CN204391876U - 具有旁路控制的耐充共振式双向无线充放电装置 - Google Patents

Abstract

一种具有旁路控制的耐充共振式双向无线充放电装置，包含：整流单元，具有输入端、输出端及复数个控制端；共振组件单元根据交流讯号产生感应磁场，或者根据感应磁场产生感应电流，其电性连接整流单元的输出端；电池放电开关单元、第一旁路开关单元、第二旁路开关单元具有逆流防止和开关作用；升降压单元控制放电时的升压和被充电时的降压；逻辑控制单元侦测共振组件单元的相对侧是否有负载，并控制升降压单元和电池放电开关单元、第一旁路开关单元、第二旁路开关单元的动作，甚至结合控制开关而控制放电或充电；超电容则在吸收每次充电时的突波，以避免每次充电时所造成的累积式损坏。

Description

具有旁路控制的耐充共振式双向无线充放电装置

技术领域

本实用新型是关于一种具有旁路控制的耐充共振式双向无线充放电装置，特别是指一种可避免每次对电池充电所造成的累积式损坏、并连接外部电源以提升无线充放电效率以及升降压效率的携带式电子产品的具有旁路控制的耐充共振式双向无线充放电装置。

背景技术

随着无线充电的日渐盛行，未来势必演变成可随处无线充电的状态，而随处可无线充电虽带来极大的方便性，惟无论是有线或无线充电，每次在充电的初所产生的突波，都必然会对电池造成累积式的损坏，进而累积式减损电池寿命，换言之，随着充电次数的愈来愈多，电池的寿命也相应愈来愈短，且电池的充放电效率也愈来愈差。

在随处可无线充电的情形下，人们的活动范围内必将同时存在多数无线充电场所，或是人们将多次进出同一无线充电场所，如此一来，所携带的携带式电子产品势必在一天的内被无差别地多次无线充电，从而使携带式电子产品内的电池寿命提早告终。

其次，由于无线充放电效率目前仍然偏低，也就是放电量仍偏高于充电量，再加上升降压效率亦偏低，造成无线充放电的实用性仍无法提高，早为人所垢病已久。

此外，公知的无线充电装置不管是单向还是双向充电，是固定使用电池来提供发射电力，如此容易造成损耗电池的使用寿命以及提供发射电力的效率不佳的缺失。

因此，如何设计出一种可避免每次对电池充电所造成的累积式损坏，甚至于还能在连接外部电源时切换电力提供的模式以提升无线充放电效率以及升降压效率的装置，为本实用新型所亟欲解决的一大课题。

实用新型内容

本实用新型的目的之一在于提供一种具有旁路控制的耐充共振式双向无线充放电装置，由超电容特殊的设置位置以及超电容的阻抗系低于电池，因此，被充电时会先对超电容充电，从而达到让超电容来抵挡每次充电时的突波问题，相对能避免每次对电池充电所造成的累积式损坏；由旁路开关单元的逆流防止作用，以能避免漏电，相对乃具有省电功效。

本实用新型的目的之二在于提供一种具有旁路控制的耐充共振式双向无线充放电装置，由升降压单元为一种具有同步整流的升降压单元(较佳地为金属氧化物半导体场效晶体管式同步整流)，而据以提升升降压的效率。

本实用新型的目的之三在于提供一种具有旁路控制的耐充共振式双向无线充放电装置，由所述电池放电开关单元、第一旁路开关单元、第二旁路开关单元使用金属氧化物半导体场效晶体管来做为逆流防止或做为开关的重要组件，使导通时所损耗的电较低，所以放电效率会较高，从而提升无线充放电效率。

本实用新型的目的之四在于提供一种具有旁路控制的耐充共振式双向无线充放电装置，由整流单元可将直流讯号转换为交流讯号，或者转换交流讯号为直流讯号，使得共振组件单元可产生感应磁场，或者根据感应磁场产生感应电流，因而达到双向无线充放电的功效，进一步使设置有本实用新型具有旁路控制的耐充共振式双向无线充放电装置的携带式电子产品系无线充电，亦能无线放电。

本实用新型的目的之五在于提供一种具有旁路控制的双向无线充放电装置，其具有双向无线发射及接收的模式，当启动无线发射模式且连接外部电源时，采用外部电源供电发射模式，并脱离来自电池的电源；当启动无线发射模式且侦测无外部电源时，则启动电池发射模式，自动以电池的电力来提供共振组件单元的发射电力；当启动无线接收模式时，系以无线接收电力以对该携带式电子产品充电，以达到双向无线充放电、延长电池的使用寿命及增加电力的使用效率的效果。

