无线充电装置及无线充电方法与流程

本发明涉及一种无线充电装置及无线充电方法，尤指一种利用单一马达带动传送线圈移动且转动至对应电子装置的接收线圈的位置的无线充电装置及无线充电方法。

背景技术：

随着各式各样的电子装置愈来愈普及，例如移动电话、平板计算机等，无线充电技术也愈来愈受到重视。若无线充电装置只能对单一电子装置进行充电，对于拥有多个电子装置的使用者而言，相当不便。因此，如何让无线充电装置能够自动对多个电子装置进行充电，便成为无线充电装置设计时的一个重要课题。目前，美国专利公告第8248028号(下称’028专利)已公开可自动对多个电子装置进行充电的无线充电装置。然而，由于’028专利需利用两组马达及导轨结构来移动传送线圈，结构设计过于复杂，进而增加制造成本。此外，亦有先前技术在无线充电装置中设置多个传送线圈，以对多个电子装置进行充电。然而，多个传送线圈也会增加制造成本。

因此，需要提供一种无线充电装置及无线充电方法来解决上述问题。

技术实现要素：

本发明提供一种无线充电装置及无线充电方法，以解决上述的问题。

本发明的权利要求书公开一种无线充电装置，该无线充电装置包括：一基座、一马达、一转动件以及一第一传送线圈；该基座具有一中空柱体以及环绕该中空柱体的一环形槽；该马达可移动地设置于该中空柱体中，该马达具有一转动轴；该转动件连接于该转动轴的一第一端；该第一传送线圈设置于该转动件上；其中，当一电子装置放置于该环形槽中时，该马达带动该第一传送线圈移动且转动至对应该电子装置的一接收线圈的位置，使得该第一传送线圈与该接收线圈配合，进而对该电子装置进行充电。

本发明的权利要求书还公开该无线充电装置还包括一螺帽，设置于该中空柱体中，该转动轴的一第二端具有外螺纹，使得该转动轴的该第二端可转动地连接于该螺帽，该第一端与该第二端相对。

本发明的权利要求书还公开该基座还具有一限位孔，位于该中空柱体中，该马达还具有一限位柱，可移动地设置于该限位孔中。

本发明的权利要求书还公开在对该电子装置进行充电前，该马达带动该第一传送线圈移动且转动至多个高度与多个方向，该第一传送线圈检测该等高度与该等方向的多个负载，该等负载的最大值所在的高度与方向对应该电子装置的该接收线圈的位置。

本发明的权利要求书还公开该无线充电装置还包括一检测单元，设置于该转动件上，在对该电子装置进行充电前，该马达带动该第一传送线圈与该检测单元移动且转动至多个高度与多个方向，该检测单元检测该等高度与该等方向的多个负载，该等负载的最大值所在的高度与方向对应该电子装置的该接收线圈的位置。

本发明的权利要求书还公开当多个该电子装置放置于该环形槽中时，该等负载的多个峰值所在的高度与方向对应该等电子装置的该等接收线圈的位置。

本发明的权利要求书还公开该无线充电装置还包括一电路板、一控制单元、一运算单元以及一记忆单元。该电路板设置于该中空柱体中，且该第一传送线圈电性连接于该电路板。该控制单元设置于该电路板上，且该控制单元用以控制该马达。该运算单元设置于该电路板上，且该运算单元用以判断该等负载的强度。该记忆单元设置于该电路板上，且该记忆单元用以记录该等高度、该等方向与该等负载。

本发明的权利要求书还公开该无线充电装置还包括一第二传送线圈，设置于该转动件上且与该第一传送线圈相对。

本发明的权利要求书还公开该第一传送线圈的无线充电技术标准与该第二传送线圈的无线充电技术标准相同。

本发明的权利要求书还公开该第一传送线圈的无线充电技术标准与该第二传送线圈的无线充电技术标准相异。

本发明的权利要求书还公开一种无线充电方法，该无线充电方法适用于一无线充电装置，该无线充电装置包括一基座、一马达、一转动件以及一传送线圈，该基座具有一中空柱体以及环绕该中空柱体的一环形槽，该马达可移动地设置于该中空柱体中，该马达具有一转动轴，该转动件连接于该转动轴，该传送线圈设置于该转动件上，该无线充电方法包括：当一电子装置放置于该环形槽中时，该马达带动该传送线圈移动且转动至多个高度与多个方向；检测该等高度与该等方向的多个负载，其中该等负载的最大值所在的高度与方向对应该电子装置的一接收线圈的位置；该马达带动该传送线圈移动且转动至对应该电子装置的该接收线圈的位置；以及该传送线圈与该接收线圈配合，进而对该电子装置进行充电。

