無線充電裝置及系統的製作方法

2023-06-16 22:56:51

本發明關於一種充電裝置及系統，尤其涉及一種可抑制電磁波發散且可集中電磁波以對一個或多個受電裝置進行非接觸式充電的無線充電裝置及無線充電系統。

背景技術：

各種可攜式電子裝置例如手機、平板電腦已廣泛應用於日常生活中，為提供可攜式電子裝置運作所需電能，須以充電器對其內部電池充電。由於無線充電裝置可適用於各種使用環境且不會受電源線的限制，可便於使用者進行充電應用，因此無線充電裝置已逐漸被發展以取代有線充電器的使用。

無線充電又稱感應充電或非接觸式充電，其通過無線方式將能量從供電裝置提供予受電裝置。目前，無線充電技術概括分為三大陣營，無線充電聯盟WPC(Wireless Power Consortium)(QI)、電力事業聯盟PMA(Power Matters Alliance)、無線電源聯盟A4WP(Alliance For Wireless Power)，其中以WPC、A4WP聯盟為主流，而採用的無線充電方式則有磁感應(低頻)與磁共振(高頻)的技術分別。磁感應方式僅能用於短距離傳輸且受電裝置需對位貼附於供電裝置，其電能轉換效率較高，卻難以實現多個受電裝置同時進行充電。磁共振則是讓發送端與接收端達到特定共振頻率，可讓雙方形成磁共振現象，通過電磁波達到能量傳輸的目的。相較於磁感應方式，磁共振方式可實現較遠距離的充電。

圖1顯示現有無線充電裝置對受電裝置進行無線充電的示意圖。如圖1所示，無線充電裝置11通過無線方式傳輸能量予受電裝置12，一般而言，無線充電裝置11的線圈元件通常採用多芯銅線線圈且將銅線線圈設置於硬質鐵氧磁氧化物基板上並裝配於板形殼體內，且受電裝置12僅能於無線充電裝置11的一外側進行充電。然而，現有無線充電裝置11的線圈元件所發射的電磁波會發散至四周，如此將造成使用者被電磁波傷害的可能，且 無線充電裝置11的充電效率無法有效提升。此外，無線充電裝置11僅能於該側面的一特定距離範圍內對受電裝置12充電，為避免受電裝置12放置於無法有效充電的距離與範圍，無線充電裝置11需增加感測裝置提醒使用者或利用定位機構的輔助定位受電裝置12，如此將增加無線充電裝置11的製造成本，且使用者無法任意地將受電裝置12放置而可確保無線充電的進行，如此也降低了使用的便利性。

此外，現有的無線充電裝置由於採用的技術不同，其線圈元件的耦合頻率以及發射端電路設計也不同，造成產品各自規格的不相容且無法共用元件。由於不相容的因素，無線充電裝置無法使用相同的線圈元件及電路元件，使得各種可攜式電子裝置需要使用搭配的各種自定義無線充電裝置，如此降低了無線充電裝置的優勢與通用性，且無法以單一無線充電裝置對多個採用不同無線充電技術的受電裝置進行無線充電。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種無線充電裝置，其可抑制電磁波發散以降低電磁波對使用者的傷害，且可集中電磁波至一充電區域以對一個或多個受電裝置進行非接觸式充電，強化電磁波量以提升充電效能。

本發明的另一目的在於提供一種可發射一種以上不同頻率的電磁波的無線充電裝置，其具有一容置空間供一個或多個可接收同一頻率或不同頻率的電磁波的受電裝置放置，並可確保該一個或多個受電裝置於該容置空間內可同時或分時地且有效地進行無線充電，其結構簡單，可降低成本，且可增加通用性及使用的便利性。

本發明的另一目的在於提供一種無線充電系統，其包括前述無線充電裝置以及一個或多個受電裝置，其可適應性或選擇性地切換使用磁共振耦合或磁感應方式實現無線充電，且可達到前述功效。