为实现上述目的，本实用新型提供的具有旁路控制的耐充共振式双向无线充放电装置，为应用于一具有电路装置的携带式电子产品，该电路装 置电性连接有一受电端和一电池，该具有旁路控制的耐充共振式双向无线充放电装置包含：一逻辑控制单元、一整流单元、一升降压单元、一电池放电开关单元、一第一旁路开关单元、一第二旁路开关单元、一控制开关以及一第一超电容。其中，该逻辑控制单元具有多数脚，包括一电源脚、一侦测脚及复数个控制脚；该整流单元用以转换直流讯号或交流讯号，具有一输入端、二输出端及复数个个控制端，其中复数个控制端分别电性连接于逻辑控制单元的复数个控制脚；共振组件单元根据交流讯号产生感应磁场，或者根据感应磁场产生感应电流，其电性连接整流单元的二输出端；该升降压单元具有一第一调压端、一第二调压端和两控制端，该第二调压端电性连接于该整流单元的输入端，该两控制端分别电性连接于该逻辑控制单元的第一、二控制脚，该逻辑控制单元的电源脚电性连接于该彼此相接的第二调压端和该输入端；该电池放电开关单元具有一入口端、一出口端和一控制端，该入口端和出口端分别电性连接于所述电池的放电端和该升降压单元的第一调压端，该控制端电性连接于该逻辑控制单元的第三控制脚；该控制开关的一端电性连接于所述电池的放电端，另一端电性连接于该电池放电开关单元的控制端和该逻辑控制单元的第三控制脚；第一旁路开关单元具有一入口端、一出口端和一控制端，该出口端和入口端分别电性连接于所述电路装置的保护电路的受电端和该升降压单元的第一调压端，控制端电性连接于逻辑控制单元的第五控制脚；该第二旁路开关单元系具有一入口端、一出口端和一控制端，该出口端和入口端分别电性连接于所述电路装置的受电端和该升降压单元的第二调压端，该控制端电性连接于该逻辑控制单元的第五控制脚；该第一超电容的一电极电性连接于所述电路装置的受电端与该第二旁路开关单元的出口端的连接处，并在该连接处形成一第一节点，其另一电极则接地。

由此，能让超电容来抵挡每次充电时的突波问题，相对能避免每次对电池充电所造成的累积式损坏；再者，由电池放电开关单元、第一旁路开关单元、第二旁路开关单元的逆流防止作用，以能避免漏电，相对具有省电功效。

再者，本实用新型亦提供一种具有旁路控制的耐充共振式双向无线充放电装置，由升降压单元为一种具有同步整流的升降压单元(较佳地为金 属氧化物半导体场效晶体管式同步整流)，而据以提升升降压的效率。

为了能够更进一步了解本实用新型的特征、特点和技术内容，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，惟附图仅提供参考与说明用，非用以限制本实用新型。

附图说明

图1为本实用新型具有旁路控制的耐充共振式双向无线充放电装置电性连接于一携带式电子产品的第一实施例的方块图。

图2为本实用新型具有旁路控制的耐充共振式双向无线充放电装置电性连接于一携带式电子产品的第一实施例的电路图。

图3为本实用新型二具有旁路控制的耐充共振式双向无线充放电装置的示意图。

图3A为本实用新型第一具有旁路控制的耐充共振式双向无线充放电装置电路图。

图3B为本实用新型第二具有旁路控制的耐充共振式双向无线充放电装置电路图。

图4为本实用新型第二实施例的等效电路方块图。

附图中符号说明

1逻辑控制单元，11～20第一～十控制脚，1a电源脚，1b侦测脚，1c发射保持回路，2整流单元，21输入端，22输出端，23第一晶体管，24第二晶体管，25第三晶体管，26第四晶体管，3升降压单元，31、32第一、二调压端，33、34控制端，35、36第一、二金属氧化物半导体场效晶体管，37电感，4电池放电开关单元，4a第二旁路开关单元，4b第一旁路开关单元，41入口端，42出口端，43控制端，431第二节点，44、45第一、二金属氧化物半导体场效晶体管，46第一电阻，47晶体管，48第二电阻，5控制开关，6第一超电容，61第一节点，7共振组件单元，71电感，72电容，8电流电压侦测单元，9携带式电子产品，91电路装置，911讯号输出端，92保护电路，921受电端，93电池，931放电端，94外部电源。

