本發(fā)明關(guān)于一種充電裝置及系統(tǒng)，尤其涉及一種可抑制電磁波發(fā)散且可集中電磁波以對(duì)一個(gè)或多個(gè)受電裝置進(jìn)行非接觸式充電的無線充電裝置及無線充電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

各種可攜式電子裝置例如手機(jī)、平板電腦已廣泛應(yīng)用于日常生活中，為提供可攜式電子裝置運(yùn)作所需電能，須以充電器對(duì)其內(nèi)部電池充電。由于無線充電裝置可適用于各種使用環(huán)境且不會(huì)受電源線的限制，可便于使用者進(jìn)行充電應(yīng)用，因此無線充電裝置已逐漸被發(fā)展以取代有線充電器的使用。

無線充電又稱感應(yīng)充電或非接觸式充電，其通過無線方式將能量從供電裝置提供予受電裝置。目前，無線充電技術(shù)概括分為三大陣營，無線充電聯(lián)盟WPC(Wireless Power Consortium)(QI)、電力事業(yè)聯(lián)盟PMA(Power Matters Alliance)、無線電源聯(lián)盟A4WP(Alliance For Wireless Power)，其中以WPC、A4WP聯(lián)盟為主流，而采用的無線充電方式則有磁感應(yīng)(低頻)與磁共振(高頻)的技術(shù)分別。磁感應(yīng)方式僅能用于短距離傳輸且受電裝置需對(duì)位貼附于供電裝置，其電能轉(zhuǎn)換效率較高，卻難以實(shí)現(xiàn)多個(gè)受電裝置同時(shí)進(jìn)行充電。磁共振則是讓發(fā)送端與接收端達(dá)到特定共振頻率，可讓雙方形成磁共振現(xiàn)象，通過電磁波達(dá)到能量傳輸?shù)哪康摹Ｏ噍^于磁感應(yīng)方式，磁共振方式可實(shí)現(xiàn)較遠(yuǎn)距離的充電。

圖1顯示現(xiàn)有無線充電裝置對(duì)受電裝置進(jìn)行無線充電的示意圖。如圖1所示，無線充電裝置11通過無線方式傳輸能量予受電裝置12，一般而言，無線充電裝置11的線圈元件通常采用多芯銅線線圈且將銅線線圈設(shè)置于硬質(zhì)鐵氧磁氧化物基板上并裝配于板形殼體內(nèi)，且受電裝置12僅能于無線充電裝置11的一外側(cè)進(jìn)行充電。然而，現(xiàn)有無線充電裝置11的線圈元件所發(fā)射的電磁波會(huì)發(fā)散至四周，如此將造成使用者被電磁波傷害的可能，且 無線充電裝置11的充電效率無法有效提升。此外，無線充電裝置11僅能于該側(cè)面的一特定距離范圍內(nèi)對(duì)受電裝置12充電，為避免受電裝置12放置于無法有效充電的距離與范圍，無線充電裝置11需增加感測(cè)裝置提醒使用者或利用定位機(jī)構(gòu)的輔助定位受電裝置12，如此將增加無線充電裝置11的制造成本，且使用者無法任意地將受電裝置12放置而可確保無線充電的進(jìn)行，如此也降低了使用的便利性。

此外，現(xiàn)有的無線充電裝置由于采用的技術(shù)不同，其線圈元件的耦合頻率以及發(fā)射端電路設(shè)計(jì)也不同，造成產(chǎn)品各自規(guī)格的不相容且無法共用元件。由于不相容的因素，無線充電裝置無法使用相同的線圈元件及電路元件，使得各種可攜式電子裝置需要使用搭配的各種自定義無線充電裝置，如此降低了無線充電裝置的優(yōu)勢(shì)與通用性，且無法以單一無線充電裝置對(duì)多個(gè)采用不同無線充電技術(shù)的受電裝置進(jìn)行無線充電。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種無線充電裝置，其可抑制電磁波發(fā)散以降低電磁波對(duì)使用者的傷害，且可集中電磁波至一充電區(qū)域以對(duì)一個(gè)或多個(gè)受電裝置進(jìn)行非接觸式充電，強(qiáng)化電磁波量以提升充電效能。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種可發(fā)射一種以上不同頻率的電磁波的無線充電裝置，其具有一容置空間供一個(gè)或多個(gè)可接收同一頻率或不同頻率的電磁波的受電裝置放置，并可確保該一個(gè)或多個(gè)受電裝置于該容置空間內(nèi)可同時(shí)或分時(shí)地且有效地進(jìn)行無線充電，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可降低成本，且可增加通用性及使用的便利性。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種無線充電系統(tǒng)，其包括前述無線充電裝置以及一個(gè)或多個(gè)受電裝置，其可適應(yīng)性或選擇性地切換使用磁共振耦合或磁感應(yīng)方式實(shí)現(xiàn)無線充電，且可達(dá)到前述功效。