為達上述目的，本發明的一較佳實施方式為提供一種無線充電裝置，用於對一個或多個受電裝置進行無線充電，該無線充電裝置包括殼體、至少一組發射薄膜線圈元件及一屏蔽元件。殼體包括本體，該本體具有容置空間以及開口，該容置空間容收一個或多個受電裝置。至少一組發射薄膜線圈元件設置於本體中且用於發射一特定頻率或多不同頻率的電磁波，其中每一組發射薄膜線圈元件包括至少一天線以接收一交流信號，發射該電 磁波。屏蔽元件貼附於本體的外表面，或設置於本體中且至少部分地覆蓋發射薄膜線圈元件的天線，以用於阻擋電磁波向外發散。

為達上述目的，本發明的另一較佳實施方式為提供一種無線充電系統，其包括無線充電裝置以及至少一個受電裝置。無線充電裝置包括殼體、至少一組發射薄膜線圈元件以及一屏蔽元件。殼體包括本體，該本體具有容置空間以及開口。至少一組發射薄膜線圈元件設置於本體中，且用於發射一特定頻率或多不同頻率的電磁波，其中每一組發射薄膜線圈元件包括至少一天線以接收一交流信號，發射該電磁波。屏蔽元件貼附於本體的外表面，或設置於本體中且至少部分地覆蓋發射薄膜線圈元件的天線，以用於阻擋該電磁波向外發散。至少一個受電裝置容收於殼體的容置空間，且包括一接收薄膜線圈元件，該接收薄膜線圈元件與無線充電裝置的發射薄膜線圈元件耦合，以接收無線充電裝置所傳輸的能量。

本發明提供一種無線充電裝置及系統，可發射一特定頻率或多不同頻率的電磁波對一個或多個受電裝置進行無線充電，且可抑制該些電磁波發散以降低電磁波對使用者的傷害，且可集中電磁波至一充電區域以對一個或多個受電裝置進行非接觸式充電，強化電磁波量以提升充電效率。可同時或分時地且有效地同時進行無線充電，其結構簡單，可降低成本，且可增加通用性及使用的便利性。

