專利名稱：變頻式無線供電與充電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是提供一種變頻式無線供電與充電裝置，尤指無線供充電接收器以偵 測保護模塊偵測電源底座所供應(yīng)電源的狀況后，回傳訊號至電源底座，讓電源底座自動調(diào) 整功率輸出大小，讓能量傳輸?shù)膿p耗降低，且多余功率轉(zhuǎn)換亦大幅度降低。
背景技術(shù)：
生活環(huán)境進入數(shù)字時代，各種數(shù)字式產(chǎn)品更充斥在生活周遭，例如數(shù)字相機、行動 電話、音樂播放器(MP3)等各種可攜式電子裝置，且各種可攜式電子裝置、產(chǎn)品均朝向輕、 薄、短、小的設(shè)計理念，但如要達到可隨時攜帶使用目的首先必須要解決的即是用電的問 題，一般最普遍的方式就是在可攜式電子裝置內(nèi)裝設(shè)充電電池，在電力耗盡時，能重新充 電，但現(xiàn)今每個人都具有多個可攜式電子裝置，每個可攜式電子裝置都各自有特定相容的 充電器，每當(dāng)購買新的可攜式電子裝置，就需要額外購買一個相對應(yīng)的充電器，便會增加經(jīng) 濟上的負擔(dān)，且又需占用大量空間來進行收納，更因多個電子裝置的充電器都一同收納，當(dāng) 需要特定充電器時，又會產(chǎn)生耗費時間尋找比對的缺失。其次，目前充電器的使用的方式，是利用充電器的連接接口插接到電源插座，再將 充電器的連接器插接到可攜式電子裝置，使其可攜式電子裝置進行充電，待充電完成后，再 將充電器由可攜式電子裝置上移除，因所述充電器需依賴有電源插座的地方才可充電，導(dǎo) 致充電地點受到限制，如果處于室外而急需充電時，將無法及時充電。因此，便有廠商針對此一問題，研發(fā)出利用電磁波感應(yīng)來傳導(dǎo)電力的產(chǎn)品，其無接 點感應(yīng)傳輸電力的產(chǎn)品因具有較佳的方便性，在市場上一推出便深受矚目，但現(xiàn)今的無接 點感應(yīng)傳輸電力產(chǎn)品在實際使用上卻存在諸多缺失，現(xiàn)分述如下(一 )所述無接點感應(yīng)傳輸電力產(chǎn)品的電力發(fā)射端是一線圈配合諧振電路發(fā)射能 量，其發(fā)射能量的大小在通電后就無法改變，而需求端的電子裝置若改變所需的功率時，發(fā) 射端卻無法改變功率，將導(dǎo)致功率不足或功率浪費的缺失。( 二)接收端二次側(cè)的諧振電容與接收線圈是利用并聯(lián)方式設(shè)置，在無負載工作 的狀態(tài)下，將會持續(xù)消耗功率，而導(dǎo)致有浪費能源的缺失。(三)所述線圈是利用單蕊的絕緣漆包銅線繞制而成，無線供電運作時會發(fā)熱導(dǎo) 致傳送效率不佳、功率降低。(四)接收端未設(shè)置有安全電路，若產(chǎn)生短路或過大電流的情形，便會讓電子裝置 損壞。因此，如何解決現(xiàn)有無接點感應(yīng)傳輸電力產(chǎn)品的問題與缺失，即為從事此行業(yè)的 相關(guān)廠商所亟欲研究改善的方向所在。故，創(chuàng)作人有鑒于上述的問題與缺失，乃搜集相關(guān)資料，經(jīng)由多方評估及考量，并 以從事于此行業(yè)累積的多年經(jīng)驗，經(jīng)由不斷試作及修改，始設(shè)計出此種可自動調(diào)整功率輸 出大小的變頻式無線供電與充電裝置的實用新型專利誕生。發(fā)明內(nèi)容本實用新型的第一目的乃在于提供一種變頻式無線供電與充電裝置，所述無線供 充電接收器接收電源底座所傳輸?shù)碾娫春?，利用偵測保護模塊偵測供應(yīng)電源的狀況，再通 過第二微處理器分析后，以信號產(chǎn)生電路、第二諧振電路及第二線圈將訊號傳輸至電源底 座，電源底座接收訊號后，利用檢測模塊檢測訊號及電壓，再以第一微處理器分析后控制功 率切換驅(qū)動電路自動調(diào)整功率輸出大小，讓電源底座傳輸符合無線供充電接收器需求的功 率，使能量傳輸?shù)膿p耗及多余功率的轉(zhuǎn)換降低，進而達到節(jié)能的效果。本實用新型的第二目的乃在于提供一種變頻式無線供電與充電裝置，電源底座的 功率切換驅(qū)動電路是以全半橋驅(qū)動電路并聯(lián)有第一金屬氧化物場效應(yīng)晶體管陣列及第二 金屬氧化物場效應(yīng)晶體管陣列，讓全半橋驅(qū)動電路可在不斷電連續(xù)操作的情況下快速切換 功率輸出，全半橋驅(qū)動電路更可在無工作時，切斷第一金屬氧化物場效應(yīng)晶體管陣列及第 二金屬氧化物場效應(yīng)晶體管陣列通道的漏電，以將電路的靜態(tài)消耗降到最低，由此達到節(jié) 能的目的。