TWI683497B - 雙向無線充電線圈結構及其電路 - Google Patents

Abstract

本發明係一種雙向無線充電線圈結構及其電路，包括一電磁發射線圈、一電磁接收線圈及一電磁遮蔽基板，其中，該電磁發射線圈接收到一充電電池所供應之電流後，能產生一第一電磁場，以對外部電子裝置進行無線供電；該電磁接收線圈能在接收到外部無線電源充電設備所提供之一第二電磁場時，感應出一充電電流，以對充電電池進行充電；該電磁發射線圈與電磁接收線圈分別固定在該電磁遮蔽基板相對應之兩側面，以藉由該電磁遮蔽基板之電磁遮蔽特性，而不會相互干擾，如此，本發明能以最簡單之結構組成及製造成本，有效實現雙向無線充電之終極目的。

Description

雙向無線充電線圈結構及其電路

本發明係關於一種無線充電線圈結構及其電路，尤指由一電磁發射線圈(electromagnetic Transmitting coil)、一電磁接收線圈(electromagnetic Receiving coil)及一電磁遮蔽基板(electromagnetic Shielding Board)等元件所組成之一種能雙向無線充電之線圈結構及其電路，其中，該電磁發射線圈在一充電電池(如：一行動電源(power bank))所供應之電流流經其中時，能在其上產生一第一電磁場，並將該第一電磁場發射出去，通過一外部無線電源接收設備，據以對一外部電子裝置進行無線供電(或充電)；該電磁接收線圈在接收到一外部無線電源充電設備所提供之一第二電磁場時，能在其上感應出一充電電流，並據以執行對該充電電池之充電動作；該電磁遮蔽基板之構形係分別與該電磁發射線圈及該電磁接收線圈之構形相匹配，以令該電磁接收線圈及該電磁發射線圈能分別被貼附固定至該電磁遮蔽基板之二相對側面，且使該電磁遮蔽基板之二相對側面所形成之該第一電磁場及該第二電磁場能因該電磁遮蔽基板本身之電磁遮蔽特性，而令該第一電磁場及該第二電磁場能彼此獨立運作，完全不會相互干擾，從而使得該無線充電線圈結構能在對該充電電池進行充電之同時，尚能令該充電電池對該外部電子裝置進行無線供電(或充電)，從而能以最簡單之結構組成及製造成本，有效實現雙向無線充電之終極目的。

按，無線式充電(wireless charging)，又稱作感應式充電(Inductive charging)或非接觸式感應充電，係利用近場感應，也就是電感耦合，由供電設備(即，充電器)將電能量傳送至一用電裝置，令該用電裝置除能使用所接收到之電能量對其上所安裝之充電電池進行充電外，尚能直接使用所接收到之電能量執行其本身的運作。基本上，由於該充電器與該用電裝置間係以電感耦合之方式發射及接收電能量，兩者間無需使用電線予以連接，使得該充電器及該用電裝置均能被設計成「無導電接點外露」之構形，而具備下列優點：

1、使用更安全：由於該充電器與該用電裝置間無需使用電線予以連接，因此該充電器及該用電裝置均能被設計成「無導電接點外露」之構形，不僅能有效避免使用者發生觸電危險，亦能有效避免該充電器及該用電裝置因外露導電接點的短路而造成損害。尤其是在植入或嵌入式醫療裝置上，無線式充電的設計，尚能在不損害人體組織的情況下，對植入或嵌入人體內之醫療裝置直接進行充電，而無需藉由電線穿過皮膚及其他自體組織，以連接該充電器與該醫療裝置執行充電，故能完全免除人體皮膚及其他組織遭到侵入式傷害及細菌感染的風險。

2、使用更方便：由於該充電器在對該用電裝置執行充電時，二者間完全無需以電線予以連接，只要將該用電裝置放置到該充電器附近，即能輕易實現對該用電裝置進行充電之效果；如此，使用者不僅能省去必需隨身攜帶充電線之不便，尚能完全避免在使用充電線上之不便及羈絆。此外，就技術上而言，一個充電器尚能對多個用電裝置進行供電，因此， 在有多個用電裝置同時被使用的狀況下，不僅能省去多個充電器、不會佔用多個電源插座、更不會造成多條電線互相干擾或纏繞的麻煩及困擾。

