无线充电系统及悬浮系统.pdf

一种无线充电系统及悬浮系统。该无线充电系统包括：一底座以及一移动装置；该底座包括：一第一电路板，该第一电路板电性连接于一电源供应端，用来接收一电源，并将该电源转换为一充电电流；以及一第一线圈，该第一线圈设置于该第一电路板上，用来根据该充电电流，产生一第一磁场；该移动装置包括：一主机板，该主机板用来控制该移动装置的运作；一第二线圈，该第二线圈设置于该主机板上，用来根据该第一磁场，产生一感应电流；一电池，该电池用来接收该感应电流；以及一隔绝装置，该隔绝装置设置于该第二线圈及该电池之间，以避免该第一磁场干扰该电池的运作。本发明可控制手机悬浮在适当位置进行无线充电以达到最佳充电效率，且避免电池损坏。

1.  一种无线充电系统，该无线充电系统包括：
一底座，该底座包括：
一第一电路板，该第一电路板电性连接于一电源供应端，用来接收一电源，并将该电源转换为一充电电流；以及
一第一线圈，该第一线圈设置于该第一电路板上，用来根据该充电电流，产生一第一磁场；以及
一移动装置，该移动装置包括：
一主机板，该主机板用来控制该移动装置的运作；
一第二线圈，该第二线圈设置于该主机板上，用来根据该第一磁场，产生一感应电流；
一电池，该电池用来接收该感应电流；以及
一隔绝装置，该隔绝装置设置于该第二线圈及该电池之间，以避免该第一磁场干扰该电池的运作。

2.  如权利要求1所述的无线充电系统，其中该隔绝装置包括一铁氧体，用来隔绝该第二线圈及该电池。

3.  如权利要求1所述的无线充电系统，其中该底座还包括：
一第二电路板，该第二电路板电性连接于该电源供应端，用来接收该电源；
一整流器，该整流器设置于该第二电路板上，用来将该电源转换为一直流电；以及
一第三线圈，该第三线圈设置于该第二电路板上，用来根据该直流电，产生一第二磁场。

4.  如权利要求3所述的无线充电系统，其中该移动装置还包括一第一磁铁，该第一磁铁设置于该移动装置的一第一端，该第一磁铁的磁性与该第二磁场的磁性相反。

5.  如权利要求4所述的无线充电系统，其中该第一磁铁靠近该第三线圈，使该第一磁铁通过该第二磁场与该第三线圈相互吸引，且该第二磁场吸引该第一磁铁的一磁吸力大小大致等于该移动装置所受的一重力大小，该磁吸力并与该重力反向，使得该移动装置悬浮于该底座中。

6.  如权利要求3所述的无线充电系统，其中该移动装置还包括一第二磁铁，该第二磁铁设置于该移动装置的一第二端。

7.  如权利要求6所述的无线充电系统，其中该底座还包括：
一第三电路板，该第三电路板包括一磁场感应装置，用来检测该第二磁铁所产生的一第三磁场。

8.  如权利要求7所述的无线充电系统，其中该磁场感应装置包括一霍尔感应器。

9.  如权利要求7所述的无线充电系统，还包括一反馈装置，该反馈装置用来根据该第三磁场的强度，调整该直流电的电流大小，以改变该第二磁场的强度。

10.  如权利要求1所述的无线充电系统，其中该底座还包括至少一凸起结构，用来指示该移动装置摆放的位置。

11.  一种悬浮系统，该悬浮系统用于一无线充电系统，该悬浮系统包括：
一底座，该底座包括：
一第一电路板，该第一电路板电性连接于一电源供应端，用来接收一电源；
一整流器，该整流器设置于该第一电路板上，用来将该电源转换为一直流电；以及
一线圈，该线圈设置于该第一电路板上，用来根据该直流电，产生一第一磁场；以及
一移动装置，该移动装置包括：
一第一磁铁，该第一磁铁设置于该移动装置的一第一端，该第一磁铁的磁性与该第一磁场的磁性相反；
其中，该第一磁铁靠近该线圈，使该第一磁铁通过该第一磁场与该线圈相互吸引，且该第一磁场吸引该第一磁铁的一磁吸力大小大致等于该移动装置所受的一重力大小，该磁吸力并与该重力反向，使得该移动装置悬浮于该底座中。