本實用新型的第三目的乃在于提供一種變頻式無線供電與充電裝置，利用多股漆 包線絞合后用可粘性絕緣材質(zhì)粘合的線材，繞制形成單層扁平矩形的第一線圈及第二線 圈，使第一線圈及第二線圈在高頻下不僅具有低阻抗更可具有足夠電感量，由此達到第一 線圈及第二線圈在傳送功率時降低產(chǎn)生熱量、提高傳送效率、提高最大功率及提升節(jié)能效 果的目的。本實用新型的第四目的乃在于提供一種變頻式無線供電與充電裝置，無線供充電 接收器利用第二線圈串聯(lián)第二諧振電路的諧振電容，讓其諧振無負載時為零消耗，而重負 載時可以得到大功率的優(yōu)勢，由此達到節(jié)能及提升效率的目的。本實用新型的第五目的乃在于提供一種變頻式無線供電與充電裝置，無線供充電 接收器的偵測保護模塊在整流濾波電路與穩(wěn)壓電路之間設(shè)有斷路保護電路，穩(wěn)壓電路及升 降穩(wěn)壓電路又電性連接有電流偵測保護電路，電流偵測保護電路內(nèi)使用可自行恢復(fù)的過電 流斷路保險絲，讓電流過大時可切斷斷路保護電路的供電，或經(jīng)由電流偵測保護電路的過 電流斷路保險絲自行斷路保護，因具有雙重保護，而可以提升避免走火、毀損的效果，進而 達到提升產(chǎn)品使用安全的目的。為了達到上述目的，本實用新型提供一種變頻式無線供電與充電裝置，尤指可連 接電源并利用電磁感應(yīng)方式供電子裝置充電的裝置，其包括電源底座、無線供充電接收器， 其中所述電源底座以第一微處理器電性連接有電源電路，所述電源電路電性接有與電 源連接的電源輸入接口，且所述第一微處理器電性連接于功率切換驅(qū)動電路的全半橋驅(qū)動 電路，其全半橋驅(qū)動電路并聯(lián)有第一金屬氧化物場效應(yīng)晶體管陣列及第二金屬氧化物場效 應(yīng)晶體管陣列，所述二個金屬氧化物場效應(yīng)晶體管陣列再電性連接于第一諧振電路，所述 第一諧振電路則電性連接有可接收訊號與發(fā)射能量的第一線圈及電性連接于所述第一微 處理器的檢測模塊，所述檢測模塊設(shè)有分別偵測所述第一諧振電路所接收訊號并傳輸結(jié)果 至所述第一微處理器的信號檢測電路、電壓檢測電路；所述無線供充電接收器設(shè)有可發(fā)射訊號及接收電力的第二線圈，所述第二線圈電 性連接有第二諧振電路，所述第二諧振電路電性連接有接收其高壓交流電源的整流濾波電路，所述整流濾波電路則電性連接有偵測保護模塊內(nèi)接收整流濾波電路的高壓交流電源并 轉(zhuǎn)換成為低壓電源輸出的穩(wěn)壓電路、電性連接于所述整流濾波電路及穩(wěn)壓電路的電壓偵測 電路，所述整流濾波電路與穩(wěn)壓電路之間電性連接有在電流過大時受第二微處理器控制形 成斷開來停止供電的斷路保護電路，再以穩(wěn)壓電路電性連接有溫度偵測電路及可供應(yīng)電源 至電子裝置的電源輸出接口，電壓偵測電路、溫度偵測電路電性連接有接收其訊號來進行 處理的所述第二微處理器，所述第二微處理器又電性連接于可接收其編碼訊號再產(chǎn)生信號 至所述第二諧振電路的信號產(chǎn)生電路。較佳的實施方式中，所述電源底座的第一微處理器輸出有脈寬調(diào)變訊號及控制訊 號至全半橋驅(qū)動電路，全半橋驅(qū)動電路設(shè)有利用一電阻、一電容組成的電阻電容延遲電路 及呈并聯(lián)的一反向驅(qū)動集成電路、一正向驅(qū)動集成電路，所述電阻電容延遲電路輸入至反 向驅(qū)動集成電路，脈寬調(diào)變訊號傳輸至所述電阻電容延遲電路及正向驅(qū)動集成電路，反向 驅(qū)動集成電路的輸入間則配置一個N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，所述N型金屬氧 化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管又連接有接收所述第一微處理器控制訊號控制輸入狀態(tài)為訊號 或接地的切換器，反向驅(qū)動集成電路與正向驅(qū)動集成電路輸出端則分別連接有第一金屬氧 化物場效應(yīng)晶體管陣列及第二金屬氧化物場效應(yīng)晶體管陣列。