為達(dá)上述目的，本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式為提供一種無線充電裝置，用于對(duì)一個(gè)或多個(gè)受電裝置進(jìn)行無線充電，該無線充電裝置包括殼體、至少一組發(fā)射薄膜線圈元件及一屏蔽元件。殼體包括本體，該本體具有容置空間以及開口，該容置空間容收一個(gè)或多個(gè)受電裝置。至少一組發(fā)射薄膜線圈元件設(shè)置于本體中且用于發(fā)射一特定頻率或多不同頻率的電磁波，其中每一組發(fā)射薄膜線圈元件包括至少一天線以接收一交流信號(hào)，發(fā)射該電 磁波。屏蔽元件貼附于本體的外表面，或設(shè)置于本體中且至少部分地覆蓋發(fā)射薄膜線圈元件的天線，以用于阻擋電磁波向外發(fā)散。

為達(dá)上述目的，本發(fā)明的另一較佳實(shí)施方式為提供一種無線充電系統(tǒng)，其包括無線充電裝置以及至少一個(gè)受電裝置。無線充電裝置包括殼體、至少一組發(fā)射薄膜線圈元件以及一屏蔽元件。殼體包括本體，該本體具有容置空間以及開口。至少一組發(fā)射薄膜線圈元件設(shè)置于本體中，且用于發(fā)射一特定頻率或多不同頻率的電磁波，其中每一組發(fā)射薄膜線圈元件包括至少一天線以接收一交流信號(hào)，發(fā)射該電磁波。屏蔽元件貼附于本體的外表面，或設(shè)置于本體中且至少部分地覆蓋發(fā)射薄膜線圈元件的天線，以用于阻擋該電磁波向外發(fā)散。至少一個(gè)受電裝置容收于殼體的容置空間，且包括一接收薄膜線圈元件，該接收薄膜線圈元件與無線充電裝置的發(fā)射薄膜線圈元件耦合，以接收無線充電裝置所傳輸?shù)哪芰俊?/p>

本發(fā)明提供一種無線充電裝置及系統(tǒng)，可發(fā)射一特定頻率或多不同頻率的電磁波對(duì)一個(gè)或多個(gè)受電裝置進(jìn)行無線充電，且可抑制該些電磁波發(fā)散以降低電磁波對(duì)使用者的傷害，且可集中電磁波至一充電區(qū)域以對(duì)一個(gè)或多個(gè)受電裝置進(jìn)行非接觸式充電，強(qiáng)化電磁波量以提升充電效率?？赏瑫r(shí)或分時(shí)地且有效地同時(shí)進(jìn)行無線充電，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可降低成本，且可增加通用性及使用的便利性。

附圖說明

圖1為顯示現(xiàn)有無線充電裝置對(duì)受電裝置進(jìn)行無線充電的示意圖。

圖2A為本發(fā)明的無線充電系統(tǒng)的架構(gòu)示意圖。

圖2B為本發(fā)明的無線充電系統(tǒng)的另一變化例的架構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明的無線充電裝置的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4A為圖3所示無線充電裝置于其AA截面的剖面圖。

圖4B為顯示圖4A的發(fā)射薄膜線圈元件與屏蔽元件的關(guān)系圖。

圖5A為本發(fā)明無線充電裝置的另一變化例于其側(cè)壁的截面圖。

圖5B為顯示圖5A的發(fā)射薄膜線圈元件與屏蔽元件的關(guān)系圖。

圖6A為本發(fā)明無線充電裝置的另一變化例于其側(cè)壁的截面圖。

圖6B為顯示圖6A的發(fā)射薄膜線圈元件與屏蔽元件的關(guān)系圖。

圖7為圖3所示屏蔽元件的一示范例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為圖3所示無線充電裝置的發(fā)射模塊的電路方塊圖。

圖9為圖2所示的受電裝置的接收模塊的電路方塊圖。

圖10為顯示圖2的受電裝置的一示范例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖11為本發(fā)明的無線充電系統(tǒng)的一變化例的電路方塊示意圖。

圖12為本發(fā)明的無線充電裝置的第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖13為本發(fā)明的無線充電裝置的第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖14為本發(fā)明的無線充電裝置的第四實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖15為本發(fā)明的無線充電裝置的第五實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說明：

11：無線充電系統(tǒng)

12：受電裝置

2：無線充電系統(tǒng)

3、3a、3b、3c、3d：無線充電裝置

4、4’：受電裝置

5：電源

30：殼體

31、31a、31b：發(fā)射薄膜線圈元件

32：發(fā)射模塊

33：控制器

34：屏蔽元件

35：保護(hù)層

36：第一切換電路

37：第二切換電路

301：本體

302：蓋體

303：容置空間

304：開口

305：側(cè)壁

306：底壁

311：柔性基板

311a：第一面

311b：第二面

312：起振天線

313：諧振天線

313a：第一端

313b：第二端

316：電容器

321：電源轉(zhuǎn)換電路

322：振蕩器

323：功率放大器

324：濾波電路

341：第一屏蔽部

342：第二屏蔽部

343：網(wǎng)格單元

344、345：金屬微線

4a、4a’：無線充電接收器

4b、4b’：負(fù)載

41、41’：接收薄膜線圈元件

42、42’：接收模塊

43：連接器

421：濾波電路

422：整流電路

423：穩(wěn)壓電路

424：直流放大電路

C11、C12：第一電容器

C21、C22：第二電容器

S11、S12：第一開關(guān)元件

S21、S22：第二開關(guān)元件

L：中心軸

AA：截面

B：徑向

d：間距

具體實(shí)施方式

體現(xiàn)本發(fā)明特征與優(yōu)點(diǎn)的一些典型實(shí)施例將在后段的說明中詳細(xì)敘述。應(yīng)理解的是本發(fā)明能夠在不同的方式上具有各種的變化，其皆不脫離本發(fā)明的范圍，且其中的說明及圖式在本質(zhì)上當(dāng)作說明之用，而非用于限制本發(fā)明。

