TWI565178B - 無線充電方法及無線充電系統 - Google Patents

Description

無線充電方法及無線充電系統

本發明關於一種無線充電方法及無線充電系統，尤其是指一種能量場中具有識別碼訊號之無線充電方法及無線充電系統。

目前大部分的電子裝置可利用有線充電方式與無線充電方式進行充電。當電子用品進行有線充電時，電子用品的充電孔連接至充電器的連接端子以獲得電能，當電子用品進行無線充電時，電子用品接收無線訊號，並轉換無線訊號以獲得電能。雖然有線充電方式相當普及，但仍具有許多問題。例如，經長期使用後，電子用品的充電孔或充電器的連接端子可能因產生變形而接觸不良，進而導致電子用品無法順利進行有線充電。為了避免有線充電所產生的問題，部分電子用品改以無線充電方式進行充電。

進行無線充電時，電子用品必須先無線連線至一相對應的無線電力發送裝置，並利用電磁感應而自無線電力發送裝置獲取電能。於第一種習知無線充電方式中，電子用品中裝設有一第一線圈，而無線電力發送裝置中裝設有一第二線圈。其中，第一線圈與第二線圈不僅用以建立電子用品與無線電力發送裝置之間的無線連線，以使電子用品與無線電力發送裝置能夠互相無線通訊，更用以傳送與接收電能。當電子用品無線連線至無線電力發送裝置後，電子用品將要求無線電力發送裝置給予電能，因此無線電力發送裝置的第二線圈轉換電能為一能量場(例如磁場)，而電子用品的第一線圈則接收到能量場以獲得電能。

於第一種習知無線充電方式中，第一線圈與第二線圈兼具無線通訊與能量傳輸兩種功能。因此，當無線電力發送裝置與電子用品同時進行無線通訊與能量傳輸時，無線電力發送裝置根據電子用品的負載狀況 解碼無線通訊的訊號。然而，由於電子用品的負載會變化，滿載或是輕載時回傳的訊號大小差異很大，導致無線電力發送裝置無法透過單一解碼程式和硬體來解碼無線通訊的訊號。為了解決上述問題，第二種習知無線充電方式利用兩組獨立元件分別處理無線通訊與能量傳輸。

請參閱圖1，圖1為第二種習知無線充電系統之第一示意圖。如圖1所示，第二種習知無線充電系統100包括一無線電力發送裝置110以及一無線電力接收裝置120。無線電力發送裝置110包括一第一無線通訊模組111、一供能模組112以及一第一控制器113，而無線電力接收裝置120包括一第二無線通訊模組121、一轉能模組122、一電池123以及一第二控制器124。其中，第一無線通訊模組111與第二無線通訊模組121分別為習知的無線通訊模組，例如藍牙通訊模組，而供能模組112與轉能模組122分別為一線圈。由於無線電力發送裝置110與一無線電力接收裝置120可透過第一無線通訊模組111與第二無線通訊模組121進行無線通訊，並透過供能模組112與轉能模組122進行能量傳輸，因此無線電力發送裝置110可同時進行無線通訊與無線充電，且無線電力發送裝置110較容易解碼無線通訊的訊號，進而增加無線電力接收裝置120的無線充電穩定度。

以下將針對第二種習知無線充電系統100進行說明。第一無線通訊模組111與供能模組112分別電性連接於第一控制器113。其中，第一無線通訊模組111傳送與接收無線訊號，用以建立無線連線至其他無線通訊模組，而供能模組112用以將電力轉換為能量場(例如磁場)，以供無線電力接收裝置120進行無線充電。

第二無線通訊模組121、轉能模組122與電池123分別電性連接於第二控制器124。其中，第二無線通訊模組121傳送與接收無線訊號，用以建立無線連線至其他無線通訊模組，而轉能模組122則用以接收能量場，再將能量場轉換為電力。電池123為一可充電電池，例如鎳氫電池或鋰離子電池，用以接收並儲存電力，且提供電力予無線電力接收裝置120中的其他元件使用。需要特別說明的是，此例中的無線電力接收裝置120利用電池123儲存自能量場轉換而得的電力，但無線電力接收裝置120並不以電池123為限。舉例來說，目前市面上部分無線電力接收裝置中並無設 置電池，因此無線電力接收裝置直接將電力輸出至無線電力接收裝置中的其他元件，以供其他元件使用，而不需要額外設置儲存電力的電池。

理論上來說，若無線電力接收裝置120的第二無線通訊模組121位於無線電力發送裝置110的第一無線通訊模組111的有效通訊範圍內，且無線電力接收裝置120的轉能模組122位於無線電力發送裝置110的供能模組112所產生的能量場之中，無線電力接收裝置120可順利無線連線至無線電力發送裝置110，並自無線電力發送裝置110的能量場獲得電力。

關於無線充電的步驟將於下文說明。首先，無線電力發送裝置110的第一無線通訊模組111無線連線至無線電力接收裝置120的第二無線通訊模組121，以完成無線電力發送裝置110與無線電力接收裝置120之間的配對。隨後，無線電力接收裝置120的第二控制器124允許轉能模組122接收供能模組112的能量場，並將能量場轉換為電力儲存於電池123，因而開始無線電力接收裝置120的無線充電工作。

然而，第二種習知無線充電方法雖然解決了第一種習知無線充電方法的問題，卻也因此產生新的問題。詳細的說，雖然第一、第二無線通訊模組111、121與供能模組112、轉能模組122皆以無線方式傳輸訊號，但第一、第二無線通訊模組111、121的有效通訊範圍與供能模組112、轉能模組122的有效電力傳輸範圍並不相同。舉例來說，第一、第二無線通訊模組111、121應用的藍芽的傳輸範圍約為10公尺，而供能模組112與轉能模組122之間的距離卻遠小於藍芽的傳輸範圍，例如無線充電標準聯盟(Alliance for Wireless Power,A4WP)所制定的無線充電標準界定供能模組112與轉能模組122之間的距離約介於30公分至9公尺。

