无线供电与受电装置与其操作方法_2

文档序号:9869341阅读:来源:国知局
式。控制器模块120控制整流与切换模块130操作于无线供电模式。整流与切换模块130可以通过利用线圈模块140将电池模块150所提供的供电电能转换为无线供电电能,以便供电给其他电子装置(例如外部装置30)。
[0058]本发明实施例可以通过传感器110与控制器模块120去感测/判断无线供电与受电装置100的位置或方向以选择性的操作于无线供电模式或无线受电模式。
[0059]图5是本发明一实施例说明图1所示无线供电与受电装置的电路示意图。在本实施例中,控制器模块120包括中央处理单元121以及控制器122。中央处理单元121耦接至传感器110以接收感测信号。依据传感器110的感测信号,中央处理单元121可以判断无线供电与受电装置100的位置或方向而获得判断结果。
[0060]控制器122可以是微控制器、微处理器、数字信号处理器或是其他控制电路。控制器122耦接至中央处理单元121与整流与切换模块130。控制器122依据中央处理单元121的判断结果而改变并输出至少一控制信号(例如图5所示信号EN1、EN2、EN3、S1、S2、S3与S4)至整流与切换模块130。整流与切换模块130依据所述至少一控制信号选择性地操作于无线供电模式或无线受电模式。
[0061]在图5所示实施例中,整流与切换模块130包括充电管理电路131、直流-直流转换器(DC-DC converter) 132、开关133、开关134以及整流与切换电路135。充电管理电路131的输出端耦接至电池模块150。充电管理电路131的输入端接收充电电能,而对电池模块150充电。直流-直流转换器132的输入端耦接至电池模块150。直流-直流转换器132可以是降压型转换器(buck converter)、升压型转换器(boost converter)、降压/升压型转换器(buck-boost converter)或其他直流-直流转换器。
[0062]开关133的第一端耦接至充电管理电路131的输入端。开关134的第一端耦接至直流-直流转换器132的输出端。整流与切换电路135的第一端耦接至开关133的第二端与开关134的第二端。整流与切换电路135的第二端耦接至线圈模块140。开关133与开关134分别受控于控制器122的控制信号EN2与EN3。在线圈禁能模式中,开关133与开关134均为截止(OFF),因此无线供电与受电装置100的无线受电(接收器)功能与无线供电(发送器)功能均被禁能。
[0063]在无线供电模式中,开关133为截止,开关134为导通(ON)。因此,整流与切换电路135可以经由直流-直流转换器132与开关134接收电池模块150所提供的供电电能。整流与切换电路135通过线圈模块140,在无线供电模式中将电池模块150所提供的供电电能转换为无线供电电能。
[0064]在无线受电模式中,开关133为导通,开关134为截止。整流与切换电路135可以通过线圈模块140将所接收的无线供电电能转换为充电电能。此充电电能可以经由开关133提供给充电管理电路131。因此,充电管理电路131可以在无线受电模式中对电池模块150充电。
[0065]在一实施例中,当操作于无线供电模式时,充电管理电路131被禁能,且直流-直流转换器132被致能。当操作于无线受电模式时,充电管理电路131被致能,且直流-直流转换器132被禁能。通过禁能充电管理电路131或直流-直流转换器132可以减少功耗。
[0066]在图5所示实施例中,整流与切换电路135包括开关501、开关502、开关503以及开关504。开关501的第一端耦接至开关133的第二端与开关134的第二端。开关501的第二端耦接至线圈模块140的第一端。开关502的第一端耦接至开关133的第二端与开关134的第二端。开关502的第二端稱接至线圈模块140的第二端。开关503的第一端I禹接至开关501的第二端。开关503的第二端耦接至参考电压(例如是接地电压或是其他固定电压)。开关504的第一端耦接至开关502的第二端。开关504的第二端耦接至参考电压(例如是接地电压或是其他固定电压)。开关501、开关502、开关503以及开关504分别受控于控制器122的控制信号S1、S2、S3与S4。
[0067]图6是本发明实施例说明当无线供电与受电装置操作于无线供电模式时,图5所示控制信号S1、S2、S3与S4的时序示意图。当操作于无线供电模式时,于期间Tl开关501与开关504为导通且开关502与开关503为截止。于期间T2开关501与开关504为截止且开关502与开关503为导通。
[0068]因此,整流与切换电路135在无线供电模式中可以将直流-直流转换器132所提供的直流电转换为交流电,以及将此交流电提供给线圈模块140。在其他实施例中,直流-直流转换器132可以依据设计需求而予以省略,而使第二开关134的第一端直接连接至电池模块150。
