TWI623169B - 無線充電電路及其充電板 - Google Patents
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Abstract
一種無線充電電路,耦接一振盪單元,無線充電電路包括一巴倫單元、一多階濾波單元及一差動單元。巴倫單元耦接振盪單元。多階濾波單元耦接巴倫單元。差動單元耦接多階濾波單元,且差動單元耦接一傳輸線圈。其中,振盪單元產生一差動訊號至巴倫單元,巴倫單元將差動訊號轉換為一轉換訊號,並傳輸至多階濾波單元,多階濾波單元對轉換訊號進行濾波,以輸出一濾波訊號至差動單元,差動單元將濾波訊號轉換為一差動輸出訊號,並由傳輸線圈輸出。
Description
本發明有關於一種無線充電電路及其充電板,且特別是有關於耦接振盪器之無線充電電路及其充電板。
圖1為傳統無線充電板之無線充電電路示意圖。圖1A為根據圖1之傳統無線充電板透過振盪器中的切換開關之轉換前後的波形示意圖。請參閱圖1及圖1A。圖1公開一種傳統無線充電板,包括一振盪器OSC、一濾波電路FC、一差動電路DU及一傳輸線圈Co。其中,濾波電路FC耦接振盪器OSC及差動電路DU之間。差動電路DU耦接傳輸線圈Co。而傳輸線圈Co用以傳輸電能至如無線滑鼠、鍵盤或耳機等無線接收裝置。
在實務上,振盪器OSC中的切換開關係接收方波訊號W1,而方波訊號W1係指示切換開關的導通或截止。因此,振盪器OSC將產生如弦波W2的差動訊號,並傳輸至濾波電路FC。其中,自方波訊號W1轉換為弦波訊號W2的過程,如圖1A所繪示之部分多餘區塊Re的能量仍存在電路中或電容中。而此部分多餘區塊Re的能量將被傳輸至傳輸線圈Co,並由傳輸線圈Co發射此部份多餘區塊Re的能量至無線接收裝置,藉此造成對無線接收裝置的電磁干擾,或是延伸其他雜訊等問題。
此外,習知的濾波電路FC係由多個電感及多個電容組成。其中電容儲能或是電感儲能,將產生多倍頻的雜訊干擾。因此,傳統無線充電板往往無法克服電磁干擾(EMI)等問題;或是往往無法克服6.78兆赫的電磁干擾之安規問題。藉此於無線充電板使用上
往往會造成不便性,或是具有電磁干擾安規的疑慮。
有鑑於此,本發明揭露一種無線充電電路及其充電板,透過巴倫單元及多階濾波單元之設計,藉此提升無線充電電路及其充電板之使用上的方便性。
本發明提供一種無線充電電路,耦接一振盪單元,振盪單元用以產生一差動訊號。無線充電電路包括一巴倫單元、一多階濾波單元及一差動單元。巴倫單元耦接振盪單元。多階濾波單元耦接巴倫單元。差動單元耦接多階濾波單元,且差動單元耦接一傳輸線圈。其中,振盪單元傳輸一差動訊號至巴倫單元,巴倫單元將差動訊號轉換為一轉換訊號,並傳輸至多階濾波單元,多階濾波單元對轉換訊號進行濾波,以輸出一濾波訊號至差動單元,差動單元將濾波訊號轉換為一差動輸出訊號,並由傳輸線圈輸出。
本發明提供一種無線充電板,包括一振盪單元及一無線充電電路。振盪單元耦接無線充電電路的一巴倫單元。振盪單用以產生一差動訊號,並傳輸至巴倫單元。
基於上述,本發明提供一種無線充電電路,透過巴倫單元及多階濾波單元之設計,致使巴倫單元將差動訊號轉換為一轉換訊號,並傳輸至多階濾波單元,再由多階濾波單元對轉換訊號進行濾波,藉此使無線充電電路達到多階衰減及濾波的功率,並提升無線充電電路及其充電板之使用上的方便性。
為了能更進一步瞭解本發明為達成既定目的所採取的技術、方法及功效,請參閱以下有關本發明的詳細說明、圖式,相信本發明的目的、特徵與特點,當可由此得以深入且具體的瞭解,然而所附圖式與附件僅提供參考與說明用,並非用來對本發明加以限制。
1‧‧‧無線充電電路
OSC‧‧‧振盪器
10‧‧‧振盪單元
S1‧‧‧第一開關
S2‧‧‧第二開關
S3‧‧‧第三開關
S4‧‧‧第四開關
R1~R4‧‧‧電阻
