近场通讯及无线充电装置与其的切换方法_2

文档序号:9491366阅读:来源:国知局
二调频元件124皆可为电容。第一调频元件122与 线圈110能够形成第一稱合频率,而第二调频元件124与线圈110能够形成第二稱合频率, 第一耦合频率不同于第二耦合频率。如此一来,当电磁波的操作频率为第一耦合频率时,电 磁波便会传递至近场通讯模块130,当电磁波的操作频率为第二耦合频率时,电磁波则传递 至无线充电模块140。而因第一调频元件122的电容值小于第二调频元件124的电容值,因 此第一耦合频率会高于第二耦合频率。
[0042] 举例而言,第一耦合频率为13. 56MHz,而第二耦合频率为6. 78MHz (此为无线充电 联盟(A4WP,Alliance for Wireless Power)所制订的磁共振频率)。若电磁波的操作频 率为约13. 56MHz,则电磁波便能与线圈110及第一调频元件122进行磁耦合,使得电磁波能 够经由第一调频元件122而传递至近场通讯模块130。若电磁波的操作频率为约6. 78MHz, 则电磁波便能与线圈110及第二调频元件124进行磁耦合,使得电磁波能够经由第二调频 元件124而传递至无线充电模块140。如此一来,经由线圈110与调频模块120的组合,本 实施方式的近场通讯及无线充电装置便能达成近场通讯与无线充电的功能。另外值得一提 的是,因在本实施方式中,第一耦合频率为第二耦合频率的倍频,因此线圈110本身的有效 电气长度只要能够收发第二耦合频率,其无需经过特别设计便能一并收发第一耦合频率与 第二耦合频率。
[0043] 在本实施方式中,无线充电模块140包含整流器142与电源管理芯片144。整流 器142用以将电磁波整流为直流电。电源管理芯片144用以将直流电传至储电装置150, 并管理储电装置150的能量传递。详细而言,当线圈110的耦合频率为第二耦合频率时,线 圈110所产生的感应电流被传递至整流器142,因此整流器142将感应电流整流为直流电。 接着电源管理芯片144再将直流电传递至储电装置150,如此一来,即完成了无线充电模块 140的充电程序。值得一提的是,当近场通讯及无线充电装置需要使用能量时,电源管理芯 片144可自储电装置150提取能量以供其他元件使用,因此电源管理芯片144兼具管理储 电装置150的能量传递,亦可具有防止过度充电的功能。然而在其他的实施方式中,电源管 理芯片144所输出的直流电在传递至储电装置150之前,直流电亦可先储存在一储电暂存 装置(未绘示)内,待电源管理芯片144的指令,再将储电暂存装置的能量传递至储电装置 150,以完成充电程序,其中储电暂存装置可位于无线充电模块140的内或外,且储电暂存 装置是电性连接于电源管理芯片144与储电装置150之间。
[0044] 另外,在本实施方式中,无线充电模块140还包含开关143,电性连接于整流器142 与电源管理芯片144。开关143具有功率阀值。当直流电的功率大于功率阀值,则导通整 流器142与电源管理芯片144,当直流电的功率小于功率阀值,则开关143为断路。一般而 言,此功率阀值会设定为大于近场通讯信号高峰值,如此一来便能在非无线充电操作模式 下防止电磁波的能量泄漏至储电装置150。另一方面,在进行无线充电的当下,其直流电的 功率会大于开关143的功率阀值,因此整流器142与电源管理芯片144能够导通,使得电 磁波的能量能够传递至储电装置150。在一或多个实施方式中,开关143例如为单刀单掷 (Single-Pole Single Throw, SPST)开关,然而本发明不以此为限。
[0045] 在本实施方式中,无线充电模块140还可包含匹配电路146,用以匹配线圈110与 一传输源(未绘示)之间的阻抗,其中此传输源用以提供无线充电的电磁波。因此当传输 源传送电磁波至线圈110时,匹配电路146可匹配传输源与线圈110之间的阻抗,亦能微调 第二耦合频率,使得电磁波与线圈110之间有较好的磁耦合,以利于无线充电模块140的能 量接收。
[0046] 另一方面,近场通讯模块130还可包含匹配电路136,用以匹配线圈110与另一传 输源(未绘示)之间的阻抗,其中此传输源用以提供近场通讯的电磁波。因此当传输源传 送电磁波至线圈110时,匹配电路136可匹配传输源与线圈110之间的阻抗,亦能微调第一 耦合频率,使得电磁波与线圈110之间有较好的磁耦合,以利于近场通讯模块130的信号接 收。应注意的是,虽然在本实施方式中,匹配电路136电性连接于第一调频元件122与衰减 器132,然而在其他的实施方式中,匹配电路136亦可电性连接于衰减器132与近场通讯控 制电路134,本发明不以此为限。