具体实施方式

请一并参阅图1及图2，为本实用新型应用于一具有电路装置91的携带式电子产品9第一实施例的方块图及电路图。该电路装置91电性连接有一受电端921和一电池93，较佳地，该电路装置91还具有一保护电路92，该保护电路92电性连接于该受电端921与电池93之间。该具有旁路控制的耐充共振式双向无线充放电装置包含：一逻辑控制单元1、一整流单元2、一升降压单元3、一电池放电开关单元4、一第一旁路开关单元4b、第二旁路开关单元4a、一控制开关5、一第一超电容6、共振组件单元7及一第二超电容(图未示)，其中该电路装置91的受电端921电性连接一外部电源94。

该逻辑控制单元1具有第一～十控制脚11～20及电源脚1a和侦测脚1b，而其未标示组件符号的脚则为接地脚。

该整流单元2是转换一直流讯号或一交流讯号，具有一输入端21、二输出端22及复数个控制端，该输出端22电性连接于共振组件单元7，复数个控制端分别电性连接于逻辑控制单元1的复数个控制脚17、18、19、20，详细的连接关系于之后描述。

该升降压单元3具有一第一调压端31、一第二调压端32和两控制端33、34，该第二调压端32电性连接于该整流单元2的输入端21，该两控制端33、34分别电性连接于该逻辑控制单元1的第一、二控制脚11、12，该逻辑控制单元1的电源脚1a电性连接于该彼此相接的该第二调压端32和该输入端21。较佳地，该升降压单元3为一种具有同步整流的升降压单元3，且为金属氧化物半导体场效晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)式同步整流。

该具有同步整流的升降压单元3包括一电感37和两彼此同向串联的第一、二金属氧化物半导体场效晶体管35、36，该第一、二金属氧化物半导体场效晶体管35、36各具一控制极(未标示组件符号)，该两控制极分别电性连接于该升降压单元3的两控制端33、34，该第一、二金属氧化物半导体场效晶体管35、36于串联后的一端电性连接于所述第二调压端32，另端则接地，该电感37的一端电性连接于所述第一调压端31，另端则电性连接于该第一、二金属氧化物半导体场效晶体管35、36之间。

该电池放电开关单元4具有一入口端41、一出口端42和一控制端43， 该入口端41和出口端42分别电性连接于所述电池93的放电端931和该升降压单元3的第一调压端31，至于其控制端43则电性连接于该逻辑控制单元1的第三控制脚13(作为发射辨识用)。较佳地，该逻辑控制单元1的第四控制脚14是进一步以回路方式电性连接于第三控制脚13，即图中所示的发射保持回路1c(作为持续保持在发射模式用)。

该控制开关5的一端电性连接于所述电池93的放电端931，另端则电性连接于该电池放电开关单元4的控制端43和该逻辑控制单元1的第三控制脚13；其中，该控制开关5的另端与该电池放电开关单元4的控制端43的相接处，形成一第二节点431。较佳地，该控制开关5为一自动复位开关。

第一旁路开关单元4b具有一入口端41、一出口端42和一控制端43，该出口端42和入口端41分别电性连接于所述电路装置91的保护电路92的受电端921和该升降压单元3的第一调压端31，至于其控制端43则电性连接于该逻辑控制单元1的第六控制脚16，由该逻辑控制单元1的第六控制脚16能输出控制讯号，以控制该第一旁路开关单元4b的ON或OFF。

该第二旁路开关单元4a亦具有一入口端41、一出口端42和一控制端43，该出口端42和入口端41分别电性连接于所述电路装置91的保护电路92的受电端921和该升降压单元3的第二调压端32，至于其控制端43则电性连接于该逻辑控制单元1的第五控制脚15，由该逻辑控制单元1的第五控制脚15能输出控制讯号，以控制该第二旁路开关单元4a的ON或OFF。据此，在接收模式下，逻辑控制单元1可相对地控制第一旁路开关单元4b及第二旁路开关单元4a的ON或OFF以对电池93充电；在发射模式下，逻辑控制单元1可相对地控制第一旁路开关单元4b及第二旁路开关单元4a的ON或OFF以由电池或外部电源对另一具有旁路控制的耐充共振式双向无线充放电装置充电。

其次，具有旁路控制的耐充共振式双向无线充放电装置进一步包含一第二超电容(图未示)，该第二超电容并联于所述的电池93，当然，本实用新型具有旁路控制的耐充共振式双向无线充放电装置所设置的超电容可为：仅设置所述的第一超电容6、仅设置所述的第二超电容(图未示)、或亦可同时设置所述的第一超电容6和第二超电容。

