感应式电源供应器的供电模块及其输出功率调节方法技术

本发明专利技术公开了一种用于一感应式电源供应器的供电模块的方法及其供电模块，用来调节该感应式电源供应器的输出功率，该方法包含以一第一驱动信号及一第二驱动信号来驱动该供电模块的一供电线圈运作，并设定该第一驱动信号及该第二驱动信号之间的一相移量；侦测该供电线圈的一线圈信号，以判断该线圈信号中的一波峰位置；根据该第二驱动信号的一信号周期起点及一空载点，判断该波峰位置的一波峰偏移率；以及根据该波峰偏移率，调整该相移量，进而调节输出功率。

Power supply module of induction type power supply and output power regulating method thereof

The invention discloses a method for power supply module and power supply module of an inductive power supply device, used to adjust the output power of induction power supply, the method comprises a coil for operating with a first driving signal and a second drive signal to drive the power supply module, and set the first drive the driving signal and the second signal between a phase shift signal detection of the power supply; a coil coil, to determine a peak position of the coil in the signal; a signal according to the starting point of the second cycle of the driving signal and a no-load point, judge a wave shift of the peak position and peak rate; according to the rate of migration the adjustment, phase shift, and then adjust the output power.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于感应式电源供应器的方法，尤其涉及一种可在感应式电源供应器中进行输出功率调节的方法。
技术介绍
感应式电源供应器包含供电端与受电端，供电端通过驱动电路推动供电线圈产生谐振，进而发出射频电磁波，再通过受电端的线圈接收电磁波能量后进行电性转换，以产生直流电源提供给受电端的负载装置。一般来说，供电端可采用全桥驱动或半桥驱动的方式来运作，全桥驱动代表线圈前端的驱动组件输出两驱动信号到线圈两端，半桥驱动代表驱动组件仅输出一驱动信号到线圈的一端，线圈的另一端则接地或接收定电压。一般来说，在进行全桥驱动时，分别输出到供电线圈两端的两驱动信号是互为反相的方波。在此情形下，当感应式电源供应器的供电端欲进行功率控制时，可通过调整驱动信号的操作频率来改变工作点。请参考图1，图1为感应式电源供应器的线圈谐振曲线的示意图。如图1所示，线圈谐振曲线为线圈运作时线圈信号的弦波振幅与频率的对应关系，其中，线圈谐振曲线包含一最大弦波振幅Amax，其具有最大的输出功率并对应于一工作频率F0，为了避免输出功率过大使系统过载损毁，实务上往往将工作频率控制在大于F0的位置，如图1的F1～F4，其分别对应于弦波振幅A1～A4。由上述可知，当线圈运作在较低的工作频率时，可输出较大的功率；当线圈运作在较高的工作频率时，可输出较小的功率。因此，当感应式电源供应器的负载为空载时，可控制线圈操作在较高的工作频率(如F4)，以使用较低的输出功率(较低的弦波振幅A4)来推动负载，避免多余的功率消耗。当受电端的负载增加使得功率需求提高时，可将工作频率逐渐降低到F3、F2或F1，以提高弦波振幅/输出功率来推动负载。上述调整工作频率的过程是通过受电端与供电端之间的通信来进行，例如，当受电端侦测到负载增大时，可通过信号调制技术将相关数据传送到供电端，供电端取得数据后会提高功率。