由上述內容可知，在目前所使用的充電標準中，供能模組112與轉能模組122之間的有效電力傳輸範圍遠小於第一、第二無線通訊模組111、121的有效通訊範圍。當無線電力接收裝置120與無線電力發送裝置110之間的距離過遠，使無線電力接收裝置120位於無線電力發送裝置110的有效通訊範圍內，卻未位於無線電力發送裝置110的有效電力傳輸範圍內時，無線電力接收裝置120雖可順利無線連線至無線電力接收裝置120，但無線電力接收裝置120實際上並未位於有效電力傳輸範圍內，因此 無線電力接收裝置120無法獲得來自無線電力發送裝置110的電力，導致無線電力接收裝置120無法進行無線充電。

以下針對無線電力接收裝置處於周圍有複數無線電力發送裝置的情況進行說明。請參閱圖2，圖2為第二種習知無線充電系統之第二示意圖。如圖2所示，第二種習知無線充電系統200包括一第一無線電力發送裝置210、一第二無線電力發送裝置220以及一無線電力接收裝置230。其中，第一無線電力發送裝置210包括一第一無線通訊模組211以及一第一供能模組212，且第二無線電力發送裝置220包括一第二無線通訊模組221以及一第二供能模組222。此外，無線電力接收裝置230包括一第三無線通訊模組231以及一轉能模組232。

第一無線電力發送裝置210的第一無線通訊模組211與第二無線電力發送裝置220的第二無線通訊模組221用以建立無線連線至無線電力接收裝置230的第三無線通訊模組231。第一無線電力發送裝置210的第一供能模組212與第二無線電力發送裝置220的第二供能模組222用以將電力轉換為能量場，而無線電力接收裝置230的轉能模組232用以接收能量場，並將能量場傳換為電力。由於圖2的第一無線電力發送裝置210及第二無線電力發送裝置220之運作方式分別與圖1的無線電力發送裝置110之運作方式大致相同，且圖2的無線電力接收裝置230之運作方式與圖1的無線電力接收裝置120之運作方式大致相同，因此於此不再針對第一無線電力發送裝置210、第二無線電力發送裝置220及無線電力接收裝置230中的元件進行贅述。

需要特別說明的是，第一無線電力發送裝置210的第一無線通訊模組211包括一有效通訊範圍R1，且第二無線電力發送裝置220的第二無線通訊模組221包括一有效通訊範圍R2。此外，第一無線電力發送裝置210的第一供能模組212包括一有效電力傳輸範圍R3，第二無線電力發送裝置220的第二供能模組222包括一有效電力傳輸範圍R4。

當無線電力接收裝置230位於第一無線電力發送裝置210的有效通訊範圍R1之中時，無線電力接收裝置230可無線連線至第一無線電力發送裝置210，而當無線電力接收裝置230位於第二無線電力發送裝置220 的有效通訊範圍R2之中時，無線電力接收裝置230可無線連線至第二無線電力發送裝置220。此外，當無線電力接收裝置230位於第一無線電力發送裝置210的有效電力傳輸範圍R3之中時，無線電力接收裝置230可接收到來自第一無線電力發送裝置210的能量場；同理，當無線電力接收裝置230位於第二無線電力發送裝置220的有效電力傳輸範圍R4之中時，無線電力接收裝置230可接收到來自第二無線電力發送裝置220的能量場。為了方便說明，第一無線電力發送裝置210的有效通訊範圍R1的直徑等於第二無線電力發送裝置220的有效通訊範圍R2的直徑，且第一供能模組212的有效電力傳輸範圍R3的直徑等於第二供能模組222的有效電力傳輸範圍R4的直徑。

由於無線通訊與無線電力傳輸的原理不同，第一、第二、第三無線通訊模組211、221、231的有效通訊範圍將大於第一供能模組212、第二供能模組222、轉能模組232的有效電力傳輸範圍。換言之，第一無線通訊模組211的有效通訊範圍R1的直徑大於第一供能模組212的有效電力傳輸範圍R3的直徑，而第二無線通訊模組221的有效通訊範圍R2的直徑大於第二供能模組222的有效電力傳輸範圍R4的直徑。

如圖2所示，無線電力接收裝置230位於第一無線電力發送裝置210的有效通訊範圍R1、第二無線電力發送裝置220的有效通訊範圍R2以及第二無線電力發送裝置220的有效電力傳輸範圍R4中。然而，無線電力接收裝置230卻未位於第一無線電力發送裝置210的有效電力傳輸範圍R3內。因此，當無線電力接收裝置230無線連線至第一無線電力發送裝置210時，無法接收第一無線電力發送裝置210的能量場以獲得電力。

假若無線電力接收裝置230無線連線至第一無線電力發送裝置210，卻無法接收到第一無線電力發送裝置210的能量場，則無線電力接收裝置230將持續要求第一無線電力發送裝置210增加能量場的強度，使第一無線電力發送裝置210的第一供能模組212將更多電能轉換為能量場。如此一來，不僅無法順利使無線電力接收裝置230進行無線充電，且由於第一無線電力發送裝置210持續消耗大量電力轉換能量，造成浪費電力，甚至可能因為能量場過強而導致人體或第一無線電力發送裝置210的周圍 物品的傷害。

另一方面，當無線電力接收裝置處於周圍有複數無線電力發送裝置的情況時，無線電力接收裝置並無能力可以辨別能量場係來自於哪個無線電力發送裝置，亦無法判斷哪個無線電力發送裝置與無線電力接收裝置之間的距離最小以提供最大能量與最高無線充電效率，而無法挑選合適的無線電力發送裝置進行無線充電。

請參閱圖3，圖3為第二種習知無線充電系統之第三示意圖。圖3的習知無線充電系統200’與圖2中所提到的習知無線充電系統200大致相同，於此不再贅述。如圖3所示，無線電力接收裝置230’與第一無線電力發送裝置210’之間的距離仍大於無線電力接收裝置230’與第二無線電力發送裝置220’之間的距離。需要特別說明的是，第一無線電力發送裝置210’的有效電力傳輸範圍R3的範圍增加，且第二無線電力發送裝置220’的有效電力傳輸範圍R4的範圍亦增加。因此，無線電力接收裝置230’同時位於第一無線電力發送裝置210’的有效電力傳輸範圍R3與第二無線電力發送裝置220’的有效電力傳輸範圍R4之中。

換言之，無線電力接收裝置230’不僅能夠接收到來自第二無線電力發送裝置220’的能量場，更能夠接收到來自第一無線電力發送裝置210’的能量場。然而，由於無線電力接收裝置230’較接近於第二無線電力發送裝置220’，而較遠離於第一無線電力發送裝置210’，因此若第一無線電力發送裝置210’與第二無線電力發送裝置220’產生能量場的強度皆相同，則無線電力接收裝置230’將自第二無線電力發送裝置220’獲得較大的能量，而具有較高無線充電效率。

