近场通讯及无线充电装置与其的切换方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明是有关于一种近场通讯及无线充电装置。
【背景技术】
[0002] 随着无线传输技术的发展，越来越多的可携式（如手持式或穿戴式）电子产品皆 具备无线传输的功能。无线传输技术取代了传统的连接线，通过天线收发电磁波，让电子产 品能够与传输源在无实质接触的情况下进行信号或能量传输。
[0003] 其中无线充电（Wireless Charging)技术与近场通讯（Near Field Communication)技术皆为目前主要的无线传输技术，且基本上都需要各自的天线以收发电 磁波。无线充电是接收电磁波以达到充电效果，而近场通讯则通过耦合电磁波而进行信号 收发。虽然无线传输技术提升了操作的方便性，然而一般的可携式电子产品的空间有限，过 多的无线传输模块及其相对应的天线将会造成组装复杂化，不但会阻碍可携式电子产品的 微型化，并且可能会降低可携式电子产品的性能。
【发明内容】
[0004] 本发明的一方面提供一种近场通讯及无线充电装置，包含线圈、调频模块、近场通 讯模块、无线充电模块与储电装置。线圈用以接收电磁波。调频模块电性连接于线圈。近 场通讯模块包含衰减器与近场通讯控制电路。衰减器用以衰减自调频模块传来的电磁波的 能量。近场通讯控制电路电性连接于衰减器。储电装置电性连接于无线充电模块。电磁波 能够与线圈进行磁耦合，借此线圈将电磁波的信号经由调频模块传递至近场通讯模块，或 将电磁波的能量经由调频模块与无线充电模块传递至储电装置。
[0005] 在一或多个实施方式中，无线充电模块包含整流器与电源管理芯片。整流器用以 将电磁波整流为直流电。电源管理芯片用以将直流电传至储电装置，并管理储电装置的能 量传递。
[0006] 在一或多个实施方式中，无线充电模块还包含开关，电性连接于整流器与电源管 理芯片。开关具有功率阀值。当直流电的功率大于功率阀值，则导通整流器与电源管理芯 片，当直流电的功率小于功率阀值，则开关为断路。
[0007] 在一或多个实施方式中，开关为一单刀单掷开关。
[0008] 在一或多个实施方式中，无线充电模块还包含电压转换器，用以调整直流电的电 压。
[0009] 在一或多个实施方式中，无线充电模块还包含传输收发器，电性连接于电压转换 器，用以与传输源相互通讯，并根据与传输源的通讯结果而决定是否驱动电压转换器。
[0010] 在一或多个实施方式中，无线充电模块包含匹配电路，用以匹配线圈与传输源之 间的阻抗。
[0011] 在一或多个实施方式中，近场通讯模块还包含匹配电路，用以匹配线圈与传输源 之间的阻抗。
[0012] 在一或多个实施方式中，近场通讯及无线充电装置还包含开关，电性连接于调频 模块、近场通讯模块与无线充电模块。
[0013] 在一或多个实施方式中，近场通讯及无线充电装置还包含频率侦测器与控制单 元。频率侦测器电性连接于开关。频率侦测器用以侦测电磁波的操作频率。控制单元电性 连接于频率侦测器与开关。控制单元用以接收频率侦测器所侦测到的操作频率，并根据该 操作频率控制开关，使得开关导通调频模块与近场通讯模块，或者导通调频模块与无线充 电模块。
[0014] 在一或多个实施方式中，调频模块包含第一调频元件与第二调频元件。第一调频 元件电性连接于近场通讯模块与线圈。第二调频元件电性连接于无线充电模块与线圈，其 中第一调频元件的电容值小于第二调频元件的电容值。
[0015] 在一或多个实施方式中，调频模块为可变电容。
[0016] 在一或多个实施方式中，线圈环绕定义出通孔，近场通讯模块、无线充电模块与储 电装置形成一金属区域，且金属区域置于通孔内。
[0017] 在一或多个实施方式中，通孔的截面积沿通孔的轴向而改变。
[0018] 在一或多个实施方式中，近场通讯及无线充电装置还包含第一遮蔽层，置于金属 区域与线圈之间。
[0019] 在一或多个实施方式中，近场通讯及无线充电装置还包含外壳，环绕线圈设置。
[0020] 在一或多个实施方式中，当外壳为金属材质时，近场通讯及无线充电装置还包含 第二遮蔽层，置于外壳与线圈之间。
[0021] 在一或多个实施方式中，第一遮蔽层可当成线圈的载体。
[0022] 在一或多个实施方式中，外壳可当成线圈的载体。
[0023] 在一或多个实施方式中，第二遮蔽层可当成线圈的载体。
[0024] 在一或多个实施方式中，近场通讯及无线充电装置还包含可穿戴结构，使得使用 者能够通过可穿戴结构而穿戴近场通讯及无线充电装置，其中线圈置于近场通讯及无线充 电装置的本体远离使用者的表面。