该第一超电容6的一电极电性连接于所述电路装置91的保护电路92的 受电端921与该第二旁路开关单元4a的出口端42的连接处，并在该连接处形成一第一节点61，第一超电容6的另一电极则接地。由于第一超电容6和第二超电容的阻抗低于电池93，故在被充电时会先对超电容充电，从而达到让超电容来抵挡每次充电时的突波问题；再者，超电容又易于被充饱，故将立即转而对电池93充电。

共振组件单元7电性连接整流单元2的二输出端22，包括相互电性连接的一电感71及一电容72，电感71及电容72可以串联或并联的方式连接。共振组件单元7根据交流讯号产生一感应磁场，或者根据一感应磁场产生一感应电流，而当电感71及电容72具有的电感抗及电容抗互相抵消时，亦即电感71及电容72达到共振频率时可产生最大的电流。感应电流及感应磁场的产生将于以下内容描述。

请结合参阅图1、图2所示，电池放电开关单元4、第一旁路开关单元4b、第二旁路开关单元4a各自具有一第一电阻46和两彼此相对向串联的第一、二金属氧化物半导体场效晶体管44、45，该两金属氧化物半导体场效晶体管于串联后的两端即为所述电池放电开关单元4、第一旁路开关单元4b、第二旁路开关单元4a的入口端41和出口端42，该第一、二金属氧化物半导体场效晶体管44、45各具一控制极(未标示组件符号)，该两控制极电性连接于电池放电开关单元4、第一旁路开关单元4b、第二旁路开关单元4a的控制端43，该第一电阻46的一端电性连接于该第一、二金属氧化物半导体场效晶体管44、45之间，另端则亦电性连接于电池放电开关单元4、第一旁路开关单元4b、第二旁路开关单元4a的控制端43。此外，电池放电开关单元4、第一旁路开关单元4b、第二旁路开关单元4a还各自具有一晶体管47和一第二电阻48，该晶体管47的第一极电性连接于该第一、二金属氧化物半导体场效晶体管44、45的控制极(未标示组件符号)，该晶体管47的第二极则接地，而该第二电阻48电性连接于该晶体管47的第三极与电池放电开关单元4、第一旁路开关单元4b、第二旁路开关单元4a的控制端43之间。

以下描述本实用新型具有旁路控制的耐充共振式双向无线充放电装置第一实施例的发射模式：由于该具有旁路控制的耐充共振式双向无线充放电装置默认为接收模式，因此，若欲进入发射模式，则须按压控制开关 5来切换。

假设一设置有本实用新型具有旁路控制的耐充共振式双向无线充放电装置的携带式电子产品9，欲将自身电池93的电力由无线方式传输给另一设有无线充电装置的电子产品时，先按压控制开关5使的导通，电池93的电于经过控制开关5后，会再流经第三控制脚13(即：发射辨识控制脚)而让逻辑控制单元1辨识目前系切换为发射模式，逻辑控制单元1则进一步产生包括一传送模式讯号或一接收模式讯号的一控制讯号，于此实施例中，该控制讯号为一电池传送模式讯号。原本被电池放电开关单元4所挡住的电池93电力，当控制开关5导通后系会导通该电池放电开关单元4而让电力通过，接着经过升降压单元3的第一金属氧化物半导体场效晶体管35而连接到逻辑控制单元1的电源脚1a，以供电给逻辑控制单元1。并利用第一旁路开关单元4b、第二旁路开关单元4a的挡止而使电池93的电力不致于回充。当逻辑控制单元1已辨识目前为发射模式时，还能利用发射保持回路1c(作为持续保持在发射模式用)而持续让第四控制脚14的发射保持讯号一直提供给第三控制脚13，达到发射保持的效果，从而能够保持在发射状态。

本实用新型还包含一电流电压侦测单元8，电性连接于逻辑控制单元1的侦测脚1b及共振组件单元7之间，用以侦测共振组件单元7上的交流讯号。逻辑控制单元1则根据电流电压侦测单元8侦测共振组件单元7上的交流讯号传送控制讯号至电池放电开关单元4、第二旁路开关单元4a、第一旁路开关单元4b、升降压单元3及整流单元2，使得电池放电开关单元4、第一旁路开关单元4b、第二旁路开关单元4a、升降压单元3及整流单元2可根据控制讯号产生相对应的作动，所谓相对应的作动系指电路根据控制讯号产生相对应的开启或关闭。电流电压侦测单元8会侦测共振组件单元7的相对侧是否存在待充的电子产品，若未侦测到，则逻辑控制单元1即控制停止发射，所述侦测是由电流电压侦测单元8来侦测该共振组件单元7的相对侧是否确有一负载存在。而是否有负载的侦测则是由判断共振组件单元7是否产生感应电流或感应磁场。