較佳的實施方式中，所述電源底座的第一金屬氧化物場效應(yīng)晶體管陣列及第二金 屬氧化物場效應(yīng)晶體管陣列由一個N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管與P型金屬氧化物 半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管搭配組成，二者前端分別搭配作為金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管開 寬充放電匹配用的二極管與電阻，以接收全半橋驅(qū)動電路的驅(qū)動訊號來切換輸出高壓電源 或接地，并以第一線圈串聯(lián)第一諧振電路的諧振電容后，在二端分別連接第一金屬氧化物 場效應(yīng)晶體管陣列及第二金屬氧化物場效應(yīng)晶體管陣列，其二端用于接受反相的驅(qū)動訊號 形成全橋式驅(qū)動，或是將第一金屬氧化物場效應(yīng)晶體管陣列切成接地則形成輸出電壓減半 的半橋式驅(qū)動電路。較佳的實施方式中，所述電源底座的第一線圈及無線供充電接收器的第二線圈是 利用多股漆包線絞合再用可粘性絕緣材質(zhì)粘合形成的線材，利用模具作單層的扁平矩形繞 制后，再留雙引線拉出至一端，并在各引線末端焊無鉛錫來形成導(dǎo)電部。較佳的實施方式中，所述無線供充電接收器偵測保護模塊的穩(wěn)壓電路及電源輸出 接口之間電性連接有電流過大時自行斷路保護的電流偵測保護電路，電流偵測保護電路內(nèi) 使用可自行恢復(fù)的過電流斷路保險絲，電流偵測保護電路又電性連接于電流過大時可接收 其訊號切斷斷路保護電路來停止供電至電子裝置的第二微處理器。較佳的實施方式中，所述無線供充電接收器的偵測保護模塊又設(shè)有電性連接于電 壓偵測電路的升降穩(wěn)壓電路，穩(wěn)壓電路及升降穩(wěn)壓電路則電性連接于可通過電源輸出接口 對外輸出電源至電子裝置的電流偵測保護電路，穩(wěn)壓電路電性連接有充電模塊的充電管理 電路，所述充電管理電路則電性連接有將電源通過升降穩(wěn)壓電路、電流偵測保護電路傳輸 至電源輸出接口的蓄電池，且所述蓄電池電性連接于電壓偵測電路。較佳的實施方式中，所述無線供充電接收器的第二線圈串聯(lián)第二諧振電路的一諧 振電容，再將二端分別連接于整流濾波電路的橋式整流器的交流輸入二端，其整流濾波電 路由橋式整流器與濾波電容組合成，整流濾波電路又連接有偵測保護模塊內(nèi)由一個N型金 屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管與P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管搭配組成的斷路保
6護電路，P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管則連接穩(wěn)壓電路，N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效 應(yīng)晶體管連接于控制其搭配P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管導(dǎo)通狀態(tài)的第二微處理
ο較佳的實施方式中，所述無線供充電接收器的電源輸出接口為通用串行總線或相 對應(yīng)于電子裝置的直流電源插頭、插座。綜上所述，本實用新型具有提升效率、節(jié)能、安全等諸多優(yōu)點。
圖1為本實用新型電源底座的方塊圖；圖2為本實用新型無線供充電接收器的方塊圖；圖3為本實用新型全半橋驅(qū)動電路的電路圖；圖4為本實用新型電源底座局部的電路圖；圖5為本實用新型無線供充電接收器局部的電路圖；圖6為本實用新型線圈的俯視圖。附圖標記說明1-電源底座；11-第一微處理器；12-電源電路；13-功率切換驅(qū) 動電路；131-全半橋驅(qū)動電路；132-第一金屬氧化物場效應(yīng)晶體管陣列；133-第二金屬氧 化物場效應(yīng)晶體管陣列；14-第一諧振電路；15-第一線圈；16-檢測模塊；161-信號檢測 電路；162-電壓檢測電路；17-電源輸入接口 ；2-無線供充電接收器；21-第二線圈；22-第 二諧振電路；23-整流濾波電路；24-偵測保護模塊；241-穩(wěn)壓電路；242-電壓偵測電路； 243-升降穩(wěn)壓電路；244-電流偵測保護電路；245-斷路保護電路；246-溫度偵測電路； 25-第二微處理器；26-信號產(chǎn)生電路；27-充電模塊；271-充電管理電路；272-蓄電池； 28-電源輸出接口 ；3-電源；4-電子裝置。
具體實施方式