当供电端调整功率完毕以后，受电端会判断目前的功率是否足以驱动现有负载，若功率仍不足，受电端会再传送信息到供电端，以进一步通知供电端增加输出功率。换言之，当负载变化时，功率的调整往往无法一次到位，需经过供电端与受电端之间数次数据交换以后，才能够调整到最适合的输出功率大小。因此，上述方式往往耗费大量时间，且存在输出电压稳定性不佳的缺点。请参考图2，图2为受电端负载增加的情况下的信号波形图。图2绘出受电端的一输出电压Vout及供电线圈上的一线圈信号Vc的波形。首先，受电端的负载处于轻载或空载的状况，此时输出电压Vout维持在一预定电压而线圈信号Vc振荡的振幅较小。在时间t0，突发性的负载出现使输出电压Vout瞬间下降，由于负载造成的谐振效应，线圈信号Vc的振幅会瞬间提高。当受电端侦测到负载变化时(例如通过输出电压Vout的侦测)，供电端尚未得知此信息而无法立即提高输出功率。此时，受电端会将输出电压Vout的数据进行调制/编码以后传送到供电端(时间t1)，供电端在接收到来自于受电端的调制数据以后，再调整线圈的工作频率以提高输出功率，进而因应负载变化。然而，此时输出功率的提升仍未能使输出电压Vout回到预定电压，因此，受电端持续传送指示提高输出功率的相关数据到供电端(时间t2、t3)，供电端并逐步提高输出功率，直到输出电压Vout到达预定电压为止。一般来说，由于调制数据是周期性地传送，输出功率的调整需经过数个调制信号的传输周期才可使输出电压Vout回到预定电压。此外，若感应式电源供应器欲驱动更大的负载时，需通过振幅较大的方波驱动信号来产生更大的线圈弦波振幅，而较大的驱动信号振幅使得线圈谐振曲线向上平移。请参考图3，图3为感应式电源供应器中不同电压振幅的驱动信号下的线圈谐振曲线的示意图。图3绘出驱动信号的电压为5V及24V的情况。两者相较之下，当驱动信号的电压为24V时，可实现更大的输出功率。在此情形下，当感应式电源供应器处于待机状态时(即负载为空载)，较大的驱动信号往往会产生更多虚功，使得输出功率浪费的情形更加严重，除非其运作在更高的工作频率。然而，受限于驱动组件的性能，驱动信号的频率必然存在着上限，且较高的工作频率意味着更频繁的组件切换，造成组件损耗的速率提高并降低组件寿命。鉴于此，实有必要提出另一种可用于感应式电源供应器的功率调节方法，以实现快速的功率调节，同时避免上述缺点。
技术实现思路
因此，本专利技术的主要目的即在于提供一种可在感应式电源供应器中进行输出功率调节的方法及其感应式电源供应器的供电模块，以实现快速的功率调节，同时降低感应式电源供应器在待机状态之下的功率损耗。本专利技术公开了一种用于一感应式电源供应器的一供电模块的方法，用来调节该感应式电源供应器的一输出功率，该方法包含以一第一驱动信号及一第二驱动信号来驱动该供电模块的一供电线圈运作，并设定该第一驱动信号及该第二驱动信号之间的一相移量；侦测该供电线圈的一线圈信号，以判断该线圈信号中的一波峰位置；根据该第二驱动信号的一信号周期起点及一空载点，判断该波峰位置的一波峰偏移率；以及根据该波峰偏移率，调整该相移量，进而调节该输出功率。本专利技术还公开了一种供电模块，用于一感应式电源供应器，用来调节该感应式电源供应器的一输出功率。该供电模块包含一供电线圈、至少一供电驱动单元、一延迟产生器、一波峰侦测器及一处理器。该至少一供电驱动单元耦接于该供电线圈，可用来发送一第一驱动信号及一第二驱动信号来驱动该供电线圈运作。该延迟产生器耦接于该至少一供电驱动单元中的一供电驱动单元，用来产生一延迟信号并输出该延迟信号到该供电驱动单元。该波峰侦测器耦接于该供电线圈，用来侦测该供电线圈的一线圈信号，以取得该线圈信号中的一波峰信号。该处理器耦接于该至少一供电驱动单元、该延迟产生器及该波峰侦测器，用来执行以下步骤：控制该延迟产生器输出该延迟信号，以设定该第一驱动信号及该第二驱动信号之间的一相移量；从该波峰侦测器取得该波峰信号，并据此判断该线圈信号中的一波峰位置；根据该第二驱动信号的一信号周期起点及一空载点，判断该波峰位置的一波峰偏移率；以及根据该波峰偏移率，调整该相移量，进而调节该输出功率。附图说明图1为感应式电源供应器的线圈谐振曲线的示意图。图2为受电端负载增加的情况下的信号波形图。图3为感应式电源供应器中不同电压振幅的驱动信号下的线圈谐振曲线的示意图。图4为本专利技术实施例一感应式电源供应器的示意图。