附圖說明

圖1為顯示現有無線充電裝置對受電裝置進行無線充電的示意圖。

圖2A為本發明的無線充電系統的架構示意圖。

圖2B為本發明的無線充電系統的另一變化例的架構示意圖。

圖3為本發明的無線充電裝置的第一實施例的結構示意圖。

圖4A為圖3所示無線充電裝置於其AA截面的剖面圖。

圖4B為顯示圖4A的發射薄膜線圈元件與屏蔽元件的關係圖。

圖5A為本發明無線充電裝置的另一變化例於其側壁的截面圖。

圖5B為顯示圖5A的發射薄膜線圈元件與屏蔽元件的關係圖。

圖6A為本發明無線充電裝置的另一變化例於其側壁的截面圖。

圖6B為顯示圖6A的發射薄膜線圈元件與屏蔽元件的關係圖。

圖7為圖3所示屏蔽元件的一示範例的結構示意圖。

圖8為圖3所示無線充電裝置的發射模塊的電路方塊圖。

圖9為圖2所示的受電裝置的接收模塊的電路方塊圖。

圖10為顯示圖2的受電裝置的一示範例的結構示意圖。

圖11為本發明的無線充電系統的一變化例的電路方塊示意圖。

圖12為本發明的無線充電裝置的第二實施例的結構示意圖。

圖13為本發明的無線充電裝置的第三實施例的結構示意圖。

圖14為本發明的無線充電裝置的第四實施例的結構示意圖。

圖15為本發明的無線充電裝置的第五實施例的結構示意圖。

附圖標記說明：

11：無線充電系統

12：受電裝置

2：無線充電系統

3、3a、3b、3c、3d：無線充電裝置

4、4』：受電裝置

5：電源

30：殼體

31、31a、31b：發射薄膜線圈元件

32：發射模塊

33：控制器

34：屏蔽元件

35：保護層

36：第一切換電路

37：第二切換電路

301：本體

302：蓋體

303：容置空間

304：開口

305：側壁

306：底壁

311：柔性基板

311a：第一面

311b：第二面

312：起振天線

313：諧振天線

313a：第一端

313b：第二端

316：電容器

321：電源轉換電路

322：振蕩器

323：功率放大器

324：濾波電路

341：第一屏蔽部

342：第二屏蔽部

343：網格單元

344、345：金屬微線

4a、4a』：無線充電接收器

4b、4b』：負載

41、41』：接收薄膜線圈元件

42、42』：接收模塊

43：連接器

421：濾波電路

422：整流電路

423：穩壓電路

424：直流放大電路

C11、C12：第一電容器

C21、C22：第二電容器

S11、S12：第一開關元件

S21、S22：第二開關元件

L：中心軸

AA：截面

B：徑向

d：間距

具體實施方式

體現本發明特徵與優點的一些典型實施例將在後段的說明中詳細敘述。應理解的是本發明能夠在不同的方式上具有各種的變化，其皆不脫離本發明的範圍，且其中的說明及圖式在本質上當作說明之用，而非用於限制本發明。

圖2A為本發明的無線充電系統的架構示意圖，圖2B為本發明的無線充電系統的另一變化例的架構示意圖，圖3為本發明的無線充電裝置的結構示意圖，圖4A為圖3所示無線充電裝置於其AA截面的剖面圖，圖4B為顯示圖4A的發射薄膜線圈元件與屏蔽元件的關係圖，圖7為圖3所示屏蔽元件的一示範例的結構示意圖，以及圖8為圖3所示無線充電裝置的發射模塊的電路方塊圖。如圖2A、2B、3、4A、4B、7及8所示，本發明的無線充電系統2包括無線充電裝置3以及至少一個受電裝置4，其中無線充電裝置3連接於一電源5(例如但不限於交流市電，或是外接或內建的電池單元)，且可發射出特定(單一)頻率或寬頻(多種不同頻率)的電磁波(例如但不限於頻率範圍介於60Hz到300GHz的電磁波)，以利用磁共振(高頻)或磁感應(低頻)方式對一個或多個接收相同或不同頻率電磁波的受電裝置4(例如但不限於手機、平板電腦、電器產品)實現無線充電。

本發明的無線充電裝置3包括殼體30、至少一組發射薄膜線圈元件31、至少一組發射模塊32以及屏蔽元件34，其中殼體30包括本體301以及蓋體302。本體301具有容置空間303、開口304、側壁305以及底壁306，蓋體302用於覆蓋本體301的開口304。本體301的容置空間303架構為一充電區域，且可容收一個或多個受電裝置4以進行無線充電。每一組發射薄膜線圈元件31設置於本體301的側壁305內或設置於側壁305與底壁306內，且電性連接於對應的發射模塊32，發射薄膜線圈元件31架構為無線充電裝置3的發射端。發射模塊32電連接於電源5以及對應的發射薄膜線圈元件31之間，以接收電源5所提供的電能並且產生一交流信號至對應的發射薄膜線圈元件31。於一些實施例中，屏蔽裝置34至少部分地貼附於本體301的側壁305的外表面或貼附於側壁305與底壁306的外表面，且至少部 分地包覆發射薄膜線圈元件31，藉此以阻擋發射薄膜線圈元件31的電磁波向外發散，並使電磁波可集中朝向本體301的容置空間303，以對容收於容置空間303內的一個或多個受電裝置4進行無線充電。於一些實施例中，無線充電裝置3還包括保護層35，該保護層35至少部分地貼附於屏蔽元件34的外表面，以保護屏蔽元件34。於一些實施例中，保護層35可由保護塗料構成，其可選自環氧樹脂、壓克力矽膠、聚氨酯膠、乙烯-醋酸乙烯酯共聚合物系膠、聚醯胺系膠、橡膠系膠、聚烯烴系膠、溼氣硬化聚氨酯膠或矽膠，且不以此為限。

