TWM550505U - 無線充電電池 - Google Patents

Description

無線充電電池

本創作係關於一種電池，特別關於一種無線充電電池。

現今，可攜式電子裝置例如相機、手機等的使用，已深植人們的生活當中。隨著電子技術飛速發展，電子裝置的種類及功能越來越多樣化，對電池電量的需求亦劇增。由於一般一次電池的儲電量有限，且在電力消耗完後即不敷使用而需丟棄，為了環保考量，可攜式電子裝置多以二次電池(即充電電池)作為供電來源。此外，為了實現使用便利性，目前更發展出無需透過充電線或充電座電性連接的充電技術，即為無線充電技術。

無線充電係基於線圈感應磁場改變以產生電力的原理進行充電，因此無線充電電池中包含有線圈。而在習知的無線充電電池中，線圈多設置於電路板周遭以連接至電路板，可設置的空間相當狹小，因而侷限可設置的線圈匝數，使得無線充電的效率難以提升。

為了解決上述問題，本創作提供一種無線充電電池。

本創作之一實施例所揭露之無線充電電池，包含殼體、蓄電體、線圈及控制器。殼體具有間隔設置的第一端蓋及第二端蓋，並具有由該第一端蓋延伸至該第二端蓋的側壁。第一端蓋、第二端蓋及側壁共同形成容置空間，而第一端蓋包含正端電極且第二端蓋包含負端電極。蓄電體設置於容置空間中，電性連接於正端電極及負端電極之一者。線圈設置圍繞蓄電體，用以感應環境磁場變化而產生電力。控制器設置於容置空間中，電性連接於正端電極及負端電極之另一者、蓄電體及線圈，並依據蓄電體的蓄電量，選擇性地控制電力提供至蓄電體。

本創作之一實施例所揭露之無線充電電池，其中線圈設置於殼體的側壁的內表面。

本創作之一實施例所揭露之無線充電電池，其中線圈設置於殼體的側壁的外表面，側壁具有至少一開孔，線圈的兩端透過所述至少一開孔延伸至容置空間，且無線充電電池更包含外覆層包覆側壁的外表面。

本創作之一實施例所揭露之無線充電電池，其中殼體的側壁包含內側壁及外側壁，內側壁較外側壁接近容置空間，且內側壁與外側壁之間形成空腔，線圈設置於空腔，且線圈的兩端自空腔延伸至容置空間。

根據上述實施例所揭露的無線充電電池，透過圍繞蓄電體的線圈結構，得以增加線圈的設置面積及匝數，因而提升感應磁場變化以轉換成電力的效率。

以上關於本創作內容的說明及以下實施方式的說明係用以示範與解釋本創作的原理，並且提供本創作的專利申請範圍更進一步的解釋。

以下在實施方式中詳細敘述本創作之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本創作之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本創作相關之目的及優點。以下之實施例係進一步詳細說明本創作之觀點，但非以任何觀點限制本創作之範疇。

請參考圖1，圖1 係依據本創作一實施例所繪示的無線充電電池的功能方塊圖。如圖1所示，於此實施例中，無線充電電池1包含殼體11、蓄電體12、線圈13及控制器14。殼體11具有間隔設置的第一端蓋111及一第二端蓋113，並具有側壁115由第一端蓋111延伸至第二端蓋113，以由第一端蓋111、第二端蓋113及側壁115共同形成容置空間117，其中第一端蓋111包含正端電極1111且第二端蓋113包含負端電極1131。蓄電體12及控制器14皆容置於殼體11的容置空間117內，線圈13圍繞設置於蓄電體21，其中線圈13的設置位置將於後述實施例中詳細描述。