假若無線電力接收裝置230’無線連線至第一無線電力發送裝置210’，並且接收到第一無線電力發送裝置210’的能量場，則無線電力接收裝置230’將要求第一無線電力發送裝置210’增加能量場的強度，使第一無線電力發送裝置210’的第一供能模組212’將更多電能轉換為能量場。如此一來，不僅無線電力接收裝置230’的無線充電效率不佳，且由於第一無線電力發送裝置210’持續消耗大量電力轉換能量，造成浪費電力，甚至可能因為能量場過強而導致人體或第一無線電力發送裝置210’的 周圍物品的傷害。

因此，為了解決上述問題，需要一種可改善習知缺失之無線電力接收裝置、無線充電方法或無線充電系統。

本發明之主要目的係提供一種有效且高效率之無線充電方法、無線充電系統及無線電力接收裝置。

於一較佳實施例中，本發明提供一種無線充電方法，其中方法包括：依序建立無線連線至複數電力發射裝置；接收每一複數電力發射裝置之一能量場，其中每一能量場包括一識別碼訊號；解碼每一識別碼訊號；計算每一能量場之一電力損耗量；記錄每一能量場對應之識別碼訊號以及電力損耗量；判斷複數電力損耗量中之一最小電力損耗量；以及根據具有最小電力損耗量之識別碼訊號，無線連線至具有最小電力損耗量之電力發射裝置以進行無線充電。

於一較佳實施例中，識別碼訊號為一高頻訊號或每一複數電力發射裝置之一媒體存取控制地址。

於另一較佳實施例中，本發明提供一種無線電力接收裝置，包括：一無線通訊模組，用以依序建立無線連線至複數無線電力發射裝置；一轉能模組，用以接收每一複數無線電力發射裝置之一能量場，其中每一能量場包括一識別碼訊號；一解碼器，用以解碼每一識別碼訊號；以及一控制器，計算每一能量場之一電力損耗量以判斷複數電力損耗量中之一最小電力損耗量，並根據具有最小電力損耗量之識別碼訊號，使無線通訊模組無線連線至具有最小電力損耗量之無線電力發射裝置以進行 無線充電。

於一較佳實施例中，無線通訊模組為一藍牙通訊模組。

於一較佳實施例中，識別碼訊號為一高頻訊號或每一複數電力發射裝置之一媒體存取控制地址。

於另一較佳實施例中，本發明提供一種無線充電系統，包括：複數無線電力發射裝置，其中每一複數無線電力發射裝置包括：一第一無線通訊模組，用以產生一無線通訊訊號；以及一供能模組，用以產生一能量場，其中能量場包括一識別碼訊號；以及一無線電力接收裝置，包括：一第二無線通訊模組，接收無線通訊訊號，用以依序建立無線連線至複數無線電力發射裝置；一轉能模組，用以接收每一複數無線電力發射裝置之能量場；一解碼器，用以解碼每一識別碼訊號；以及一控制器，判斷複數識別碼訊號所對應之複數無線電力發射裝置，並使第二無線通訊模組無線連線至任一複數無線電力發射裝置之第一無線通訊模組以進行無線充電。

於一較佳實施例中，控制器計算每一能量場之一電力損耗量以判斷複數電力損耗量中之一最小電力損耗量，並根據具有最小電力損耗量之識別碼訊號，使無線通訊模組無線連線至具有最小電力損耗量之無線電力發射裝置以進行無線充電。

於一較佳實施例中，無線通訊訊號包括一原始供電量資訊，控制器根據轉能模組轉換所得之一電量與原始供電量資訊計算能量場之電力損耗量。

於一較佳實施例中，第一無線通訊模組以及第二無線通訊模組分別為一藍牙通訊模組。

於一較佳實施例中，識別碼訊號為一高頻訊號或第一無線通訊模組之一媒體存取控制地址。

於一較佳實施例中，每一複數無線電力發射裝置包括一處理器，用以產生識別碼訊號。

於一較佳實施例中，任一複數無線電力發射裝置之供能模組中包括一混波器，用以載入識別碼訊號以產生之一發射訊號，以形成能量場。

300、400‧‧‧無線充電系統

310、410‧‧‧第一無線電力發射裝置

311、411‧‧‧第一無線通訊模組

312、412‧‧‧第一供能模組

314、414‧‧‧第一調節模組

315、415‧‧‧第一混波器

316、416‧‧‧第一線圈

313、413‧‧‧第一處理器

ID1‧‧‧第一識別碼訊號

S1‧‧‧第一發射訊號

C1‧‧‧第一混和訊號

F1‧‧‧第一能量場

320、420‧‧‧第二無線電力發射裝置

321、421‧‧‧第二無線通訊模組

322、422‧‧‧第二供能模組

324、424‧‧‧第二調節模組

325、425‧‧‧第二混波器

326、426‧‧‧第二線圈

323、423‧‧‧第二處理器

ID2‧‧‧第二識別碼訊號

S2‧‧‧第二發射訊號

C2‧‧‧第二混和訊號

F2‧‧‧第二能量場

330、430‧‧‧無線電力接收裝置

331、431‧‧‧第三無線通訊模組

332、432‧‧‧轉能模組

333、433‧‧‧解碼器

334、434‧‧‧控制器

S101-S110、S201-S212‧‧‧步驟

圖1：係為習知無線充電系統之第一示意圖。

圖2：係為習知無線充電系統之第二示意圖。

圖3：係為習知無線充電系統之第三示意圖。

圖4：係為本發明之無線充電系統之第一實施例之示意圖。

圖5：係為本發明之無線充電方法之第一實施例之流程圖。

圖6：係為本發明之無線充電系統之第二實施例之示意圖。

圖7：係為本發明之無線充電方法之第二實施例之流程圖。

以下說明本發明的第一實施例。請參閱圖4，圖4為本發明之無線充電系統之第一實施例之示意圖。如圖4所示，無線充電系統300包括複數無線電力發射裝置310、320以及一無線電力接收裝置330。當無線電力接收裝置330無線連線至任一複數無線電力發射裝置時，無線電力接收裝置330自已連線的無線電力發射裝置接收能量場，藉以獲得電力而進行無線電力接收裝置330的無線充電。為了使下文說明更加清楚，本發明之複數無線電力發射裝置以一第一無線電力發射裝置310以及一第二無線電力發射裝置320為例，但並不以此為限。於其他較佳實施例中，複數無線電力發射裝置為三個或以上的無線電力發射裝置。