查，一般傳統充電器內均設有一變壓器，但是在無線充電器上，由於其變壓器係由一電磁發射線圈及一電磁接收線圈共同組合而成，而在結構上構成了若干限制，也因此導致其能量的存送效率，理論上會略低於一般傳統充電器。另，若電源係先由市電經一適配器(adapter)，執行降壓、整流及穩壓等轉換處理後，再傳輸到該無線充電器；則經過多重轉換處理後，其效率將會變的更低，從而導致下列諸多缺點：1、充電速度慢：由於目前手機等接收設備，大多限制了輸入的功率，因此充電速度較慢；2、製造成本高：無線式充電的設計，除了在該充電器上必需增設推動線圈之電子線路外，在該用電裝置上亦必需增設相對應之電力轉換線路，兩者也都需要線圈，而且均需要增設高頻濾波電路以滿足美國聯邦通信委員會(FCC)之規範，從而導致整體製造成本遠較傳統直接接觸式充電者為高；3、不能在移動時充電：這個問題只在移動裝置上發生，例如：電動刮鬍刀在充電時就不能移離充電器，若電動刮鬍刀內的電池剛剛完全耗盡，充電時就不能被使用，反而傳統以電線連接充電的設計仍可持續使用；4、兼容性低：不同品牌無線充電裝置間因無統一的標準規格，因此不能通換使用；近年，雖然業界已組織了無線充電聯盟(Wireless Power Consortium，簡稱WPC)，開始推行標準化，以期在不久的將來能達成 統一的標準規格。另，隨著無線充電標準Qi在2012年末公佈後，雖然該無線充電標準Qi已廣泛地被業界應用至市售的許多款手機上，但是，截至目前為止，該無線充電標準Qi仍尚未普及且廣泛地被應用至各式充電設備上，現在，基本上，提到「支持無線充電」就是「支持Qi無線充電」，然而，未來的發展會如何？目前仍無法確知；5、發熱嚴重：由於需進行電力轉換之電子裝置在工作時都會發生能量的耗損，而且當被充電的電子裝置十分貼近無線充電設備時，使用者即會在使用中感受到很高的熱量。其實這一點與傳統有線充電所使用之適配器的發熱現象是一致的。關於此，目前特斯拉無線設備公司的新產品似乎已能解決此一問題，而令無線充電設備所產生的溫度與有線充電設備所產生的溫度基本一致；6、電池壽命耗損高：使用傳統有線充電時，係由該充電器直接供電予待充電之電子裝置使用，以令該電子裝置無需進行電力轉換，而使該電子裝置能得到休息。反之，而在使用無線充電時，待充電之電子裝置並不會停止對其上充電電池進行電力轉換之工作。當無線充電器將該充電電池充飽了一部份後，該充電電池即會供電予該電子裝置，俟該充電電池內所儲存之部份電力被消耗掉後，無線充電器會重新將電能充入至該充電電池。如此，一充一耗，反覆運行，令該充電電池始終處在不斷被使用的狀態，自然會對該充電電池造成壽命的減損。

有鑑於此，如何能有效改善前述缺失，且令一無線充電裝置僅須藉安裝結構組成簡單之一無線充電線圈結構，即能令該無線充電裝置在對一充電電池進行充電之同時，尚能令該充電電池對一外部電子裝置進行無線供電(或充電)，令無線充電線圈結構能以最低之組裝及製造成本，有效實現雙向無線充電之終極目的，即成為目前各大手機及無線充電裝置設計及製造業者極思改進之一重要議題，亦為本發明在後續欲深入探討及解決之一重要課題。

有鑑於現有無線充電裝置上所存在之前述諸多缺點，發明人憑藉著多年來專業從事各式無線電子周邊設備之開發、設計及製造之實務經驗，經過多次的研究、改良及測試後，終於設計出本發明之一種雙向無線充電線圈結構及其電路，期能令相關業者在生產及製造無線充電裝置之製程中，能以更快速且簡易之組裝方式，令該無線充電線圈結構能在對一充電電池(如：一行動電源(power bank))進行充電之同時，尚令該充電電池能對一外部電子裝置進行無線供電(或充電)，從而使得本發明之無線充電線圈結構及其電路能以最簡單的結構組成及製造成本，有效實現雙向無線充電之終極目的及效果。

