專利名稱：無線充電裝置及其接收端裝置的制作方法
專利說明無線充電裝置及其接收端裝置 方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種能量傳輸系統(tǒng)，且特別是有關(guān)于一種可無線地進行能量傳輸?shù)哪芰總鬏斚到y(tǒng)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)上，多種無線傳輸技術(shù)已廣泛地被應(yīng)用在通訊領(lǐng)域中。目前的無線傳輸技術(shù)大部分使用于在信號的接收與發(fā)送上，故多半只能達成低功率的信號傳輸。由于使用無線傳輸技術(shù)的電子產(chǎn)品越來越多，藉由無線傳輸方式來達到更高功率的傳輸技術(shù)的開發(fā)越來越受到重視。因此，如何設(shè)計出可無線地進行能量傳輸?shù)哪芰總鬏斚到y(tǒng)是業(yè)界不斷致力的方向之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明有關(guān)于一種能量傳輸系統(tǒng)及其能量發(fā)送與能量接收的方法，相較于傳統(tǒng)能量傳輸系統(tǒng)，本發(fā)明相關(guān)的能量傳輸系統(tǒng)具有可無線地進行能量傳輸?shù)膬?yōu)點。
根據(jù)本發(fā)明提出一種接收端裝置，包括M個能量接收模塊、電能儲存電路、偵測電路及電平轉(zhuǎn)換電路，M為自然數(shù)。M個能量接收模塊分別經(jīng)由M個無線能量傳輸路徑來接收M筆接收電能。電能儲存電路耦接至M個能量接收模塊以接收M筆接收電能并儲存集合電能。偵測電路用以偵測與集合電能對應(yīng)的偵測電平以產(chǎn)生第一使能信號。電平轉(zhuǎn)換電路用以響應(yīng)于第一使能信號使能以根據(jù)集合電能轉(zhuǎn)換輸出系統(tǒng)電能。
根據(jù)本發(fā)明提出一種無線充電裝置，包括發(fā)送端裝置及接收端裝置。發(fā)送端裝置包括N個能量發(fā)送模塊，分別用以經(jīng)由相對應(yīng)的無線能量傳輸路徑輸出能量，N為自然數(shù)。接收端裝置，包括M個能量接收模塊、電能儲存電路、偵測電路及電平轉(zhuǎn)換電路，M為自然數(shù)。M個能量接收模塊分別經(jīng)由M個無線能量傳輸路徑來接收M筆接收電能。電能儲存電路耦接至M個能量接收模塊以接收M筆接收電能并儲存集合電能。偵測電路用以偵測與集合電能對應(yīng)的偵測電平以產(chǎn)生第一使能信號。電平轉(zhuǎn)換電路用以響應(yīng)于第一使能信號使能以根據(jù)集合電能轉(zhuǎn)換輸出系統(tǒng)電能。
本發(fā)明的無線充電裝置及接收端裝置應(yīng)用若干無線能量傳輸模塊來無線地進行能量傳輸。其好處在于，相較于傳統(tǒng)能量傳輸系統(tǒng)，本發(fā)明的能量傳輸系統(tǒng)具有可無線地進行能量傳輸?shù)膬?yōu)點。
為讓本發(fā)明的上述內(nèi)容能更明顯易懂，下面通過具體實施方式
，并配合所附圖式，作詳細說明如下

圖1繪示依照本發(fā)明第一種實施方式的無線充電裝置的方塊圖。
圖2繪示圖1中的輪詢計算電路30的詳細電路圖。
圖3繪示圖2中的輪詢計算電路的相關(guān)信號時序圖。
圖4繪示圖2中的邏輯電路34的詳細電路圖。
圖5繪示圖1中的能量接收模塊22_j的詳細電路圖。
圖6繪示本發(fā)明第二種實施方式的輪詢計算電路的詳細電路圖。
圖7繪示圖6中的輪詢計算電路的相關(guān)信號時序圖。
具體實施方式
本實施方式的無線充電裝置透過無線能量傳輸路徑來無線地對提供電能對電子裝置進行充電。
請參照圖1，其繪示依照本發(fā)明實施方式的無線充電裝置的方塊圖。無線充電裝置1包括發(fā)送端裝置10及接收端裝置20。發(fā)送端裝置10具有N個能量發(fā)送模塊12_1至12_N及控制器14，其中N為大于1的自然數(shù)。N個能量發(fā)送模塊12_1至12_N分別用以受控于處理器12c，經(jīng)由相對應(yīng)的無線能量傳輸路徑輸出能量Ste_1至Ste_N。