圖2A為本發(fā)明的無線充電系統(tǒng)的架構(gòu)示意圖，圖2B為本發(fā)明的無線充電系統(tǒng)的另一變化例的架構(gòu)示意圖，圖3為本發(fā)明的無線充電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4A為圖3所示無線充電裝置于其AA截面的剖面圖，圖4B為顯示圖4A的發(fā)射薄膜線圈元件與屏蔽元件的關(guān)系圖，圖7為圖3所示屏蔽元件的一示范例的結(jié)構(gòu)示意圖，以及圖8為圖3所示無線充電裝置的發(fā)射模塊的電路方塊圖。如圖2A、2B、3、4A、4B、7及8所示，本發(fā)明的無線充電系統(tǒng)2包括無線充電裝置3以及至少一個(gè)受電裝置4，其中無線充電裝置3連接于一電源5(例如但不限于交流市電，或是外接或內(nèi)建的電池單元)，且可發(fā)射出特定(單一)頻率或?qū)掝l(多種不同頻率)的電磁波(例如但不限于頻率范圍介于60Hz到300GHz的電磁波)，以利用磁共振(高頻)或磁感應(yīng)(低頻)方式對(duì)一個(gè)或多個(gè)接收相同或不同頻率電磁波的受電裝置4(例如但不限于手機(jī)、平板電腦、電器產(chǎn)品)實(shí)現(xiàn)無線充電。

本發(fā)明的無線充電裝置3包括殼體30、至少一組發(fā)射薄膜線圈元件31、至少一組發(fā)射模塊32以及屏蔽元件34，其中殼體30包括本體301以及蓋體302。本體301具有容置空間303、開口304、側(cè)壁305以及底壁306，蓋體302用于覆蓋本體301的開口304。本體301的容置空間303架構(gòu)為一充電區(qū)域，且可容收一個(gè)或多個(gè)受電裝置4以進(jìn)行無線充電。每一組發(fā)射薄膜線圈元件31設(shè)置于本體301的側(cè)壁305內(nèi)或設(shè)置于側(cè)壁305與底壁306內(nèi)，且電性連接于對(duì)應(yīng)的發(fā)射模塊32，發(fā)射薄膜線圈元件31架構(gòu)為無線充電裝置3的發(fā)射端。發(fā)射模塊32電連接于電源5以及對(duì)應(yīng)的發(fā)射薄膜線圈元件31之間，以接收電源5所提供的電能并且產(chǎn)生一交流信號(hào)至對(duì)應(yīng)的發(fā)射薄膜線圈元件31。于一些實(shí)施例中，屏蔽裝置34至少部分地貼附于本體301的側(cè)壁305的外表面或貼附于側(cè)壁305與底壁306的外表面，且至少部 分地包覆發(fā)射薄膜線圈元件31，藉此以阻擋發(fā)射薄膜線圈元件31的電磁波向外發(fā)散，并使電磁波可集中朝向本體301的容置空間303，以對(duì)容收于容置空間303內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)受電裝置4進(jìn)行無線充電。于一些實(shí)施例中，無線充電裝置3還包括保護(hù)層35，該保護(hù)層35至少部分地貼附于屏蔽元件34的外表面，以保護(hù)屏蔽元件34。于一些實(shí)施例中，保護(hù)層35可由保護(hù)涂料構(gòu)成，其可選自環(huán)氧樹脂、壓克力硅膠、聚氨酯膠、乙烯-醋酸乙烯酯共聚合物系膠、聚酰胺系膠、橡膠系膠、聚烯烴系膠、濕氣硬化聚氨酯膠或硅膠，且不以此為限。

于一些實(shí)施例中，如圖2A所示，無線充電裝置3包括一組發(fā)射薄膜線圈元件31以及一組發(fā)射模塊32，藉此無線充電裝置3可發(fā)射一特定頻率的電磁波以對(duì)受電裝置4進(jìn)行無線充電。于另一些實(shí)施例中，如圖2B所示，無線充電裝置3包括多組發(fā)射薄膜線圈元件31以及多組發(fā)射模塊32，其中每一組發(fā)射薄膜線圈元件31電性連接于一對(duì)應(yīng)的發(fā)射模塊32，藉此無線充電裝置3可發(fā)射一特定頻率或多不同頻率的電磁波，以同時(shí)或分時(shí)地對(duì)一個(gè)或多個(gè)可接收同一頻率或不同頻率電磁波的受電裝置4進(jìn)行無線充電。