為達成上述目的及功效，本實用新型所采用的技術(shù)手段及其構(gòu)造，現(xiàn)繪圖就本實 用新型的較佳實施例詳加說明其特征與功能如下，以便完全了解。請參閱圖1、2所示，為本實用新型電源底座的方塊圖、無線供充電接收器的方塊 圖，由圖中所示可清楚看出所述變頻式無線供電與充電裝置是包括電源底座1、無線供充電 接收器2;其中所述電源底座1以第一微處理器11電性連接有與電源3連接并可供應(yīng)第一微處 理器11低壓電源的電源電路12，且第一微處理器11電性連接有由電源電路12供應(yīng)高壓 電源的功率切換驅(qū)動電路13，其功率切換驅(qū)動電路13設(shè)有與第一微處理器11電性連接的 全半橋驅(qū)動電路131，其全半橋驅(qū)動電路131并聯(lián)有第一金屬氧化物場效應(yīng)晶體管陣列132 及第二金屬氧化物場效應(yīng)晶體管陣列133，第一金屬氧化物場效應(yīng)晶體管陣列132及第二 金屬氧化物場效應(yīng)晶體管陣列133再電性連接于第一諧振電路14，第一諧振電路14則電性 連接有可接收訊號發(fā)射能量的第一線圈15及由電源電路12供應(yīng)低壓電源并電性連接于第 一微處理器11的檢測模塊16，檢測模塊16設(shè)有分別偵測第一諧振電路14所接收訊號并傳 輸結(jié)果至第一微處理器11的信號檢測電路161、電壓檢測電路162。所述無線供充電接收器2設(shè)有可發(fā)射訊號及利用電磁波感應(yīng)接收電力的第二線圈21，第二線圈21電性連接有第二諧振電路22，第二諧振電路22電性連接有接收其高壓 交流電源的整流濾波電路23，整流濾波電路23則電性連接有偵測保護模塊24，其偵測保護 模塊24設(shè)有接收整流濾波電路23的高壓交流電源并轉(zhuǎn)換成為低壓電源輸出的穩(wěn)壓電路 241，偵測保護模塊24并設(shè)有電性連接于整流濾波電路23及穩(wěn)壓電路241的電壓偵測電路 242，偵測保護模塊24又設(shè)有電性連接于電壓偵測電路242的升降穩(wěn)壓電路243，穩(wěn)壓電路 241及升降穩(wěn)壓電路243則電性連接于可對外輸出電源至電子裝置4的電流偵測保護電路 244，穩(wěn)壓電路241與整流濾波電路23之間又電性連接有斷路保護電路245，再以穩(wěn)壓電路 241電性連接有溫度偵測電路246。上述的電壓偵測電路242、電流偵測保護電路244、溫度偵測電路246電性連接有 接收其訊號來進行處理的第二微處理器25，第二微處理器25又電性連接于可接收其訊號 的斷路保護電路245及信號產(chǎn)生電路26，信號產(chǎn)生電路26并電性連接于第二諧振電路22， 無線供充電接收器2內(nèi)再設(shè)有電性連接于偵測保護模塊24穩(wěn)壓電路241的充電模塊27，其 充電模塊27設(shè)有接收穩(wěn)壓電路241所提供低壓電源的充電管理電路271，及接受充電管理 電路271所提供電源進行充電的蓄電池272，蓄電池272并電性接于升降穩(wěn)壓電路243。請參閱圖1、3、4所示，為本實用新型電源底座的方塊圖、全半橋驅(qū)動電路的電路 圖、電源底座局部的電路圖，由圖中所示可清楚看出所述第一微處理器11輸出有脈寬調(diào)變 (PWN)訊號及控制訊號至全半橋驅(qū)動電路131，全半橋驅(qū)動電路131設(shè)有利用一個電阻、一 個電容組成的電阻電容(RC)延遲電路及呈并聯(lián)的一反向驅(qū)動集成電路、一正向驅(qū)動集成 電路，電阻電容延遲電路輸入至反向驅(qū)動集成電路，脈寬調(diào)變訊號傳輸至RC延遲電路及正 向驅(qū)動集成電路，反向驅(qū)動集成電路的輸入閘則配置一個N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶 體管(MOSFET)，N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管又連接有接收第一微處理器11控制訊 號的切換器，通過微處理器來控制輸入狀態(tài)為訊號或接地，反向驅(qū)動集成電路與正向驅(qū)動 集成電路輸出端則分別連接有第一金屬氧化物場效應(yīng)晶體管陣列132及第二金屬氧化物 場效應(yīng)晶體管陣列133。上述的第一金屬氧化物場效應(yīng)晶體管陣列132及第二金屬氧化物場效應(yīng)晶體管 陣列133由一個N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管與P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體 管搭配組成，二者前端分別搭配二極管與電阻作為金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管開關(guān)充 放電匹配用，以接收全半橋驅(qū)動電路131的驅(qū)動訊號來切換輸出高壓電源或接地，并以第 一線圈15串聯(lián)第一諧振電路14的諧振電容后，在二端分別連接第一金屬氧化物場效應(yīng)晶 體管陣列132及第二金屬氧化物場效應(yīng)晶體管陣列133，其二端可接受反相的驅(qū)動訊號形 成全橋式驅(qū)動，或是將第一金屬氧化物場效應(yīng)晶體管陣列132切成接地則形成輸出電壓減 半的半橋式驅(qū)動電路。