無線電力接收裝置330可為手機、筆記型電腦、無線耳機、無線滑鼠、電池或行動電源或其他常見的電子裝置，而第一無線電力發射裝置310與第二無線電力發射裝置320可分別為充電板或其他常見的無線充電裝置，但並不以此為限。

第一無線電力發射裝置310包括一第一無線通訊模組311、 一第一供能模組312以及一第一處理器313，其中第一無線通訊模組311與第一供能模組312分別電性連接於第一處理器313。第一處理器313接收來自第一無線通訊模組311與第一供能模組312的訊號，以及產生一第一識別碼訊號ID1至第一供能模組312。第一識別碼訊號ID1可為一高頻訊號或是一包含第一無線通訊模組311的媒體存取控制地址(MAC Address)之訊號，但並不以此為限。於本較佳實施例中，第一識別碼訊號ID1為一包含第一無線通訊模組311的媒體存取控制地址之高頻訊號。

第一無線通訊模組311用以傳送與接收無線訊號，以建立第一無線電力發射裝置310與無線電力接收裝置330之間的無線連線。第一無線通訊模組311可為習知的無線通訊模組，例如藍牙通訊模組，但並不以此為限。

第一供能模組312用以產生一第一能量場F1，以供無線電力接收裝置330進行無線充電。其中，第一供能模組312可透過電磁感應(Magnetic Induction)或磁共振(Magnetic Resonance)等習知無線充電方式產生第一能量場F1，但並不以此為限。於本較佳實施例中，第一供能模組312利用磁共振產生第一能量場F1。

關於第一供能模組312的元件組成與運作方式將於下方說明。第一供能模組312包括一第一調節模組314、一第一混波器315以及一第一線圈316，其中第一調節模組314電性連接於第一處理器313，第一混波器315電性連接於第一調節模組314與第一處理器313，而第一線圈316電性連接於第一混波器315。

第一調節模組314接收第一無線電力發射裝置310中的直流電，並將直流電轉換為交流電，藉以產生一第一發射訊號S1並傳送至第一混波器315。於本較佳實施例中，第一調節模組314包括一振盪器以及一D類放大器，但並不以此為限。關於第一調節模組314將直流電轉換為交流電的方法與習知轉換直流電為交流電的方法無異，於此將不再贅述。

第一混波器315用以接收來自第一處理器313的第一識別碼訊號ID1與來自第一調節模組314的第一發射訊號S1。當第一混波器315接收到第一識別碼訊號ID1與第一發射訊號S1時，第一混波器315將第一 識別碼訊號ID1載入至第一發射訊號S1，進而形成一第一混和訊號C1。接著，第一混波器315將第一混和訊號C1傳送至第一線圈316。

第一線圈316接收第一混和訊號C1，並根據第一混和訊號C1產生第一能量場F1。因此，第一能量場F1不再是單純的能量，而是帶有第一識別碼訊號ID1的能量。由於第一線圈316產生第一能量場F1的方法與習知線圈產生能量場的方法無異，於此將不再贅述。

同理，第二無線電力發射裝置320包括一第二無線通訊模組321、一第二供能模組322以及一第二處理器323，其中第二無線通訊模組321與第二供能模組322分別電性連接於第二處理器323。第二處理器323用以接收來自第二無線通訊模組321與第二供能模組322的訊號，以及產生一第二識別碼訊號ID2至第二供能模組322。第二識別碼訊號ID2可為一高頻訊號或是一包含第二無線通訊模組321的媒體存取控制地址之訊號，但並不以此為限。於本較佳實施例中，第二識別碼訊號ID2為一包含第二無線通訊模組321的媒體存取控制地址之高頻訊號。

第二無線通訊模組321用以傳送與接收無線訊號，以建立第二無線電力發射裝置320與無線電力接收裝置330之間的無線連線。第二無線通訊模組321可為習知的無線通訊模組，例如藍牙通訊模組，但並不以此為限。

第二供能模組322用以產生一第二能量場F2，以供無線電力接收裝置330進行無線充電。第二供能模組322可透過磁感應或磁共振等習知無線充電方式產生第二能量場F2，但並不以此為限。於本較佳實施例中，第二供能模組322利用磁共振產生第二能量場F2。

關於第二供能模組322的組成與運作方式將於下方說明。第二供能模組322包括一第二調節模組324、一第二混波器325以及一第二線圈326，其中第二調節模組324電性連接於第二處理器323，第二混波器325電性連接於第二調節模組324與第二處理器323，而第二線圈326電性連接於第二混波器325。

第二調節模組324接收第二無線電力發射裝置320中的直流電，並將直流電轉換為交流電，藉以產生一第二發射訊號S2並傳送至第二 混波器325。於本較佳實施例中，第一調節模組324包括一振盪器以及一D類放大器，但並不以此為限。關於第一調節模組324將直流電轉換為交流電的方法與習知轉換直流電為交流電的方法無異，於此將不再贅述。

第二混波器325用以接收來自第二處理器323的第二識別碼訊號ID2與來自第二調節模組324的第二發射訊號S2。當第二混波器325接收到第二識別碼訊號ID2與第二發射訊號S2時，第二混波器325將第二識別碼訊號ID2載入至第二發射訊號S2，進而形成一第二混和訊號C2。接著，第二混波器325將第二混和訊號C2傳送至第二線圈326。

第二線圈326接收第二混和訊號C2，並根據第二混和訊號C2產生第二能量場F2。因此，第二能量場F2不再是單純的能量，而是帶有第二識別碼訊號ID2的能量。由於第二線圈326產生第二能量場F2的方法與習知線圈產生能量場的方法無異，於此將不再贅述。

無線電力接收裝置330包括一第三無線通訊模組331、一轉能模組332、一解碼器333以及一控制器334，其中第三無線通訊模組331、轉能模組332與解碼器333分別電性連接於控制器334，且解碼器333電性連接於轉能模組332。控制器334用以接收來自第三無線通訊模組331、轉能模組332與解碼器333的訊號。

