近场通讯与高频无线充电线圈的共用系统的制作方法

本发明为提供一种近场通讯与高频无线充电线圈的共用系统，尤指一种可让近场通讯(nfc)与高频无线充电(class-e整流电路)共用线圈的系统。

背景技术：

近场通讯(nfc)的技术几乎是现在每支手机都会配备的技术，而无线充电也越来越成熟，相信以后也将会是每支手机都会具有的技术。但对于现在的手机来说，内部空间还是较为狭小，因此对于各种零件的尺寸或是否需要存在都是非常的讲究。

因此，假使让近场通讯(nfc)与无线充电共用线圈的话，就不需要另外再加装线圈，可以大大的减少对于空间的要求。基本上一般的高频无线充电整流电路与近场通讯(nfc)是可以共用线圈的，但是若要用于高频无线充电(class-e整流电路)中的话，就会使近场通讯(nfc)的讯号经由高频无线充电(class-e整流电路)中的谐振单元构成一与负载rl无关的电容性输入阻抗，此电容性输入阻抗会在nfc电路输入端造成一并联电容效应，让近场通讯(nfc)的讯号对稳压模组进行充电，使得nfc匹配不易达成，造成近场通讯(nfc)电路侦测不到近场通讯(nfc)的讯号，所以如何让近场通讯(nfc)能与高频无线充电(class-e整流电路)共用线圈而不会使讯号变成对电池进行充电，即为需要解决的问题。

所以，要如何解决上述习用的问题与缺失，即为本发明的申请人与从事此行业的相关厂商所亟欲研究改善的方向所在。

故，本发明的发明人有鉴于上述缺失，乃搜集相关资料，经由多方评估及考虑，并以从事于此行业累积的多年经验，经由不断试作及修改，终设计出本发明。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种近场通讯与高频无线充电线圈的共用系统，利用第一陷波滤波模组及第二陷波滤波模组，来使近场通讯模组能与高频无线充电系统共用线圈，以达成节省空间的效果。

基于此，本发明主要采用下列技术手段，来实现上述目的。

一种近场通讯与高频无线充电线圈的共用系统，主要包含：一无线讯号传输单元，该无线讯号传输单元两端分别具有一第一谐振单元及一第二谐振单元；一第一陷波滤波模组，该第一陷波滤波模组位于该第一谐振单元背离该无线讯号传输单元的一侧处，并与该第一谐振单元串联，且该第一陷波滤波模组包含有一与该第一谐振单元串联的第一陷波滤波谐振单元、及一与该第一陷波滤波谐振单元并联的第一陷波滤波阻抗单元；一第一整流模组，该第一整流模组位于该第一陷波滤波模组背离该第一谐振单元的一侧处，并与该第一陷波滤波模组串联；一第三谐振单元，该第三谐振单元与该第一整流模组并联；一第二陷波滤波模组，该第二陷波滤波模组位于该第二谐振单元背离该无线讯号传输单元的一侧处，并与该第二谐振单元串联，且该第二陷波滤波模组包含有一与该第二谐振单元串联的第二陷波滤波谐振单元、及一与该第二陷波滤波谐振单元并联的第二陷波滤波阻抗单元；一第二整流模组，该第二整流模组位于该第二陷波滤波模组背离该第二谐振单元的一侧处，并与该第二陷波滤波模组串联；一第四谐振单元，该第四谐振单元与该第二整流模组并联；一稳压模组，该稳压模组分别连接该第一整流模组及该第二整流模组；一负载元件，该负载元件与该稳压模组并联；一接地部，该接地部设于该负载元件一侧处；一分流模组，该分流模组连接该稳压模组的输出端处，该分流模组包含一连接该第一陷波滤波模组与该第一整流模组的第一分流部、及一连接该第二陷波滤波模组与该第二整流模组的第二分流部；及一近场通讯模组，该近场通讯模组具有一第一连接端及一第二连接端，该第一连接端连接该第一陷波滤波模组与该第一谐振单元，而该第二连接端连接该第二陷波滤波模组与该第二谐振单元。

进一步，该稳压模组包含至少一稳压电容。

进一步，该负载元件包含至少一电阻元件。

进一步，该第一谐振单元、该第二谐振单元、该第三谐振单元、及该第四谐振单元为电容(capacitance)。

进一步，该第一分流部及该第二分流部为电感(inductance)。

进一步，该第一陷波滤波谐振单元及该第二陷波滤波谐振单元为电容(capacitance)。

进一步，该第一陷波滤波阻抗单元及该第二陷波滤波阻抗单元为电感(inductance)。

采用上述技术手段后，本发明通过无线讯号传输单元、第一陷波滤波模组、第一整流模组、第三谐振单元、第二陷波滤波模组、第二整流模组、第四谐振单元、稳压模组、负载元件、接地部、分流模组及近场通讯模组的结构设计，当无线讯号传输单元接收到近场通讯模组的讯号时，则会经由第一陷波滤波模组的第一陷波滤波阻抗单元及第二陷波滤波模组的第二陷波滤波阻抗单元来产生电感性阻抗，使讯号会传递至近场通讯模组中，即可使近场通讯模组利用无线讯号传输单元当作讯号收发线圈，并可加强抵抗电磁干扰(emi)的能力。