請參閱圖2、圖5所示，為本實用新型無線供充電接收器的方塊圖、無線供充電接 收器局部的電路圖，由圖中所示可清楚看出，所述無線供充電接收器2的第二線圈21串聯(lián) 第二諧振電路22的一諧振電容，再將二端分別連接于整流濾波電路23的橋式整流器的交 流輸入二端，其整流濾波電路23由橋式整流器與濾波電容組合成，整流濾波電路23又連接 有偵測保護模塊24內(nèi)由一個N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管與P型金屬氧化物半導(dǎo) 體場效應(yīng)晶體管搭配組成的斷路保護電路245，P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管則連 接穩(wěn)壓電路241，N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管為連接第二微處理器25以控制其搭配的P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管導(dǎo)通狀態(tài)。請參閱圖1、2所示，為本實用新型電源底座的方塊圖、無線供充電接收器的方塊 圖，由圖中所示可清楚看出，所述電源底座1與無線供充電接收器2在使用時，是將電源底 座1連接電源3，電源3所提供的電力便會經(jīng)過功率切換驅(qū)動電路13轉(zhuǎn)換后，由第一諧振電 路14諧振轉(zhuǎn)換后讓第一線圈15通過電磁轉(zhuǎn)換成為電磁波訊號來進行發(fā)射，無線供充電接 收器2則利用第二線圈21進行電磁波感應(yīng)來接收電源底座1所發(fā)出的電磁波訊號，再通過 第二諧振電路22諧振轉(zhuǎn)換成為高壓交流電輸出至整流濾波電路23，再經(jīng)由偵測保護模塊 24的穩(wěn)壓電路241轉(zhuǎn)換成為低壓電源后供應(yīng)給電子裝置4進行充電，由此達到無線充電的 效果。在充電時，偵測保護模塊24的溫度偵測電路246將會利用溫度感測元件對穩(wěn)壓電 路241所提供的低壓電源進行偵測，并提供給第二微處理器25進行分析處理，若溫度超過 預(yù)定值時，第二微處理器25可傳輸編碼訊號至信號產(chǎn)生電路26，信號產(chǎn)生電路26將編碼訊 號混入第二諧振電路22，讓第二線圈21發(fā)射降低輸出功率或停止輸出功率的訊號至電源 底座1，電源底座1則以信號檢測電路161對第一線圈15所接收訊號內(nèi)所含信號產(chǎn)生電路 26產(chǎn)生的連續(xù)信號過濾取出傳輸至第一微處理器11，并以電壓檢測電路162對第一線圈15 所接收訊號內(nèi)含的交流電降壓整流成直流電傳輸至第一微處理器11 (電壓檢測電路162是 對整流濾波電路23、穩(wěn)壓電路241、升降穩(wěn)壓電路243、蓄電池272等多點進行電壓偵測)， 第一微處理器11分析信號檢測電路161及電壓檢測電路162的訊號后，先計算最佳頻率與 驅(qū)動方式再傳輸至全半橋驅(qū)動電路131，讓全半橋驅(qū)動電路131調(diào)整輸出功率，讓能量傳輸 的損耗降低，且無線供充電接收器2內(nèi)部零件所承受的多余功率轉(zhuǎn)換亦將大幅度降低。請參閱圖1、圖2所示，為本實用新型電源底座的方塊圖、無線供充電接收器的方 塊圖，由圖中所示可清楚看出，所述無線供充電接收器2可設(shè)有充電模塊27，讓偵測保護模 塊24的穩(wěn)壓電路241可供電至充電模塊27的充電管理電路271，充電管理電路271便會控 制蓄電池272的充電狀態(tài)(如充滿就停止供電、未充滿則開始充電等)，其蓄電池272可為 鎳氫電池或鋰離子電池，蓄電池272的電力通過偵測保護模塊24的升降穩(wěn)壓電路243，將電 壓提高或降低到電子裝置4所需的電壓值來進行充電，由此讓無線供充電接收器2未靠近 及接收到電源底座1所傳輸?shù)碾姶挪ㄓ嵦枙r，亦可直接利用蓄電池272來對電子裝置4進 行充電。