於一些實施例中，如圖2A所示，無線充電裝置3包括一組發射薄膜線圈元件31以及一組發射模塊32，藉此無線充電裝置3可發射一特定頻率的電磁波以對受電裝置4進行無線充電。於另一些實施例中，如圖2B所示，無線充電裝置3包括多組發射薄膜線圈元件31以及多組發射模塊32，其中每一組發射薄膜線圈元件31電性連接於一對應的發射模塊32，藉此無線充電裝置3可發射一特定頻率或多不同頻率的電磁波，以同時或分時地對一個或多個可接收同一頻率或不同頻率電磁波的受電裝置4進行無線充電。

於一些實施例中，每一組發射薄膜線圈元件31為可撓且包括柔性基板311、起振天線312以及諧振天線313，其中起振天線312與諧振天線313設置於柔性基板311的兩相對面，詳言之，柔性基板311具有第一面311a與第二面311b，該第一面311a與第二面311b相對，且起振天線312與諧振天線313分別設置於柔性基板311的第一面311a與第二面311b。諧振天線313的兩端(即第一端313a與第二端313b)連接一個或多個電容器316，且起振天線312的兩端連接於發射模塊32。當無線充電裝置3經由其發射模塊32通以一交流信號於發射薄膜線圈元件31的起振天線312時，起振天線312與諧振天線313耦合，通過發射出來的特定頻率的電磁波與受電裝置4的無線充電接收器4a的接收薄膜線圈元件41產生耦合，且經接收模塊42轉換電源輸出至負載4b，實現對受電裝置4進行無線充電。

於本實施例中，由本體301的中心軸L沿其徑向至側壁305的外表面的方向(如標號B所指方向)，無線充電裝置3依序包括諧振天線313、柔性基板311、起振天線312、屏蔽元件34以及保護層35。換言之，發射薄膜線圈元件31設置於側壁305內，且諧振天線313鄰近於容置空間303，柔 性基板311位於諧振天線313與起振天線312之間，起振天線312鄰近於側壁305的外表面且位於諧振天線313與屏蔽元件34的間。屏蔽元件34貼附於側壁305的外表面且至少部分地覆蓋發射薄膜線圈元件31的諧振天線313以及起振天線312。於本實施例中，如圖7所示，屏蔽元件34為金屬網格(Metal mesh)膜，可適用於阻擋較高頻率的電磁波向外發散，例如阻擋具第一特定頻率以上(例如6MHz以上)的電磁波向外發散。該金屬網格膜由金屬或金屬複合材料製成，其中該金屬或金屬複合材料選自銅、金、銀、鋁、鎢、鉻、鈦、銦、錫、鎳、鐵或其至少二者以上所組成的金屬複合物，但不以此為限。金屬網格膜具有網格圖案，該網格圖案包括多個網格單元343，其中每一個網格單元343的兩相鄰但不相接的金屬微線344、345具有一間距d，該間距d小於發射薄膜線圈單元31所發出電磁波的波長。於另一些實施例中，屏蔽元件34為導磁膜，該導磁膜由軟磁材料製成，例如但不限於鐵氧體(ferrite)、鋅鎳鐵氧體(NiZn)、鋅錳鐵氧體(MgZn)或鐵矽鋁合金與粘結材料構成，可適用於阻擋較低頻率的電磁波向外發散，例如阻擋介於第一特定頻率與第二特定頻率之間(例如介於60Hz至20MHz之間)的電磁波向外發散。於另一些實施例中，屏蔽元件34為一種結合金屬網格膜與導磁膜的複合薄膜，可阻擋所有頻率範圍(例如介於60Hz至300GHz之間)的電磁波向外發散。

於一些實施例中，屏蔽元件34包括第一屏蔽部341以及第二屏蔽部342，其中第一屏蔽部341貼附於本體301的外表面且覆蓋發射薄膜線圈元件31，第二屏蔽部342貼附於蓋體302的外表面，以阻擋電磁波從蓋體302向外發散。