于一些實(shí)施例中，每一組發(fā)射薄膜線圈元件31為可撓且包括柔性基板311、起振天線312以及諧振天線313，其中起振天線312與諧振天線313設(shè)置于柔性基板311的兩相對(duì)面，詳言之，柔性基板311具有第一面311a與第二面311b，該第一面311a與第二面311b相對(duì)，且起振天線312與諧振天線313分別設(shè)置于柔性基板311的第一面311a與第二面311b。諧振天線313的兩端(即第一端313a與第二端313b)連接一個(gè)或多個(gè)電容器316，且起振天線312的兩端連接于發(fā)射模塊32。當(dāng)無線充電裝置3經(jīng)由其發(fā)射模塊32通以一交流信號(hào)于發(fā)射薄膜線圈元件31的起振天線312時(shí)，起振天線312與諧振天線313耦合，通過發(fā)射出來的特定頻率的電磁波與受電裝置4的無線充電接收器4a的接收薄膜線圈元件41產(chǎn)生耦合，且經(jīng)接收模塊42轉(zhuǎn)換電源輸出至負(fù)載4b，實(shí)現(xiàn)對(duì)受電裝置4進(jìn)行無線充電。

于本實(shí)施例中，由本體301的中心軸L沿其徑向至側(cè)壁305的外表面的方向(如標(biāo)號(hào)B所指方向)，無線充電裝置3依序包括諧振天線313、柔性基板311、起振天線312、屏蔽元件34以及保護(hù)層35。換言之，發(fā)射薄膜線圈元件31設(shè)置于側(cè)壁305內(nèi)，且諧振天線313鄰近于容置空間303，柔 性基板311位于諧振天線313與起振天線312之間，起振天線312鄰近于側(cè)壁305的外表面且位于諧振天線313與屏蔽元件34的間。屏蔽元件34貼附于側(cè)壁305的外表面且至少部分地覆蓋發(fā)射薄膜線圈元件31的諧振天線313以及起振天線312。于本實(shí)施例中，如圖7所示，屏蔽元件34為金屬網(wǎng)格(Metal mesh)膜，可適用于阻擋較高頻率的電磁波向外發(fā)散，例如阻擋具第一特定頻率以上(例如6MHz以上)的電磁波向外發(fā)散。該金屬網(wǎng)格膜由金屬或金屬復(fù)合材料制成，其中該金屬或金屬復(fù)合材料選自銅、金、銀、鋁、鎢、鉻、鈦、銦、錫、鎳、鐵或其至少二者以上所組成的金屬復(fù)合物，但不以此為限。金屬網(wǎng)格膜具有網(wǎng)格圖案，該網(wǎng)格圖案包括多個(gè)網(wǎng)格單元343，其中每一個(gè)網(wǎng)格單元343的兩相鄰但不相接的金屬微線344、345具有一間距d，該間距d小于發(fā)射薄膜線圈單元31所發(fā)出電磁波的波長(zhǎng)。于另一些實(shí)施例中，屏蔽元件34為導(dǎo)磁膜，該導(dǎo)磁膜由軟磁材料制成，例如但不限于鐵氧體(ferrite)、鋅鎳鐵氧體(NiZn)、鋅錳鐵氧體(MgZn)或鐵硅鋁合金與粘結(jié)材料構(gòu)成，可適用于阻擋較低頻率的電磁波向外發(fā)散，例如阻擋介于第一特定頻率與第二特定頻率之間(例如介于60Hz至20MHz之間)的電磁波向外發(fā)散。于另一些實(shí)施例中，屏蔽元件34為一種結(jié)合金屬網(wǎng)格膜與導(dǎo)磁膜的復(fù)合薄膜，可阻擋所有頻率范圍(例如介于60Hz至300GHz之間)的電磁波向外發(fā)散。

于一些實(shí)施例中，屏蔽元件34包括第一屏蔽部341以及第二屏蔽部342，其中第一屏蔽部341貼附于本體301的外表面且覆蓋發(fā)射薄膜線圈元件31，第二屏蔽部342貼附于蓋體302的外表面，以阻擋電磁波從蓋體302向外發(fā)散。

于一些實(shí)施例中，柔性基板311的第一面311a與第二面311b分別包括一粘結(jié)層(未圖示)，且起振天線312與諧振天線313分別為導(dǎo)電材料且通過其粘結(jié)層設(shè)置于柔性基板311的第一面311a與第二面311b。粘結(jié)層可為一種具有光固化(light curing)、熱固化(thermal curing)或其他具有固化特性的粘結(jié)材料，其中其他具有固化特性的粘結(jié)材料可為但不限于乙烯-醋酸乙烯酯共聚合物系膠、聚酰胺系膠、橡膠系膠、聚烯烴系膠或濕氣硬化聚氨酯膠等。于一些實(shí)施例中，粘結(jié)層除包含上述固化粘結(jié)材料外，還可混有磁性材料，其中磁性材料可為例如但不限于混合在固化粘結(jié)材料內(nèi)的 鐵磁粉粒。于另一些實(shí)施例中，柔性基板311可為前述的粘結(jié)層所取代。