12.  如权利要求11所述的悬浮系统，其中该移动装置还包括一第二磁铁，该第二磁铁设置于该移动装置的一第二端。

13.  如权利要求12所述的悬浮系统，其中该底座还包括：
一第二电路板，该第二电路板包括一磁场感应装置，用来检测该第二磁铁所产生的一第二磁场。

14.  如权利要求13所述的悬浮系统，其中该磁场感应装置包括一霍尔感应器。

15.  如权利要求13所述的悬浮系统，其中该磁场感应装置位于该移动装置摆放位置的一重力加速度方向。

16.  如权利要求13所述的悬浮系统，还包括一反馈装置，该反馈装置用来根据该第二磁场的强度，调整该直流电的电流大小，以改变该第一磁场的强度。

17.  如权利要求16所述的悬浮系统，其中当该第二磁铁欲接近该磁场感应装置时，该磁场感应装置所检测到的该第二磁场强度上升，使得该反馈装置提升该直流电的电流大 小，以提高该第一磁场吸引该第一磁铁的该磁吸力，避免该第二磁铁接近该磁场感应装置。

18.  如权利要求16所述的悬浮系统，其中当该第二磁铁欲远离该磁场感应装置时，该磁场感应装置所检测到的该第二磁场强度下降，使得该反馈装置降低该直流电的电流大小，以降低该第一磁场吸引该第一磁铁的该磁吸力，避免该第二磁铁远离该磁场感应装置。