於一些實施例中，柔性基板311的第一面311a與第二面311b分別包括一粘結層(未圖示)，且起振天線312與諧振天線313分別為導電材料且通過其粘結層設置於柔性基板311的第一面311a與第二面311b。粘結層可為一種具有光固化(light curing)、熱固化(thermal curing)或其他具有固化特性的粘結材料，其中其他具有固化特性的粘結材料可為但不限於乙烯-醋酸乙烯酯共聚合物系膠、聚醯胺系膠、橡膠系膠、聚烯烴系膠或溼氣硬化聚氨酯膠等。於一些實施例中，粘結層除包含上述固化粘結材料外，還可混有磁性材料，其中磁性材料可為例如但不限於混合在固化粘結材料內的 鐵磁粉粒。於另一些實施例中，柔性基板311可為前述的粘結層所取代。

於一些實施例中，柔性基板311的材料可選自聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate，PET)、薄玻璃、聚萘二甲酸乙二醇酯(Polyethylennaphthalat，PEN)、聚醚(Polyethersulfone，PES)、聚酸甲酯(Polymethylmethacrylat，PMMA)、聚醯亞胺(Polyimide，PI)或聚碳酸脂(Polycarbonate，PC)，且不以此為限。於一些實施例中，起振天線312與諧振天線313可為但不限於單環路或多環路天線，且其環路的形狀包括且不限於圓形、橢圓形或矩形。起振天線312與諧振天線313分別由導電材料製成，其中該導電材料可選自銀(Ag)、銅(Cu)、金(Au)、鋁(Al)、錫(Sn)或石墨烯，且不以此為限。

圖5A為本發明無線充電裝置的另一變化例於其側壁的截面圖，以及圖5B顯示圖5A的發射薄膜線圈元件與屏蔽元件的關係圖。於一些實施例中，如圖5A及5B所示，發射薄膜線圈元件31除包括柔性基板311、起振天線312及諧振天線313之外，還可包括第一保護層314及第二保護層315，其中第一保護層314及第二保護層315分別覆蓋起振天線312與諧振天線313，也就是第一保護層314及第二保護層315分別位於起振天線312與諧振天線313的外側。於此實施例中，屏蔽元件35可設置於本體30中且位於側壁305內，並且位於發射薄膜線圈元件31的起振天線312與第一保護層314之間。可替換地，如圖6A及6B所示，屏蔽元件35也可設置於本體30中且位於側壁305內，並且位於發射薄膜線圈元件31的第一保護層314的外側。於此實施例中，第一保護層314與第二保護層315的材質可與前述的保護層35相同，於此不再贅述。

於一些實施例中，無線充電裝置3包括一組或多組發射模塊32，其中每一組發射模塊32電性連接於對應的發射薄膜線圈元件31，且包括電源轉換電路321、振蕩器322、功率放大器323及濾波電路324。電源轉換電路321電連接於電源5且連接于振蕩器322及功率放大器323，電源轉換電路321將電源5所提供的電能轉換並供電予振蕩器322與功率放大器323。於一些實施例中，電源轉換電路321包括直流-直流轉換器、交流-交流轉換器和/或直流-交流轉換器。振蕩器322可調地輸出一特定頻率的交流信號，功率放大器323用於放大該特定頻率的交流信號，以及濾波電路324用於濾 除該交流信號的諧波與不需的頻率部分，藉此以輸出至對應的發射薄膜線圈元件31的起振天線312。

於本實施例中，每一個受電裝置4包括一無線充電接收器4a以及一負載4b，其中該無線充電接收器4a與負載4b可為結構上可分離的兩器件或可整合為單一器件。舉例而言，受電裝置4的無線充電接收器4a可為一無線充電接收墊，且負載4b可為不具無線充電功能的手機，通過將無線充電接收墊與該手機電連接，可使不具無線充電功能的手機可以實現無線充電。於另一實施例中，無線充電接收器4a也可整合安裝於負載4b(例如手機)的殼體內部。

