專利名稱：具無線能量傳輸?shù)臒艟叩闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型為一種多功能性照明燈具，特別是一種結(jié)合無線電力傳送平臺及照明工具的多功能性照明燈具。
背景技術(shù)：
照明，在任何場所中都是非常重要的一環(huán)，除了有設(shè)置在天花板或墻上的燈具外， 還有供使用者擺放于書桌或辦公室的臺燈，及置于床頭閱讀照明的床頭燈等等，通過良好的照明使得使用者能夠享受閱讀所帶來的樂趣，并提高辦公人員的工作效率，但現(xiàn)有的燈具通常僅具備單一照明的功能，以常見的臺燈為例，使用者多半置于桌面上，作為加強(qiáng)的照明的輔助光源，但桌面上通常除了擺放各式文具、辦公用品外，現(xiàn)代化的電子通訊、娛樂產(chǎn)品也是常見的裝置，例如手機(jī)、PDA、音樂播放器等等，卻常常因為須額外的各別適用充電器而需另外擺置，十分占空間且不方便使用。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是基于使用者慣用的使用模式及環(huán)境，所潛心研發(fā)出結(jié)合無線電力傳送功能的照明燈具，具體實現(xiàn)的范例；例如內(nèi)建無線電力接收的手機(jī)及各式手持電子產(chǎn)品等，通過燈具所結(jié)合的能量傳電力接收端，來達(dá)到電力儲存及傳送的作用。本實用新型是基于無線電力傳送的原理，建構(gòu)出無線電力傳送平臺并結(jié)合照明燈具所研發(fā)出的產(chǎn)品，為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取了以下技術(shù)方案具無線能量傳輸?shù)臒艟叩南到y(tǒng)架構(gòu)包括燈源；驅(qū)動燈源電路，與該燈源及交直流轉(zhuǎn)換器界接，提供燈源亮?xí)r的能量；交直流轉(zhuǎn)換器，與外界電源界接，用以把外界交流電轉(zhuǎn)為直流電；以及無線電力傳送器，與該交直流轉(zhuǎn)換器界接，用以傳送能量及接收訊息。優(yōu)選地，所述無線電力傳送器，包括逆變器，用以將直流電流轉(zhuǎn)換為交流電流； 一次側(cè)線圈，連接該逆變器，利用該交流電源產(chǎn)生交變電磁場，并傳送能量；電流偵測模塊， 連接電磁線圈，用以偵測該電磁線圈所通過的電流；控制模塊，連接該電流偵側(cè)模塊，用以控制該逆變器的能量傳輸；以及通訊模塊，連接電流偵測模塊，將偵測到的電流訊號解調(diào)變 (De-modulation)，并送至控制模塊，來達(dá)到能量傳送的控制機(jī)制，該控制模塊及通訊模塊合稱為通訊控制模塊。其運(yùn)作模式，首先將輸入市電交流信號，經(jīng)過交直流轉(zhuǎn)換器(AC to DCconverter) 轉(zhuǎn)換為直流電源，此直流電源除了將作為無線電力傳送器的輸入電源外，亦可當(dāng)作驅(qū)動燈源電路的電源，燈源點亮后將可達(dá)到照明的目的。此燈源可以是高亮度并且節(jié)能的發(fā)光二極管(LED)，也可以是常用的燈管式日光燈(PL)、冷陰極管(CCFL)或其它燈源，而另一部份直流電源將輸入無線電力傳送器，經(jīng)過逆變器將直流電壓轉(zhuǎn)換為交變電流并驅(qū)動一次線圈來傳送能量，同時該通訊模塊經(jīng)由電流的感測亦可檢知接收端傳送的狀態(tài)或傳遞的訊息來達(dá)到傳送端及接收端相互溝通的作用以便適當(dāng)調(diào)節(jié)或關(guān)閉能量傳送來達(dá)到更有效率的能量傳送，另一方面接收端，將內(nèi)建或外接于各式電子產(chǎn)品，例如手機(jī)、數(shù)字個人數(shù)據(jù)處理器 (PDA)、數(shù)字相機(jī)、音樂播放器(MP3Player)...等接收裝置或其它手持式裝置，由接收端二次線圈藕合取出能量并且經(jīng)過整流電路后，輸出到直流對直流轉(zhuǎn)換器的輸入，此轉(zhuǎn)換器的作用有二，其一為調(diào)節(jié)電壓準(zhǔn)位以便供給負(fù)載使用，亦或控制輸出到負(fù)載的電量來達(dá)到電量儲存的目地，若當(dāng)控制負(fù)載電量用則此轉(zhuǎn)換器將視為充電器(Charger)，那么負(fù)載就是電量的儲存裝置也就是電池(battery)。本實用新型的優(yōu)點是本實用新型的照明燈具結(jié)合了無線電力傳送的功能，例如內(nèi)建無線電力接收的手機(jī)及各式手持電子產(chǎn)品等，通過燈具所結(jié)合的能量傳電力至接收端，來達(dá)到電力儲存及傳送的作用。使得使用者不必改變慣用的習(xí)性及場合，從而享受無線電力傳送技術(shù)所帶來的便利。