于一些實(shí)施例中，柔性基板311的材料可選自聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate，PET)、薄玻璃、聚萘二甲酸乙二醇酯(Polyethylennaphthalat，PEN)、聚醚(Polyethersulfone，PES)、聚酸甲酯(Polymethylmethacrylat，PMMA)、聚酰亞胺(Polyimide，PI)或聚碳酸脂(Polycarbonate，PC)，且不以此為限。于一些實(shí)施例中，起振天線312與諧振天線313可為但不限于單環(huán)路或多環(huán)路天線，且其環(huán)路的形狀包括且不限于圓形、橢圓形或矩形。起振天線312與諧振天線313分別由導(dǎo)電材料制成，其中該導(dǎo)電材料可選自銀(Ag)、銅(Cu)、金(Au)、鋁(Al)、錫(Sn)或石墨烯，且不以此為限。

圖5A為本發(fā)明無線充電裝置的另一變化例于其側(cè)壁的截面圖，以及圖5B顯示圖5A的發(fā)射薄膜線圈元件與屏蔽元件的關(guān)系圖。于一些實(shí)施例中，如圖5A及5B所示，發(fā)射薄膜線圈元件31除包括柔性基板311、起振天線312及諧振天線313之外，還可包括第一保護(hù)層314及第二保護(hù)層315，其中第一保護(hù)層314及第二保護(hù)層315分別覆蓋起振天線312與諧振天線313，也就是第一保護(hù)層314及第二保護(hù)層315分別位于起振天線312與諧振天線313的外側(cè)。于此實(shí)施例中，屏蔽元件35可設(shè)置于本體30中且位于側(cè)壁305內(nèi)，并且位于發(fā)射薄膜線圈元件31的起振天線312與第一保護(hù)層314之間?？商鎿Q地，如圖6A及6B所示，屏蔽元件35也可設(shè)置于本體30中且位于側(cè)壁305內(nèi)，并且位于發(fā)射薄膜線圈元件31的第一保護(hù)層314的外側(cè)。于此實(shí)施例中，第一保護(hù)層314與第二保護(hù)層315的材質(zhì)可與前述的保護(hù)層35相同，于此不再贅述。

于一些實(shí)施例中，無線充電裝置3包括一組或多組發(fā)射模塊32，其中每一組發(fā)射模塊32電性連接于對(duì)應(yīng)的發(fā)射薄膜線圈元件31，且包括電源轉(zhuǎn)換電路321、振蕩器322、功率放大器323及濾波電路324。電源轉(zhuǎn)換電路321電連接于電源5且連接于振蕩器322及功率放大器323，電源轉(zhuǎn)換電路321將電源5所提供的電能轉(zhuǎn)換并供電予振蕩器322與功率放大器323。于一些實(shí)施例中，電源轉(zhuǎn)換電路321包括直流-直流轉(zhuǎn)換器、交流-交流轉(zhuǎn)換器和/或直流-交流轉(zhuǎn)換器。振蕩器322可調(diào)地輸出一特定頻率的交流信號(hào)，功率放大器323用于放大該特定頻率的交流信號(hào)，以及濾波電路324用于濾 除該交流信號(hào)的諧波與不需的頻率部分，藉此以輸出至對(duì)應(yīng)的發(fā)射薄膜線圈元件31的起振天線312。

于本實(shí)施例中，每一個(gè)受電裝置4包括一無線充電接收器4a以及一負(fù)載4b，其中該無線充電接收器4a與負(fù)載4b可為結(jié)構(gòu)上可分離的兩器件或可整合為單一器件。舉例而言，受電裝置4的無線充電接收器4a可為一無線充電接收墊，且負(fù)載4b可為不具無線充電功能的手機(jī)，通過將無線充電接收墊與該手機(jī)電連接，可使不具無線充電功能的手機(jī)可以實(shí)現(xiàn)無線充電。于另一實(shí)施例中，無線充電接收器4a也可整合安裝于負(fù)載4b(例如手機(jī))的殼體內(nèi)部。