請再參閱圖2A、2B、3、4A及4B，於一些實施例中，每一個受電裝置4的無線充電接收器4a包括接收薄膜線圈元件41以及接收模塊42，其中接收薄膜線圈元件41包括柔性基板、起振天線以及諧振天線，其中諧振天線的兩端連接一個或多個電容器。接收薄膜線圈元件41的柔性基板、起振天線及諧振天線的結構、材料與功能分別與圖4A及4B所示的發射薄膜線圈元件31的柔性基板311、起振天線312及諧振天線313的結構、材料與功能相同，於此不再贅述。於另一些實施例中，接收薄膜線圈元件41除包括柔性基板、起振天線及諧振天線之外，其還包括一第一保護層及一第二保護層，其中接收薄膜線圈元件41的結構與材料與圖5A及5B或圖6A及6B所示的發射薄膜線圈元件31的結構與材料相似，於此不再贅述。於本實施例中，接收薄膜線圈元件41用於與發射薄膜線圈元件31耦合，藉此以利用磁共振或磁感應方式接收無線充電裝置3的發射薄膜線圈元件31所傳輸的能量。換言之，當受電裝置4放置於無線充電裝置3的容置空間303，無線充電裝置3的發射薄膜線圈元件31發射較高頻率的電磁波(例如但不限於6.78MHz)且受電裝置4的接收薄膜線圈元件41與該頻率相同且接收該電磁波時，可利用磁共振方式將能量由無線充電裝置3的發射薄膜線圈元件31傳送至無線充電接收器4a的接收薄膜線圈元件41。於另一些實施例中，當受電裝置4放置於無線充電裝置3的容置空間303，無線充電裝置3的發射薄膜線圈元件31發射較低頻率的電磁波(例如但不限於100KHz)且受電裝置4的接收薄膜線圈元件41接收該電磁波時，可利用磁感應方式將能量由無線充電裝置3的發射薄膜線圈元件31傳送至無線充電接收器4a 的接收薄膜線圈元件41。由於屏蔽元件34可阻擋發射薄膜線圈元件31所發射的電磁波向外發散，可將電磁波能量集中至容置空間303，藉此可提升充電效率。

圖9為圖2所示的受電裝置的接收模塊的電路方塊圖。於一些實施例中，如圖2A、2B及9所示，無線充電接收器4a包括一組或多組接收模塊42，其中每一組接收模塊42包括濾波電路421、整流電路422、穩壓電路423以及直流電壓調節電路424。濾波電路421電連接於接收薄膜線圈元件41的諧振天線，且將接收薄膜線圈元件41的諧振天線所輸出的交流信號的諧波濾除。整流電路422電連接於濾波電路421與穩壓電路423，以用於將交流信號轉換為一直流電源。穩壓電路423電性連接於整流電路422與直流電壓調節電路424，以用於將該直流電源穩定於一額定電壓值。直流電壓調節電路424電連接於穩壓電路423以及負載4b，以將該直流電源進行電壓調整(例如升壓)至負載4b所需的電壓，對負載4b供電，例如對手機的電池充電。

圖10為顯示圖2的受電裝置的一示範例的結構示意圖。如圖2及10所示，受電裝置4包括無線充電接收器4a以及負載4b，其中受電裝置4的無線充電接收器4a可為無線充電接收墊，且負載4b可為不具無線充電功能的手機。當無線充電接收器4a(即無線充電接收墊)的連接器43與負載4b(即手機)的對應連接器電連接，通過無線充電接收器4a的接收薄膜線圈元件41與接收模塊42，可接收無線充電裝置3的發射薄膜線圈元件31所傳輸的能量，使不具無線充電功能的手機可以實現無線充電。