19.  如权利要求13所述的悬浮系统，其中该第二电路板及该磁场感应装置用来固定该移动装置的位置，以对该移动装置进行无线充电。

20.  如权利要求11所述的悬浮系统，其中该底座还包括至少一凸起结构，用来指示该移动装置摆放的位置。

无线充电系统及悬浮系统
技术领域
本发明涉及一种无线充电系统及悬浮系统，尤指一种可控制移动装置在悬浮状态下进行无线充电的无线充电系统及悬浮系统。
背景技术
随着科技的发展与产业的进步，手机已成为人们生活中不可或缺的部分。为了方便使用者携带，手机皆配备有用来储存电力的电池，以提供运作时所需的电力。然而，电池所储存的电量有限，在电池电量耗尽之前，使用者仍必须寻找插座的位置，并随身携带充电线，以通过外接电源供电，手机的便利性因此而降低。此外，为了外接电源，手机皆配备有充电接口，然而不同厂牌的移动装置，其充电接口规格皆不尽相同，且充电接口不仅影响了外观的美感，经常插拔也可能造成手机损坏率提高。
因此，业界开发出无线充电的技术，不须通过充电线即可对手机进行充电。然而，现有的无线充电方式无法针对手机置放位置的不同而提供不同的充电功率，若手机置放的位置偏移时，可能会造成充电效率的降低，或是充电功率过大造成电池或其他组件损毁。若采用固定的座架来置放手机时，也难以同时吻合各种外形或不同大小的手机。有鉴于此，公知技术实有改进的必要。
从而，需要提供一种无线充电系统及悬浮系统来解决上述问题。
发明内容
因此，本发明的主要目的即在于提供一种可控制手机在悬浮状态下进行无线充电的充电系统，不论是各种外形的手机，皆可通过本发明的无线充电系统进行充电，而悬浮系统可将手机控制在适当的位置，以达到最佳的充电效率，同时避免电池损坏。
本发明公开一种无线充电系统，该无线充电系统包含：一底座以及一移动装置；该底座包含：一第一电路板，该第一电路板电性连接于一电源供应端，用来接收一电源，并将该电源转换为一充电电流；以及一第一线圈，该第一线圈设置于该第一电路板上，用来根据该充电电流，产生一第一磁场；该移动装置包含：一主机板，该主机板用来控制该移动装置的运作；一第二线圈，该第二线圈设置于该主机板上，用来根据该第一磁场，产生一感应电流；一电池，该电池用来接收该感应电流；以及一隔绝装置，该隔绝装置设置于该第二线圈及该电池之间，以避免该第一磁场干扰该电池的运作。
本发明还公开一种悬浮系统，该悬浮系统用于一无线充电系统，该悬浮系统包含：一底座以及一移动装置；该底座包含：一第一电路板，该第一电路板电性连接于一电源供应端，用来接收一电源；一整流器，该整流器设置于该第一电路板上，用来将该电源转换为一直流电；以及一线圈，该线圈设置于该第一电路板上，用来根据该直流电，产生一第一磁场；该移动装置包含：一第一磁铁，该第一磁铁设置于该移动装置的一第一端，该第一磁铁的磁性与该第一磁场的磁性相反；其中，该第一磁铁靠近该线圈，使该第一磁铁通过该第一磁场与该线圈相互吸引，且该第一磁场吸引该第一磁铁的一磁吸力大小大致等于该移动装置所受的一重力大小，该磁吸力并与该重力反向，使得该移动装置悬浮于该底座中。
本发明可控制手机在悬浮状态下进行无线充电，手机可悬浮在适当的位置，以达到最佳的充电效率，同时避免电池损坏。
附图说明
图1A及图1B为本发明实施例的一无线充电系统的示意图。
图2为无线充电系统的后端的详细示意图。
图3为无线充电系统的上端的详细示意图。
图4为无线充电系统的下端的详细示意图。
图5为本发明实施例的另一无线充电系统的示意图。
主要组件符号说明：
10                无线充电系统
100               底座
110               移动装置
102、112          线圈
202               电路板
204               主机板
206               电池
208               隔绝装置
302               电路板
304               线圈
306               磁铁
402               磁铁
404               电路板
406               磁场感应装置
50                无线充电系统
500               底座
502、504          凸起结构
510               移动装置
M1～M3            磁场
具体实施方式
请参考图1A及图1B，图1A及图1B分别为本发明实施例的一无线充电系统10的正面及侧面剖面示意图。如图1A所示，无线充电系统10包含有一底座100及一移动装置110。底座100包含一线圈102，而移动装置110包含一线圈112。移动装置110可悬浮于底座100中，通过线圈102与线圈112之间的磁场感应进行充电，详述如下。
请参考图2，图2为无线充电系统10的后端的详细示意图。如图2所示，在底座100中，线圈102设置于一电路板202上，电路板202位于底座100的后端，其可为一印刷电路板（Printed Circuit Board，PCB）或软式印刷电路板（Flexible Printed Circuit Board，FPC），用来承载电路。电路板202电性连接于一外部电源供应端，可接收来自于电源供应端的电源，并将电源转换为一充电电流，线圈102则藉由充电电流的变化而产生一磁场M1。移动装置110包含一主机板204及一电池206。主机板204可用来控制移动装置110的各项运作。电池206可用来储存电力，并在移动装置110未外接电源时，提供移动装置110所需要的电力。线圈112设置于主机板204上，当线圈112接收到线圈102所产生的磁场M1时，会根据磁场M1的变化而产生一感应电流，感应电流再通过主机板204对电池206进行充电。
值得注意的是，线圈102及线圈112的电磁感应会影响电池206内部的电流，因此，为避免电池206的充放电运作受到线圈干扰，可在线圈112及电池206之间设置一隔绝装置208，以隔绝线圈102及线圈112所发散的磁场。隔绝装置208包含任何可屏蔽磁场的装置，较佳地，可在隔绝装置208中使用铁氧体，以达到较佳的屏蔽效果。