請(qǐng)?jiān)賲㈤唸D2A、2B、3、4A及4B，于一些實(shí)施例中，每一個(gè)受電裝置4的無線充電接收器4a包括接收薄膜線圈元件41以及接收模塊42，其中接收薄膜線圈元件41包括柔性基板、起振天線以及諧振天線，其中諧振天線的兩端連接一個(gè)或多個(gè)電容器。接收薄膜線圈元件41的柔性基板、起振天線及諧振天線的結(jié)構(gòu)、材料與功能分別與圖4A及4B所示的發(fā)射薄膜線圈元件31的柔性基板311、起振天線312及諧振天線313的結(jié)構(gòu)、材料與功能相同，于此不再贅述。于另一些實(shí)施例中，接收薄膜線圈元件41除包括柔性基板、起振天線及諧振天線之外，其還包括一第一保護(hù)層及一第二保護(hù)層，其中接收薄膜線圈元件41的結(jié)構(gòu)與材料與圖5A及5B或圖6A及6B所示的發(fā)射薄膜線圈元件31的結(jié)構(gòu)與材料相似，于此不再贅述。于本實(shí)施例中，接收薄膜線圈元件41用于與發(fā)射薄膜線圈元件31耦合，藉此以利用磁共振或磁感應(yīng)方式接收無線充電裝置3的發(fā)射薄膜線圈元件31所傳輸?shù)哪芰?。換言之，當(dāng)受電裝置4放置于無線充電裝置3的容置空間303，無線充電裝置3的發(fā)射薄膜線圈元件31發(fā)射較高頻率的電磁波(例如但不限于6.78MHz)且受電裝置4的接收薄膜線圈元件41與該頻率相同且接收該電磁波時(shí)，可利用磁共振方式將能量由無線充電裝置3的發(fā)射薄膜線圈元件31傳送至無線充電接收器4a的接收薄膜線圈元件41。于另一些實(shí)施例中，當(dāng)受電裝置4放置于無線充電裝置3的容置空間303，無線充電裝置3的發(fā)射薄膜線圈元件31發(fā)射較低頻率的電磁波(例如但不限于100KHz)且受電裝置4的接收薄膜線圈元件41接收該電磁波時(shí)，可利用磁感應(yīng)方式將能量由無線充電裝置3的發(fā)射薄膜線圈元件31傳送至無線充電接收器4a 的接收薄膜線圈元件41。由于屏蔽元件34可阻擋發(fā)射薄膜線圈元件31所發(fā)射的電磁波向外發(fā)散，可將電磁波能量集中至容置空間303，藉此可提升充電效率。

圖9為圖2所示的受電裝置的接收模塊的電路方塊圖。于一些實(shí)施例中，如圖2A、2B及9所示，無線充電接收器4a包括一組或多組接收模塊42，其中每一組接收模塊42包括濾波電路421、整流電路422、穩(wěn)壓電路423以及直流電壓調(diào)節(jié)電路424。濾波電路421電連接于接收薄膜線圈元件41的諧振天線，且將接收薄膜線圈元件41的諧振天線所輸出的交流信號(hào)的諧波濾除。整流電路422電連接于濾波電路421與穩(wěn)壓電路423，以用于將交流信號(hào)轉(zhuǎn)換為一直流電源。穩(wěn)壓電路423電性連接于整流電路422與直流電壓調(diào)節(jié)電路424，以用于將該直流電源穩(wěn)定于一額定電壓值。直流電壓調(diào)節(jié)電路424電連接于穩(wěn)壓電路423以及負(fù)載4b，以將該直流電源進(jìn)行電壓調(diào)整(例如升壓)至負(fù)載4b所需的電壓，對(duì)負(fù)載4b供電，例如對(duì)手機(jī)的電池充電。

圖10為顯示圖2的受電裝置的一示范例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2及10所示，受電裝置4包括無線充電接收器4a以及負(fù)載4b，其中受電裝置4的無線充電接收器4a可為無線充電接收墊，且負(fù)載4b可為不具無線充電功能的手機(jī)。當(dāng)無線充電接收器4a(即無線充電接收墊)的連接器43與負(fù)載4b(即手機(jī))的對(duì)應(yīng)連接器電連接，通過無線充電接收器4a的接收薄膜線圈元件41與接收模塊42，可接收無線充電裝置3的發(fā)射薄膜線圈元件31所傳輸?shù)哪芰?，使不具無線充電功能的手機(jī)可以實(shí)現(xiàn)無線充電。