而当无线讯号传输单元接收到交流电源并为交流电的正半周时，会经由第一谐振单元配合第三谐振单元来对第一整流模组进行调谐，而第一陷波滤波模组中的第一陷波滤波谐振单元可再加强调谐效果，并经由第一分流单元使电流回流以达到加倍的效率，再利用稳压模组稳定电流并对负载元件进行充电动作，同理，若为交流电的负半周时状况亦相同。

此种充电方式即为高频无线充电(class-e整流电路)的方式，并且可与近场通讯模组共用无线讯号传输单元(即为天线线圈)，以达到节省空间与增加抵抗电磁干扰的效果。

借由上述技术，可针对近场通讯模组无法与高频无线充电(class-e整流电路)共享线圈的问题点加以突破，达到上述优点。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的立体透视图。

图2为本发明较佳实施例的结构方块图。

图3为本发明较佳实施例的连接示意图。

图4为本发明较佳实施例的近场通讯元件流向示意图。

图5为本发明较佳实施例的充电示意图。

图6为本发明较佳实施例的正半周流向示意图。

图7为本发明较佳实施例的负半周流向示意图。

图8为本发明较佳实施例的电路示意图。

【符号说明】

无线讯号传输单元1

第一谐振单元21

第二谐振单元22

第三谐振单元23

第四谐振单元24

第一陷波滤波模组3

第一陷波滤波谐振单元31

第一陷波滤波阻抗单元32

第二陷波滤波模组4

第二陷波滤波谐振单元41

第二陷波滤波阻抗单元42

第一整流模组51

第二整流模组52

分流模组6

第一分流部61

第二分流部62

稳压模组7

负载元件8

接地部81

近场通讯模组9

第一连接端91

第二连接端92。

具体实施方式

为达成上述目的及功效，本发明所采用的技术手段及构造，兹绘图就本发明较佳实施例详加说明其特征与功能如下，以利完全了解。

请参阅图1及图2所示，为本发明较佳实施例的立体透视图及结构方块图，由图中可清楚看出本发明包括：

一无线讯号传输单元1，该无线讯号传输单元1的两端处分别连接一第一谐振单元21及一第二谐振单元22；

一与第一谐振单元21串联的第一陷波滤波模组3，并位于第一谐振单元21背离无线讯号传输单元1的一侧处，且第一陷波滤波模组3包含有一与第一谐振单元21串联的第一陷波滤波谐振单元31、及一与第一陷波滤波谐振单元31并联的第一陷波滤波阻抗单元32，而第一陷波滤波谐振单元31为电容(capacitance)，第一陷波滤波阻抗单元32为电感(inductance)；

一位于第一陷波滤波模组3背离第一谐振单元21一侧处的第一整流模组51，并与第一陷波滤波模组3串联；

一与第一整流模组51并联的第三谐振单元23，且第三谐振单元23为电容(capacitance)；

一与第二谐振单元22串联的第二陷波滤波模组4，并位于第二谐振单元22背离无线讯号传输单元1的一侧处，且第二陷波滤波模组4包含有一与第二谐振单元22串联的第二陷波滤波谐振单元41、及一与第二陷波滤波谐振单元41并联的第二陷波滤波阻抗单元42，而第二陷波滤波谐振单元41为电容(capacitance)，第二陷波滤波阻抗单元42为电感(inductance)；

一位于第二陷波滤波模组4背离第二谐振单元22一侧处的第二整流模组52，并与第二陷波滤波模组4串联；

一与第二整流模组52并联的第四谐振单元24，且第四谐振单元24为电容(capacitance)；

一分别连接该第一整流模组51及该第二整流模组52的稳压模组7，该稳压模组7包含至少一稳压电容；

一与该稳压模组7并联的负载元件8，该负载元件8包含至少一电阻元件，并于本实施例中为电池；

一设于该负载元件8一侧的接地部81；

一设于该稳压模组7输出端的分流模组6，该分流模组6包含一连接第一陷波滤波模组3与第一整流模组51的第一分流部61、及一连接第二陷波滤波模组4与该第二整流模组52的第二分流部62。其中该第一分流部61及该第二分流部62为电感(inductance)；及

一具有第一连接端91及第二连接端92的近场通讯模组9(nfc)，第一连接端91连接第一陷波滤波模组3与第一谐振单元21，第二连接端92则连接第二陷波滤波模组4及第二谐振单元22。