第三無線通訊模組331用以傳送與接收無線訊號，以建立無線電力接收裝置330與第一無線電力發射裝置310之間的無線連線，或是無線電力接收裝置330與第二無線電力發設裝置320之間的無線連線。第三無線通訊模組331可為習知的無線通訊模組，例如藍牙通訊模組，但並不以此為限。

轉能模組332用以接收無線電力接收裝置330周邊的能量場，不僅將能量場轉換為電力傳送至控制器334，更將能量場傳送至解碼器333，以供解碼器333解碼能量場的識別碼訊號。其中，轉能模組332包括一線圈、一整流電路以及一降壓電路，但並不以此為限。當解碼完成時，解碼器333傳送識別碼訊號至控制器334。

關於轉能模組332將能量場轉換為直流電的方法與習知轉換能量場為直流電的方法無異，於此將不再贅述。此外，轉能模組332可 透過磁感應或磁共振等習知無線充電方式接收能量場，但並不以此為限。於本較佳實施例中，轉能模組332利用磁共振接收第一能量場F1以及第二能量場F2。此外，第一供能模組312、第二供能模組322與轉能模組332的無線充電標準可符合無線充電聯盟(WPC)、電力事業聯盟(PMA)或無線充電標準聯盟(A4WP)等任一常見的無線充電標準，但並不以上述標準為限。

為了使說明更加容易理解，本實施例中的無線電力接收裝置330位於第一無線通訊模組311與第二無線通訊模組321的有效通訊範圍(圖中未示)。此外，無線電力接收裝置330位於第二線圈326的有效電力傳輸範圍(圖中未示)，卻未位於第一線圈316的有效電力傳輸範圍(圖中未示)中。換言之，無線電力接收裝置330能夠無線連線至第二無線電力發射裝置320，亦收到來自第二無線電力發射裝置320的第二能量場F2。然而，無線電力接收裝置330雖能無線連線至第一無線電力發送裝置310，卻無法接收到來自第一無線電力發射裝置310的第一能量場F1。

以下說明本實施例的無線充電方法。請參閱圖5，圖5為本發明之無線充電方法之第一實施例之流程圖。如圖5所示，無線充電方法包括步驟S101-S110。

於步驟S101中，無線電力接收裝置330開始計時。

於步驟S102中，無線電力接收裝置330與任一複數無線電力發射裝置建立無線連線。當無線電力接收裝置330與任一複數無線電力發射裝置建立無線連線時，第一無線電力發射裝置310將產生一第一廣播訊號，而第二無線電力發射裝置320將產生一第二廣播訊號。

舉例來說，當無線電力接收裝置330的第三無線通訊模組331接收到第一無線電力發射裝置310的第一廣播訊號，第三無線通訊模組331將傳送一廣播回應訊號至第一無線電力發射裝置310。之後，第一無線電力發設裝置310傳送一連線請求訊號至無線電力接收裝置330，而無線電力接收裝置330接收到連線請求訊號後，回傳一連線請求回應訊號至第一無線電力發射裝置310。因此，無線電力接收裝置330無線連線至第一無線電力發射裝置310。

於步驟S103中，無線電力接收裝置330接收已無線連線的電力發射裝置的能量場。因此，無線電力接收裝置330的轉能模組332接收第一無線電力發射裝置310的第一供能模組312所傳送的第一能量場F1。然而，如先前段落所述，由於無線電力接收裝置330並未位於第一線圈316的有效電力傳輸範圍中，因此無線電力接收裝置330的轉能模組332而無法接收到第一能量場F1。

於步驟S104中，無線電力接收裝置330解碼能量場的識別碼訊號與廣播訊號的媒體存取控制地址，並且記錄能量場的識別碼訊號與媒體存取控制地址。承上所述，無線電力接收裝置330解碼第一無線電力發射裝置310的第一廣播訊號，而獲得第一無線電力發射裝置310的媒體存取控制地址，並加以記錄。由於無線電力接收裝置330並未接收到第一能量場F1，因此無法解碼第一能量場F1以獲得第一能量場F1的第一識別碼訊號ID1。

於步驟S105中，無線電力接收裝置330取消無線電力接收裝置330與第一無線電力發射裝置310之間的無線連線。

於步驟S106中，無線電力接收裝置330判斷執行步驟S102-S105的時間總和是否超過一預設時間。若步驟S102-S105的執行時間總和未超過一預設時間，例如10ms，則進入步驟S102；當步驟S102-S105的執行時間總和已經超過預設時間，則進入步驟S107。

為了方便說明，假設此時無線電力接收裝置330判斷步驟S102-S105的執行時間總和未超過一預設時間，因此進入步驟S102。於步驟S102中，無線電力接收裝置330與任一複數無線電力發射裝置建立無線連線，並記錄無線電力發射裝置的媒體存取控制地址。當無線電力接收裝置330與任一複數無線電力發射裝置建立無線連線時，第一無線電力發射裝置310將產生一第一廣播訊號，而第二無線電力發送裝置320將產生一第二廣播訊號。

舉例來說，當無線電力接收裝置330的第三無線通訊模組331接收到第二無線電力發送裝置320的第二廣播訊號，第三無線通訊模組331將傳送一廣播回應訊號至第二無線電力發射裝置320。之後，第二無線 電力發射裝置320傳送連線請求訊號至無線電力接收裝置330，而無線電力接收裝置330接收到連線請求訊號後，回傳連線請求回應訊號至第二無線電力發射裝置320。因此，無線電力接收裝置320無線連線至第二無線電力發射裝置320。

於步驟S103中，無線電力接收裝置330接收已無線連線的電力發射裝置的能量場。因此，無線電力接收裝置330的轉能模組332接收第二無線電力發射裝置320的第二供能模組322所傳送的第二能量場F2。

於步驟S104中，無線電力接收裝置330解碼能量場的識別碼訊號與廣播訊號的媒體存取控制地址，並且記錄能量場的識別碼訊號與媒體存取控制地址。因此，無線電力接收裝置330解碼第二無線電力發射裝置320的第二廣播訊號，而獲得第二無線電力發射裝置320的媒體存取控制地址，並加以記錄。此外，無線電力接收裝置330解碼第二能量場F2的識別碼訊號，因而獲得第二能量場F2的第二識別碼訊號ID2，並加以記錄。