請參閱以下有關(guān)本實用新型較佳實施例的詳細(xì)說明及其附圖，將可進(jìn)一步了解本實用新型的技術(shù)內(nèi)容及其目的功效；有關(guān)該實施例的附圖為圖1為本實用新型具無線能量傳輸?shù)臒艟邆魉拖到y(tǒng)方塊圈；圖2為本實用新型無線電力傳送器的裝置結(jié)構(gòu)圖；圖3為本實用新型無線電力接收器的裝置結(jié)構(gòu)圖；圖4為本實用新型搭配具備無線電力接收器的電子裝置運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)方塊圖(單數(shù)型)；圖5為本實用新型搭配具備無線電力接收器的電子裝置運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)方塊圖(復(fù)數(shù)型)；圖6為本實用新型實現(xiàn)于臺燈的案例圖；圖7A為本實用新型實際應(yīng)用于手機(jī)無線充電的示意圖；圖7B為內(nèi)建無線電力接收器的手機(jī)示意圖；圖8A為本實用新型實際應(yīng)用于保溫杯加熱的示意圖；圖8B為內(nèi)建無線電力接收器的加熱保溫杯示意圖；附圖標(biāo)記1、應(yīng)用于燈具上的無線能量傳送平臺；2、無線電力接收器；11、驅(qū)動燈源電路；12、燈源；13、交直流轉(zhuǎn)換器；14、無線電力傳送器；141、逆變器；142、一次側(cè)線圈； 143、通訊控制模塊；144、電流偵側(cè)模塊；1431、控制模塊；1432、通訊模塊；3、二次線圈；4、 臺燈；41、臺燈底座；411、感應(yīng)區(qū)；42、支架；43、燈罩；44、外接電源線；5、手機(jī)；6、加熱保溫杯。
具體實施方式
請參考圖1，圖1為無線電力傳送系統(tǒng)的方塊圈，我們將通過該圖來說明無線電力傳送的概念，其中以感應(yīng)變壓器來作為分界，可分為一次側(cè)(Primary Side)及二次側(cè) (Secondary Side)，一次側(cè)包含了將直流轉(zhuǎn)換為交流的換流器及一次側(cè)線圈，而二次側(cè)包含線圈及整流電路，起先輸入直流電壓經(jīng)由逆變器的作用將直流電壓轉(zhuǎn)換為交變電流，并饋入一次側(cè)線圈，使其產(chǎn)生交變電磁場，此階段可視為將電力轉(zhuǎn)換為磁能，經(jīng)由法拉地定律 (Fardady Law)得知我們可以由二次線圈感應(yīng)到一次側(cè)磁通的變化量并且得到交變的電力訊號，此時可視為磁力轉(zhuǎn)換為電能，之后在經(jīng)由整流電路將交變的訊號整流為直流電壓以便負(fù)載使用，因此無線電力的傳送是經(jīng)由電、磁能的轉(zhuǎn)換，而轉(zhuǎn)換傳遞的媒介是通過電力傳送端(如圖2)，及電力接收端(如圖3)各自具備的線圈，并通過電磁的藕合來達(dá)成。本實用新型是基于無線電力傳送的原理，建構(gòu)出無線電力傳送平臺并結(jié)合照明燈具所研發(fā)出的產(chǎn)品，圖4、圖5為本實用新型搭配具備無線電力接收器的電子裝置運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)方塊圖，以下將說明系統(tǒng)架構(gòu)及運(yùn)作模式請參考圖4，該應(yīng)用于燈具上的無線能量傳送平臺1的系統(tǒng)架構(gòu)包括燈源12 ；驅(qū)動燈源電路11，與該燈源12及交直流轉(zhuǎn)換器13界接， 提供燈源亮?xí)r的能量；交直流轉(zhuǎn)換器13，與外界電源界接，用以把外界交流電轉(zhuǎn)為直流電； 