若无负载：即停止发射；若有负载：该逻辑控制单元将1是由其第一、二控制脚11、12而输出PWM(波宽调变)讯号去驱动该升降压单元3中的 第一、二金属氧化物半导体场效晶体管35、36。是由该等PWM讯号以使第一、二金属氧化物半导体场效晶体管35、36能持续地以很高的频率进行交错的一开一关，当第二金属氧化物半导体场效晶体管36为开而第一金属氧化物半导体场效晶体管35为关时，由于第二金属氧化物半导体场效晶体管36和电池93的一端均为接地而形成一回路，从而使电池93的电力能经由电池放电开关单元4和升降压单元3的电感37，以流经第二金属氧化物半导体场效晶体管36，从而对电感37充电；当第一金属氧化物半导体场效晶体管35为开而第二金属氧化物半导体场效晶体管36为关时，来自电池93的电是在通过电感37后，是改走第一金属氧化物半导体场效晶体管35，使已充电的电感37能经过整流单元2而对外放电。

换言之，由第一、二金属氧化物半导体场效晶体管35、36为一开一关、以及一关一开，以对电感37充电、以及让电感37放电。当有电流通过整流单元2内的电感71时，电感71会产生磁力线，相对侧的电子产品在感应到该磁力线后则会转换成电流。进一步而言，当具有旁路控制的耐充共振式双向无线充放电装置目前处于发射模式时，整流单元2转换直流讯号为交流讯号，并将交流讯号传送至共振组件单元7。共振组件单元7根据交流讯号产生感应磁场，此时，相对侧的电子产品在感应到感应磁场后则会产生感应电流。

再者，整流单元2包括至少二个或至少四个晶体管所构成的电路，当整流单元2包括至少二个晶体管所构成的电路时，第一晶体管23及第二晶体管24是以半桥的方式电性连接，当整流单元2包括至少四个晶体管所构成的电路时，第一晶体管23、第二晶体管24、第三晶体管25及第四晶体管26是以全桥的方式电性连接。整流单元2于接收到传送模式讯号时，转换直流讯号转换为交流讯号。

当发射时，由电池93到整流单元2，其间所通过的升降压单元3内的第一、二金属氧化物半导体场效晶体管35、36为升压(例如由3.6～4.2V的直流电，升压为5V左右的交流电)；反之，由整流单元2到电池93则为降压。所述第一、二金属氧化物半导体场效晶体管35、36的其中一个若是在控制升降压时，其中另一个则是在控制同步整流。

当逻辑控制单元1切换为发射模式时，其第四控制脚14将持续输出一 发射保持讯号，以保持电池放电开关单元4为ON；当逻辑控制单元1切换为接收模式时，其第五控制脚15将持续输出一接收保持讯号，以保持第二旁路开关单元4a为ON。

当逻辑控制单元1切换为接收模式时，逻辑控制单元1还能由发射保持回路1c而控制电池放电开关单元4为OFF，并由逻辑控制单元1的第五控制脚15所输出的控制讯号而控制第二旁路开关单元4a为ON，从而使由升降压单元3降压后的电压经由第二旁路开关单元4a以及用以吸收突波的第一超电容6而供电给携带式电子产品9的电池93，当然，其间可经过保护电路92的保护而将电池93的充电范围限制在预定范围内(例如：4～6V的直流电)，当电池93被充饱时，保护电路92控制停止充电，且若相对侧的电子产品在侦测不到有负载的情况下，也会自动停止放电(甚至于在放电时，若自身电池的电量已低于一设定值时，亦会停止放电)。

此外，本实用新型具有旁路控制的耐充共振式双向无线充放电装置可进一步连接外部电源94，以由外部电源94对另一具有旁路控制的耐充共振式双向无线充放电装置充电。换言之，当耐充共振式双向无线充放电装置有连接外部电源94时，采用外部电源94供电发射模式，并脱离来自电池93的电源以节省电池的电力消耗，进一步达到延长电池93使用寿命的目的；反之，若侦测不到外部电源94时，则可启动如上所述的电池发射模式，以按压控制开关5切换为自动让电池93的电力来提供具有旁路控制的耐充共振式双向无线充放电装置的发射电力。