12‧‧‧巴倫單元
L1‧‧‧第一電感
C1‧‧‧第一電容
T‧‧‧中心抽頭變壓器
14、14a、14b‧‧‧多階濾波單元
C2‧‧‧第二電容
C3‧‧‧第三電容
L2‧‧‧第二電感
L3‧‧‧第三電感
16‧‧‧差動單元
L4‧‧‧可調式電感器
C4‧‧‧第四電容
C5‧‧‧第五電容
C6‧‧‧第六電容
C7‧‧‧第七電容
C8‧‧‧第八電容
C41~C46、C51~C55‧‧‧電容
L41~L44、L51~L56‧‧‧電感
Co‧‧‧傳輸線圈
BPF1‧‧‧第一帶通濾波器
BPF2‧‧‧第二帶通濾波器
BPF3‧‧‧第三帶通濾波器
LPF1‧‧‧第一低通濾波器
LPF2‧‧‧第二低通濾波器
FC‧‧‧濾波電路
DU‧‧‧差動電路
W1‧‧‧方波訊號
W2‧‧‧弦波訊號
Re‧‧‧多餘區塊的能量
圖1為傳統無線充電板之無線充電電路示意圖。
圖1A為根據圖1之傳統無線充電板透過振盪器中的切換開關之轉換前後的波形示意圖。
圖2為本發明一實施例之無線充電電路之功能方塊示意圖。
圖3為根據圖2之本發明另一實施例之無線充電電路之電路圖。
圖3A為本發明另一實施例之無線充電電路之各倍頻之頻率-輻射功率示意圖。
圖4為根據圖2之本發明另一實施例之無線充電電路之多階濾波單元之電路圖。
圖5為根據圖2之本發明另一實施例之無線充電電路之多階濾波單元之電路圖。
在下文中,將藉由圖式說明本發明的各種例示實施例來詳細描述本發明。然而,本發明概念可能以許多不同形式來體現,且不應解釋為限於本文中所闡述的例示性實施例。此外,圖式中相同參考數字可用以表示類似的元件。
圖2為本發明一實施例之無線充電電路之功能方塊示意圖。請參照圖2。一種無線充電電路1,耦接一振盪單元10。無線充電電路1包括一巴倫單元12、一多階濾波單元14及一差動單元16。在實務上,巴倫單元12耦接振盪單元10及多階濾波單元14。差動單元16耦接多階濾波單元14及傳輸線圈Co。
詳細來說,巴倫單元12例如透過巴倫電路來實現。巴倫電路用於平衡式電路及不平衡式電路之間。其中,兩個平衡的輸入,經由本實施例之巴倫電路後,以提供一個不平衡的輸出。例如,兩個平衡的輸入為差動訊號的輸入。一個不平衡的輸出例如為轉
換訊號的單一輸出。
多階濾波單元14用以對轉換訊號進行多階衰減濾波。多階濾波單元14例如透過巴特沃斯濾波器、切比雪夫濾波器或其他濾波器來實現。在實務上,多階濾波單元14包括多個帶通濾波器以及一個或多個低通濾波器。低通濾波器耦接於兩個相鄰的帶通濾波器之間。
在實務上,低通濾波器(Low-pass filter)用以將高頻濾除,例如濾除高於截斷頻率的訊號。低通濾波器容許低頻訊號通過。另外,帶通濾波器(Band-pass filter)保留截斷頻率兩側一頻帶寬度內的訊號。帶通濾波器例如為電阻-電感-電容電路(RLC circuit)。
其中,帶通濾波器也可用低通濾波器同高通濾波器組合來產生。一個理想的帶通濾波器應有一個完全平坦的通帶。例如在通帶內沒有增益或者衰減,並且在通帶之外的所有頻率都被完全衰減掉。另外,通帶外的轉換在極小的頻率範圍完成。
簡單來說,多階濾波單元14例如為倍頻衰減電路,採用多個電容和多個電感來實現。每一倍頻呈現二至六個dB的衰減。例如,多階濾波單元14例如為八階濾波電路,於同一倍頻下,八階濾波電路相較於一階濾波電路,八階濾波電路可衰減及濾除48dB的雜訊。其中,階數越高,衰減的程度越大,越接近理想濾波器。就一階濾波器而言,頻率在10倍截斷頻率的訊號約衰減20dB,同樣的訊號經過二階濾波器,頻率在10倍截斷頻率的訊號則會衰減40dB。
此外,多階濾波單元14包括一可調式電感器L4。其中,可調式電感器L4的線圈匝數可根據傳輸線圈Co的需求來被設定。也就是說,可調式電感器L4係屬於傳輸線圈Co的阻抗匹配元件,致使減少傳輸線圈Co發射功率的損耗,以及提高傳輸線圈Co的發射功率。本實施例不限制可調式電感器L4的態樣。