以及無線電力傳送器14，與該交直流轉(zhuǎn)換器13界接，用以傳送能量及接收訊息；該無線電力傳送器14，請參考圖2，包括逆變器141，用以將直流電流轉(zhuǎn)換為交流電流；一次側(cè)線圈 142，連接該逆變器141，利用該交流電源產(chǎn)生交變電磁場，并傳送能量；電流偵測模塊144， 連接該一次側(cè)線圈142，用以偵測該電磁線圈所通過的電流；控制模塊1431，連接該電流偵側(cè)模塊144，用以控制該逆變器141的能量傳輸；以及通訊模塊1432，連接該電流偵測模塊 144，將偵測到的電流訊號解調(diào)變(De-modulation)，并送至控制模塊1431，來達(dá)到能量傳送的控制機(jī)制，該控制模塊1431及通訊模塊1432合稱為通訊控制模塊143。其運(yùn)作模式， 請參考圖2及圖4，首先將輸入市電交流信號，經(jīng)過交直流轉(zhuǎn)換器13 (AC to DCconverter) 轉(zhuǎn)換為直流電源，此直流電源除了將作為無線電力傳送器14的輸入電源外，亦可當(dāng)作驅(qū)動燈源電路11的電源，燈源12點亮后將可達(dá)到照明的目地。此燈源12可以是高亮度并且節(jié)能的發(fā)光二極管(LED)，也可以是常用的燈管式日光燈(PL)、冷陰極管(CCFL)或其它燈源，而另一部份直流電源將輸入無線電力傳送器14，經(jīng)過逆變器141將直流電壓轉(zhuǎn)換為交變電流并驅(qū)動一次側(cè)線圈142來傳送能量，同時該通訊模塊1432經(jīng)由電流的感測亦可檢知無線電力接收器2傳送的狀態(tài)或傳遞的訊息來達(dá)到傳送端及接收端相互溝通的作用以便適當(dāng)調(diào)節(jié)或關(guān)閉能量傳送來達(dá)到更有效率的能量傳送；另一方面無線電力接收器2，將內(nèi)建或外接于各式電子產(chǎn)品，例如手機(jī)、數(shù)字個人數(shù)據(jù)處理器(PDA)、數(shù)字相機(jī)、音樂撥放器 (MP3Player)...等接收裝置或其它手持式裝置，由接收端二次線圈3藕合取出能量并且經(jīng)過整流電路后，輸出到直流對直流轉(zhuǎn)換器的輸入，此轉(zhuǎn)換器的作用有二，其一為調(diào)節(jié)電壓準(zhǔn)位以便供給負(fù)載使用，亦或控制輸出到負(fù)載的電量來達(dá)到電量儲存的目地，若當(dāng)控制負(fù)載電量用則此轉(zhuǎn)換器將視為充電器(Charger)，那么負(fù)載就是電量的儲存裝置也就是電池 (battery)，圖5為再進(jìn)一步的應(yīng)用擴(kuò)充，為無線能量傳送器對應(yīng)多組接收端，接收裝置可為復(fù)數(shù)個，并且個別控制能量的傳遞，來達(dá)到更高的便利性。圖6為本實用新型實現(xiàn)于臺燈的案例圖，其系統(tǒng)方塊圖如圖4、5所示，此臺燈4由外觀來看可以包含以下幾個部份分別是，臺燈底座41、支架42、燈罩43、外接電源線44，系統(tǒng)的電路板將置于臺燈底座41或支架42中，但無線電力傳送的一次側(cè)線圈142通常和臺燈底座41結(jié)合，以得到最大的感應(yīng)區(qū)411便于使用者放置待充電的手持電子產(chǎn)品(例如手機(jī))或取用，系統(tǒng)的交流輸入由外接電源線取得并送至交直流轉(zhuǎn)換(Ac to Dc Converter) 電路，將交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓，并輸入燈驅(qū)動電路提供臺燈點亮?xí)r的能量，另一方面此直流電壓也供應(yīng)給無線電力傳送器的輸入，并經(jīng)由逆變電路將直流電壓轉(zhuǎn)換為交變的電流，之后驅(qū)動一次線圈產(chǎn)生交變的電磁場，這一連串的動作由無線電力傳送器中的控制及通訊單元來主導(dǎo)，經(jīng)過和手機(jī)接收端的通訊來適時產(chǎn)生對應(yīng)的控制訊號，決定系統(tǒng)的動作與否及傳輸電力的調(diào)節(jié)。