[0025] 本发明的另一方面提供一种近场通讯与无线充电的切换方法，包含侦测线圈所接 收的电磁波的操作频率。根据该操作频率而选择进行近场通讯模式或无线充电模式。若选 择近场通讯模式，则衰减电磁波的能量后处理电磁波的信息，若选择无线充电模式，则传递 电磁波的能量至储电装置。
[0026] 在一或多个实施方式中，选择近场通讯模式包含与传输源进行传输确认。若确认 为是，则处理电磁波的信号，若确认为否，则停止处理电磁波的信号。
[0027] 在一或多个实施方式中，选择无线充电模式包含与传输源进行传输确认。若确认 为是，则传递电磁波的能量至储电装置，若确认为否，则停止传递电磁波的能量至储电装 置。
[0028] 上述实施方式的近场通讯及无线充电装置能够通过单一线圈而达成近场通讯与 无线充电的功能，因此能大幅缩小近场通讯及无线充电装置的整体厚度及降低设计上的复 杂性。
【附图说明】
[0029] 图1为本发明一实施方式的近场通讯及无线充电装置的功能方块图；
[0030] 图2为本发明另一实施方式的近场通讯及无线充电装置的功能方块图；
[0031] 图3为本发明一实施方式的近场通讯及无线充电装置的切换方法的流程图；
[0032] 图4为本发明另一实施方式的近场通讯及无线充电装置的切换方法的流程图；
[0033] 图5A为本发明一实施方式的近场通讯及无线充电装置的立体图；
[0034] 图5B为图5A的近场通讯及无线充电装置的爆炸图；
[0035] 图6为无线充电源的上视图；
[0036] 图7A与图7B为本发明另二实施方式的线圈的立体图；
[0037] 图8为本发明另一实施方式的近场通讯及无线充电装置与使用者的示意图。
【具体实施方式】
[0038] 以下将以附图揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节 将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就 是说，在本发明部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一 些已知惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式绘示。
[0039] 图1为本发明一实施方式的近场通讯及无线充电装置的功能方块图。近场通讯及 无线充电装置，例如手机、智能手表或具有通讯功能的可携式装置，其至少包含线圈110、调 频模块120、近场通讯模块130、无线充电模块140、储电装置150、显示元件、中央处理器与 触控输入元件等。线圈110用以接收电磁波。调频模块120(例如由电容组成）电性连接 于线圈110。近场通讯模块130包含衰减器132与近场通讯控制电路134。衰减器132用 以衰减自调频模块120传来的电磁波的能量。近场通讯控制电路134电性连接于衰减器 132。储电装置150电性连接于无线充电模块140。电磁波能够与线圈110进行磁耦合，借 此线圈110将电磁波的信号经由调频模块120传递至近场通讯模块130,或将电磁波的能量 经由调频模块120与无线充电模块140传递至储电装置150。可理解的，于本实施方式中， 近场通讯模块130与无线充电模块140是共用线圈110的两个端部。
[0040] 简言之，本实施方式的近场通讯及无线充电装置能够通过单一线圈110而达成近 场通讯与无线充电的功能，因此能大幅缩小近场通讯及无线充电装置的整体厚度及降低设 计上的复杂性。具体而言，因近场通讯与无线充电皆需要由线圈Iio当作天线以与电磁波 耦合，因此本实施方式的近场通讯与无线充电可使用单一线圈110,再利用调频模块120以 改变线圈110的耦合频率。依据不同的耦合频率，电磁波能够传递至近场通讯模块130或 无线充电模块140。其中若电磁波的信号经由线圈110与调频模块120而传递至近场通讯 模块130后，近场通讯模块130的衰减器132能够衰减电磁波的能量（也就是降低磁耦合 的品质因子（Quality Factor))，以避免电磁波的能量饱和而造成信号失真。而经过衰减的 信号便传递至近场通讯控制电路134,以进行近场通讯的信号处理。
[0041] 在本实施方式中，调频模块120包含第一调频元件122与第二调频元件124。第 一调频元件122电性连接于近场通讯模块130与线圈110。第二调频元件124电性连接于 无线充电模块140与线圈110。第一调频元件122的电容值小于第二调频元件124的电容 值。详细而言，第一调频元件122与第