接著,差動單元16耦接多階濾波單元14,且差動單元16耦接一傳輸線圈Co。在實務上,差動單元16例如透過多個電容來實現,致使產生差動輸出訊號給傳輸線圈Co。所以,傳輸線圈Co可輸出功率,以對無線接收裝置充電。所屬技術領域具有通常知識者可自由設計差動單元16。
舉例來說,振盪單元10產生一差動訊號至巴倫單元12。巴倫單元12將差動訊號轉換為一轉換訊號,並傳輸至多階濾波單元14。多階濾波單元14對轉換訊號進行濾波,以輸出一濾波訊號至差動單元16。差動單元16將濾波訊號轉換為一差動輸出訊號,並由傳輸線圈Co輸出。
簡單來說,本實施例透過巴倫單元12,以將差動訊號轉換為轉換訊號。其中,巴倫單元12進行電壓轉換,並不具有「習知無線充電板將能量儲存於電容」之缺漏,藉此巴倫單元12可消除將能量儲存於電容所造成N倍頻的電磁干擾等問題。
再者,本實施例再透過多階濾波單元14,以將轉換訊號衰減及濾除為濾波訊號。其中,一階濾波器在頻率增加一倍(增加octave)時,將訊號強度減弱一半(大約-6dB)。藉此多階濾波單元14可將三倍頻、四倍頻、五倍頻或多倍頻以上的雜訊濾除,致使雜訊訊號強度多階衰減,並使無線充電電路1達符合電磁干擾(EMI)安規的規範。
圖3為根據圖2之本發明另一實施例之無線充電電路之電路圖。請參照圖3。圖3所繪示的無線充電電路1包括一振盪單元10、一巴倫單元12、一多階濾波單元14、一差動單元16及一傳輸線圈Co。
詳細來說,振盪單元10包括四個開關S1~S4及四個電阻R1~R4,例如包括一第一開關S1、一第二開關S2、一第三開關S3、一第四開關S4及多個電阻R1~R4。第一開關S1的基極及第
三開關S3的基極分別耦接控制器(未繪示)。第一開關S1的射極耦接至第二開關S2的閘極。第三開關S3的射極耦接至第四開關S4的閘極。
第二開關S2的源極耦接中心抽頭變壓器T。第四開關S4的源極耦接至接地。第二開關S2的汲極耦接至接地。第四開關S4的汲極耦接至中心抽頭變壓器T。而第一開關S1及第三開關S3分別透過雙極性接面電晶體(BJT)來實現,而第三開關S3及第四開關S4分別透過金氧半場效電晶體(MOSFET)來實現。
此外,第一電阻R1耦接於第一開關S1的基極及射極之間。第二電阻R2耦接第一電阻R1、第一開關S1的射極及第二開關S2的閘極。第三電阻R3耦接於第三開關S3的基極及射極之間。第四電阻R4耦接第三電阻R3、第三開關S3的射極及第四開關S4的閘極。
接下來,巴倫單元12例如包括一第一電感L1、一第一電容C1、一電壓源及一中心抽頭變壓器T。其中,中心抽頭變壓器T的一次側耦接振盪單元10,中心抽頭變壓器T的二次側耦接多階濾波單元14及接地。在實務上,差動訊號自中心抽頭變壓器T的一次側的兩端輸入,轉換訊號自中心抽頭變壓器T的二次側的一端輸出,並進入多階濾波單元14。
中心抽頭變壓器T例如透過鐵粉芯變壓器、磁粉芯變壓器、鎳鋅鐵氧體變壓器、錳鋅鐵氧體變壓器或其他變壓器來實現。中心抽頭變壓器T的繞線的匝數比為1比1,電壓源的電壓透過中心抽頭變壓器T轉換為兩倍電壓源的電壓。舉例來說,電壓源例如為5伏特,則中心抽頭變壓器T的一次側的電壓為10伏特,而中心抽頭變壓器T的二次側的電壓為20伏特。
此外,中心抽頭變壓器T的一次側的中心抽頭耦接至一第一電感L1及一第一電容C1。第一電感L1耦接一電壓源及第一電容C1。巴倫單元12的第一電容C1耦接至接地,用以消除第一電容
C1的容抗。也就是說,巴倫單元12為不具容抗的中心抽頭變壓器T,藉此克服「習知無線充電電路的多餘區塊的能量儲存於電容所造成的電磁干擾」的問題。