殼體11除了金屬製成的正端電極1111及負端電極1131之外的區域，例如是由塑膠所製成，或者電極之外的區域與電極之間係為電性隔絕的連接。蓄電體12電性連接於殼體11的負端電極1131，蓄電體12例如是鎳氫電池、鋰電池或其他二次電池。線圈13用以感應環境磁場變化而產生電力並傳送至控制器14。控制器14例如是控制電路，檢測蓄電體12的蓄電量，並依據所述蓄電量控制電力選擇性地提供至蓄電體12。更詳細來說，當控制器14判斷蓄電體12的蓄電量小於門檻電量時，控制器14將提供電力至蓄電體12；反之，當控制器14判斷蓄電體12的蓄電量大於門檻電量時，控制器14將停止提供電力至蓄電體12。舉例來說，控制器14包含一開關，當控制器14判斷蓄電體12的蓄電量大於或等於第一門檻電量例如100%時，將藉由開關使得電路斷路，以避免發生過充的狀況。

於上述實施例中，以蓄電體12電性連接於負端電極1131且控制器14連接於正端電極1111為示例，然而蓄電體12亦可連接於正端電極1111而控制器連接於負端電極1131。

接下來請參考圖2，圖2係依據本創作另一實施例所繪示的無線充電電池1’的部分功能方塊圖。如圖2所示，於此實施例中，無線充電電池1’除了如圖1的實施例所述的殼體11、蓄電體12、線圈13及控制器14之外，更包含了通訊電路15、整流器16及直流/直流轉換器17。關於殼體11、蓄電體12、線圈13及控制器14的敘述及其連接關係如同圖1的實施例，因此不再贅述。

詳言之，通訊電路15容置於殼體11的容置空間117中，並電性連接於控制器14。控制器14依據蓄電體12的蓄電量產生通知訊號，並控制通訊電路15發送所述通知訊號，其中，通知訊號可以指示蓄電體12的蓄電量的實際數值，或是指示蓄電量的狀態。舉例來說，當控制器14判斷蓄電體12的蓄電量為50%時，將控制通訊電路15發送含有蓄電量50%的資訊的通知訊號。舉另一個例子，當控制器14判斷蓄電體12的蓄電量大於或等於第一門檻電量例如100%時，發送的通知訊號將指示充電已完成，而當控制器14判斷蓄電體12的蓄電量小於或等於第二門檻電量例如20%時，通知訊號則指示電量即將耗盡。上述例子皆為舉例說明，並非用以限制本創作的通知訊號所包含的資訊。

整流器16容置於殼體11的容置空間117中，並於電性連接於線圈13以及控制器14，而直流/直流轉換器17亦容置於殼體11的容置空間117中，並電性連接於整流器16、控制器14及蓄電體12。整流器16將來自線圈13的電力進行整流，由交流電轉換為直流電，再傳輸至直流/直流轉換器17。直流/直流轉換器17將接收到的電力變壓處理後再提供至蓄電體12。控制器14檢測蓄電體12的蓄電量，並據以選擇性地截止整流器16或直流/直流轉換器17。詳細來說，當蓄電體12的蓄電量大於第一門檻電量時，控制器14將截止整流器16或直流/直流轉換器17，停止對蓄電體12的供電，以避免過充。

此外，上述的控制器14以及通訊電路15、整流器16和直流/直流轉換器中的其中之一或多個，皆可以電路實現，並整合於一電路板且設置於殼體11內。

接著，請參考圖3A-3E。圖3A係依據本創作一實施例所繪示的無線充電電池2的組合立體圖，圖3B係圖3A所繪示的無線充電電池2的剖面示意圖，圖3C係依據本創作另一實施例所繪示的無線充電電池2’的剖面示意圖，圖3D係依據本創作又一實施例所繪示的無線充電電池2’’的剖面示意圖，而圖3E係依據本創作又一實施例所繪示的無線充電電池2’’’的剖面示意圖。如圖3A-3E所示，無線充電電池2、2’、2’’及2’’’包含如上述實施例中所述的殼體11、蓄電體12、線圈13，以及包含控制器14和通訊電路15、整流器16及直流/直流轉換器中的其中之一或多個的電路板20。

如圖3A所示，殼體11的形狀以圓筒狀作為示例，殼體11可以係如傳統1、2、3或4號電池的外觀，此外，殼體11亦可以呈四方體狀，例如如9V電池的外觀，本創作的無線充電電池之殼體外觀設計並不限制於上述。