[0047] 在一或多个实施方式中,近场通讯及无线充电装置还可包含控制单元160,电性连 接于电源管理芯片144与近场通讯控制电路134。控制单元160 (例如为中央处理器)可处 理近场通讯模块130与无线充电模块140的信息,亦可整合近场通讯模块130与无线充电 模块140。举例而言,近场通讯模块130处理完成的信号可传递至控制单元160以执行相对 应的动作。另外当近场通讯及无线充电装置于一特定环境下,其欲使用移动付费的无线充 电的功能时,可先将近场通讯及无线充电装置与无线充电源搭配的近场通讯源进行近场通 讯,执行扣款付费或身份确认后,近场通讯模块130再将其付费或身份确认信号传送至控 制单元160,因此控制单元160便可驱动电源管理芯片144,以接收无线充电源的电磁波而 进行无线充电作业。
[0048] 在其他的实施方式中,控制单元160亦可电性连接于衰减器132,以调整电磁波的 能量衰减的程度,例如控制单元160可根据近场通讯控制电路134所接收的信号强度来判 断衰减器132衰减的程度,然而本发明不以此为限。换句话说,衰减器132为可调式衰减器, 而此可调式衰减器可由单一电路组成或者结合多个可调元件。
[0049] 接着请参照图2,其为本发明另一实施方式的近场通讯及无线充电装置的功能方 块图,其中因部分元件与图1的元件相同,因此沿用图1的符号。在本实施方式中,近场通 讯及无线充电装置还包含开关170与频率侦测器180。开关170电性连接于调频模块120、 近场通讯模块130、无线充电模块140与频率侦测器180。频率侦测器180用以侦测电磁波 的操作频率。控制单元160电性连接于频率侦测器180与开关170。控制单元160用以接 收频率侦测器180所侦测到的频率,并根据该频率控制开关170,使得开关170选择性地导 通调频模块120与近场通讯模块130,或者导通调频模块120与无线充电模块140。控制单 兀160亦电性连接于传输收发器149。
[0050] 在操作上,请一并参照图2与图3,其中图3为本发明一实施方式的近场通讯及无 线充电装置的切换方法的流程图,在此配合图2的近场通讯及无线充电装置作说明。首先 如步骤S910所示,侦测线圈110所接收的电磁波的操作频率。详细而言,开关170的初始 设定是先切换至频率侦测器180,再基于频率侦测器180所侦测到的操作频率,以导通调频 模块120与频率侦测器180,在此状态下,调频模块120与近场通讯模块130之间以及调频 模块120与无线充电模块140之间皆处于断路状态。因此线圈110接收到的电磁波可经由 开关170而传递至频率侦测器180。频率侦测器180将侦测的结果传至控制单元160,由控 制单元160作分析。
[0051] 接着如步骤S920所示,根据所侦测到的操作频率而进行开关170的切换,以决定 进行近场通讯模式或无线充电模式。详细而言,控制单元160可先判断所侦测到的频率值, 若频率值为13. 56MHz,则选择近场通讯模式,如步骤S930所示。控制单元160控制开关170 以切换至近场通讯模块130,因此电磁波能够经由开关170而传递至近场通讯模块130。接 着衰减器132衰减电磁波的能量后,由近场通讯控制电路134处理电磁波的信息。不论进行 近场通讯模式或无线充电模式,一旦任一模式结束后,皆回复成开关170与频率侦测器180 通路的状态。
[0052] 另一方面,请回到步骤S920,若频率值为6. 78MHz,则选择无线充电模式,如步骤 S940所示。控制单元160控制开关170以切换至无线充电模块140,因此电磁波能够经由 开关170而传递至无线充电模块140。接着电磁波的能量便能被传递至储电装置150。如 此一来,基于所侦测到电磁波的操作频率便能选择近场通讯模式或无线充电模式,使用者 可不必以手动下指令指示近场通讯及无线充电装置该选择哪一模式,因此能够大幅增加近 场通讯及无线充电装置的使用方便性。
[0053] 接着请回到图2。在本实施方式中,调频模块120为可变电容,而控制单元160还 电性连接于调频模块120。因此在控制单元160选择了近场通讯模式或无线充电模式后, 控制单元160可动态地调整调频模块120的电容值,借此改变线圈110的耦合频率,以增加 线圈110与电磁波之间的磁耦合。其中可变电容可由单一电路组成或者结合多个可调元件 (例如电容及/或电感的组成)。
[0054] 在本实施方式中,无线充电模块140还包含电压转换器148,电性连接于整流器 142与电源管理芯片144,电压转换器148用以调整直流电的电压。在一些实施方式中,若 整流器142整流后的直流电的电压不符合储电装置150所需的电压,故直流电直接进入
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