圖7A為本實用新型實際應(yīng)用于手機(jī)無線充電的示意圖，圖7B為內(nèi)建無線電力接收器的手機(jī)示意圖，其接收能量的二次線圈3置于手機(jī)5的背面，將手機(jī)5置于臺燈底座 41的感應(yīng)區(qū)411內(nèi)，如圖7A，交變磁場通過手機(jī)無線電力接收器二次線圈3的耦合，取得臺燈底座傳送的能量，此能量通過整流電路轉(zhuǎn)換為適當(dāng)?shù)闹绷鳒?zhǔn)位后，經(jīng)由直流電源轉(zhuǎn)換器 (充電器)來對手機(jī)的鋰電池充電，為確保充電器安全、快速且有效率的對鋰電池充電，接收端控制通訊單元扮演和傳送端溝通并且調(diào)節(jié)充電能量的大小的任務(wù)，確保上述對于充電的要求。圖8A為本實用新型另一個可應(yīng)用實施例，圖8B為內(nèi)建無線電力接收器的加熱保溫杯6，臺燈經(jīng)過無線電力傳送能量來加熱保溫杯中的水，使得使用者在閱讀時可以很便利的取用溫水不必?fù)?dān)心杯中的水變涼，通過這兩個范例可以知道本實用新型的便利及實用性且不必改變使用者慣用的習(xí)性及場合，來達(dá)到無線電力傳送技術(shù)所帶來的便利。
權(quán)利要求1.一種具無線能量傳輸?shù)臒艟?，其特征在于，包?燈源；驅(qū)動燈源電路，與該燈源及交直流轉(zhuǎn)換器界接，提供燈源亮?xí)r的能量； 交直流轉(zhuǎn)換器，與外界電源界接，用以把外界交流電轉(zhuǎn)為直流電；以及無線電力傳送器，與該交直流轉(zhuǎn)換器界接，用以傳送能量及接收訊息。
2.如權(quán)利要求1所述的具無線能量傳輸?shù)臒艟?，其特征在于，所述無線電力傳送器，包括逆變器，用以將直流電流轉(zhuǎn)換為交流電流；一次側(cè)線圈，連接該逆變器，利用交流電源產(chǎn)生交變電磁場，并傳送能量； 電流偵測模塊，連接電磁線圈，用以偵測該電磁線圈所通過的電流； 控制模塊，連接該電流偵側(cè)模塊，用以控制該逆變器的能量傳輸；以及通訊模塊，連接電流偵測模塊，將偵測到的電流訊號進(jìn)行解調(diào)，并送至控制模塊。
3.如權(quán)利要求1所述的具無線能量傳輸?shù)臒艟?，其特征在于，所述無線電力傳送器輸出能量至接收裝置，進(jìn)行系統(tǒng)供電或?qū)﹄姵剡M(jìn)行充電。
4.如權(quán)利要求1所述的具無線能量傳輸?shù)臒艟撸涮卣髟谟?，所述燈源為發(fā)光二極管、 燈管型日光燈、冷陰極管。
5.如權(quán)利要求3所述的具無線能量傳輸?shù)臒艟撸涮卣髟谟?，所述接收裝置為杯子，該杯子具有加熱模塊。
6.如權(quán)利要求5所述的具無線能量傳輸?shù)臒艟?，其特征在于，所述接收裝置的直流電源轉(zhuǎn)換器模塊輸出能量至該加熱模塊，使該杯子進(jìn)行加溫。
7.如權(quán)利要求3所述的具無線能量傳輸?shù)臒艟?，其特征在于，所述接收裝置為復(fù)數(shù)個。
專利摘要本實用新型公開了一種具無線能量傳輸?shù)臒艟?。燈源可以是高亮度并且?jié)能的發(fā)光二極管，也可以是常用的燈管式日光燈、冷陰極管或其它燈源，另一部份直流電源將輸入無線電力傳送器，經(jīng)過逆變器將直流電壓轉(zhuǎn)換為交變電流并驅(qū)動一次線圈來傳送能量，同時此線圈經(jīng)由電流的感測亦可檢知接收端傳送的狀態(tài)或傳遞的訊息來達(dá)到傳送端及接收端相互溝通的作用以便適當(dāng)調(diào)節(jié)或關(guān)閉能量傳送來達(dá)到更有效率的能量傳送，另一方面接收端，將內(nèi)建或外接于各式電子產(chǎn)品例如手機(jī)、數(shù)字個人數(shù)據(jù)處理器、數(shù)字相機(jī)、音樂播放器等，由接收端二次線圈藕合取出能量并且經(jīng)過整流電路后，輸出到直流對直流轉(zhuǎn)換器的輸入。
文檔編號F21V23/00GK202092044SQ201120057278
公開日2011年12月28日 申請日期2011年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月7日
發(fā)明者何耀琮 申請人:力銘科技股份有限公司