於步驟S105中，無線電力接收裝置330取消無線電力接收裝置330與第二無線電力發射裝置320之間的無線連線。

於步驟S106中，無線電力接收裝置330判斷執行步驟S102-S105的時間總和是否超過一預設時間。若步驟S102-S105的執行時間總和未超過一預設時間，例如10ms，則進入步驟S102。若複數無線電力發射裝置中更包括一第三無線電力發射裝置(圖中未示)，且無線電力接收裝置330位於第三無線電力發射裝置的有效通訊範圍時，無線電力接收裝置330將接收第三無線電力發射裝置的一第三廣播訊號，並且無線連線至第三無線電力發射裝置。反之，當步驟S102-S105的執行時間總和已經超過預設時間，則進入步驟S107。

為了方便說明，假設此時無線電力接收裝置330判斷步驟S102-S105的執行時間總和已超過一預設時間，因此進入步驟S107。

於步驟S107中，無線電力接收裝置330判斷是否已獲得至少一媒體存取控制地址以及至少一識別碼訊號。若無線電力接收裝置330的控制器334判斷已獲得至少一媒體存取控制地址以及至少一識別碼訊號，則進入步驟S108；若否，則進入步驟S110，結束流程。由於無線電力 接收裝置330已獲得第一無線電力發射裝置310與第二無線電力發射裝置320的媒體存取控制地址以及第二無線電力發射裝置320的第二能量場F2的第二識別碼訊號ID2，因此進入步驟S108。

於步驟S108中，無線電力接收裝置330根據收到的媒體存取控制地址與識別碼訊號，判斷識別碼訊號所對應的無線電力發射裝置。

承上所述，無線電力接收裝置330已記錄第一無線電力發射裝置310的第一媒體存取控制地址與第二無線電力發射裝置320的第二媒體存取控制地址，並且收到第二能量場F2的第二識別碼訊號ID2。由於本實施例的第二識別碼訊號ID2的內容實為第二無線電力發射裝置320的第二媒體存取控制地址，因此控制器334分析所有媒體存取控制地址與識別碼訊號後，判別第二能量場F2的第二識別碼訊號ID2與第二無線電力發射裝置320的第二媒體存取控制地址一致。因此，無線電力接收裝置330將判斷第二識別碼訊號ID2所對應的無線電力發射裝置即為第二無線電力發射裝置320。

於步驟S109中，無線電力接收裝置330無線連線至識別碼訊號對應之無線電力發射裝置。因此，無線電力接收裝置330的第三無線通訊模組331傳送廣播回應訊號至識別碼訊號對應之無線電力發射裝置，亦即第二無線電力發射裝置320，使無線電力接收裝置330無線連線至第二無線電力發射裝置320。當無線電力接收裝置330無線連線至第二無線電力發射裝置320後，轉能模組332轉換第二能量場F2而成的電力將被無線電力接收裝置330允許，進而流至無線電力接收裝置330中的其他元件，例如電池或是其他耗電元件，使無線電力接收裝置330開始進行無線充電。

於步驟S110中，結束流程。

於本發明之第一實施例中，無線電力接收裝置330位於第二無線電力發射裝置220的有效電力傳輸範圍R4中，且並未位於第一無線電力發射裝置210的有效電力傳輸範圍R3。因此，無線電力接收裝置330根據接收到的媒體存取控制地址與識別碼訊號，判斷識別碼訊號所對應的無線電力發射裝置，進而使無線電力接收裝置330判斷第二無線電力發射裝置220為合適的無線電力發射裝置，並自對應的無線電力發射裝置接收能 量場，藉以進行無線電力接收裝置330的無線充電。

然而，若無線電力接收裝置330同時位於第一無線電力發射裝置310的有效電力傳輸範圍R3以及第二無線電力發射裝置320的有效電力傳輸範圍R4時，本發明第一實施例中的無線電力接收裝置330仍無法準確判斷合適的無線電力發射裝置應為第一無線電力發射裝置310或為第二無線電力發射裝置320。有鑑於此，本發明將提供第二實施例以解決上述問題。

請參閱圖6，圖6為本發明之無線充電系統之第二實施例之示意圖。如圖6所示，無線充電系統400包括複數無線電力發射裝置以及一無線電力接收裝置430，其中複數無線電力發射裝置包括一第一無線電力發射裝置410以及一第二無線電力發射裝置420。

第一無線電力發射裝置410包括一第一無線通訊模組411、一第一供能模組412以及一第一處理器413。其中，第一處理器413用以接收來自第一無線通訊模組411與第一供能模組412的訊號，以及產生一第一識別碼訊號ID1至第一供能模組412。第一供能模組412用以產生一第一能量場F1，其中第一能量場F1中包括第一識別碼訊號ID1。

第二無線電力發射裝置420包括一第二無線通訊模組421、一第二供能模組422以及一第二處理器423。其中，第二處理器423用以接收來自第二無線通訊模組421與第二供能模組422的訊號，以及產生一第二識別碼訊號ID2至第二供能模組422。第二供能模組422用以產生一第二能量場F2，其中第二能量場F2中包括第二識別碼訊號ID2。

此外，無線電力接收裝置430包括一第三無線通訊模組431、一轉能模組432、一解碼器433以及一控制器434。其中，第三無線通訊模組431用以傳送與接收無線訊號。轉能模組432用以接收無線電力接收裝置430周邊的能量場，並將能量場傳送至控制器434與解碼器433。解碼器433用以解碼能量場的識別碼訊號。當解碼完成時，解碼器333傳送識別碼訊號至控制器434。

本發明之第二實施例中的元件與圖4的第一實施例大致上相同，主要不同之處在於無線電力接收裝置430與第一無線電力發射裝置 410之間的距離，以及控制器434將判斷每一能量場的電力損耗量。

於本較佳實施例中，無線電力接收裝置430與第一無線電力發射裝置410之間的距離縮小。因此，無線電力接收裝置430位於第一無線通訊模組411的有效通訊範圍以及第二無線通訊模組421的有效通訊範圍中，且無線電力接收裝置430位於第一線圈416的有效電力傳輸範圍以及第二線圈426的有效電力傳輸範圍中。