圖11為本發(fā)明的無線充電系統(tǒng)的一變化例的電路方塊示意圖。于本實(shí)施例中，本發(fā)明的無線充電系統(tǒng)2包括無線充電裝置3及一個(gè)或多個(gè)受電裝置4、4’，其中無線充電裝置3可依據(jù)受電裝置4、4’的無線充電接收器4a、4a’的規(guī)格與特性而適應(yīng)性地或選擇性地切換使用磁共振或磁感應(yīng)的方式，以對(duì)受電裝置4、4’的負(fù)載4b、4b’進(jìn)行無線充電。于此實(shí)施例中，無線充電裝置3包括發(fā)射薄膜線圈元件31、發(fā)射模塊32、控制器33、第一切換電路36、第二切換電路37、多個(gè)第一電容器C₁₁、C₁₂以及多個(gè)第二電容器C₂₁、C₂₂，其中發(fā)射薄膜線圈元件31與發(fā)射模塊32的結(jié)構(gòu)、功能與原理與前述實(shí)施例相似，接收薄膜線圈元件41、41’與接收模塊42、42’的結(jié)構(gòu)、 功能與原理與前述實(shí)施例相同，于此不再贅述。多個(gè)第一電容器C₁₁、C₁₂分別與發(fā)射薄膜線圈元件31的起振天線(未圖示)并聯(lián)連接，且多個(gè)第一電容器C₁₁、C₁₂彼此并聯(lián)連接，以用于與受電裝置4、4’的接收薄膜線圈元件41、41’耦合。多個(gè)第二電容器C₂₁、C₂₂分別與發(fā)射模塊32的輸出端與發(fā)射薄膜線圈元件31的起振天線(未圖示)串聯(lián)連接，且多個(gè)第二電容器C₂₁、C₂₂彼此并聯(lián)連接，以用于與發(fā)射模塊32耦合，進(jìn)行濾波以提升充電品質(zhì)。第一切換電路36包括多個(gè)第一開關(guān)元件S₁₁、S₁₂，每一個(gè)第一開關(guān)元件S₁₁、S₁₂分別與一對(duì)應(yīng)的第一電容器C₁₁、C₁₂串聯(lián)連接。第二切換電路37包括多個(gè)第二開關(guān)元件S₂₁、S₂₂，每一個(gè)第二開關(guān)元件S₂₁、S₂₂分別與一對(duì)應(yīng)的第二電容器C₂₁、C₂₂串聯(lián)連接?？刂破?3電性連接于第一切換電路36的多個(gè)第一開關(guān)元件S₁₁、S₁₂以及第二切換電路37的多個(gè)第二開關(guān)元件S₂₁、S₂₂，且依據(jù)代表受電裝置4、4’的無線充電接收器4a、4a’所采用的無線充電技術(shù)的感測(cè)信號(hào)而因應(yīng)地產(chǎn)生一控制信號(hào)，以控制第一切換電路36的多個(gè)第一開關(guān)元件S₁₁、S₁₂以及第二切換電路37的多個(gè)第二開關(guān)元件S₂₁、S₂₂的導(dǎo)通與截止的切換運(yùn)作，藉此使無線充電裝置3可依據(jù)受電裝置4、4’的無線充電接收器4a、4a’的規(guī)格與特性而適應(yīng)性地或選擇性地切換使用磁共振或磁感應(yīng)的方式對(duì)受電裝置4、4’的負(fù)載4b、4b’進(jìn)行無線充電。

于本實(shí)施例中，無線充電裝置3與受電裝置4、4’于運(yùn)作時(shí)的工作頻率可依據(jù)下列公式(1)算得：f_a＝1/2π(L_aC_a)^1/2＝1/2π(L_bC_b)^1/2＝f_b(1)，其中fa與fb分別為無線充電裝置3與受電裝置4、4’的無線充電接收器4a、4a’的工作頻率，C_a為無線充電裝置3的第一電容器C₁₁、C₁₂的電容值，L_a為發(fā)射薄膜線圈元件31的起振天線上的電感值，C_b為受電裝置4、4’的第三電容器C₃、C_3’的電容值，L_b為接收薄膜線圈元件41、41’的起振天線上的電感值。舉例而言，無線充電裝置3的第一電容器C₁₁、C₁₂的電容值可分別為0.5μF及0.1nF，發(fā)射薄膜線圈元件31的起振天線上的電感值L為5μH。當(dāng)受電裝置4的第三電容器C₃的電容值為0.5μF，接收薄膜線圈元件41的起振天線上的電感值L₃為5μH時(shí)，無線充電裝置3的控制器33發(fā)出控制信號(hào)至第一切換電路36與第二切換電路37，以導(dǎo)通第一開關(guān)元件S₁₁及第二開關(guān)元件S₂₁，且關(guān)斷第一開關(guān)元件S₁₂及第二開關(guān)元件S₂₂，藉此無線充電裝置3可切換選擇第一電容器C₁₁(電容值也為0.5μF)，且發(fā)射薄膜線圈元件 31的起振天線上的電感值L也為5μH，使無線充電裝置3與受電裝置4的無線充電接收器4a的工作頻率皆為100KHz，藉此可以較低頻率的電磁波利用磁感應(yīng)方式進(jìn)行無線充電。當(dāng)受電裝置4’的第三電容器C_3’的電容值為0.1nF，接收薄膜線圈元件41’的起振天線上的電感值L₃’為5μH時(shí)，無線充電裝置3的控制器33發(fā)出控制信號(hào)至第一切換電路36與第二切換電路37，以導(dǎo)通第一開關(guān)元件S₁₂及第二開關(guān)元件S₂₂，且關(guān)斷第一開關(guān)元件S₁₁及第二開關(guān)元件S₂₁，藉此無線充電裝置3可切換選擇第一電容器C₁₂(電容值也為0.1nF)，發(fā)射薄膜線圈元件31的起振天線311上的電感值L也為5μh，使無線充電裝置3及受電裝置4’的無線充電接收器4a’的工作頻率皆為6.78MHz，藉此可以較高頻率的電磁波利用磁共振方式進(jìn)行無線充電。應(yīng)注意的是，前述工作頻率僅為例示，本發(fā)明技術(shù)并不以前述工作頻率的數(shù)值為限。