圖11為本發明的無線充電系統的一變化例的電路方塊示意圖。於本實施例中，本發明的無線充電系統2包括無線充電裝置3及一個或多個受電裝置4、4』，其中無線充電裝置3可依據受電裝置4、4』的無線充電接收器4a、4a』的規格與特性而適應性地或選擇性地切換使用磁共振或磁感應的方式，以對受電裝置4、4』的負載4b、4b』進行無線充電。於此實施例中，無線充電裝置3包括發射薄膜線圈元件31、發射模塊32、控制器33、第一切換電路36、第二切換電路37、多個第一電容器C11、C12以及多個第二電容器C21、C22，其中發射薄膜線圈元件31與發射模塊32的結構、功能與原理與前述實施例相似，接收薄膜線圈元件41、41』與接收模塊42、42』的結構、 功能與原理與前述實施例相同，於此不再贅述。多個第一電容器C11、C12分別與發射薄膜線圈元件31的起振天線(未圖示)並聯連接，且多個第一電容器C11、C12彼此並聯連接，以用於與受電裝置4、4』的接收薄膜線圈元件41、41』耦合。多個第二電容器C21、C22分別與發射模塊32的輸出端與發射薄膜線圈元件31的起振天線(未圖示)串聯連接，且多個第二電容器C21、C22彼此並聯連接，以用於與發射模塊32耦合，進行濾波以提升充電品質。第一切換電路36包括多個第一開關元件S11、S12，每一個第一開關元件S11、S12分別與一對應的第一電容器C11、C12串聯連接。第二切換電路37包括多個第二開關元件S21、S22，每一個第二開關元件S21、S22分別與一對應的第二電容器C21、C22串聯連接。控制器33電性連接於第一切換電路36的多個第一開關元件S11、S12以及第二切換電路37的多個第二開關元件S21、S22，且依據代表受電裝置4、4』的無線充電接收器4a、4a』所採用的無線充電技術的感測信號而因應地產生一控制信號，以控制第一切換電路36的多個第一開關元件S11、S12以及第二切換電路37的多個第二開關元件S21、S22的導通與截止的切換運作，藉此使無線充電裝置3可依據受電裝置4、4』的無線充電接收器4a、4a』的規格與特性而適應性地或選擇性地切換使用磁共振或磁感應的方式對受電裝置4、4』的負載4b、4b』進行無線充電。

於本實施例中，無線充電裝置3與受電裝置4、4』於運作時的工作頻率可依據下列公式(1)算得：fa＝1/2π(LaCa)1/2＝1/2π(LbCb)1/2＝fb(1)，其中fa與fb分別為無線充電裝置3與受電裝置4、4』的無線充電接收器4a、4a』的工作頻率，Ca為無線充電裝置3的第一電容器C11、C12的電容值，La為發射薄膜線圈元件31的起振天線上的電感值，Cb為受電裝置4、4』的第三電容器C3、C3』的電容值，Lb為接收薄膜線圈元件41、41』的起振天線上的電感值。舉例而言，無線充電裝置3的第一電容器C11、C12的電容值可分別為0.5μF及0.1nF，發射薄膜線圈元件31的起振天線上的電感值L為5μH。當受電裝置4的第三電容器C3的電容值為0.5μF，接收薄膜線圈元件41的起振天線上的電感值L3為5μH時，無線充電裝置3的控制器33發出控制信號至第一切換電路36與第二切換電路37，以導通第一開關元件S11及第二開關元件S21，且關斷第一開關元件S12及第二開關元件S22，藉此無線充電裝置3可切換選擇第一電容器C11(電容值也為0.5μF)，且發射薄膜線圈元件 31的起振天線上的電感值L也為5μH，使無線充電裝置3與受電裝置4的無線充電接收器4a的工作頻率皆為100KHz，藉此可以較低頻率的電磁波利用磁感應方式進行無線充電。當受電裝置4』的第三電容器C3』的電容值為0.1nF，接收薄膜線圈元件41』的起振天線上的電感值L3』為5μH時，無線充電裝置3的控制器33發出控制信號至第一切換電路36與第二切換電路37，以導通第一開關元件S12及第二開關元件S22，且關斷第一開關元件S11及第二開關元件S21，藉此無線充電裝置3可切換選擇第一電容器C12(電容值也為0.1nF)，發射薄膜線圈元件31的起振天線311上的電感值L也為5μh，使無線充電裝置3及受電裝置4』的無線充電接收器4a』的工作頻率皆為6.78MHz，藉此可以較高頻率的電磁波利用磁共振方式進行無線充電。應注意的是，前述工作頻率僅為例示，本發明技術並不以前述工作頻率的數值為限。