然而，無線電力接收裝置430與第一無線電力發射裝置410之間的第一距離仍大於無線電力接收裝置430與第二無線電力發射裝置420之間的第二距離，因此，第一無線電力發射裝置410的供能效率低於第二無線電力發射裝置420的供能效率。換言之，第一無線電力發射裝置410的電力耗損量將大於第二無線電力發射裝置420的電力耗損量。

關於本實施例的無線充電方法將於下文說明。請參閱圖7，圖7為本發明之無線充電方法之第二實施例之流程圖。如圖7所示，首先，於步驟S201中，無線電力接收裝置430開始計時。

於步驟S202中，無線電力接收裝置430與任一複數無線電力發射裝置建立無線連線。舉例來說，無線電力接收裝置430無線連線至第一無線電力發射裝置410，以接收第一無線電力發送裝置410的無線通訊訊號。第一無線電力發送裝置410的無線通訊訊號的內容包含第一無線電力發送裝置410的媒體存取控制地址以及第一無線電力發送裝置410之一原始供電量資訊。

於步驟S203中，無線電力接收裝置430接收已無線連線的電力發射裝置的能量場。因此，無線電力接收裝置430的轉能模組432接收第一無線電力發射裝置410的第一供能模組412所傳送的第一能量場F1。

於步驟S204中，無線電力接收裝置430解碼能量場的識別碼訊號與廣播訊號的媒體存取控制地址，並且記錄能量場的識別碼訊號與媒體存取控制地址。因此，無線電力接收裝置430解碼第一無線電力發射裝置410的第二廣播訊號，而獲得第一無線電力發射裝置410的媒體存取控制地址，並加以記錄。此外，無線電力接收裝置430解碼第一能量場F1以獲得第一能量場F1的第一識別碼訊號ID1，並加以記錄。

於步驟S205中，無線電力接收裝置430計算並記錄能量場的電力損耗量。因此，無線電力接收裝置430的控制器434計算並記錄第一能量場F1的電力損耗量。首先，無線電力接收裝置430根據第一無線電力發射裝置410所傳送的無線通訊訊號，獲知第一無線電力發射裝置410之一原始供電量資訊。接著，無線電力接收裝置430的控制器434偵測轉能模組432轉換所得的電量，並根據第一無線電力發射裝置410之原始供電量資訊與轉能模組432轉換所得的電量，計算第一能量場F1的電力損耗量。舉例來說，第一能量場F1的電力耗損量為30%。

於步驟S206中，取消無線電力接收裝置430與第一無線電力發射裝置410之間的無線連線。

於步驟S207中，無線電力接收裝置430判斷執行步驟S202-S206的時間總和是否超過一預設時間。若步驟S202-S206的執行時間總和未超過一預設時間，例如10ms，則進入步驟S202；當步驟S202-S206的執行時間總和已經超過預設時間，則進入步驟S208。

為了方便說明，假設此時無線電力接收裝置430判斷步驟S202-S206的執行時間總和未超過一預設時間，因此進入步驟S202。於步驟S202中，無線電力接收裝置420無線連線至第二無線電力發射裝置420。

於步驟S203中，無線電力接收裝置430接收已無線連線的電力發射裝置的能量場。因此，無線電力接收裝置430的轉能模組432接收第二無線電力發射裝置420的第二供能模組422所傳送的第二能量場F2。

於步驟S204中，無線電力接收裝置430解碼能量場的識別碼訊號與廣播訊號的媒體存取控制地址，並且記錄能量場的識別碼訊號與媒體存取控制地址。因此，無線電力接收裝置430解碼第二無線電力發射裝置420的第二廣播訊號，而獲得第二無線電力發射裝置420的媒體存取控制地址，並加以記錄。此外，無線電力接收裝置430解碼第二能量場F2的識別碼訊號，因而獲得第二能量場F2的第二識別碼訊號ID2，並加以記錄。

於步驟S205中，無線電力接收裝置430計算並記錄能量場的電力損耗量。因此，無線電力接收裝置430的控制器434計算並記錄第二能量場F2的電力損耗量。由於無線電力接收裝置430與第一無線電力發射 裝置410之間的第一距離大於無線電力接收裝置430與第二無線電力發射裝置420之間的第二距離，因此第一能量場F1的電力耗損量大於第二能量場F2的電力耗損量。舉例來說，第二能量場F2的電力耗損量為10%。

於步驟S207中，無線電力接收裝置430取消無線電力接收裝置430與第二無線電力發射裝置420之間的無線連線。

於步驟S208中，無線電力接收裝置430判斷執行步驟S202-S206的時間總和是否超過一預設時間。若步驟S202-S206的執行時間總和未超過一預設時間，例如10ms，則進入步驟S202。反之，當步驟S202-S206的執行時間總和已經超過預設時間，則進入步驟S208。

為了方便說明，假設此時無線電力接收裝置430判斷步驟S202-S206的執行時間總和已超過一預設時間，因此進入步驟S208。

於步驟S208中，無線電力接收裝置430判斷是否已獲得至少一媒體存取控制地址以及至少一識別碼訊號。若無線電力接收裝置430的控制器434判斷已獲得至少一媒體存取控制地址以及至少一識別碼訊號，則進入步驟S209；若否，則進入步驟S211，結束流程。由於無線電力接收裝置430已獲得第一無線電力發樹裝置410與第二無線電力發射裝置420的媒體存取控制地址，以及第一無線電力發射裝置410的第一能量場F1的第一識別碼訊號ID1與第二無線電力發射裝置420的第二能量場F2的第二識別碼訊號ID2因此進入步驟S209。

於步驟S209中，無線電力接收裝置430判斷複數電力損耗中之一最小電力損耗量。由於第一能量場F1的電力耗損量為30%，而第二能量場F2的電力耗損量為10%，因此最小電力損耗量為第二能量場F2的電力耗損量為10%。

於步驟S210中，無線電力接收裝置430根據收到的媒體存取控制地址與識別碼訊號，判斷識別碼訊號所對應的無線電力發射裝置。承上所述，無線電力接收裝置430已記錄第一無線電力發射裝置410的第一媒體存取控制地址與第二無線電力發射裝置420的第二媒體存取控制地址，並且收到第一能量場F1的第一識別碼訊號ID1與第二能量場F2的第二識別碼訊號ID2。