本發明之一目的，係提供一種雙向無線充電線圈結構，該無線充電線圈結構包括一電磁發射線圈(electromagnetic Transmitting coil)、一電磁接收線圈(electromagnetic Receiving coil)及一電磁遮蔽基板(electromagnetic Shielding Board)，其中，該電磁發射線圈係呈一第一螺旋狀構形，且在一充電電池(如：一行動電源(power bank))所供應之電流流經其中時，能在其上產生一第一電磁場，並將該第一電磁場發射出去，通過一外部無線電源接收設備，據以對一外部電子裝置進行無線供電(或充電)；該電磁接收線圈，係呈一第二螺旋狀構形，且在接收到一外部無線電源充電 設備所提供之一第二電磁場時，能在其上感應出一充電電流，並據以執行對該充電電池之充電動作；該電磁遮蔽基板之構形係分別與該電磁發射線圈及該電磁接收線圈之構形相匹配，以令該電磁接收線圈及該電磁發射線圈能分別被貼附固定至該電磁遮蔽基板之二相對側面，且使該電磁遮蔽基板之二相對側面所形成之該第一電磁場及該第二電磁場能因該電磁遮蔽基板本身之電磁遮蔽特性，而彼此獨立運作，完全不會相互干擾，從而使得該無線充電線圈結構在對該充電電池進行充電之同時，尚令該充電電池能對該外部電子裝置進行無線供電(或充電)，且令本發明能以最簡單之結構組成及製造成本，有效實現雙向無線充電之終極目的。

本發明之另一目的，係提供一種雙向無線充電電路，該雙向無線充電電路係被應用至任何電池供電裝置，特別是行動電子裝置(如：智慧型手機、平板電腦、手錶...等所使用之行動電源(power bank)中，包括一電磁接收線圈、一整流單元(Rectifier Unit)、一控制單元(Control Unit)、一充電單元(Charge Unit)、一電磁發射線圈、一轉換單元(Inverter Unit)及一電磁遮蔽基板(electromagnetic Shielding Board)13，其中，該電磁接收線圈係呈一第二螺旋狀構形，且在接收到一外部無線電源充電設備所產生及發射之一第二電磁場時，能在其上產生一感應電流，並據以對一充電電池(如：該行動電源)進行充電；該整流單元(Rectifier Unit)係與該電磁接收線圈相連接，以接收該感應電流，且將該感應電流轉換成一直流電壓；該控制單元(Control Unit)係與該整流單元相連接，以接收該直流電壓，且能根據該直流電壓，控制該整流單元之整流動作；該充電單元係分別與該充電電池及該控制單元相連接，以接收該直流電壓，且在該控制單元之控制下，據以對 該充電電池執行充電動作；該電磁發射線圈係呈一第一螺旋狀構形，且在該充電電池所供應之電流流經其中時，能在其上產生一第一電磁場，並將該第一電磁場發射出去，且能通過一外部無線電源接收設備，據以對一外部電子裝置進行無線供電(或充電)；該轉換單元係分別與該電磁發射線圈及該控制單元相連接，以在該控制單元之控制下，將該充電電池所供應之一直流電源(DC Power)轉換成一交流電源(AC Power)，再利用該交流電源直接驅動該電磁發射線圈，產生該第一電磁場；如此，當一外部無線電源接收設備感應到該第一電磁場時，即會開始執行無線供電動作，從而供電予該外部電子裝置使用(如：提供該外部電子裝置正常運作所需之電能，或提供該外部電子裝置執行充電所需之電能)；俟該外部無線電源接收設備無需繼續供電(即，該外部電子裝置已經充飽電)時，該外部無線電源接收設備會通知該控制電路已無需繼續供電，此時，該控制電路會停止該電磁發射線圈產生及發射該第一電磁場；該電磁遮蔽基板係具備隔離及遮蔽電磁場的材料特性，其構形係分別與該電磁發射線圈及該電磁接收線圈相匹配，以令該電磁發射線圈及該電磁接收線圈能分別被貼附固定至該電磁遮蔽基板之二相對側面，使得該電磁遮蔽基板之二相對側面所形成之該第一電磁場及該第二電磁場因該電磁遮蔽基板本身之電磁場隔離及遮蔽作用，而能彼此獨立運作，完全不會相互干擾，從而使得該第二電磁場在對該充電電池進行無線充電之同時，該充電電池尚能對該外部電子裝置進行無線供電(或充電)。