接收端裝置20具有M個能量接收模塊22_1至22_M、電能儲存電路24、偵測電路26及電平轉(zhuǎn)換電路28，其中M為大于1的自然數(shù)。M個能量接收模塊22_1至22_M分別用以經(jīng)由相對應(yīng)的無線能量傳輸路徑接收能量Sre_1至Sre_M。能量接收模塊22_1至22_M更用以回應(yīng)于對應(yīng)的M個控制信號，將其接收到的能量Sre_1至Sre_M提供至電能儲存電路24。
在一個例子中，此M個控制信號例如為M個輪詢控制(Polling Control)信號Sc_1至Sc_M，而接收端裝置20更包括輪詢計算電路(Polling Counter)30，用以提供輪詢控制信號Sc_1至Sc_M到能量接收模塊22_1至22_M，以依序地控制能量接收模塊22_1至22_M提供對應(yīng)的能量Sre_1至Sre_M。
請參照圖2及圖3，圖2繪示圖1的輪詢計算電路30的詳細電路圖，圖3繪示圖2的輪詢計算電路的相關(guān)信號時序圖。輪詢計算電路30包括第二邏輯電路34及計數(shù)器36。
第二邏輯電路34用以響應(yīng)于第三使能信號En1，以根據(jù)頻率信號CLK產(chǎn)生使能的計數(shù)控制信號Scnt。在一個例子中，第三使能信號En1的使能電平為低電平LV，而第三使能信號En1的電平持續(xù)地為使能電平，以控制第二邏輯電路34產(chǎn)生使能的計數(shù)控制信號Scnt。
請參照圖4，其繪示圖2的第二邏輯電路34的詳細電路圖。在本實施方式中，第二邏輯電路34包括非門(Not Gate)34a與與門(And Gate)34b。非門34a用以根據(jù)持續(xù)具有低電平LV的第三使能信號En1產(chǎn)生持續(xù)具有高電平的反相使能信號En1B。與門34b響應(yīng)于高電平的反相使能信號En1B提供頻率信號CLK做為使能的計數(shù)控制信號Scnt輸出。
計數(shù)器36用以響應(yīng)計數(shù)控制信號Scnt，計數(shù)產(chǎn)生M個輪詢信號Sc_1至Sc_M。例如，計數(shù)器36響應(yīng)于計數(shù)控制信號Scnt的上升緣(Rising Edge)來執(zhí)行計數(shù)操作。舉例來說，當(dāng)計數(shù)控制信號Scnt觸發(fā)第1次上升緣時，計數(shù)器36對應(yīng)地產(chǎn)生使能的輪詢控制信號Sc_1。當(dāng)計數(shù)控制信號Scnt觸發(fā)第1+1(＝2)次上升緣時，計數(shù)器36對應(yīng)地產(chǎn)生使能的輪詢控制信號Sc_2，輪詢控制信號Sc_1變?yōu)榉鞘鼓軤顟B(tài)(圖3中以高電平為使能狀態(tài)為例繪示)。如此，根據(jù)前述類似操作，計數(shù)器36可響應(yīng)于計數(shù)控制信號Scnt提供M個使能時間彼此錯開的輪詢控制信號Sc_1至Sc_M。
受控于M個輪詢控制信號Sc_1至Sc_M，能量接收模塊22_1至22_M可將對應(yīng)的能量Sre_1至Sre_M提供至電能儲存電路24。由于能量接收模塊22_1至22_M具有實質(zhì)上相同的電路結(jié)構(gòu)與操作，接下來，以M個能量接收模塊22_1至22_M中的第j個能量接收模塊22_j的操作為例作說明，其中j為小于或等于M的自然數(shù)。
請參照圖5，其繪示圖1的能量接收模塊22_j的詳細電路圖。能量接收模塊22_j包括接收電容C、開關(guān)SW及第一邏輯電路LC。接收電容C用以經(jīng)由M個無線能量傳輸路徑中對應(yīng)的能量傳輸路徑接收并儲存對應(yīng)的能量Sre_j。在一個例子中，能量接收模塊22_j更包括接收單元(未繪示)，用以經(jīng)由對應(yīng)的能量傳輸通道接收能量Sre_j。
第一邏輯電路LC用以提供第二使能信號En2_j，以使能開關(guān)SW，將接收電容C中的能量提供至電能儲存電路24。在一個例子中，第一邏輯電路LC包括或門(OR Gate)OG與與門(AND Gate)AG。或門OG接收并根據(jù)第二使能信號En2_j及相關(guān)于接收電容C的電平的電平偵測信號Vs_j進行或運算，以產(chǎn)生內(nèi)部信號Si_j。與門AG用以根據(jù)內(nèi)部信號Si_j及與能量接收模塊22_j對應(yīng)的輪詢信號Sc_j進行及運算，以產(chǎn)生第二使能信號En2_j。
