於本創作之另一實施例中，將無線資料傳輸及耐充雙向無線充放電裝置設置於交通運輸工具的感應閘門上，例如台北捷運，則使用者在進出感應閘門時，感應閘門可針對使用者使用的智慧型裝置進行充電以及提供交通資料以及當地周圍的生活資訊等。

於本創作之另一實施例中，將無線資料傳輸及耐充雙向無線充放電裝置設置於辦公室中，則使用者在其WiFi、藍芽或GSM的感應範圍內則可隨時與任何使用者後端的個人電腦或者伺服器進行資料交換，並由個人電腦或伺服器提供智慧型裝置電力。

綜上所述，本創作之無線資料傳輸及耐充雙向無線充放電裝置的特點在於：藉由超電容特殊的設置位置以及超電容的阻抗係低於電池，因此，被充電時係會先對超電容充電，從而達到讓超電容來抵擋每次充電時的突波問題，相對乃能避免每次對電池充電所造成的累積式損壞；藉由第一、二逆流防止器4、4a的逆流防止作用，以能避免漏電，相對乃具有省電功效；藉由升降壓單元2係為一種具有同步整流的升降壓單元，較佳者係為金屬氧化物半導體場效電晶體式同步整流(MOSFET同步整流)，而據以提升升降壓的效率；藉由所述第一~三逆流防止器4、4a、4b亦使用第一、二金屬氧化物半導體場效電晶體44、45來做為逆流防止或做為開關的重要元件，使導通時所損耗的電較低，所以放電效率會較高，從而提升無線充放電效率；藉由本創作無線資料傳輸及耐充雙向無線充放電裝置之整流單元2可將直流訊號轉換為交流訊號，或者轉換交流訊號為直流訊號，使得第一共振元件單元7A可產生感應磁場，或者根據感應磁場產生感應電流，因而達到雙向無線充放電的功效，進一步使設置有本創作之無線資料傳輸及耐充雙向無線充放電裝置的攜帶式電子產品9係無線充電、亦能無線放電。

此外，藉由設置本創作無線資料傳輸及耐充雙向無線充放電裝置於各種裝置及場所中，智慧型裝置可單向接收該裝置所傳輸的電力而不需消耗使用者智慧型裝置本身的電力，並藉由裝置或該場所提供更大的電力(超過1瓦特)強化或增加智慧型裝置傳輸資料的距離，因而使得使用者的智慧型裝置可在近場通訊、藍芽、WiFi或GSM等各種感應範圍內達到及時(real time)、遠距離以及無線的資料交換、存取及更新，使得使用者可更便利的使用各種智慧型裝置。

以上所述者，僅為本創作之較佳可行實施例而已，非因此即侷限本創作之專利範圍，舉凡運用本創作說明書及圖式內容所為之等效結構變化，均理同包含於本創作之權利範圍內，合予陳明。