本發明之又一目的，係在該電磁發射線圈及該電磁接收線圈，分別係由一金屬線或金屬片，以雙線平行之方式，依所設計之該第一 螺旋狀及該第二螺旋狀構形，壓印至一承載膜上而製成，其中，該承載膜係由一鐵氧體基材(Ferrite)、PET或硬質塑化材料製成的薄膜，用以承載該電磁發射線圈、該電磁接收線圈，以使該電磁發射線圈、該電磁接收線圈始終能維持在所設計的構形；該金屬線或金屬片可為任一種適用於無線功率發射之金屬材料(如：銅、銅合金、鋁、鋁合金或回火銅合金(如：C110)...等)，且該電磁發射線圈及該電磁接收線圈之上方尚披覆有一層絕緣保護膜(如：透明塑膠薄膜)，以預防及避免該電磁發射線圈及該電磁接收線圈之任何部位發生因電連接意外造成的短路。

為便 貴審查委員能對本發明之目的、結構、電路及其功效，做更進一步之認識與瞭解，茲舉實施例配合圖式，詳細說明如下：

〔習知〕

無

〔本發明〕

10‧‧‧無線充電線圈結構

11‧‧‧電磁發射線圈

110‧‧‧第一電磁場

12‧‧‧電磁接收線圈

13‧‧‧電磁遮蔽基板

14‧‧‧黏著材料

20‧‧‧雙向無線充電電路

21‧‧‧整流單元

22‧‧‧控制單元

23‧‧‧充電單元

24‧‧‧轉換單元

30‧‧‧外部無線電源充電設備

300‧‧‧第二電磁場

40‧‧‧充電電池

50‧‧‧外部無線電源接收設備

60‧‧‧外部電子裝置

S‧‧‧螺旋狀構形

F‧‧‧承載膜

第1圖係本發明雙向無線充電線圈結構之橫剖面示意圖；第2圖係本發明之電磁發射線圈與該電磁接收線圈之構形平面示意圖；及第3圖係本發明之雙向無線充電電路之架構示意圖。

本發明係關於一種雙向無線充電線圈結構及其電路，請參閱第1圖所示，在本發明之一較佳實施例中，該雙向無線充電線圈結構10包括一電磁發射線圈(electromagnetic transmitting coil)11、一電磁接收線圈(electromagnetic receiving coil)12及一電磁遮蔽基板(electromagnetic Shielding Board)13，其中，該電磁發射線圈11，係呈一第一螺旋狀構形，且在一充電電池(如：一行動電源(power bank))所供應之電流流經其中時，能 在其上產生一第一電磁場，並將該第一電磁場發射出去，以通過一外部無線電源接收設備，對一外部電子裝置(如：智慧型手機、平板電腦、手錶、耳機...等行動電子裝置)進行無線充電(或供電)；該電磁接收線圈12係呈一第二螺旋狀構形，且在接收到一外部無線電源充電設備所提供之一第二電磁場時，能在其上感應出一充電電流，並據以執行對該充電電池之充電動作；該電磁遮蔽基板13之構形係分別與該電磁發射線圈11及該電磁接收線圈12相匹配，以令該電磁接收線圈12及該電磁發射線圈11能分別被貼附固定至該電磁遮蔽基板13之二相對側面，使得該電磁遮蔽基板13之二相對側面所產生及形成之該第一電磁場及該第二電磁場因該電磁遮蔽基板13本身之電磁遮蔽特性，而能彼此獨立運作，完全不會相互干擾，從而使得該第二電磁場在對該充電電池進行充電之同時，該充電電池尚能對該外部電子裝置進行無線充電(或供電)。復請參閱第1圖所示，在本發明之前述較佳實施例中，該電磁發射線圈11及該電磁接收線圈12係以雙金屬線平行壓印，請參閱第2圖所示，分別形成該第一螺旋狀及該第二螺旋狀之構形S，以令該雙向無線充電線圈結構10輕薄短小的構形能適用於任何電池供電裝置，特別是行動電子裝置(如：智慧型手機、平板電腦、手錶、耳機...等)，且該雙向無線充電線圈結構10雖可依據無線充電標準Qi所定義之規格製造，但是，仍可視實際的需求而予調整，以符合任何其它無線發射協定。

