TWM532197U - 保護裝置及其相關無線充電系統 - Google Patents

Description

保護裝置及其相關無線充電系統

本創作關於一種保護裝置及其相關無線充電系統，尤指一種兼具保護行動裝置以及加強無線充電效率之保護裝置。

隨著資訊與通訊技術的發展，可攜式電子裝置，如筆記型電腦、平板電腦、行動電話、智慧型手機等，已成為人們生活或工作上不可或缺的一部份。一般而言，為了使用者隨身攜帶，可攜式電子裝置皆配備有用來儲存電力的充電電池，以提供可攜式電子裝置運作時所需的電力，一旦電力耗盡，便需再進行充電。在此情形下，為了方便使用者對可攜式電子裝置進行充電，習知技術已發展出無線充電技術，其利用電磁共振或電磁感應的方式將電力能量轉送到電子裝置，以對電子裝置中的電池充電。如此一來，電子裝置中的電池可在無任何線纜連接的狀況下進行充電。

因此，如何加強無線充電系統的無線充電效率已成為業界所努力的目標之一。

因此，本創作之主要目的即在於提供一種保護裝置，可提供行動裝置保護之功效，並且提升電子裝置進行無線充電時之效率。

本創作揭露一種用於一行動裝置之保護裝置，該行動裝置包含一接收線圈用以感應一發射線圈輸出之電磁波，該接收線圈環繞一幾何形狀而呈環狀，該保護裝置包含有一殼體，大致對應於該行動裝置之外觀，並具一安裝機構以安裝於該行動裝置；一第一導磁元件，設置於該殼體中相關於該殼體安裝於該行動裝置後該幾何形狀的所在位置，用來降低該接收線圈與該發射線圈之磁阻；以及一第二導磁元件，設置於該殼體中且環繞該第一導磁元件，用來配合該第一導磁元件而降低該接收線圈與該發射線圈之磁阻。

本創作另揭露一種無線充電系統，包含有一充電裝置，包含一發射線圈，用以輸出電磁波；一行動裝置，包含一接收線圈，用以感應該發射線圈輸出之電磁波，該接收線圈環繞一幾何形狀而呈環狀；以及一保護裝置，用於該行動裝置，其包含有一殼體，大致對應於該行動裝置之外觀，並具一安裝機構以安裝於該行動裝置；一第一導磁元件，設置於該殼體中相關於該殼體安裝於該行動裝置後該幾何形狀的所在位置，用來降低該接收線圈與該發射線圈之磁阻；以及一第二導磁元件，設置於該殼體中且環繞該第一導磁元件，用來配合該第一導磁元件而降低該接收線圈與該發射線圈之磁阻。

請參考第1圖，第1圖為本創作實施例一無線充電系統10之示意圖。無線充電系統10主要由一充電裝置104及一行動裝置106所組成，其可進行無線充電，並可透過一保護裝置102保護行動裝置106並加強無線充電效率。詳細來說，充電裝置104包含一發射線圈108，用以輸出電磁波。行動裝置106包含一接收線圈110，接收線圈110環繞一幾何形狀而呈環狀，用來感應發射線圈108所輸出的電磁波，並將電磁波轉換為電力以對電池進行充電，接收線圈110所環繞的幾何形狀可為圓形、橢圓形、四邊形等不同形狀，且不限於此。請繼續參考第2A圖及第2B圖，第2A圖為保護裝置102之俯視透視圖之示意圖，而第2B圖為保護裝置102之側視剖面圖之示意圖。保護裝置102包含有一殼體202、一第一導磁元件204及一第二導磁元件206。殼體202大致對應於行動裝置106之外觀，並且具有一安裝機構208以利保護裝置102安裝於行動裝置106上，例如，利用卡榫、卡扣件或吸附件等，將保護裝置102固定於行動裝置106上。因此，使用者可藉由保護裝置102來保護行動裝置106，以防止行動裝置106受到碰撞而損傷。另一方面，當保護裝置102安裝於行動裝置106並且進行充電時（即保護裝置102位於發射線圈108與接收線圈110之間時），第一導磁元件204沿發射線圈108與接收線圈110之一中心軸210投影於接收線圈110之一設置面的一第一投影結果與接收線圈110所環繞的幾何形狀重疊；而第二導磁元件206沿中心軸210投影於設置面之一第二投影結果圍繞接收線圈110所環繞的幾何形狀。藉此，第一導磁元件204及第二導磁元件206可加強發射線圈108與接收線圈110間之電磁波傳輸效率，以增加充電效率。