于本實(shí)施例中，本體301為一筒體，且蓋體302可轉(zhuǎn)動(dòng)地樞接于本體301，以用于覆蓋本體301的開口304。多組發(fā)射薄膜線圈元件31設(shè)置于筒體的側(cè)壁305內(nèi)。當(dāng)然，無線充電裝置3的本體301并不以筒體為限，也可依實(shí)際應(yīng)用變化為其他幾何形狀結(jié)構(gòu)。圖12為顯示本發(fā)明的無線充電裝置的第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖12所示，于此實(shí)施例中，無線充電裝置3a的元件結(jié)構(gòu)及其功能與第一實(shí)施例所示的無線充電裝置3相同，且相同元件標(biāo)號(hào)代表相同元件結(jié)構(gòu)與功能，于此不再贅述，惟本實(shí)施例的無線充電裝置3a的本體301為一盒體，且多組發(fā)射薄膜線圈元件31設(shè)置于盒體的側(cè)壁305內(nèi)。

圖13為顯示本發(fā)明的無線充電裝置的第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖13所示，于此實(shí)施例中，無線充電裝置3b的元件結(jié)構(gòu)及其功能與第一實(shí)施例所示的無線充電裝置3相同，且相同元件標(biāo)號(hào)代表相同元件結(jié)構(gòu)與功能，于此不再贅述，惟本實(shí)施例的無線充電裝置3b的本體301為一筒體，且一發(fā)射薄膜線圈元件31設(shè)置于筒體內(nèi)，其中發(fā)射薄膜線圈元件31的諧振天線313設(shè)置于筒體的側(cè)壁305內(nèi)且以立體螺旋方式繞設(shè)于筒體的側(cè)壁305內(nèi)，發(fā)射薄膜線圈元件31的起振天線312設(shè)置于筒體的底壁306內(nèi)。

圖14為顯示本發(fā)明的無線充電裝置的第四實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖14所示，于此實(shí)施例中，無線充電裝置3c的元件結(jié)構(gòu)及其功能與第一實(shí)施 例所示的無線充電裝置3相同，且相同元件標(biāo)號(hào)代表相同元件結(jié)構(gòu)與功能，于此不再贅述，惟本實(shí)施例的無線充電裝置3c的本體301為一筒體，且多組發(fā)射薄膜線圈元件31設(shè)置于筒體的側(cè)壁305內(nèi)。無線充電裝置3c還包括另兩組發(fā)射薄膜線圈元件31a、31b，其中發(fā)射薄膜線圈元件31a設(shè)置于筒體的底壁306內(nèi)，發(fā)射薄膜線圈元件31b設(shè)置于蓋體302內(nèi)，其中發(fā)射薄膜線圈元件31a、31b的元件結(jié)構(gòu)與功能與發(fā)射薄膜線圈元件31相似，于此不再贅述。

圖15為顯示本發(fā)明的無線充電裝置的第五實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖12所示，于此實(shí)施例中，無線充電裝置3d的元件結(jié)構(gòu)及其功能與第一實(shí)施例所示的無線充電裝置3相同，且相同元件標(biāo)號(hào)代表相同元件結(jié)構(gòu)與功能，于此不再贅述，惟本實(shí)施例的無線充電裝置3d的本體301為一U型體結(jié)構(gòu)，且多組發(fā)射薄膜線圈元件31設(shè)置于U型體結(jié)構(gòu)的側(cè)壁305與底壁306內(nèi)。蓋體302呈盒體結(jié)構(gòu)，且可完整覆蓋包覆本體301。屏蔽元件34的第一屏蔽部341貼附于本體301的外表面，且第二屏蔽部342貼附于蓋體302的外表面。當(dāng)蓋體302覆蓋包覆本體301后，無線充電裝置3可由屏蔽元件34的包覆而可阻擋電磁波向外發(fā)散，且可使電磁波集中于容置空間303，以對(duì)容收于容置空間303的一個(gè)或多個(gè)受電裝置4進(jìn)行充電，提升其充電效率。

綜上所述，本發(fā)明提供一種無線充電裝置及系統(tǒng)，本發(fā)明的無線充電裝置可發(fā)射一特定頻率或多不同頻率的電磁波對(duì)一個(gè)或多個(gè)受電裝置進(jìn)行無線充電，且可抑制該些電磁波發(fā)散以降低電磁波對(duì)使用者的傷害，且可集中電磁波至一充電區(qū)域以對(duì)一個(gè)或多個(gè)受電裝置進(jìn)行非接觸式充電，強(qiáng)化電磁波量以提升充電效率。本發(fā)明的無線充電裝置具有一容置空間供一個(gè)或多個(gè)受電裝置放置，并可確保該一個(gè)或多個(gè)可接收同一頻率或不同頻率的電磁波的受電裝置于該容置空間內(nèi)可同時(shí)或分時(shí)地且有效地同時(shí)進(jìn)行無線充電，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可降低成本，且可增加通用性及使用的便利性。此外，本發(fā)明的無線充電系統(tǒng)包括前述無線充電裝置以及一個(gè)或多個(gè)受電裝置，其可適應(yīng)性或選擇性地切換使用磁共振耦合或磁感應(yīng)方式實(shí)現(xiàn)無線充電，且可達(dá)到前述功效。

本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案做出任何變動(dòng)和修飾，均不脫 離本發(fā)明的權(quán)利要求所要保護(hù)的范圍。