復請參閱第1圖所示，在本發明之前述較佳實施例中，該雙向無線充電線圈結構10之該電磁發射線圈11及該電磁接收線圈12，係以一金屬線或金屬片壓印而成，該金屬線或金屬片可為任一種適用於無線功率發射之材料(如，銅、銅合金、鋁、鋁合金或回火銅合金(如：C110)... 等等)；其中，該電磁發射線圈11、該電磁接收線圈12係以該金屬線或金屬片直接壓印在一承載膜F上而製成，該承載膜F係一由鐵氧體基材(Ferrite)、PET或硬質塑化材料製成的薄膜，用以承載該電磁發射線圈11、該電磁接收線圈12，且使該電磁發射線圈11、該電磁接收線圈12始終能維持在所設計之該第一螺旋狀及該第二螺旋狀構形S。惟，以上所述，僅係本發明之一較佳實施例，本發明在實際施作時，並不侷限於此，亦能視實際的需要，採用光化學蝕刻、機械加工或任何其他適合的製程，製作出該電磁發射線圈11及該電磁接收線圈12，只要其與該電磁遮蔽基板13相互組合成本發明之該雙向無線充電線圈結構10後，能令該第一電磁場及該第二電磁場彼此獨立運作，完全不會相互干擾，從而使得該第二電磁場在對該充電電池進行充電之同時，令該充電電池尚能對該外部電子裝置進行無線充電(或供電)，均可謂係本發明在此所稱之該雙向無線充電線圈結構10。另，在本發明之前述實施例中，該電磁發射線圈11及該電磁接收線圈12之該第一螺旋狀及該第二螺旋狀構形S可為一呈長方形且平面狀之螺旋狀構形，惟，本發明在實際施作時，並不侷限於此，亦能視實際的需要，採用其他任何適用的螺旋狀構形(如，呈圓形且平面狀之螺旋狀構形)。該電磁發射線圈11及該電磁接收線圈12之尺寸亦可依其實際的應用(如：應用於行動電子裝置、穿戴型裝置、車輛...等)而異，且可為任何適合之厚度，如0.003吋至0.020吋等等，但亦可為更厚，以符合高功率應用所需；該電磁發射線圈11及該電磁接收線圈12可為任何適合之整體尺寸，如：寬0.25吋至4吋，高0.25吋至4吋...等，其尺寸可依據行動電子裝置之實體及效能需求(如：所需頻率)而變化；此外，該電磁發射線圈11及該電磁接收線圈12係可繞其中心盤轉 任何圈數(如5圈、10圈...等)，以符合任何感應或共振功率上的要求。

在本發明之前述實施例中，復請參閱第2圖所示，該電磁發射線圈11及該電磁接收線圈12係分別成形在一由鐵氧體基材(Ferrite)、PET或硬質塑化材料製成的承載膜F上，以在該承載膜F的承載下，使各該線圈11、12始終能維持在所設計之該第一螺旋狀及該第二螺旋狀構形S，且該電磁發射線圈11及該電磁接收線圈12上方尚披覆有一層絕緣保護膜(如：透明塑膠薄膜)，以預防及避免該電磁發射線圈11及該電磁接收線圈12之任何部位發生因電連接意外造成的短路。

另，在本發明之前述實施例中，復請參閱第1圖所示，該電磁接發射圈11與該電磁接收線圈12分別係以樹脂、塑性黏著劑或雙面膠...等黏著材料14，被貼附固定至該電磁遮蔽基板13之二相對側面，使得該電磁遮蔽基板13之二相對側面所產生及形成之該第一電磁場及該第二電磁場因該電磁遮蔽基板13本身之電磁遮蔽特性，而能彼此獨立運作，完全不會相互干擾。

又，在本發明之前述實施例中，復請參閱第1圖所示，該電磁遮蔽基板13係由一具備隔離及遮蔽電磁場特性的材料(如：鐵氧體)製成，且其構形係略大於該電磁發射線圈11、該電磁接收線圈12之構形，以確保產生最佳之電磁場遮蔽效果，使得該電磁遮蔽基板13之二相對側面所產生及形成之該第一電磁場及該第二電磁場因該電磁遮蔽基板13本身之電磁遮蔽特性，而能彼此獨立運作，完全不會相互干擾。

在本發明之其他實施例中，亦能根據實際的需要，而就該雙向無線充電線圈結構10之構形設計加以變化，以優化該雙向無線充電線圈 結構10之效能，例如，令該螺旋狀構形S間之間隙寬度朝向該電磁發射線圈11及該電磁接收線圈12之外側而變寬，且朝向該電磁發射線圈11及該電磁接收線圈12之內側而變窄(或反之)。同理，該雙向無線充電線圈結構10之該電磁發射線圈11及該電磁接收線圈12之距離亦可加以變化調整，以達成優化效能之目的。此外，該雙向無線充電線圈結構10之該電磁發射線圈11及該電磁接收線圈12的邊緣形狀亦可有所變化(如：齒紋形、城垛形等等)，以達成如：降低渦流...等之目的。