由於目前無線充電技術大多利用電磁感應的方式，將電力能量轉送到電子裝置，以對電子裝置中的電池充電。針對電磁感應的技術，發射線圈與接收線圈之間的電磁感應具有距離的限制，例如，發射線圈與接收線圈之間需具有一最短距離7公釐（mm）。因此，當行動裝置進行無線充電時，發射線圈與接收線圈之間必須保持一定距離。然而，當發射線圈與接收線圈之間的距離過於接近時，無線充電的發射線圈便會將設置於電子裝置的接收線圈視為異物，並且產生渦電流而加熱電子裝置。因此，本創作之保護裝置102藉由第一導磁元件204及第二導磁元件206的設置來增加保護裝置102的厚度，並且利用第一導磁元件204及第二導磁元件206來降低發射線圈108及接收線圈110之間的磁阻。

詳細來說，無線充電技術的電磁感應係利用相匹配的線圈進行電磁感應，將接收線圈所感應到的電磁波轉換為電力。在此實施例中，輸入發射線圈108的交流電電壓產生交變電流，以及產生交變的磁力線，接著，藉由磁力線將磁力傳送到匹配的接收線圈110。當接收線圈110接收電磁能量後，將該電磁能量轉換為電力，並且對電子裝置的電池進行無線充電。然而，當一導體（即行動裝置106）置於發射線圈108上方的距離過近時，發射線圈108所產生的磁力線將會穿過導體（即行動裝置106）而產生渦電流，此時，渦電流於導體（即行動裝置106）內流動時便會產生熱量，而造成導體（即行動裝置106）的安全問題。因此，本創作實施例的保護裝置102可增加發射線圈108與接收線圈110之間的距離，以防止渦電流在導體（即行動裝置106）內的產生，並確保行動裝置106的安全性。此外，保護裝置102中設置導磁率高的材料雖可增加無線充電時的效率，然而，若以導磁元件作為保護裝置102 的材質時（即一整片導磁材料製成之保護裝置102），則會將發射線圈108與接收線圈110之間的磁力線遮蔽，反而影響無線充電的效率。因此，在此實施例中，保護裝置102採用圓形的第一導磁元件204以及環繞第一導磁元件204的第二導磁元件206來降低磁阻。由於第一導磁元件204與第二導磁元件206的設置不會遮蔽發射線圈108與接收線圈110之間的磁力線，而其材料的導磁效果可用來增加無線充電的效率。如此一來，保護裝置102中的第一導磁元件204及第二導磁元件206不僅增加保護裝置102的厚度，以避免接收線圈110與發射線圈108之間距離過近而產生渦電流的問題，並且能藉由導磁材料來增加無線充電的效率。

上述保護裝置102僅為本創作之一實施例，本領域具有通常知識者可據以做不同的修飾，且不限於此。舉例來說，第一導磁元件204及第二導磁元件206除了可設置於保護裝置102中之外，亦可設置於充電裝置104中或以附加方式置於充電裝置104上，只要是能於進行無線充電時，設置於發射線圈108及接收線圈110之間，用來保持發射線圈108及接收線圈110之間的距離，並且降低發射線圈108及接收線圈110之間的磁阻的配置方式或裝置，皆適用於本創作，且不限於此。