借由上述的说明，已可了解本发明的结构，而依据这个结构的对应配合，即可使近场通讯模组9(nfc)与高频无线充电(class-e整流电路)共用线圈，以达到节省空间的效果，而详细的解说将于下述说明。

请同时配合参阅图1至图8所示，为本发明较佳实施例的立体透视图至电路示意图，借由上述构件组构时，由图中可清楚看出，若无线讯号传输单元1接收到近场通讯模组9(nfc)的讯号时，由于频率较高(13.56mhz)，故第一陷波滤波模组3中的第一陷波滤波阻抗单元32与第二陷波滤波模组4中的第二陷波滤波阻抗单元42即会产生7db以上电感阻抗，借此让讯号会经由第一连接端91传入近场通讯模组9(nfc)中，并经由第二连接端92处将讯号传至无线讯号传输单元1，此时第一连接端91为接收端，第二连接端92为发出端，但反之亦可，其并不设限，如此一来讯号就不会传输至后方，就不会因为第三谐振单元23及第四谐振单元24的调谐效果使得近场通讯模组9(nfc)无法接收到讯号。

而若无线讯号传输单元1接收到交流电讯号，而处于交流电的正半周时，由于频率较低(6.78mhz)，因此第一陷波滤波模组3中的第一陷波滤波谐振单元31则会对电流进行调谐，再经由第一谐振单元21及第三谐振单元23使经过的电流进行调谐，以降低电磁干扰(emi)，并且第三谐振单元23还可控制第一整流模组51的工作周期，而后稳压模组7可稳定给予负载元件8的电压，如此一来即可对负载元件8进行充电，而第一分流部61可使回流的电流再次导入第一整流模组51内，以加强通过第一整流模组51的电流，以增加充电的效率。

若处于交流电的负半周时亦然，即是第二陷波滤波模组4会改用第二陷波滤波谐振单元41对电流进行调谐，再经由第二谐振单元22及第四谐振单元24对经过的电流进行调谐，以降低电磁干扰(emi)，并且第四谐振单元24还可控制第二整流模组52的工作周期，而后稳压模组7可稳定给予负载元件8的电压，如此一来即可对负载元件8进行充电，而第二分流部62可使回流的电流再次导入第二整流模组52内，以加强通过第二整流模组52的电流，以增加充电的效率，上述的充电方式即为高频无线充电(class-e整流电路)的方式。

而当利用交流电讯号，也就是频率较低(6.78mhz)的讯号进行充电时，可利用下列公式并配合图8所示，使充电效率最大化：

其中zm及zrec为此方向的总阻抗；

故，zm＝rm+jxm，zrec＝rrec+jxrec；

而，cmnp＝cnfc＿6.78mhz/2，cmns＝cnotch＿6.78mhz/2，ω＝2π×6.78×1000000

无线讯号传输单元1提供的电流为lrx，第一谐振单元21及第二谐振单元22为crx，cnfc_6.78mhz为近场通讯模组9(nfc)中的电容，cnotch_6.78mhz为第一陷波滤波谐振单元31及第二陷波滤波谐振单元41，rl为负载元件8。

当选定负载元件8为工作点，也就是对负载元件8进行充电时，lrx通过crx与zm共轭匹配消去jxm，使无线充电接收电路效率最大化。

另外，因为rm<rrec，故耦合到发射端的阻抗变大，使耦合效率增加。

且高频无线充电(class-e整流电路)本身会产生二次谐波，此第一陷波滤波模组3及第二陷波滤波模组4可挡住此二次谐波不回流到近场通讯模组9(nfc)，对近场通讯模组9(nfc)达到保护作用。

借上述所述，第一陷波滤波模组3及第二陷波滤波模组4可阻挡近场通讯模组9(nfc)的讯号传入第三谐振单元23及第四谐振单元24处，如此讯号就会传入近场通讯模组9(nfc)内，即可使近场通讯模组9(nfc)与高频无线充电(class-e整流电路)共用无线讯号传输单元1(天线线圈)，以达到节省空间的效果，并且可利用第一陷波滤波模组3及第二陷波滤波模组4加强抵抗电磁干扰(emi)的能力。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，非因此即局限本发明的专利范围，故凡运用本发明说明书及图式内容所为的简易修饰及等效结构变化，均应同理包含于本发明的专利范围内。

所以，本发明的近场通讯与高频无线充电线圈的共用系统可改善习用的技术关键在于：

利用第一陷波滤波模组3及第二陷波滤波模组4来使近场通讯模组9(nfc)能与高频无线充电(class-e整流电路)共享线圈，以达成节省空间的效果。

综上所述，本发明的近场通讯与高频无线充电线圈的共用系统于使用时，确实能达到其功效及目的。