於圖3A及3B所示的實施例中，無線充電電池2的蓄電體12、線圈13以及電路板20設置於殼體11的容置空間117內，蓄電體12電性連接於殼體11的負端電極1131以及電路板20，電路板20電性連接於殼體11的正端電極1111。線圈13圍繞著蓄電體12並設置於殼體11的側壁115的內表面，線圈13的兩端電性連接至整合於電路板20上的控制器14或整流器16。

於圖3C所示的實施例中，蓄電體12以及電路板20設置於殼體11的容置空間117內，線圈13則設置於殼體11的側壁115的外表面並圍繞著蓄電體12，側壁115具有至少一開孔1151，而線圈13的兩端可以透過開孔1151自殼體11的外部延伸至容置空間117中以電性連接於電路板20。於此實施例中，無線充電電池2’更包含外覆層21以包覆殼體1的側壁115的外表面1及位於外表面的線圈13，避免線圈13遭受外力影響而毀損。其中外覆層21可以係塑膠或其他非導電材料所製的薄膜，本創作不予限制。

再來，於圖3D及3E所示的實施例中，無線充電電池2’’及2’’’的殼體11的側壁115包含內側壁1153及外側壁1155，內側壁1153較外側壁1155接近該容置空間117，且內側壁1153及外側壁1155之間形成空腔1157。無線充電電池2’’及2’’’的線圈13設置於空腔1157中，且線圈13的兩端自空腔1157延伸至容置空間117中以電性連接於電路板20。如圖3D所示，於此實施例中，殼體11的內側壁1153具有至少一開孔1159，使得線圈13的兩端可以透過開孔1159自空腔1157延伸至容置空間117。而於圖3E所示的實施例中，殼體11的內側壁1153與第一端蓋111之間具有一間隙1161，因此線圈13的兩端可以透過間隙1161自空腔1157延伸至容置空間117。

於上述圖3A-3E的實施例中，皆以蓄電體12電性連接於負端電極1131且控制器14連接於正端電極1111為示例，然而蓄電體12亦可連接於正端電極1111而控制器連接於負端電極1131。

接著，請參考圖4，圖4係依據本創作一實施例所繪示的無線充電電池及無線充電器的功能方塊圖。於圖4中，無線充電電池1’同樣於圖2所示的實施例中的無線充電電池1’，其所包含之各元件間的連接關係及作動如圖2的實施例所述，於此不再贅述，此外，圖1所示的無線充電電池1亦適用於圖4的實施例中。

如圖4所示，無線充電器3包含了交流/直流轉換器31、驅動器32、控制器33、電壓/電流檢測器34及線圈35。交流/直流轉換器31電性連接於驅動器32，驅動器32電性連接於控制器33及線圈35，且電壓/電流檢測器34電性連接於控制器33及線圈35。交流/直流轉換器31自外部電源接收電力，將其轉換並傳輸至驅動器32，驅動器32再透過線圈35及無線充電電池1’的線圈12間的電磁感應，將轉換後的電力傳送至無線充電電池1’。而無線充電器3的控制器33依據電壓/電流檢測器34所檢測到的線圈35的電壓或電流，以控制驅動器32所傳輸的電力。

根據上述實施例之無線充電電池，透過圍繞蓄電體的線圈結構，得以增加線圈的設置面積及匝數，因而提升感應磁場變化以轉換成電力的效率。

雖然本創作以前述之較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本創作，任何熟習相像技藝者，在不脫離本創作之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本創作之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

1、1’‧‧‧無線充電電池
11‧‧‧殼體
111‧‧‧第一端蓋
113‧‧‧第二端蓋
115‧‧‧側壁
117‧‧‧容置空間
1111‧‧‧正端電極
1131‧‧‧負端電極
12‧‧‧蓄電體
13‧‧‧線圈
14‧‧‧控制器
15‧‧‧通訊電路
16‧‧‧整流器
17‧‧‧直流/直流轉換器
2、2’、2’’、2’’’‧‧‧無線充電電池
20‧‧‧電路板
21‧‧‧外覆層
1151、1159‧‧‧開孔
1153‧‧‧內側壁
1155‧‧‧外側壁
1157‧‧‧空腔
1161‧‧‧間隙
3‧‧‧無線充電器
31‧‧‧交流/直流轉換器
32‧‧‧驅動器
33‧‧‧控制器
34‧‧‧電壓/電流檢測器