綜上所述，本創作之保護裝置除了可以用來保護行動裝置之外，亦可用來提升無線充電的效率及避免渦電流的問題產生，進而提升保護裝置的實用性及便利性。

以上所述僅為本創作之較佳實施例，凡依本創作申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本創作之涵蓋範圍。

10‧‧‧無線充電系統

102‧‧‧保護裝置

104‧‧‧充電裝置

106‧‧‧行動裝置

108‧‧‧發射線圈

110‧‧‧接收線圈

202‧‧‧殼體

204‧‧‧第一導磁元件

206‧‧‧第二導磁元件

208‧‧‧安裝機構

210‧‧‧中心軸

第1圖為本創作實施例一無線充電系統之示意圖。 第2A圖為本創作實施例一保護裝置之俯視透視圖之示意圖。 第2B圖為本創作實施例一保護裝置之側視剖面圖之示意圖。

10‧‧‧無線充電系統

102‧‧‧保護裝置

104‧‧‧充電裝置

106‧‧‧行動裝置

108‧‧‧發射線圈

110‧‧‧接收線圈

202‧‧‧殼體

204‧‧‧第一導磁元件

206‧‧‧第二導磁元件

208‧‧‧安裝機構

210‧‧‧中心軸

Claims (10)

1. 一種用於一行動裝置之保護裝置，該行動裝置包含一接收線圈用以感應一發射線圈輸出之電磁波，該接收線圈環繞一幾何形狀而呈環狀，該保護裝置包含有：一殼體，大致對應於該行動裝置之外觀，並具一安裝機構以安裝於該行動裝置；一第一導磁元件，設置於該殼體中相關於該殼體安裝於該行動裝置後該幾何形狀的所在位置，用來降低該接收線圈與該發射線圈之磁阻；以及一第二導磁元件，設置於該殼體中且環繞該第一導磁元件，用來配合該第一導磁元件而降低該接收線圈與該發射線圈之磁阻。
2. 如請求項1所述之保護裝置，其中將該第一導磁元件沿該接收線圈與該發射線圈之一中心軸投影於該接收線圈之一設置面的一第一投影結果與該幾何形狀重疊。
3. 如請求項2所述之保護裝置’其中將該第二導磁元件沿該中心軸投影於該設置面之一第二投影結果圍繞該接收線圈。
4. 如請求項1所述之保護裝置，其中於該接收線圈透過該第一導磁元件及該第二導磁元件感應該發射線圈輸出之電磁波。
5. 如請求項1所述之保護裝置，其中該第一導磁元件及該第二導磁元件用來避免該行動裝置於充電時產生渦電流。
6. 一種無線充電系統，包含有：一充電裝置，包含一發射線圈，用以輸出電磁波；一行動裝置，包含一接收線圈，用以感應該發射線圈輸出之電磁波，該接收線圈環繞一幾何形狀而呈環狀；以及一保護裝置，用於該行動裝置，其包含有：一殼體，大致對應於該行動裝置之外觀，並具一安裝機構以安裝於該行動裝置；一第一導磁元件，設置於該殼體中相關於該殼體安裝於該行動裝置後該幾何形狀的所在位置，用來降低該接收線圈與該發射線圈之磁阻，以及一第二導磁元件，設置於該殼體中且環繞該第一導磁元件，用來配合該第一導磁元件而降低該接收線圈與該發射線圈之磁阻。
7. 如請求項6所述之無線充電系統，其中將該第一導磁元件沿該接收線圈與該發射線圈之一中心軸投影於該接收線圈之一設置面的一第一投影結果與該幾何形狀重疊。
8. 如請求項7所述之無線充電系統，其中將該第二導磁元件沿該中心軸投影於該設置面之一第二投影結果圍繞該接收線圈。
9. 如請求項6所述之無線充電系統，其中於該接收線圈透過該第一導磁元件及該第二導磁元件感應該發射線圈輸出之電磁波。
10. 如請求項6所述之無線充電系統，其中該第一導磁元件及該第二導磁 元件用來避免該行動裝置於充電時產生渦電流。