多階濾波單元14包括三個電容C2~C4、二個電感L2~L3及一可調式電感器L4。在實務上,多階濾波單元14包括一第二電容C2、一第二電感L2、一第三電容C3、一第三電感L3、可調式電感器L4及一第四電容C4。
第二電容C2耦接中心抽頭變壓器T的二次側及第二電感L2。第二電感L2耦接第二電容C2、第三電容C3及第三電感L3。第三電容C3耦接接地、第二電感L2及第三電感L3之間。第三電感L3耦接可調式電感器L4的中心抽頭。可調式電感器L4的第一端耦接第四電容C4及第五電容C5。可調式電感器L4的第二端耦接第七電容C7及接地。
其中,可調式電感器L4的線圈數可根據傳輸線圈Co的輸出功率需求來調整線圈數。例如,廠商於出廠前,固定可調式電感器L4的線圈數比,例如以可調式電感器L4的中心抽頭區分上、下線圈數,分別為1比1的線圈匝數比;或是X比Y的線圈匝數比,X及Y分別為任意整數。本實施例不限制可調式電感器L4的態樣。
此外,第二電容C2及第二電感L2可形成一帶通濾波器。可調式電感器L4及第五電容C5可形成一帶通濾波器。可調式電感器L4及第七電容C7可形成一帶通濾波器。而第二電感L2、第三電感L3及第三電容C3可形成一低通濾波器。第三電感L3、可調式電感器L4及第四電容C4可形成一低通濾波器。也就是說,本實施例可具有多個帶通濾波器及多個低通濾波器,藉此形成多階濾波電路。
差動單元16例如包括一第五電容C5、一第六電容C6、一第七電容C7及一第八電容C8。在實務上,第五電容C5耦接第四電容
C4、第七電容C7及可調式電感器L4。第六電容C6耦接第五電容C5及傳輸線圈Co。第七電容C7耦接可調式電感器L4、第八電容C8及接地。第八電容C8耦接第七電容C7及傳輸線圈Co。
其中,第四電容C4耦接至接地,用以消除第四電容C4、第五電容C5、第六電容C6、第七電容C7及第八電容C8的容抗。可調式電感器L4的一端耦接接地,用以消除可調式電感器L4的感抗。也就是說,多階濾波電路透過第四電容C4,以克服「習知無線充電電路具有容抗」的問題;以及多階濾波電路透過可調式電感器L4,以克服「習知無線充電電路具有感抗」的問題。
值得注意的是,巴倫單元12的電感為高電感值,多階濾波單元14的電感為低電感值。多階濾波單元14用以衰減及濾除N倍頻率的雜訊,N為大於或等於二的正整數。也就是說,為了使無線充電電路1或無線充電板符合電磁干擾(EMI)的安規,多階濾波單元14可為二階、三階、四階、八階、十六階或更多階的濾波電路,藉此濾除多倍頻的雜訊。本實施例不限制振盪單元10、巴倫單元12、多階濾波單元14、差動單元16及一傳輸線圈Co的態樣及運作方式。
圖3A為本發明另一實施例之無線充電電路之各倍頻之頻率-輻射功率示意圖。請參照圖3A。為了方便說明,本實施例之無線充電板係透過6.78兆赫的共振頻率以進行無線充電。且無線充電板的主功率輸出為1瓦,因此經公式計算無線充電板的輻射功率為30dBm。其中,二倍頻2F、三倍頻3F、四倍頻4F及五倍頻5F分別約為13.56兆赫、20.34兆赫、27.12兆赫及33.9兆赫。於五倍頻5F時的衰減約為-14dB,透過公式20×log(1/5)得知。因此,於五倍頻5F時尚有16dB的輻射功率。
此外,無線充電板的電磁干擾(EMI)安規的規範為-34dB。因此,本實施例需達到大於50dB的總衰減值。所以,本實施例透過
圖3之電路設計,並將圖3之可調式電感器L4的阻抗設為100歐姆。因此,本實施例之無線充電電路1可於五倍頻5F時達到-60dB的衰減。也就是說,本實施例透過巴倫單元12及多階濾波單元14之電路設計,以達到濾除五倍頻5F以上的雜訊。
由此可知,本實施例透過巴倫單元12及多階濾波單元14之電路設計,以克服習知透過6.78兆赫的頻率進行無線充電之電磁干擾等問題。另外,於30兆赫至1千兆赫的無線共振頻率下所產生的電磁干擾等問題,所屬技術領域具有通常知識者根據本實施例之技術精神,可自由設計多階濾波單元14,以消除N倍頻以上的雜訊,N為大於或等於二的正整數。也就是說,本實施例之無線充電電路1可克服30兆赫至1千兆赫的無線共振頻率下的電磁干擾問題,並運作於30兆赫至1千兆赫的無線共振頻率下。