[0069]然而,开关501?504于无线供电模式的操作方法不应受限于上述实施范例。举例来说,在其他实施例中,当操作于无线供电模式时,控制器122可以控制开关502保持截止,开关504保持导通。当操作于无线供电模式时,于期间Tl开关501为导通,开关503为截止。于期间T2开关501为截止,开关503为导通。因此,整流与切换电路135于无线供电模式中可以将直流-直流转换器132所提供的直流电转换为交流电,以及将此交流电提供给线圈模块140。
[0070]请参照图5,当操作于无线受电模式时,控制器122可以比较线圈模块140的第一端的电压与第二端的电压。第一端的电压大于第二端的电压,则开关501与开关504为导通,开关502与开关503为截止。若线圈模块140的第一端的电压小于线圈模块140的第二端的电压,则开关501与开关504为截止,开关502与开关503为导通。
[0071]因此,整流与切换电路135在无线受电模式中可以将线圈模块140的交流电整流为直流电,以及将经整流的直流电经由开关133提供给充电管理电路131。在其他实施例中,充电管理电路131可以依据设计需求而予以省略,而使开关133的第一端直接连接至电池模块150。
[0072]然而,开关501?504于无线受电模式的操作方法不应受限于上述实施范例。举例来说,在其他实施例中,当操作于无线受电模式时,控制器122可以控制开关502保持截止,开关504保持导通。
[0073]当操作于无线受电模式时,控制器122可以比较线圈模块140的第一端的电压与线圈模块140的第二端的电压。当线圈模块140的第一端的电压大于线圈模块140的第二端的电压,则开关501为导通,开关503为截止。当线圈模块140的第一端的电压小于线圈模块140的第二端的电压,则开关501与开关503均为截止。因此,整流与切换电路135于无线受电模式中可以将线圈模块140的交流电整流为直流电,以及将经整流的直流电经由开关133提供给充电管理电路131。
[0074]在图5所示实施例中,线圈模块140包括谐振电容141以及线圈142。谐振电容141的第一端耦接至开关501的第二端。线圈142的第一端耦接至谐振电容141的第二端。线圈142的第二端耦接至开关502的第二端。在其他实施例中,谐振电容141可以依据设计需求而予以省略,而使线圈142的第一端直接连接至整流与切换电路135。
[0075]图5所示实施例中,无线供电与受电装置100还包括连接器160以及开关170。连接器160可以是任何形式的供电连接器(例如USB连接器等),并用来连接至外部电源供应器(图未示,例如电源转换器、移动电源、电脑等),以接收电源电压而对电池模块150进行充电。
[0076]在无线供电模式中,开关170为导通。因此,充电管理电路131可以经由连接器160接收外部电源供应器(图未示)所提供电能来对电池模块150进行充电。在无线受电模式中,开关170为截止。
[0077]图7是本发明另一实施例说明图1所示无线供电与受电装置的电路示意图。图7所示实施例可以参照图5的相关说明而类推的。在图7所示实施例中,控制器模块120包括应用处理器123。应用处理器123耦接至传感器110以接收感测信号,以及依据该感测信号判断无线供电与受电装置100的位置或方向而获得判断结果。
[0078]应用处理器123可以依据该判断结果而改变并输出至少一控制信号(例如图7所示信号EN1、EN2、EN3、S1、S2、S3与S4)至整流与切换模块130。整流与切换模块130依据所述至少一控制信号选择性地操作于无线供电模式或无线受电模式。图7所示应用处理器123的实施细节可以参照图5所示中央处理单元121以及控制器122的相关说明而类推的。在一些实施例中,应用处理器123可以运行操作系统(Operating System,简称OS)。
[0079]在图7所示实施例中,开关501、开关502、开关503以及开关504各自包含晶体管与二极管。在此以开关501为说明范例,其余开关502、开关503以及开关504可以参照开关501的相关说明而类推的。开关501包含N通道金氧半场效晶体管(N-channelmetal-oxi de-semi conductor field effect transistor,简称 NM0SFET)M1 与二极管 Dl。晶体管Ml的漏极与二极管Dl的阴极耦接至开关133的第二端与开关134的第二端。晶体管Ml的源极与二极管Dl的阳极耦接至线圈模块140的第一端。晶体管Ml的栅极耦接至控制器模块120以接收控制信号SI。
[0080]图8是本发明又一实施例说明图1所示无线供
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