請參閱圖2所示，為本實用新型無線供充電接收器的方塊圖，由圖中所示可清楚 看出，所述無線供充電接收器2的偵測保護模塊24在整流濾波電路23與穩(wěn)壓電路241之 間設(shè)有斷路保護電路245，通過第二微處理器25控制斷路保護電路245在電流過大時形成 斷開，來停止供電以保護內(nèi)部電路；偵測保護模塊24的穩(wěn)壓電路241及升降穩(wěn)壓電路243 又電性連接有電流偵測保護電路244，電流偵測保護電路244內(nèi)使用可自行恢復(fù)的過電流 斷路保險絲(ResetFuse)，通過傳送訊號至第二微處理器25，讓電流過大時可切斷斷路保 護電路245的供電，或經(jīng)由電流偵測保護電路244的過電流斷路保險絲自行斷路保護，由此 達到雙重安全保護的設(shè)計，且電流偵測保護電路244為整合穩(wěn)壓電路241與升降穩(wěn)壓電路 243的電源，并自動選擇可用的電壓源供應(yīng)給電子裝置4。請參閱圖1、圖2所示，為本實用新型電源底座的方塊圖、無線供充電接收器的方 塊圖，由圖中所示可清楚看出，所述電源底座1為以電源電路12電性連接有電源輸入接口17，其電源輸入接口 17可為通用串行總線(USB5Universal Serial Bus)或直流電變壓器， 無線供充電接收器2則以偵測保護模塊24的電流偵測保護電路244電性連接有電源輸出 接口 28，其電源輸出接口 28可為通用串行總線(USB ；Universal Serial Bus)或電子裝置 4的直流電源插頭或插座，其僅具傳輸電源的功能即可，非因此即局限本實用新型的專利 范圍，如利用其他修飾及等效結(jié)構(gòu)變化，均應(yīng)同理包含于本實用新型的專利范圍內(nèi)，合予陳 明。另，請參閱圖1、2、6所示，為本實用新型電源底座的方塊圖、無線供充電接收器的 方塊圖、線圈的俯視圖，由圖中所示可清楚看出，所述第一線圈15及第二線圈21是利用多 股漆包線絞合再用可粘性絕緣材質(zhì)粘合形成線材，其線材利用模具作單層的扁平矩形繞制 后，再留雙引線拉出至一端，并在各引線末端焊無鉛錫來形成導(dǎo)電部，通過此結(jié)構(gòu)讓第一線 圈15及第二線圈21在高頻下具有低阻抗的優(yōu)勢，且電感量亦足夠，由此達到大幅降低傳送 功率時會產(chǎn)生的熱量、大幅提高傳送效率及大幅提高最大功率的目的。上述本實用新型的變頻式無線供電與充電裝置在實際使用時，可具有下列各項優(yōu) 點，如(一 )通過無線供充電接收器2的偵測保護模塊24偵測電源底座1所供應(yīng)電源的 狀況，如諧振零件的品質(zhì)、二次側(cè)接收線圈的相對位置、二次側(cè)接收負載狀況等因素，并利 用第二微處理器25、信號產(chǎn)生電路26、第二諧振電路22與第二線圈21傳輸訊號至電源底 座1，讓電源底座1自動調(diào)整功率輸出大小，讓能量傳輸?shù)膿p耗降低，且接收線圈的有效范 圍更寬廣，更可讓無線供充電接收器2內(nèi)部零件所承受的多余功率轉(zhuǎn)換亦大幅度降低。( 二)所述電源底座1的功率切換驅(qū)動電路13利用全半橋驅(qū)動電路131并聯(lián)第一 金屬氧化物場效應(yīng)晶體管陣列132及第二金屬氧化物場效應(yīng)晶體管陣列133，讓全半橋驅(qū) 動電路131可在不斷電連續(xù)操作的情況下快速切換功率輸出，全半橋驅(qū)動電路131更可在 無工作時，切斷第一金屬氧化物場效應(yīng)晶體管陣列132及第二金屬氧化物場效應(yīng)晶體管陣 列133通道的漏電，以將電路的靜態(tài)消耗降到最低。(三)第一線圈15及第二線圈21利用多股漆包線絞合再用可粘性絕緣材質(zhì)粘合 形成的線材，繞制形成單層的扁平矩形，讓第一線圈15及第二線圈21在高頻下不僅具有低 阻抗更可具有足夠電感量。(四)無線供充電接收器2利用第二線圈21串聯(lián)第二諧振電路22的諧振電容，讓 其諧振無負載時為零消耗，而重負載時可以得到大功率的優(yōu)勢。(五)無線供充電接收器2的偵測保護模塊24在整流濾波電路23與穩(wěn)壓電路241 之間設(shè)有斷路保護電路245，穩(wěn)壓電路241及升降穩(wěn)壓電路243又電性連接有電流偵測保護 電路244，電流偵測保護電路244內(nèi)為使用可自行恢復(fù)的過電流斷路保險絲，讓電流過大時 可切斷斷路保護電路245的供電，或經(jīng)由電流偵測保護電路244的過電流斷路保險絲自行 斷路保護，以具有雙重保護以避免走火、毀損的效果。