在一個操作實例中，在輪詢控制信號Sc_j非使能的期間中，若接收電容C經(jīng)由對應(yīng)的能量傳輸路徑接收能量，使得接收電容C兩端儲存電能，而電平偵測信號Vs_j對應(yīng)地具有使能電平。如此，內(nèi)部信號Si_j亦對應(yīng)地為使能電平。如此當(dāng)輪詢控制信號Sc_j使能時，第二使能信號En2_j亦為使能電平，以導(dǎo)通開關(guān)SW，將接收電容C中接收并儲存的能量Sre_j提供至電能儲存電路24。
電能儲存電路24例如為一個電容值遠大于接收電容C的超級電容，用以搜集各能量接收模塊22_1至22_M提供的能量Sre_j，以儲存集合電能SEc。
偵測電路26用以偵測電能儲存電路24儲存的集合電能SEc的電平，以對應(yīng)地產(chǎn)生第一使能信號En3。在一個例子中，偵測電路26為史密特觸發(fā)器(Schmitt Trigger)，其用以在集合電能SEc的電平大于使能臨界值時控制第一使能信號En3為使能電平，并于集合電能SEc的電平小于非使能臨界值時控制使能信號為非使能電平。其中，使能臨界值大于非使能臨界值。
電平轉(zhuǎn)換電路28響應(yīng)于第一使能信號En3，以根據(jù)集合電能SEc轉(zhuǎn)換輸出系統(tǒng)電能SEs。
在本實施方式中，雖僅以第二邏輯電路34接收的第三使能信號En1持續(xù)地處于低電壓電平的情形為例作說明，但在其它實施方式中，第三使能信號En1的電平并不局限于此。在本發(fā)明的第二種實施方式中，輪詢計算電路30′參考各能量接收模塊22_1至22_M的能量接收效率來決定第三使能信號En1的電平，以選擇性地調(diào)整各能量接收模塊22_1至22_M提供能量至電能儲存電路24的操作時間的長度。
請參照圖6及圖7，圖6繪示本發(fā)明第二種實施方式中輪詢計算電路的詳細電路圖，圖7繪示圖6的第三邏輯電路及應(yīng)用其的輪詢計算電路的相關(guān)信號時序圖。本實施方式的輪詢計算電路更包括用以產(chǎn)生第三使能信號En1′的第三邏輯電路32。第三邏輯電路32包括或門32a及延遲電路32b。
或門32a用以接收并根據(jù)各能量接收模塊22_1至22_M中所產(chǎn)生的第二使能信號En2_1至En2_M進行或運算，以產(chǎn)生延遲控制信號Stm。延遲電路32b用以受控于延遲控制信號Stm，在一段特定時間TP中提供非使能電平(即是高電平Hv)的第三使能信號En1’。舉例來說，此段延遲期間的長度例如等于三個頻率信號CLK′的周期時間。
在一個操作實例中，能量接收模塊221具有較佳的能量接收效率，使得能量接收模塊22_1的接收電容C的處于高電平。如此，在輪詢控制信號Sc_1使能(處于高電壓電平)時，電平偵測信號Vs_1及內(nèi)部信號Si_1亦同時處于高電平，使得第二使能信號En2_1亦處于高電平。如此，或門32a響應(yīng)于處于高電壓電平的第二使能信號En2_1提供使能的延遲控制信號Stm控制延遲電路32b在一段特定期間中輸出具有非使能電平(即高電平)的第三使能信號En1′。
對應(yīng)地，第二邏輯電路34′對應(yīng)提供非使能的計數(shù)控制信號Scnt′，而計數(shù)器36′對應(yīng)地暫停其的計數(shù)操作。如此，在此段延遲期間中，輪詢控制信號Sc_1′持續(xù)地為使能電平。
假設(shè)能量接收模塊22_2至22_M的能量接收效率均遠低于能量接收模塊22_1的能量接收效率，則此延遲期間的長度亦可設(shè)定為遠大于頻率信號CLK′的周期時間，使得接收端裝置20可有效地利用能量傳輸效率較佳的能量接收模塊來提供能量至電能儲存電路24。
本實施方式的無線充電裝置及接收端裝置應(yīng)用若干無線能量傳輸模塊來無線地進行能量傳輸。如此，相較于傳統(tǒng)能量傳輸系統(tǒng)，本實施方式的能量傳輸系統(tǒng)具有可無線地進行能量傳輸?shù)膬?yōu)點。
另外，本實施方式的接收端裝置不需使用任何處理器來對能量接收模塊的操作進行控制。如此，本實施方式的無線充電裝置及接收端裝置更具有電路成本較低的優(yōu)點。
權(quán)利要求
1.一種接收端裝置，其特征在于包括
M個能量接收模塊，分別用以經(jīng)由M個無線能量傳輸路徑來接收M筆接收電能，M為自然數(shù)；
電能儲存電路，耦接至該M個能量接收模塊，以接收該M筆接收電能并儲存成集合電能；
偵測電路，偵測與該集合電能對應(yīng)的一偵測電平，以產(chǎn)生第一使能信號；以及