於本實施例中，本體301為一筒體，且蓋體302可轉動地樞接於本體301，以用於覆蓋本體301的開口304。多組發射薄膜線圈元件31設置於筒體的側壁305內。當然，無線充電裝置3的本體301並不以筒體為限，也可依實際應用變化為其他幾何形狀結構。圖12為顯示本發明的無線充電裝置的第二實施例的結構示意圖。如圖12所示，於此實施例中，無線充電裝置3a的元件結構及其功能與第一實施例所示的無線充電裝置3相同，且相同元件標號代表相同元件結構與功能，於此不再贅述，惟本實施例的無線充電裝置3a的本體301為一盒體，且多組發射薄膜線圈元件31設置於盒體的側壁305內。

圖13為顯示本發明的無線充電裝置的第三實施例的結構示意圖。如圖13所示，於此實施例中，無線充電裝置3b的元件結構及其功能與第一實施例所示的無線充電裝置3相同，且相同元件標號代表相同元件結構與功能，於此不再贅述，惟本實施例的無線充電裝置3b的本體301為一筒體，且一發射薄膜線圈元件31設置於筒體內，其中發射薄膜線圈元件31的諧振天線313設置於筒體的側壁305內且以立體螺旋方式繞設於筒體的側壁305內，發射薄膜線圈元件31的起振天線312設置於筒體的底壁306內。

圖14為顯示本發明的無線充電裝置的第四實施例的結構示意圖。如圖14所示，於此實施例中，無線充電裝置3c的元件結構及其功能與第一實施 例所示的無線充電裝置3相同，且相同元件標號代表相同元件結構與功能，於此不再贅述，惟本實施例的無線充電裝置3c的本體301為一筒體，且多組發射薄膜線圈元件31設置於筒體的側壁305內。無線充電裝置3c還包括另兩組發射薄膜線圈元件31a、31b，其中發射薄膜線圈元件31a設置於筒體的底壁306內，發射薄膜線圈元件31b設置於蓋體302內，其中發射薄膜線圈元件31a、31b的元件結構與功能與發射薄膜線圈元件31相似，於此不再贅述。

圖15為顯示本發明的無線充電裝置的第五實施例的結構示意圖。如圖12所示，於此實施例中，無線充電裝置3d的元件結構及其功能與第一實施例所示的無線充電裝置3相同，且相同元件標號代表相同元件結構與功能，於此不再贅述，惟本實施例的無線充電裝置3d的本體301為一U型體結構，且多組發射薄膜線圈元件31設置於U型體結構的側壁305與底壁306內。蓋體302呈盒體結構，且可完整覆蓋包覆本體301。屏蔽元件34的第一屏蔽部341貼附於本體301的外表面，且第二屏蔽部342貼附於蓋體302的外表面。當蓋體302覆蓋包覆本體301後，無線充電裝置3可由屏蔽元件34的包覆而可阻擋電磁波向外發散，且可使電磁波集中於容置空間303，以對容收於容置空間303的一個或多個受電裝置4進行充電，提升其充電效率。

綜上所述，本發明提供一種無線充電裝置及系統，本發明的無線充電裝置可發射一特定頻率或多不同頻率的電磁波對一個或多個受電裝置進行無線充電，且可抑制該些電磁波發散以降低電磁波對使用者的傷害，且可集中電磁波至一充電區域以對一個或多個受電裝置進行非接觸式充電，強化電磁波量以提升充電效率。本發明的無線充電裝置具有一容置空間供一個或多個受電裝置放置，並可確保該一個或多個可接收同一頻率或不同頻率的電磁波的受電裝置於該容置空間內可同時或分時地且有效地同時進行無線充電，其結構簡單，可降低成本，且可增加通用性及使用的便利性。此外，本發明的無線充電系統包括前述無線充電裝置以及一個或多個受電裝置，其可適應性或選擇性地切換使用磁共振耦合或磁感應方式實現無線充電，且可達到前述功效。

本領域技術人員根據本發明的技術方案做出任何變動和修飾，均不脫 離本發明的權利要求所要保護的範圍。