本发明的权利要求书还公开当多个该电子装置放置于该环形槽中时，该等负载的多个 峰值所在的高度与方向对应该等电子装置的该等接收线圈的位置。

本发明的权利要求书还公开当多个该电子装置放置于该环形槽中时，该无线充电方法还包括下列步骤：优先对电量最多的该电子装置进行充电。

本发明的权利要求书还公开当多个该电子装置放置于该环形槽中时，该无线充电方法还包括下列步骤：优先对电量最少的该电子装置进行充电。

本发明的权利要求书还公开当多个该电子装置放置于该环形槽中时，该无线充电方法还包括下列步骤：优先对与该传送线圈距离最短的该电子装置进行充电。

本发明的权利要求书还公开当多个该电子装置放置于该环形槽中时，该无线充电方法还包括下列步骤：优先对先检测到的该电子装置进行充电。

综上所述，本发明利用单一马达带动传送线圈移动且转动至对应电子装置的接收线圈的位置，使得传送线圈与接收线圈配合，进而对电子装置进行充电。由于本发明仅利用单一马达来移动且转动传送线圈，因此，本发明的结构设计简单，可有效降低制造成本。

关于本发明的优点与精神可以藉由以下的发明详述及所附的附图得到进一步的了解。

附图说明

图1为本发明一实施例的无线充电装置的立体图。

图2为图1中的无线充电装置的分解图。

图3为图2中的基座在另一视角的立体图。

图4为图1中的无线充电装置的透视图。

图5为图1中的无线充电装置的功能框图。

图6为图2中的转动轴带动转动件转动后的立体图。

图7为本发明一实施例的无线充电方法的流程图。

图8为二电子装置放置于无线充电装置的环形槽中的立体图。

图9为本发明另一实施例的无线充电装置的功能框图。

图10为本发明另一实施例的无线充电装置的分解图。

主要组件符号说明：

1、1'、1” 无线充电装置

10 基座

12 马达

14 转动件

16 第一传送线圈

18 螺帽

20 电路板

22 控制单元

24 运算单元

26 记忆单元

28 检测单元

30 第二传送线圈

50、52 电子装置

100 中空柱体

102 环形槽

104 限位孔

120 转动轴

122 限位柱

500 接收线圈

E1 第一端

E2 第二端

S10-S16 步骤

具体实施方式

请参阅图1至图7，图1为本发明一实施例的无线充电装置1的立体图，图2为图1中的无线充电装置1的分解图，图3为图2中的基座10在另一视角的立体图，图4为图1中的无线充电装置1的透视图，图5为图1中的无线充电装置1的功能框图，图6为图2中的转动轴120带动转动件14转动后的立体图，图7为本发明一实施例的无线充电方法的流程图。图7中的无线充电方法适用于图1中的无线充电装置1。

如图1至图6所示，无线充电装置1包含一基座10、一马达12、一转动件14、一第一传送线圈16、一螺帽18、一电路板20、一控制单元22、一运算单元24以及一记忆单元26。在此实施例中，第一传送线圈16可符合无线充电联盟(Wireless Power Consortium，WPC)、电力事业联盟(Power Matters Alliance，PMA)或无线充电标准联盟(Alliance for Wireless Power，A4WP)所制定的无线充电技术标准，视实际应用而定。此外，马达12可为步进马达，电路板20可为印刷电路板(printed circuit board，PCB)，控制单元22可为用以控制马达12的控制器，运算单元24可为具有数据运算处理功能的处理器，且记忆单元26可为存储器或其他数据储存装置。

基座10具有一中空柱体100以及环绕中空柱体100的一环形槽102。在此实施例中，中空柱体100为圆柱体。然而，在另一实施例中，中空柱体100亦可为多边形柱体，不以圆柱体为限。电路板20设置于中空柱体100中，且控制单元22、运算单元24与记忆单元26皆设置于电路板20上。马达12可移动地设置于中空柱体100中，且马达12具有一 转动轴120。转动轴120具有一第一端E1以及一第二端E2，其中第一端E1与第二端E2相对。转动件14连接于转动轴120的第一端E1。第一传送线圈16设置于转动件120上，且电性连接于电路板20。螺帽18设置于中空柱体100中。转动轴120的第二端E2具有外螺纹。转动轴120的第二端E2的外螺纹可与螺帽18配合，使得转动轴120的第二端E2可转动地连接于螺帽18。此外，基座10还具有二限位孔104，位于中空柱体100中。马达12还具有二限位柱122，可移动地设置于二限位孔104中。需说明的是，限位柱122与限位孔104的数量可根据实际应用而决定，不以两个为限。

当控制单元22控制马达12的转动轴120转动时，转动轴120即会带动转动件14上的第一传送线圈16转动。此外，转动轴120的第二端E2的外螺纹可与螺帽18配合，且马达12的限位柱122可与基座10的限位孔104配合，使得马达12上下移动。藉此，转动件14上的第一传送线圈16即可移动并转动至各个方向与高度。