電平轉(zhuǎn)換電路，響應(yīng)于該第一使能信號，以根據(jù)該集合電能轉(zhuǎn)換輸出系統(tǒng)電能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接收端裝置，其特征在于各該M個能量接收模塊包括
接收電容，用以經(jīng)由該M個無線能量傳輸路徑中對應(yīng)的能量傳輸路徑接收對應(yīng)的電能；
開關(guān)，用以響應(yīng)于一第二使能信號導(dǎo)通，以將該接收電容中的電能提供至該電能儲存電路；及
第一邏輯電路，用以提供該第二使能信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的接收端裝置，其特征在于更包括
輪詢計算電路，用以提供M個輪詢信號來分別控制該M個能量接收模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的接收端裝置，其特征在于該第一邏輯電路包括
或門，用以接收該第二使能信號及一電平偵測信號來運算產(chǎn)生一內(nèi)部信號，該電平偵測信號相關(guān)于該接收電容兩端的電平；及
與門，用以接收該內(nèi)部信號及該M個輪詢信號中對應(yīng)的輪詢信號來運算產(chǎn)生該第二使能信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接收端裝置，其特征在于更包括
輪詢計算電路，用以提供M個輪詢信號來分別控制該M個能量接收模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的接收端裝置，其特征在于該輪詢計算電路包括
第二邏輯電路，用以響應(yīng)于第三使能信號，以根據(jù)頻率信號產(chǎn)生計數(shù)控制信號；及
計數(shù)器，用以響應(yīng)于該計數(shù)控制信號計數(shù)產(chǎn)生該M個輪詢信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的接收端裝置，其特征在于該輪詢計算電路更包括
第三邏輯電路，用以提供該第三使能信號，該第三邏輯電路包括
或門，用以接收分別與該M個無線能量接收模塊對應(yīng)的M個第二使能信號，并據(jù)以運算產(chǎn)生一延遲控制信號；及
延遲電路，用以受控于該延遲控制信號在一段特定時間中提供非使能的該第三使能信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的接收端裝置，其特征在于該第二邏輯電路包括
非門，用以接收該第三使能信號以提供一反相第三使能信號；及
與門，用以接收該反相第三使能信號及該頻率信號運算生該計數(shù)控制信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接收端裝置，其特征在于該偵測電路為一史密特觸發(fā)器。
10.一種無線充電裝置，其特征在于包括發(fā)送端裝置，所述發(fā)送端包括N個能量發(fā)送模塊，分別用以經(jīng)由相對應(yīng)的無線能量傳輸路徑輸出能量，N為自然數(shù)；所述無線充電裝置還包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的接收端裝置。
全文摘要
一種無線充電裝置及其接收端裝置，涉及能量傳輸領(lǐng)域。接收端裝置包括M個能量接收模塊、電能儲存電路、偵測電路及電平轉(zhuǎn)換電路。M個能量接收模塊分別經(jīng)由M個無線能量傳輸路徑來接收M筆接收電能，M為自然數(shù)。電能儲存電路耦接至M個能量接收模塊以接收M筆接收電能并儲存集合電能。偵測電路用以偵測與集合電能對應(yīng)的偵測電平以產(chǎn)生第一使能信號。電平轉(zhuǎn)換電路用以響應(yīng)于第一使能信號使能以根據(jù)集合電能轉(zhuǎn)換輸出系統(tǒng)電能。
文檔編號H02J7/00GK101515729SQ200910003538
公開日2009年8月26日 申請日期2009年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月6日
發(fā)明者徐榮國, 林志隆 申請人:蘇州達方電子有限公司, 達方電子股份有限公司