电流电压侦测单元8及电路装置91的受电端921是电性连接外部电源94，电流电压侦测单元8则用于侦测外部电源94的电压值及逻辑控制单元1内部的电压默认值。在发射模式下，若外部电源94的电压值低于逻辑控制单元1内部的电压默认值，表示外部电源94的电压不足以作为充电的电源，因此，逻辑控制单元1传送控制讯号至第一旁路开关单元4b，以开启第一旁路开关单元4b。由于第一旁路开关单元4b的入口端41电性连接升降压单元3的第一调压端31，因而使得外部电源94的电压仍然必须经由升降压单元3提升。再者，若外部电源94的电压值高于逻辑控制单元1内部的电压默认值，表示外部电源94的电压充足，因此，逻辑控制单元1传送控制讯号至第二旁路开关单元4a，以开启第二旁路开关单元4a，使得外部电源94的 电压可直接传送至整流单元2进行整流，据此，电力传送的过程可避免经由升降压单元3而造成电力的损耗。

在电流电压侦测单元8侦测到有连接外部电源94之后，具旁路控制的无线充电装置切换至外部电源供电发射模式，此时逻辑控制单元1的第四控制脚14会发出控制讯号，将电池放电开关单元4关闭以防止电池93放电，并根据上述电流电压侦测单元8比较外部电源94电压值及逻辑控制单元1内部电压默认值的结果，开启第二旁路开关单元4a或开启第一旁路开关单元4b，并将电力传送至整流单元2以将直流电转换为交流电，以提供共振组件单元7感应交流电后对外提供发射电力，产生发射电力的原理如上述以电池93传送电力的作动，于此不再赘述。

以下描述本实用新型具有旁路控制的耐充共振式双向无线充放电装置第一实施例的发射模式及接收模式：

请参阅图3，为本实用新型二具有旁路控制的耐充共振式双向无线充放电装置的示意图，其分别为第一及第二具有旁路控制的耐充共振式双向无线充放电装置。为便于说明本实用新型的发射模式及接收模式，于图3A中绘示第一具有旁路控制的耐充共振式双向无线充放电装置电路图及图3B中绘示第二具有旁路控制的耐充共振式双向无线充放电装置电路图，亦即当第一具有旁路控制的耐充共振式双向无线充放电装置为发射模式时，第二具有旁路控制的耐充共振式双向无线充放电装置则为接收模式；反之，当第一具有旁路控制的耐充共振式双向无线充放电装置为接收模式时，第二具有旁路控制的耐充共振式双向无线充放电装置则为发射模式。当本实用新型第二携带式电子产品9的双向无线充放电装置的共振组件单元7根据整流单元2上的交流讯号产生感应磁场时(发射模式)，设置有本实用新型第一具有旁路控制的耐充共振式双向无线充放电装置可在共振组件单元7上产生感应电流(接收模式)，之后，感应电流则经由整流单元2，再经由电源脚1a而供电给逻辑控制单元1，接着，所接收到的电将经过升降压单元3而被降压。

当整流单元2接收到接收模式讯号时，转换共振组件单元7上的交流讯号转换为直流讯号。整流单元2的第一晶体管23、第二晶体管24、第三晶体管25及第四晶体管26于本实用新型中包括金属氧化物半导体场效晶体 管或氮化镓场效晶体管(GAN FET)。本实用新型的共振组件单元7的交流讯号的频率介于10kHz至10MHz之间，于较低的频率(kHz)中，整流单元2的晶体管适合使用金属氧化物半导体场效晶体管；于较高的频率(MHz)中，整流单元2的晶体管适合使用氮化镓场效晶体管。

综上所述，当本实用新型具有旁路控制的双向无线充放电装置启动接收模式时，逻辑控制单元1根据接收的电力大小由第五控制脚15或第六控制脚16发出控制讯号，以开启第二旁路开关单元4a或第一旁路开关单元4b，并将接收的电力经过整流单元2以将交流电转换为直流电，通过升降压单元3将直流电降压或是直接将接收的电力传送至电路装置91的受电端921对电池93进行充电，使得携带式电子产品9藉以达到无线充电的目的。