本發明之另一較佳實施例，請參閱第3圖所示，係提供一種雙向無線充電電路20，該雙向無線充電電路20係被應用至任何電池供電裝置，特別是行動電子裝置(如：智慧型手機、平板電腦、手錶、耳機...等所使用之行動電源(power bank)中，該雙向無線充電電路20包括一電磁接收線圈(Electromagnetic Receiving Coil)12、一整流單元(Rectifier Unit)21、一控制單元(Control Unit)22、一充電單元(Charge Unit)23、一電磁發射線圈(Electromagnetic Transmitting Coil)11、一轉換單元(Inverter Unit)24及一電磁遮蔽基板(Electromagnetic Shielding Board)13，其中，復請參閱第3圖所示，該電磁接收線圈12係呈一第二螺旋狀構形，且在接收到一外部無線電源充電設備30所產生及發射之一第二電磁場300時，能在其上產生一感應電流，並據以對一充電電池(Rechargeable Battery，如：一行動電源(Power Bank))40進行充電；該整流單元(Rectifier Unit)21係與該電磁接收線圈12相連接，以接收該感應電流，且將該感應電流轉換成一直流電壓；該控制單元(Control Unit)22係與該整流單元21相連接，以接收該直流電壓，且能根據該直流電壓，控制該整流單元21之整流動作；該充電單元23係分別與該充電電池40 及該控制單元22相連接，以接收該直流電壓，且在該控制單元22之控制下，據以對該充電電池40執行充電動作；復請參閱第3圖所示，該電磁發射線圈11係呈一第一螺旋狀構形，且在該充電電池40所供應之電流流經其中時，能在其上產生一第一電磁場110，並將該第一電磁場110發射出去，且能通過一外部無線電源接收設備50，據以對一外部電子裝置60進行無線供電(或充電)；該轉換單元24，係分別與該電磁發射線圈11及該控制單元22相連接，以在該控制單元22之控制下，將該充電電池40所供應之一直流電源(DC Power)轉換成一交流電源(AC Power)，再利用該交流電源直接驅動該電磁發射線圈11，產生該第一電磁場110；如此，當該外部無線電源接收設備50感應到該第一電磁場110時，即會開始執行無線供電動作，從而供電予該外部電子裝置60使用(如：提供該外部電子裝置60正常運作所需之電能，或提供該外部電子裝置60執行充電所需之電能)；俟該外部無線電源接收設備50無需繼續供電(即，該外部電子裝置60已經充飽電)時，該外部無線電源接收設備50會通知該控制單元22已無需繼續供電，此時，該控制單元22會停止該電磁發射線圈11產生及發射該第一電磁場110，除此之外，該控制單元22尚能根據實際的需要，不僅控制該電磁發射線圈11及該電磁接收線圈12同時動作，亦能控制僅令該電磁接收線圈12動作，但暫停該電磁發射線圈11的動作；或能控制僅令該電磁發射線圈11動作，但暫停該電磁接收線圈12的動作；該電磁遮蔽基板(electromagnetic Shielding Board)13係由具備隔離及遮蔽電磁場特性的材料(如：鐵氧體(Ferrite)材料...等)製成，其構形係分別與該電磁發射線圈11及該電磁接收線圈12相匹配，以令該電磁發射線圈11及該電磁接收線圈12能分別被貼附固定至該電磁遮蔽基板13之 二相對側面，使得該電磁遮蔽基板13之二相對側面所產生及形成之該第一電磁場110及該第二電磁場300因該電磁遮蔽基板13本身之電磁場隔離及遮蔽作用，而能彼此獨立運作，完全不會相互干擾，從而使得該第二電磁場300在對該充電電池40進行無線充電之同時，該充電電池40尚能對該外部電子裝置60進行無線供電(或充電)。