圖4為根據圖2之本發明另一實施例之無線充電電路之多階濾波單元之電路圖。請參照圖4。其中,圖4與圖3中的多階濾波單元14a、14二者結構相似。而多階濾波單元14a、14二者的差異在於:多階濾波單元14a包括六個電容C41~C46及四個電感L41~L44。
進一步來說,第一電容C41耦接巴倫單元12及第一電感L41。第一電感L41耦接第二電感L42、第一電容C41及第二電容C42。第二電感L42耦接第一電感L41、第二電容C42及第三電容C43。第三電容C43耦接第二電感L42、第三電感L43及第四電容C44。第三電感L43耦接第三電容C43、第四電容C44及第五電容C45。第五電容C45耦接第三電感L43、第四電感L44、第六電容C46及差動單元16。第二電容C42、第四電容C44、第六電容C46及第四電感L44分別耦接接地。
其中,第一電容C41及第一電感L41形成一帶通濾波器。第二電感L42及第三電容C43形成一帶通濾波器。第三電感L43及
第五電容C45形成一帶通濾波器。而第一電感L41、第二電感L42及第二電容C42形成一低通濾波器。第三電感L43、第四電感L44、第五電容C45及第六電容C46形成一低通濾波器。其中,第六電容C46的功用相似於圖3之第四電容C4。第四電感L44的功用相似於圖3之可調式電感器L4。
簡單來說,本實施例之多階濾波單元14具有三個帶通濾波器及二個低通濾波器。其中,三個帶通濾波器計為四階濾波器,二個低通濾波器計為四階濾波器,共計八階濾波器。一階濾波器在頻率增加一倍(增加octave)時將訊號強度減弱一半(大約-6dB)。也就是說,本實施例之多階濾波單元14例如為可衰減八階的濾波電路,藉此衰減及濾除48dB(分貝)的雜訊,致使無線充電電路多階衰減以符合電磁干擾(EMI)安規的規範。
圖5為根據圖2之本發明另一實施例之無線充電電路之多階濾波單元之電路圖。請參照圖5。其中,圖5與圖3中的多階濾波單元14b、14二者結構相似。然而,多階濾波單元14b、14二者的差異在於:圖5中的多階濾波單元14b包括五個電容C51~C55及六個電感L51~L56。
進一步來說,第一電容C51耦接巴倫單元12及第一電感L51。第一電感L51耦接第一電容C51及第二電感L52。第二電感L52耦接第一電感L51、第三電感L53及第二電容C52。第三電感L53耦接第二電感L52、第四電感L54及第二電容C52。第四電感L54耦接第三電容C53及第三電感L53。第三電容C53耦接第四電感L54及第五電感L55。第五電感L55耦接第三電容C53、第四電容C54及第六電感L56。第六電感L56耦接第五電感L55、第四電容C54及第五電容C55。第五電容C55耦接第六電感L56及差動單元16。第二電容C52及第四電容C54分別耦接接地。
其中,第一電容C51及第一電感L51形成一第一帶通濾波器
BPF1。第四電感L54及第三電容C53形成一第二帶通濾波器BPF2。第六電感L56及第五電容C55形成一第三帶通濾波器BPF3。而第一電感L51、第二電感L52、第三電感L53、第四電感L54及第二電容C52可形成一第一低通濾波器LPF1。第五電感L55、第六電感L56及第四電容C54可形成一第二低通濾波器LPF2。
簡單來說,本實施例之多階濾波單元14b具有三個帶通濾波器及二個低通濾波器。其中,三個帶通濾波器計為四階濾波器,二個低通濾波器計為四階濾波器,共計八階濾波器。一階濾波器在頻率增加一倍(增加octave)時將訊號強度減弱一半(大約-6dB)。也就是說,本實施例之多階濾波單元14b例如為可衰減八階的濾波電路,藉此衰減及濾除48分貝(dB)的雜訊,致使多階衰減達到符合電磁干擾(EMI)安規的規範。