请参阅图4所示，本实用新型第二实施例的具有旁路控制的耐充共振式双向无线充放电装置与第一实施例相同，不同处在于该第二实施例没有第一实施例中的控制开关5，并改以携带式电子产品9所输出的控制讯号的控制来取代第一实施例的控制开关5。

如图，该携带式电子产品9的电路装置91具有一讯号输出端911，以经过人手的操控(例如：按压携带式电子产品9的实体按键、或由携带式电子产品9的触控屏幕而触控一虚拟按键)而经由该电路装置91的讯号输出端911输出一控制讯号。

本实用新型具有旁路控制的耐充共振式双向无线充放电装置的第二实施例中，所述电池放电开关单元4的第二节点431电性连接于该讯号输出端911，以利用该讯号输出端911所输出的控制讯号来让逻辑控制单元1(经由第三控制脚13)切换为发射模式。

综上所述，本实用新型的具有旁路控制的耐充共振式双向无线充放电装置的特点在于：由超电容特殊的设置位置以及超电容的阻抗低于电池，因此，被充电时会先对超电容充电，从而达到让超电容来抵挡每次充电时的突波问题，相对能避免每次对电池充电所造成的累积式损坏；由控制电池放电开关单元4、第一旁路开关单元4b以及第二旁路开关单元4a的开启或关闭以避免漏电，相对乃具有省电功效；由升降压单元2为一种具有同步整流的升降压单元，较佳地为金属氧化物半导体场效晶体管式同步整流(MOSFET同步整流)，而据以提升升降压的效率；由电池放电开关单元4、 第一旁路开关单元4b以及第二旁路开关单元4a亦使用第一、二金属氧化物半导体场效晶体管44、45来做为逆流防止或做为开关的重要组件，使导通时所损耗的电较低，所以放电效率会较高，从而提升无线充放电效率；由本实用新型具有旁路控制的耐充共振式双向无线充放电装置的整流单元2可将直流讯号转换为交流讯号，或者转换交流讯号为直流讯号，使得共振组件单元7可产生感应磁场，或者根据感应磁场产生感应电流，因而达到双向无线充放电的功效，进一步使设置有本实用新型的具有旁路控制的耐充共振式双向无线充放电装置的携带式电子产品9系无线充电、亦能无线放电。

此外，由本实用新型具有旁路控制的双向无线充放电装置，可在连接外部电源94时，采用外部电源94供电发射模式，并脱离来自电池93的电源以节省电池93的电力消耗，进一步达到延长电池93使用寿命的目的。进一步而言，当侦测无外部电源94时，则启动电池93发射模式，自动以电池93的电力来提供共振组件单元7的发射电力。当侦测到连接外部电源94时，具有旁路控制的双向无线充放电装置可根据比较外部电源94的电压以及逻辑控制单元1默认电压值的结果，选择以旁路电路传送外部电源94的电力。据此，本实用新型具有旁路控制的双向无线充放电装置可达到双向无线充放电、延长电池的使用寿命及增加电力的使用效率的效果。

以上所述，仅为本实用新型的较佳可行实施例而已，非因此即局限本实用新型的专利范围，举凡运用本实用新型说明书及附图内容所为的等效结构变化，均理同包含于本实用新型的权利范围内。

Claims (16)

1.一种具有旁路控制的耐充共振式双向无线充放电装置，应用于一具有电路装置的携带式电子产品，其特征是，该电路装置电性连接有一受电端和一电池，该具有旁路控制的耐充共振式双向无线充放电装置包含：

一逻辑控制单元，具有一电源脚、一侦测脚及复数个控制脚；

一整流单元，具有一输入端、二输出端及复数个控制端，其中该复数个控制端系分别电性连接于该逻辑控制单元的复数个控制脚；

一共振组件单元，电性连接该整流单元的二输出端；

一升降压单元，具有一第一调压端、一第二调压端和两控制端，该第二调压端电性连接于该整流单元的输入端，该两控制端分别电性连接于该逻辑控制单元的第一、二控制脚，该逻辑控制单元的电源脚电性连接于彼此相接的该第二调压端和该输入端；

一电池放电开关单元，具有一入口端、一出口端和一控制端，该入口端和该出口端分别电性连接于该电池的放电端和该升降压单元的第一调压端，该控制端电性连接于该逻辑控制单元的第三控制脚；

一控制开关，其一端电性连接于该电池的放电端，其另端电性连接于该电池放电开关单元的控制端和该逻辑控制单元的第三控制脚；

一第一旁路开关单元，具有一入口端、一出口端和一控制端，该出口端和该入口端分别电性连接于该电路装置的受电端和该升降压单元的第一调压端，该控制端电性连接于该逻辑控制单元的第六控制脚；