由於本實施例的第一識別碼訊號ID1的內容實為第一無線電力發射裝置410的第一媒體存取控制地址，第二識別碼訊號ID2的內容實為第二無線電力發射裝置420的第二媒體存取控制地址，因此控制器434分析所有媒體存取控制地址與識別碼訊號後，判別第一能量場F1的第一識別碼訊號ID1與第一無線電力發射裝置410的第一媒體存取控制地址一致，而第二能量場F2的第二識別碼訊號ID2與第二無線電力發射裝置420的第二媒體存取控制地址一致。因此，無線電力接收裝置430將判斷第一識別碼訊號ID1所對應的無線電力發射裝置即為第一無線電力發射裝置410，且第二識別碼訊號ID2所對應的無線電力發射裝置即為第二無線電力發射裝置420。

於步驟S211中，無線電力接收裝置430無線連線至最小電力損耗量的識別碼訊號對應之無線電力發射裝置。因此，無線電力接收裝置430的第三無線通訊模組431傳送廣播回應訊號至最小電力損耗量的識別碼訊號對應之無線電力發射裝置，亦即第二無線電力發射裝置420，使無線電力接收裝置430無線連線至第二無線電力發射裝置420。當無線電力接收裝置430無線連線至第二無線電力發射裝置420後，轉能模組432轉換第二能量場F2而成的電力將被無線電力接收裝置430允許，進而流至無線電力接收裝置430中的其他元件，例如電池或是其他耗電元件，使無線電力接收裝置430開始進行無線充電。

於步驟S212中，結束流程。

根據以上較佳實施例之說明可知，本發明之無線充電方法、無線電力接收裝置以及無線充電系統在能量場中加入識別碼訊號，並利用能量場中的識別碼訊號辨識能量場，藉以使無線電力接收裝置選擇最合適的能量場以進行無線充電。如此一來，不僅可以避免無線電力接收裝置無線連線至不合適的無線電力發射裝置，更能夠進一步增加無線電力接收裝置的無線充電效率。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，並非用以限定本發明之申請專利範圍，因此凡其他未脫離本發明所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含於本案之申請專利範圍內。

S101-S110‧‧‧步驟

Claims (8)

1. 一種無線電力充電方法，適用於一無線電力接收裝置與複數無線電力發射裝置，該方法包括：(a).每一該複數無線電力發射裝置發送一無線通訊訊號以及一能量場，其中每一該無線通訊訊號包括發射該無線通訊訊號之該無線電力發射裝置之一媒體存取控制地址，且每一該能量場包括一識別碼訊號；(b).該無線電力接收裝置回應該複數無線電力發射裝置之無線通訊訊號而與該複數無線電力發射裝置建立無線連線並記錄該複數媒體存取控制地址，並接收至少一該能量場，其中，每一該無線電力發射裝置具有一有效電力傳輸範圍，當該無線電力接收裝置於該無線電力發射裝置之有效電力傳輸範圍內時，該無線電力接收裝置能接收到該無線電力發射裝置發出之該能量場，當該無線電力接收裝置未位於該有效電力傳輸範圍內時，該無線電力接收裝置無法接收到該無線電力發射裝置發出之該能量場及該能量場之識別碼訊號；(c).該無線電力接收裝置依據可接收到之能量場所包括之識別碼與該媒體存取控制地址判斷所接收之該能量場係由那一無線電力發射裝置所發出；以及(d).該無線電力接收裝置使用其中一該無線電力發射裝置之該能量場進行充電，其中，當該無線電力接收裝置僅接收到單一個該能量場時，該無線電力接收裝置使用被接收之該能量場進行充電，而當該無線電力接收裝置接收到至少二該能量場時，該無線電力接收裝置計算所接收之每一該 能量場之一電力損耗量並使用具有最低電力損耗量之該無線電力發射裝置之能量場進行充電。
2. 如申請專利範圍第1項之無線電力充電方法，其中於步驟(b)與步驟(c)之間更包括一步驟：該無線電力接收裝置取消與該複數無線電力發射裝置之無線連線；以及於步驟(d)中，該無線電力接收裝置與將被用以充電之該無線電力發射裝置重新建立無線連線後進行充電。
3. 如申請專利範圍第1項之無線電力充電方法，其中該無線電力發射裝置發送之該無線通訊訊號更包括該無線電力發射裝置之一原始供電量資訊，且該無線電力接收裝置更包括將該能量場轉換為一電量並依據該原始供電量資訊與該電量之差異而獲得該電力損耗量。
4. 如申請專利範圍第1項之無線電力充電方法，其中該識別碼訊號為包含該無線電力發射裝置之該媒體存取控制地址之高頻訊號。
5. 一種無線充電系統，包括複數無線電力發射裝置以及一無線電力接收裝置，其中該複數無線電力發射裝置與該無線電力接收裝置使用如申請專利範圍第1-4項任一項之無線充電方法進行充電。
6. 一種無線電力充電方法，適用於一無線電力接收裝置與複數無線電力發射裝置，該方法包括：(a).該無線電力接收裝置與該複數無線電力發射裝置建立無線連線並接收該複數無線電力發射裝置之能量場，每一該無線通訊訊號包括該無線電力發射裝置之一媒體存取控制地址，且每一該能量場包括該無線電力發射裝置之一識別碼訊號；(b).該無線電力接收裝置取消與該複數無線電力發射裝置之無線連線； (c).該無線電力接收裝置判斷是否取得至少一該媒體存取控制地址以及至少一該識別碼訊號，若是，則該無線電力接收裝置依據該識別碼訊號判斷該能量場由那一無線電力發射裝置所發出，並再次與該無線電力發射裝置建立無線連線並由該電力發射裝置充電；若否，則該無線電力接收裝置結束充電。
7. 如申請專利範圍第6項之無線充電方法，於步驟(b)之後更包括：該無線電力接收裝置判斷執行步驟(a)及(b)的時間總合是否已超過一預設時間，若是，則進行至步驟(c)，若否，則重覆執行步驟(a)。
8. 如申請專利範圍第6項之無線充電方法，其中於步驟(c)中，當無線電力接收裝置取得至少一該媒體存取控制地址以及至少一該識別碼訊號時，更包括計算該複數能量場中具有最小電力損耗量之一能量場，且該無線電力接收裝置再次無線連線之無線電力發射裝置係具有最小電力損耗能量場之無線電力發射裝置。