圖1 係依據本創作一實施例所繪示的無線充電電池的功能方塊圖。 圖2係依據本創作另一實施例所繪示的無線充電電池的部分功能方塊圖。 圖3A係依據本創作一實施例所繪示的無線充電電池的組合立體圖。 圖3B係圖3A所繪示的無線充電電池的剖面示意圖。 圖3C係依據本創作另一實施例所繪示的無線充電電池的剖面示意圖。 圖3D係依據本創作又一實施例所繪示的無線充電電池的剖面示意圖。 圖3E係依據本創作又一實施例所繪示的無線充電電池的剖面示意圖。 圖4係依據本創作一實施例所繪示的無線充電電池及無線充電器的功能方塊圖。

1‧‧‧無線充電電池

11‧‧‧殼體

111‧‧‧第一端蓋

113‧‧‧第二端蓋

115‧‧‧側壁

117‧‧‧容置空間

1111‧‧‧正端電極

1131‧‧‧負端電極

12‧‧‧蓄電體

13‧‧‧線圈

14‧‧‧控制器

Claims (8)

1. 一種無線充電電池，包括：一殼體，具有間隔設置的一第一端蓋及一第二端蓋，並具有一側壁由該第一端蓋延伸至該第二端蓋，以由該第一端蓋、該第二端蓋及該側壁共同形成一容置空間，該第一端蓋包含一正端電極且該第二端蓋包含一負端電極；一蓄電體，設置於該容置空間中，並電性連接於該正端電極及該負端電極之一者；一線圈，設置圍繞該蓄電體，用以感應環境磁場變化而產生一電力；以及一控制器，設置於該容置空間中，電性連接於該正端電極及該負端電極之另一者、該蓄電體及該線圈，該控制器依據該蓄電體的一蓄電量，控制該電力選擇性地提供至該蓄電體。
2. 如請求項1所述的無線充電電池，其中該線圈設置於該殼體的該側壁的一內表面。
3. 如請求項1所述的無線充電電池，其中該線圈設置於該殼體的該側壁的一外表面，該側壁具有至少一開孔，該線圈的兩端透過該至少一開孔延伸至該容置空間，且該無線充電電池更包含一外覆層包覆該側壁的該外表面。
4. 如請求項1所述的無線充電電池，其中該殼體的該側壁包含一內側壁及一外側壁，該內側壁較該外側壁接近該容置空間，且該內側壁與該外側壁之間形成一空腔，該線圈設置於該空腔，且該線圈的兩端自該空腔延伸至該容置空間。
5. 如請求項4所述的無線充電電池，其中該內側壁具有至少一開孔，該線圈的該兩端透過該至少一開孔自該空腔延伸至該容置空間。
6. 如請求項4所述的無線充電電池，其中該內側壁與該第一端蓋或該第二端蓋之間具有一間隙，該線圈的該兩端透過該間隙自該空腔延伸至該容置空間。
7. 如請求項1所述的無線充電電池，更包含一通訊電路容置於該殼體的該容置空間中，並電性連接於該控制器，該控制器依據該蓄電量產生一通知訊號，且該通訊電路發送該通知訊號。
8. 如請求項1所述的無線充電電池，更包含：一整流器，容置於該殼體的該容置空間中，並電性連接於該線圈及該控制器；以及一直流/直流轉換器，容置於該殼體的該容置空間中，並電性連接於該整流器、該控制器及該蓄電體，提供經整流及轉換後的該電力至該蓄電體；其中該控制器依據該蓄電體的該蓄電量，選擇性地截止該整流器或該直流/直流轉換器。