故，本實用新型為主要針對變頻式無線供電與充電裝置，而可在電源底座1傳輸 電源至無線供充電接收器2后，無線供充電接收器2利用偵測保護模塊24偵測所供應(yīng)電源 的狀況后，第二微處理器25通 信號產(chǎn)生電路26、第二諧振電路22回傳訊號至電源底座 1，電源底座1的第一微處理器11則在接收檢測模塊16檢測訊號后進行分析，并通過功率 切換驅(qū)動電路13自動調(diào)整功率輸出大小，以降低能量傳輸?shù)膿p耗及多余的功率轉(zhuǎn)換為主要保護重點，乃僅使能量能得到較佳的使用，并具有節(jié)能的優(yōu)勢。 以上說明對本實用新型而言只是說明性的，而非限制性的，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 理解，在不脫離以下所附權(quán)利要求所限定的精神和范圍的情況下，可做出許多修改，變化， 或等效，但都將落入本實用新型的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求一種變頻式無線供電與充電裝置，其特征在于，尤指可連接電源并利用電磁感應(yīng)方式供電子裝置充電的裝置，其包括電源底座、無線供充電接收器，其中所述電源底座以第一微處理器電性連接有電源電路，所述電源電路電性接有與電源連接的電源輸入接口，且所述第一微處理器電性連接于功率切換驅(qū)動電路的全半橋驅(qū)動電路，其全半橋驅(qū)動電路并聯(lián)有第一金屬氧化物場效應(yīng)晶體管陣列及第二金屬氧化物場效應(yīng)晶體管陣列，所述二個金屬氧化物場效應(yīng)晶體管陣列再電性連接于第一諧振電路，所述第一諧振電路則電性連接有可接收訊號與發(fā)射能量的第一線圈及電性連接于所述第一微處理器的檢測模塊，所述檢測模塊設(shè)有分別偵測所述第一諧振電路所接收訊號并傳輸結(jié)果至所述第一微處理器的信號檢測電路、電壓檢測電路；所述無線供充電接收器設(shè)有可發(fā)射訊號及接收電力的第二線圈，所述第二線圈電性連接有第二諧振電路，所述第二諧振電路電性連接有接收其高壓交流電源的整流濾波電路，所述整流濾波電路則電性連接有偵測保護模塊內(nèi)接收整流濾波電路的高壓交流電源并轉(zhuǎn)換成為低壓電源輸出的穩(wěn)壓電路、電性連接于所述整流濾波電路及穩(wěn)壓電路的電壓偵測電路，所述整流濾波電路與穩(wěn)壓電路之間電性連接有在電流過大時受第二微處理器控制形成斷開來停止供電的斷路保護電路，再以穩(wěn)壓電路電性連接有溫度偵測電路及可供應(yīng)電源至電子裝置的電源輸出接口，電壓偵測電路、溫度偵測電路電性連接有接收其訊號來進行處理的所述第二微處理器，所述第二微處理器又電性連接于可接收其編碼訊號再產(chǎn)生信號至所述第二諧振電路的信號產(chǎn)生電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變頻式無線供電與充電裝置，其特征在于，所述電源底座的 第一微處理器輸出有脈寬調(diào)變訊號及控制訊號至全半橋驅(qū)動電路，全半橋驅(qū)動電路設(shè)有利 用一電阻、一電容組成的電阻電容延遲電路及呈并聯(lián)的一反向驅(qū)動集成電路、一正向驅(qū)動 集成電路，所述電阻電容延遲電路輸入至反向驅(qū)動集成電路，脈寬調(diào)變訊號傳輸至所述電 阻電容延遲電路及正向驅(qū)動集成電路，反向驅(qū)動集成電路的輸入閘則配置一個N型金屬氧 化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，所述N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管又連接有接收所述第 一微處理器控制訊號控制輸入狀態(tài)為訊號或接地的切換器，反向驅(qū)動集成電路與正向驅(qū)動 集成電路輸出端則分別連接有第一金屬氧化物場效應(yīng)晶體管陣列及第二金屬氧化物場效 應(yīng)晶體管陣列。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變頻式無線供電與充電裝置，其特征在于，所述電源底座的 第一金屬氧化物場效應(yīng)晶體管陣列及第二金屬氧化物場效應(yīng)晶體管陣列由一個N型金屬 氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管與P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管搭配組成，二者前端分 別搭配作為金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管開寬充放電匹配用的二極管與電阻，以接收全 