在本發明之前述另一較佳實施例中，復請參閱第1及2圖所示，該電磁發射線圈11與該電磁接收線圈12係分別呈方形、長方形、圓形或橢圓形之螺旋狀構形S，且該電磁發射線圈11與該電磁接收線圈12係分別以樹脂、塑性黏著劑或雙面膠...等黏著材料14，被貼附固定至該電磁遮蔽基板13之二相對側面，使得該電磁遮蔽基板13之二相對側面所產生及形成之該第一電磁場110及該第二電磁場300因該電磁遮蔽基板13本身之電磁遮蔽特性，而能彼此獨立運作，完全不會相互干擾。如此，當該充電電池40被充飽電時，該控制單元22即會通知該外部無線電源充電設備30，停止發射該第二電磁場300，同時，該控制單元22也會控制該電磁接收線圈12停止工作，及控制該充電單元23停止對該充電電池40的繼續充電；該充電電池40則能將所蓄積之直流電源(DC Power)，直接提供予該外部電子裝置60使用，或經由該轉換單元24，將該直流電源轉換成一交流電源(AC Power)，再利用該交流電源驅動該電磁發射線圈11，以產生及發射出該第一電磁場110，嗣，當該外部無線電源接收設備50接收且感應到該第一電磁場110時，即會開始執行無線供電動作，從而對該外部電子裝置60提供電能(如：供應該外部電子裝置60正常運作所需之電能，或供應該外部電子裝置60執行充電所需之電能)；俟該控制單元22獲悉該外部無線電源接收設備50已無需 供電(如：該外部電子裝置60已不再被使用或已充飽電)時，該控制單元22會立即停止該電磁發射線圈11產生及發射該第一電磁場110的動作，以避免電能的無謂消耗。

按，以上所述，僅係本發明之較佳實施例，惟，本發明所主張之權利範圍，並不侷限於此，按凡熟悉該項技藝人士，依據本發明所揭露之技術內容，可輕易思及之等效變化，均應屬不脫離本發明之保護範疇。

10‧‧‧無線充電線圈結構

11‧‧‧電磁發射線圈

12‧‧‧電磁接收線圈

13‧‧‧電磁遮蔽基板

14‧‧‧黏著材料

Claims (16)