当一电子装置50放置于基座10的环形槽102中时，控制单元22可控制马达12带动第一传送线圈16移动且转动至多个高度与多个方向(图7中的步骤S10)。在此实施例中，上述的多个高度与多个方向可为马达12的移动行程范围内的任意高度与任意方向。在实际应用中，控制单元22可控制马达12由最底端移动至最顶端，由最顶端移动至最底端，或由任意位置开始移动。接着，第一传送线圈16会检测每一个高度与每一个方向的负载(例如，磁感量)，而得到多个负载(图7中的步骤S12)，其中负载的最大值所在的高度与方向即是对应电子装置50的一接收线圈500的位置。需说明的是，本发明会针对第一传送线圈16的无线充电技术标准的所有波段检测每一个高度与每一个方向的负载。接着，控制单元22即可控制马达12带动第一传送线圈16移动且转动至对应电子装置50的接收线圈500的位置(图7中的步骤S14)，亦即负载的最大值所在的高度与方向。接着，第一传送线圈16即会与接收线圈500配合产生磁感应(magnetic induction)或磁共振(magnetic resonance)，进而对电子装置50的电池(未显示)进行充电(图7中的步骤S16)。

在此实施例中，第一传送线圈16的升降高度与速度取决于转动轴120的第二端E2的外螺纹的螺距，其中转动轴120的第二端E2的外螺纹的螺距可根据实际应用而决定。

在此实施例中，运算单元24可判断检测到的负载的强度，以找出负载的最大值所在的高度与方向。此外，记忆单元26可记录每一个高度、每一个方向与对应的负载。

在此实施例中，电子装置50还可通过接收线圈500传送电池容量、目前电量等信息给第一传送线圈16。因此，运算单元24可根据电子装置50的电池容量、目前电量等信息进一步判断电子装置50的电量是否已充满、预估充电时间等信息。

需说明的是，图7所示的无线充电方法的控制逻辑可以软件搭配电路设计来实现。当然，这些控制逻辑中的各个部分或功能皆可通过软硬件的组合来实现。

请参阅图8，图8为二电子装置50、52放置于无线充电装置1的环形槽102中的立体图。如图8所示，使用者可将二电子装置50、52放置于无线充电装置1的环形槽102中，以对二电子装置50、52进行充电。当二电子装置50、52放置于无线充电装置1的环形槽102中时，上述的步骤S12检测到的负载的多个峰值所在的高度与方向即会对应二电子装置50、52的接收线圈的位置。此时，二电子装置50、52的充电顺序可设定如下：1)优先对电量最多的电子装置进行充电；2)优先对电量最少的电子装置进行充电；3)优先对与第一传送线圈16距离最短的电子装置进行充电；以及4)优先对先检测到的电子装置进行充电。需说明的是，使用者亦可将二个以上的电子装置放置于无线充电装置1的环形槽102中，以对两个以上的电子装置进行充电。

请参阅图9，图9为本发明另一实施例的无线充电装置1'的功能框图，其中图7中的无线充电方法亦可利用图9中的无线充电装置1'来实现。无线充电装置1'与上述的无线充电装置1的主要不同之处在于，无线充电装置1'还包含一检测单元28，设置于上述的转动件14上。在图7中的步骤S12中，无线充电装置1'利用检测单元28检测每一个高度与每一个方向的负载(例如，磁感量)，而得到多个负载。在此实施例中，检测单元28可为近场无线通信(Near Field Communication，NFC)线圈或其他特殊线圈。需说明的是，图9中与图5中所示相同标号的组件，其作用原理大致相同，在此不再赘述。

请参阅图10，图10为本发明另一实施例的无线充电装置1”的分解图，其中图7中的无线充电方法亦可利用图10中的无线充电装置1”来实现。无线充电装置1”与上述的无线充电装置1的主要不同之处在于，无线充电装置1”还包含一第二传送线圈30，设置于转动件14上且与第一传送线圈16相对。在此实施例中，第一传送线圈16的无线充电技术标准与第二传送线圈30的无线充电技术标准可为相同。换言之，第一传送线圈16与第二传送线圈30可同时符合WPC、PMA或A4WP所制定的无线充电技术标准。在另一实施例中，第一传送线圈16的无线充电技术标准与第二传送线圈30的无线充电技术标准可为相异。举例而言，第一传送线圈16可符合WPC或A4WP所制定的无线充电技术标准，且第二传送线圈30可符合PMA所制定的无线充电技术标准。

综上所述，本发明利用单一马达带动传送线圈移动且转动至对应电子装置的接收线圈的位置，使得传送线圈与接收线圈配合，进而对电子装置进行充电。由于本发明仅利用单一马达来移动且转动传送线圈，因此，本发明的结构设计简单，可有效降低制造成本。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡是根据本发明权利要求书所作的等同变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。