此外,在其他實施例中,第一電感L51及第二電感L52可合併為一個電感。第三電感L53及第四電感L54可合併為一個電感。第五電感L55及第六電感L56可合併為一個電感。因此,圖5之多階濾波單元14b經簡化後可形成如圖4之多階濾波單元14a。本實施例不限制多階濾波單元14b的態樣。
綜上所述,本發明為一種無線充電電路,具有一巴倫單元及一多階濾波單元之電路設計。其中,巴倫單元為一中心抽頭變壓器,以進行電壓轉換。所以,巴倫單元並不具有「習知無線充電板將能量儲存於電容」之缺漏,藉此巴倫單元可消除將能量儲存於電容所造成N倍頻的電磁干擾等問題。再者,多階濾波單元透過多個帶通濾波器及一個或多個低通濾波器的電路設計,多階濾波單元可將轉換訊號衰減及濾除為濾波訊號。藉此多階濾波單元可將N倍頻以上的雜訊濾除,致使雜訊訊號強度多階衰減,並使無線充電電路達符合電磁干擾(EMI)安規的規範。此外,可調式電感器係屬於傳輸線圈的阻抗匹配元件,並與耦接至接地的第四電
容的電路設計,藉此消除差動單元及傳輸線圈的容抗及感抗。如此一來,本實施例之無線充電電路確實可克服「習知無線充電電路具有容抗及感抗」的問題,並提升無線充電電路的使用方便性。
以上所述僅為本發明之實施例,其並非用以侷限本發明之專利範圍。
Claims (10)
- 一種無線充電電路,耦接一振盪單元,該振盪單元用以產生一差動訊號,該無線充電電路包括:一巴倫單元,耦接該振盪單元;一多階濾波單元,耦接該巴倫單元;及一差動單元,耦接該多階濾波單元,且該差動單元耦接一傳輸線圈;其中,該振盪單元傳輸該差動訊號至該巴倫單元,該巴倫單元將該差動訊號轉換為一轉換訊號,並傳輸至該多階濾波單元,該多階濾波單元對該轉換訊號進行濾波,以輸出一濾波訊號至該差動單元,該差動單元將該濾波訊號轉換為一差動輸出訊號,並由該傳輸線圈輸出;其中該巴倫單元為一中心抽頭變壓器,該中心抽頭變壓器的一次側耦接該振盪單元,該中心抽頭變壓器的二次側耦接該多階濾波單元,該中心抽頭變壓器的一次側的中心抽頭耦接至一第一電感及一第一電容,該第一電感耦接一電壓源及該第一電容。
- 如請求項1所述之無線充電電路,其中該差動訊號自該中心抽頭變壓器的一次側的兩端輸入,該轉換訊號自該中心抽頭變壓器的二次側的一端輸出,並進入該多階濾波單元,且該中心抽頭變壓器的繞線的匝數比為1比1,該電壓源的電壓透過該中心抽頭變壓器轉換為兩倍該電壓源的電壓。
- 如請求項1所述之無線充電電路,其中該巴倫單元的該第一電容耦接至接地,用以消除該第一電容的容抗,而該巴倫單元的電感為高電感值,該多階濾波單元的電感為低電感值,該多階濾波單元用以濾除一N倍頻率的雜訊,N為大於或等於二的正整數。
- 如請求項1所述之無線充電電路,其中該多階濾波單元包括 一第二電容、一第二電感、一第三電容、一第三電感、一可調式電感器及一第四電容,該第二電容耦接該中心抽頭變壓器的二次側及該第二電感,該第三電容耦接該第二電感及該第三電感之間,該第三電感耦接該可調式電感器的中心抽頭,該可調式電感器的第一端耦接該第四電容及該多階濾波單元,該可調式電感器的第二端耦接接地及該多階濾波單元。
- 如請求項1或4所述之無線充電電路,其中該多階濾波單元對該轉換訊號進行多階衰減濾波,該多階濾波單元包括多個帶通濾波器以及一個或多個低通濾波器,該低通濾波器耦接於兩個相鄰的帶通濾波器之間,而該無線充電電路運作於30兆赫至1千兆赫的無線共振頻率頻率。
- 如請求項4所述之無線充電電路,其中該差動單元包括一第五電容、一第六電容、一第七電容及一第八電容,該第五電容耦接該第四電容、該第七電容及該可調式電感器,該第六電容耦接該第五電容及該傳輸線圈,該第七電容耦接該可調式電感器、該第八電容及接地,該第八電容耦接該第七電容及該傳輸線圈。