图5A～5C为本专利技术实施例驱动信号的相移量为零的情况下不同负载所对应的波峰偏移率的波形图。图6为本专利技术实施例通过驱动信号的相位移动来调节感应式电源供应器的输出功率的波形图。图7为感应式电源供应器的负载加重时通过驱动信号的相位移动来调节输出功率的波形图。图8为本专利技术实施例受电端负载增加时增加功率输出的信号波形图。图9为本专利技术实施例一功率调节流程的流程图。图10为本专利技术实施例一功率调节详细流程的流程图。其中，附图标记说明如下：F0～F4工作频率Amax最大弦波振幅A1～A4弦波振幅Vout输出电压Vc线圈信号t0、t1、t2、t3谐振电容400感应式电源供应器1供电模块111处理器112时钟产生器113延迟产生器114A、114B供电驱动单元115谐振电容116供电线圈117磁导体130分压电路133、134分压电阻140波峰侦测器141比较器151数字模拟本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于一感应式电源供应器的一供电模块的方法，用来调节该感应式电源供应器的一输出功率，该方法包含：以一第一驱动信号及一第二驱动信号来驱动该供电模块的一供电线圈运作，并设定该第一驱动信号及该第二驱动信号之间的一相移量；侦测该供电线圈的一线圈信号，以判断该线圈信号中的一波峰位置；根据该第二驱动信号的一信号周期起点及一空载点，判断该波峰位置的一波峰偏移率；以及根据该波峰偏移率，调整该相移量，进而调节该输出功率。

【技术特征摘要】
2016.08.31 TW 1051279991.一种用于一感应式电源供应器的一供电模块的方法，用来调节该感应式电源供应器的一输出功率，该方法包含：以一第一驱动信号及一第二驱动信号来驱动该供电模块的一供电线圈运作，并设定该第一驱动信号及该第二驱动信号之间的一相移量；侦测该供电线圈的一线圈信号，以判断该线圈信号中的一波峰位置；根据该第二驱动信号的一信号周期起点及一空载点，判断该波峰位置的一波峰偏移率；以及根据该波峰偏移率，调整该相移量，进而调节该输出功率。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该空载点为该第二驱动信号的该信号周期起点的后方四分之一周期的位置。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当该第一驱动信号及该第二驱动信号互为反相且该感应式电源供应器为空载时，该波峰位置位于该空载点，且该波峰偏移率为零。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当该第一驱动信号及该第二驱动信号互为反相且该感应式电源供应器为满载时，该波峰位置位于该第二驱动信号的该信号周期起点，且该波峰偏移率为百分之百。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该波峰偏移率的数值等于该波峰偏移率与该空载点的距离除以该信号周期起点与该空载点的距离。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据该波峰偏移率，调整该相移量，进而调节该输出功率的步骤包含：设定一预设波峰偏移范围；当该波峰偏移率大于该预设波峰偏移范围时，降低该相移量，以提高该第一驱动信号及该第二驱动信号的推力，进而降低该波峰偏移率；当该波峰偏移率小于该预设波峰偏移范围时，提高该相移量，以降低该第一驱动信号及该第二驱动信号的推力，进而提高该波峰偏移率；以及当该波峰偏移率位于该预设波峰偏移范围内时，停止调整该相移量。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当该供电模块判断其接收到一噪声或由该感应式电源供应器的一受电模块传输的一数据时，停止调整该相移量。8.一种供电模块，用于一感应式电源供应器，用来调节该感应式电源供应器的一输出功率，该供电模块包含：一供电线圈；至少一供电驱动单元，耦接于该供电线圈，用来发送一第一驱动信号及一第二驱动信号来驱动该供电线圈运作；一延迟产生器，耦接于该至少一供电驱...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡明球，詹其哲，
申请(专利权)人：富达通科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71