在无线充电系统10，移动装置110应摆放在固定的位置，且线圈112与线圈102的距离应落在适当的范围内，以达到最佳的充电效果。如图1A、图1B所示，移动装置110位于底座100的中央，且移动装置110的正面与底座100的正面同方向，使得移动装置110背面的线圈112可与底座100后方的线圈102耦合，以产生感应电流。若移动装置110置于底座100偏后方的位置时，线圈112与线圈102太过接近，在此情况下，线圈112会产生较大的感应电流，若感应电流超过移动装置110可负荷的电流时，可能造成电池206或其他组件的损坏。此外，若移动装置110置于底座100偏前方的位置或偏向左侧或右侧时，线圈112与线圈102的距离较远，在此情况下，线圈112产生的感应电流较小，因而降低充电效率。
请参考图3，图3为无线充电系统10的上端的详细示意图。如图3所示，底座100还包含一电路板302及一线圈304。电路板202位于底座100的上端，其可为一印刷电路板或软式印刷电路板，用来承载电路。电路板302电性连接于外部的电源供应端，可接收 来自于电源供应端的电源。电路板302还设置有整流器及电容（未绘示），用来将外部电源转换为直流电。线圈304设置于电路板302上，可根据直流电产生一磁场M2。另一方面，移动装置110还包含一磁铁306，设置于移动装置110的上端。若欲对移动装置110进行定位时，使用者可将线圈304设置于适当的位置，并控制磁场M2的磁性与磁铁306的磁性相反，以产生异性相吸的效果。如此一来，当磁铁306靠近线圈304时，磁铁306能通过磁场M2与线圈304相互吸引，使得移动装置110悬浮在底座100中，并定位在线圈304下方的位置，以达到最佳的充电效率。
较佳地，移动装置110下方也必须定位，以确保线圈112及电池206位于适当的位置，以顺利进行磁场感应，同时避免干扰电池206的运作。请参考图4，图4为无线充电系统10的下端的详细示意图。如图4所示，移动装置110还包含一磁铁402。底座100还包含一电路板404及一磁场感应装置406。磁铁402设置于移动装置110的下端，可用来产生一磁场M3。电路板404位于底座100的下端，其可为一印刷电路板或软式印刷电路板，用来承载电路。磁场感应装置406设置于电路板404上，可用来感应磁铁402所产生的磁场M3。磁场感应装置406可包含一霍尔感应器（Hall Effect Sensor），用来根据磁场的变化产生电流或电压。较佳地，磁场感应装置406可设置在移动装置110摆放位置的正下方（即重力加速度方向），在此情况下，当移动装置110放置于底座100中时，磁场感应装置406会位于磁铁的正下方。磁场感应装置406可根据磁场M3的强度，通过一反馈装置（未绘示）来调整电路板302中直流电的大小，进而调整磁场M2的强度，以改变磁场M2对移动装置110的磁吸力。举例来说，若移动装置110欲下落并接近磁场感应装置406时，磁场感应装置406感应到磁场M3增强，并通过反馈装置提升电路板302中的直流电大小，进而提升磁场M2的强度，使得磁场M2对移动装置110的吸引力增强，以避免移动装置110下落。若磁场M2对移动装置110的磁吸力太强，使得移动装置110欲上升并远离磁场感应装置406时，磁场感应装置406感应到磁场M3减弱，并通过反馈装置降低电路板302中的直流电大小，进而降低磁场M2的强度，使得磁场M2对移动装置110的磁吸力减弱，以避免移动装置110上升。在理想状况下，磁场M2对移动装置110的磁吸力会恰好等于移动装置110所受到的重力，磁吸力并与重力反向，以控制移动装置110悬浮于底座100中。
值得注意的是，通过上述的反馈机制，只需在移动装置110的特定位置放置磁铁或其他磁性装置，底座100即可藉由磁吸力控制移动装置110悬浮在底座100中，再通过线圈102的电磁感应进行无线充电。由于底座100产生的磁吸力可根据移动装置110所受重力大小而调整，因此不同重量及不同厂牌的移动装置110皆可使用同一底座100进行充电，而不需受限于充电线的规格。另一方面，在移动装置110放进底座100之后，底座100中的磁场感应装置406感应到磁铁402的磁力才会启动反馈机制，而磁铁306亦必须接近线圈304才会受到磁吸力吸引。因此，使用者欲使用本发明的无线充电系统进行充电时，应确保移动装置110未偏离正确位置过远，以确保磁场感应装置406及线圈304可正确运作。
举例来说，请参考图5，图5为本发明实施例的一无线充电系统50的示意图。如图5 所示，无线充电系统50包含一底座500及一移动装置510。底座500及移动装置510的架构分别类似于底座100及移动装置110，其主要的差异在于，底座500还包含凸起结构502及504，分别设置于底座500的上端及下端。其中凸起结构502位于线圈304设置处，以指示移动装置110上端应放置的位置，而凸起结构504位于磁场感应装置406设置处，以指示移动装置110下端应放置的位置。使用者可根据凸起结构502及504的位置，将移动装置110放置于适当的位置，以顺利启动磁场感应及磁吸力的反馈机制。
值得注意的是，本发明可用来对各种移动装置进行无线充电，并通过悬浮系统将移动装置控制在适当的位置，以达到最佳的充电效率，同时避免移动装置的组件损坏。本领域的普通技术人员应当可据以进行修饰或变化，而不限于此。举例来说，在上述实施例中，移动装置110绘示为手机，但在其他实施例中，其他类型的移动装置（如平板计算机、个人数字助理、笔记本型计算机等）皆可运用本发明的方式进行悬浮及无线充电，而底座100的形状及大小皆可搭配其所对应的移动装置大小，进行适度的调整。此外，上述反馈装置可设置于电路板302或电路板404上，或单独设置于底座100中，而不限于此。另一方面，上述凸起结构用来指示移动装置应放置的位置，而在其他实施例中，亦可通过其他方式提供摆放位置的指示，如凹槽、颜色、图案以及箭头等，或可提供一个范围，只要使用者将移动装置放在特定范围内，悬浮系统即可对移动装置进行悬浮控制，并进行无线充电。
在公知技术中，无线充电方式无法针对手机置放位置的不同而提供不同的充电功率，若手机置放的位置偏移时，可能会造成充电效率的降低，或是充电功率过大造成电池或其他组件损毁。若采用固定的座架来置放手机时，也难以同时吻合各种外形或不同大小的手机。相比之下，本发明的无线充电系统及悬浮系统可控制手机在悬浮状态下进行无线充电，手机可悬浮在适当的位置，以达到最佳的充电效率，同时避免电池损坏。
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的范围所作的等同变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。