- 如請求項6所述之無線充電電路,其中該第四電容耦接至接地,用以消除該第四電容、該第五電容、該第六電容、該第七電容及該第八電容的容抗,該可調式電感器耦接至接地,用以消除該可調式電感器的感抗。
- 如請求項1所述之無線充電電路,其中該中心抽頭變壓器為一鐵粉芯變壓器、一磁粉芯變壓器、一鎳鋅鐵氧體變壓器或一錳鋅鐵氧體變壓器,該中心抽頭變壓器的繞線的匝數比為1比1。
- 如請求項1所述之無線充電電路,其中該振盪單元包括一第一開關、一第二開關、一第三開關、一第四開關及多個電阻,該第一開關的基極及該第三開關的基極分別耦接控制器,該 第一開關的射極耦接至該第二開關的閘極,該第三開關的射極耦接至該第四開關的閘極,該第二開關的源極及該第四開關的源極分別耦接至接地,該第二開關的汲極及該第四開關的汲極分別耦接至該巴倫單元,而該第一開關及該第三開關分別為雙極性接面電晶體,而第三開關及第四開關分別為金氧半場效電晶體。
- 一種無線充電板,包括:一如請求項1至9其中之一的無線充電電路;及一振盪單元,耦接該無線充電電路的一巴倫單元,該振盪單用以產生一差動訊號,並傳輸至該巴倫單元。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW201004091A (en) * | 2008-05-13 | 2010-01-16 | Qualcomm Inc | Method and apparatus for an enlarged wireless charging area |
| TW201203887A (en) * | 2010-07-15 | 2012-01-16 | Realtek Semiconductor Corp | Wireless transceiver apparatus |
| US20130147427A1 (en) * | 2011-09-07 | 2013-06-13 | Solace Power Inc. | Wireless electric field power transmission system and method |
| CN205104959U (zh) * | 2015-07-03 | 2016-03-23 | 广东云控照明科技有限公司 | 便携式智能触控面板及其无线充电发射装置 |
-
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW201004091A (en) * | 2008-05-13 | 2010-01-16 | Qualcomm Inc | Method and apparatus for an enlarged wireless charging area |
| TW201203887A (en) * | 2010-07-15 | 2012-01-16 | Realtek Semiconductor Corp | Wireless transceiver apparatus |
| US20130147427A1 (en) * | 2011-09-07 | 2013-06-13 | Solace Power Inc. | Wireless electric field power transmission system and method |
| CN205104959U (zh) * | 2015-07-03 | 2016-03-23 | 广东云控照明科技有限公司 | 便携式智能触控面板及其无线充电发射装置 |
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