1. 一種雙向無線充電線圈結構，包括：一電磁發射線圈，係呈一第一螺旋狀構形，且在一充電電池所供應之電流流經其中時，能在其上產生一第一電磁場，並將該第一電磁場發射出去，據以通過一外部無線電源接收設備，對一外部電子裝置進行無線供電或充電；一電磁接收線圈，係呈一第二螺旋狀構形，且在接收到一外部無線電源充電設備所提供之一第二電磁場時，能在其上感應出一充電電流，並據以執行對該充電電池之充電動作；及一電磁遮蔽基板，其構形係分別與該電磁發射線圈及該電磁接收線圈相匹配，以令該電磁接收線圈及該電磁發射線圈能分別被貼附固定至該電磁遮蔽基板之二相對側面，使得該電磁遮蔽基板之二相對側面所形成之該第一電磁場及該第二電磁場因該電磁遮蔽基板本身之電磁遮蔽特性，而能彼此獨立運作，完全不會相互干擾，從而使得該第二電磁場在對該充電電池進行充電之同時，該充電電池尚能對該外部電子裝置進行無線供電或充電。
2. 如請求項1所述之雙向無線充電線圈結構，其中該電磁接收線圈與該電磁發射線圈係分別呈方形、長方形、圓形或橢圓形之構形。
3. 如請求項2所述之雙向無線充電線圈結構，其中該電磁發射線圈及該電磁接收線圈，為一金屬線或係將一金屬片，以雙線平行之方式，依所設計之該第一螺旋狀及該第二螺旋狀構形，分別壓印至一承載膜上而製成。
4. 如請求項3所述之雙向無線充電線圈結構，其中，該承載膜係一由鐵氧體基材、PET或硬質塑化材料製成的薄膜，用以承載各該線圈，以使各 該線圈始終能維持在所設計之該第一螺旋狀及該第二螺旋狀構形。
5. 如請求項4所述之雙向無線充電線圈結構，其中，該金屬線或金屬片可為任一種適用於無線功率發射之金屬材料。
6. 如請求項5所述之雙向無線充電線圈結構，其中，該電磁發射線圈及該電磁接收線圈之上方尚披覆有一層絕緣保護膜，以預防及避免該電磁發射線圈及該電磁接收線圈之任何部位發生因電連接意外造成的短路。
7. 如請求項1至6任一項所述之雙向無線充電線圈結構，其中，該電磁接收線圈與該電磁發射線圈係分別以樹脂、塑性黏著劑或雙面膠之黏著材料，被貼附固定至該電磁遮蔽基板之二相對側面，使得該電磁遮蔽基板之二相對側面所形成之該第一電磁場及該第二電磁場因該電磁遮蔽基板本身之電磁遮蔽特性，而能彼此獨立運作，完全不會相互干擾。
8. 如請求項7所述之雙向無線充電線圈結構，其中，該電磁遮蔽基板係由一具備隔離及遮蔽電磁場特性的材料製成，且其構形係大於各該線圈之構形，以確保產生最佳之電磁場遮蔽效果，使得該電磁遮蔽基板之二相對側面所形成之該第一電磁場及該第二電磁場因該電磁遮蔽基板本身之電磁遮蔽特性，而能彼此獨立運作，完全不會相互干擾。
9. 一種雙向無線充電電路，包括：一電磁接收線圈，係呈一第二螺旋狀構形，且在接收到一外部無線電源充電設備所產生及發射之一第二電磁場時，能在其上產生一感應電流，並據以對一充電電池進行充電；一整流單元，係與該電磁接收線圈相連接，以接收該感應電流，且將該感應電流轉換成一直流電壓；一控制單元，係與該整流單元相連接，以接收該直流電壓，且能根據該直流電壓，控制該整流單元之整流動作； 一充電單元，係分別與該充電電池及該控制單元相連接，以接收該直流電壓，且在該控制單元之控制下，據以對該充電電池執行充電動作；一電磁發射線圈，係呈一第一螺旋狀構形，且在該充電電池所供應之電流流經其中時，能在其上產生一第一電磁場，並將該第一電磁場發射出去，且能通過一外部無線電源接收設備，據以對一外部電子裝置進行無線供電；一轉換單元，係分別與該電磁發射線圈及該控制單元相連接，以在該控制單元之控制下，將該充電電池所供應之直流電源轉換成一交流電源，再利用該交流電源直接驅動該電磁發射線圈，產生該第一電磁場；當一外部無線電源接收設備感應到該第一電磁場時，即會開始執行無線供電動作，從而供電予該外部電子裝置使用；俟該外部無線電源接收設備無需繼續供電時，該外部無線電源接收設備會通知該控制電路已經無需繼續供電，此時，該控制電路會停止該電磁發射線圈產生及發射該第一電磁場的動作；及一電磁遮蔽基板，其具備隔離及遮蔽電磁場的材料特性，其構形係分別與該電磁發射線圈及該電磁接收線圈相匹配，以令該電磁接收線圈及該電磁發射線圈能分別被貼附固定至該電磁遮蔽基板之二相對側面，使得該電磁遮蔽基板之二相對側面所形成之該第一電磁場及該第二電磁場因該電磁遮蔽基板本身之電磁場隔離及遮蔽作用，而能彼此獨立運作，完全不會相互干擾，從而使得該第二電磁場在對該充電電池進行無線充電之同時，該充電電池尚能對該外部電子裝置進行無線供電或充電。
10. 如請求項9所述之雙向無線充電電路，其中該電磁接收線圈與該電磁發射線圈係分別呈方形、長方形、圓形或橢圓形等構形。
11. 如請求項10所述之雙向無線充電電路，其中該電磁發射線圈及該電磁 接收線圈，分別係將一金屬線或一金屬片，以雙線平行之方式，依所設計之該第一螺旋狀及該第一螺旋狀構形，壓印至一承載膜上而製成。
12. 如請求項11所述之雙向無線充電電路，其中，該承載膜係由一鐵氧體基材、PET或硬質塑化材料製成的薄膜，用以承載各該線圈，且使各該線圈始終能維持在所設計的構形。
13. 如請求項12所述之雙向無線充電電路，其中，該金屬線或金屬片可為任一種適用於無線功率發射之金屬材料。
14. 如請求項13所述之雙向無線充電電路，其中，該電磁發射線圈及該電磁接收線圈之上方尚披覆有一層絕緣保護膜，以預防及避免該電磁發射線圈及該電磁接收線圈之任何部位發生因電連接意外造成的短路。
15. 如請求項9至14任一項所述之雙向無線充電電路，其中該電磁接收線圈與該電磁發射線圈係分別以樹脂、塑性黏著劑或雙面膠之黏著材料，被貼附固定至該電磁遮蔽基板之二相對側面，使得該電磁遮蔽基板之二相對側面所形成之該第一電磁場及該第二電磁場因該電磁遮蔽基板本身之電磁遮蔽特性，而能彼此獨立運作，完全不會相互干擾。
16. 如請求項15所述之雙向無線充電電路，其中，該電磁遮蔽基板係由一具備隔離及遮蔽電磁場特性的材料製成，其構形係大於各該線圈之構形，以確保產生最佳之電磁場遮蔽效果，使得該電磁遮蔽基板之二相對側面所形成之該第一電磁場及該第二電磁場因該電磁遮蔽基板本身之電磁遮蔽特性，而能彼此獨立運作，完全不會相互干擾。

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