半橋驅(qū)動電路的驅(qū)動訊號來切換輸出高壓電源或接地，并以第一線圈串聯(lián)第一諧振電路的 諧振電容后，在二端分別連接第一金屬氧化物場效應(yīng)晶體管陣列及第二金屬氧化物場效應(yīng) 晶體管陣列，其二端用于接受反相的驅(qū)動訊號形成全橋式驅(qū)動，或是將第一金屬氧化物場 效應(yīng)晶體管陣列切成接地則形成輸出電壓減半的半橋式驅(qū)動電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變頻式無線供電與充電裝置，其特征在于，所述電源底座的 第一線圈及無線供充電接收器的第二線圈是利用多股漆包線絞合再用可粘性絕緣材質(zhì)粘 合形成的線材，利用模具作單層的扁平矩形繞制后，再留雙引線拉出至一端，并在各引線末 端焊無鉛錫來形成導(dǎo)電部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變頻式無線供電與充電裝置，其特征在于，所述無線供充電 接收器偵測保護模塊的穩(wěn)壓電路及電源輸出接口之間電性連接有電流過大時自行斷路保 護的電流偵測保護電路，電流偵測保護電路內(nèi)使用可自行恢復(fù)的過電流斷路保險絲，電流 偵測保護電路又電性連接于電流過大時可接收其訊號切斷斷路保護電路來停止供電至電 子裝置的第二微處理器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變頻式無線供電與充電裝置，其特征在于，所述無線供充電 接收器的偵測保護模塊又設(shè)有電性連接于電壓偵測電路的升降穩(wěn)壓電路，穩(wěn)壓電路及升降 穩(wěn)壓電路則電性連接于可通過電源輸出接口對外輸出電源至電子裝置的電流偵測保護電 路，穩(wěn)壓電路電性連接有充電模塊的充電管理電路，所述充電管理電路則電性連接有將電 源通過升降穩(wěn)壓電路、電流偵測保護電路傳輸至電源輸出接口的蓄電池，且所述蓄電池電 性連接于電壓偵測電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變頻式無線供電與充電裝置，其特征在于，所述無線供充電 接收器的第二線圈串聯(lián)第二諧振電路的一諧振電容，再將二端分別連接于整流濾波電路的 橋式整流器的交流輸入二端，其整流濾波電路由橋式整流器與濾波電容組合成，整流濾波 電路又連接有偵測保護模塊內(nèi)由一個N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管與P型金屬氧化 物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管搭配組成的斷路保護電路，P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管則 連接穩(wěn)壓電路，N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管連接于控制其搭配P型金屬氧化物半 導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管導(dǎo)通狀態(tài)的第二微處理器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變頻式無線供電與充電裝置，其特征在于，所述無線供充電 接收器的電源輸出接口為通用串行總線或相對應(yīng)于電子裝置的直流電源插頭、插座。
專利摘要本實用新型有關(guān)一種變頻式無線供電與充電裝置，其包括電源底座、無線供充電接收器，其中所述電源底座以第一微處理器電性連接有電源電路及功率切換驅(qū)動電路，功率切換驅(qū)動電路電性連接于第一諧振電路，第一諧振電路則電性連接有第一線圈及檢測模塊，所述無線供充電接收器則以第二線圈電性連接有第二諧振電路，第二諧振電路電性連接有整流濾波電路及信號產(chǎn)生電路，整流濾波電路電性連接有偵測保護模塊，偵測保護模塊及信號產(chǎn)生電路電性連接有第二微處理器，使無線供充電接收器偵測電源底座所供應(yīng)電源的狀況后，回傳訊號至電源底座，電源底座便會自動調(diào)整功率輸出大小，讓能量傳輸?shù)膿p耗降低，且多余功率轉(zhuǎn)換亦大幅度降低。
文檔編號H02J17/00GK201656576SQ20102013928
公開日2010年11月24日 申請日期2010年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月12日
發(fā)明者蔡明球 申請人:富達通科技股份有限公司