一第二旁路开关单元，具有一入口端、一出口端和一控制端，该出口端和该入口端分别电性连接于该电路装置的受电端和该升降压单元的第二调压端，该控制端电性连接于该逻辑控制单元的第五控制脚；以及

一第一超电容，其一电极电性连接于该电路装置的受电端与该第二旁路开关单元出口端及该第一旁路开关单元出口端的连接处，并在该连接处形成一第一节点，其另一电极则接地；

其中该电路装置的受电端电性连接一外部电源。

2.如权利要求1所述具有旁路控制的耐充共振式双向无线充放电装置，其特征是，包含一第二超电容，该第二超电容并联于该电池。

3.如权利要求1所述具有旁路控制的耐充共振式双向无线充放电装置，其特征是，该电路装置具有一保护电路，该保护电路电性连接于该电池与该受电端之间。

4.如权利要求1所述具有旁路控制的耐充共振式双向无线充放电装置，其特征是，其中该升降压单元为一种具有同步整流的升降压单元，且为金属氧化物半导体场效晶体管式同步整流。

5.如权利要求4所述具有旁路控制的耐充共振式双向无线充放电装置，其特征是，该具有同步整流的升降压单元包括一电感和两彼此同向串联的金属氧化物半导体场效晶体管，该两金属氧化物半导体场效晶体管各具一控制极，该两控制极分别电性连接于该升降压单元的两控制端，该两金属氧化物半导体场效晶体管于串联后的一端电性连接于该第二调压端，另端则接地；该电感的一端电性连接于该第一调压端，另端则电性连接于该两金属氧化物半导体场效晶体管之间。

6.如权利要求1所述具有旁路控制的耐充共振式双向无线充放电装置，其特征是，该电池放电开关单元、该第一旁路开关单元及该第二旁路开关单元具有一第一电阻和两彼此相对向串联的金属氧化物半导体场效晶体管，该两金属氧化物半导体场效晶体管于串联后的两端即为所述逆流防止器的入口端和出口端，该两金属氧化物半导体场效晶体管各具一控制极，该两控制极电性连接于该逆流防止器的控制端，该第一电阻的一端电性连接于该两金属氧化物半导体场效晶体管之间，另端亦电性连接于该逆流防止器的控制端。

7.如权利要求6所述具有旁路控制的耐充共振式双向无线充放电装置，其特征是，其中该电池放电开关单元、该第一旁路开关单元及该第二旁路开关单元还具有一晶体管和一第二电阻，该晶体管的第一极电性连接于该两金属氧化物半导体场效晶体管的控制极，该晶体管的第二极接地，该第二电阻电性连接于该晶体管的第三极与该逆流防止器的控制端之间。

8.如权利要求1所述具有旁路控制的耐充共振式双向无线充放电装置，其特征是，该逻辑控制单元的第四控制脚是以回路方式电性连接于第三控制脚。

9.如权利要求1所述具有旁路控制的耐充共振式双向无线充放电装 置，其特征是，该控制开关为一自动复位开关。

10.如权利要求1所述具有旁路控制的耐充共振式双向无线充放电装置，其特征是，包含一电流电压侦测单元，电性连接该逻辑控制单元的该侦测脚、该共振组件单元及该电路装置的该受电端。

11.如权利要求1所述具有旁路控制的耐充共振式双向无线充放电装置，其特征是，其中该整流单元包括至少二个或至少四个晶体管。

12.如权利要求11所述具有旁路控制的耐充共振式双向无线充放电装置，其特征是，该整流单元的该至少二晶体管是以半桥电性连接，该整流单元的该至少四晶体管是以全桥电性连接。

13.如权利要求12所述具有旁路控制的耐充共振式双向无线充放电装置，其特征是，该晶体管包括金属氧化物半导体场效晶体管或氮化镓场效晶体管。

14.如权利要求1所述具有旁路控制的耐充共振式双向无线充放电装置，其特征是，该共振组件单元包括相互电性连接的一电感及一电容。

15.如权利要求14所述具有旁路控制的耐充共振式双向无线充放电装置，其特征是，该共振组件单元的该电感及该电容是以串联或并联连接。

16.如权利要求1所述具有旁路控制的耐充共振式双向无线充放电装置，其特征是，该共振组件单元的交流讯号的频率介于10kHz至10MHz之间。