[發(fā)明專利]高功率無(wú)線感應(yīng)式電源供應(yīng)器的電源傳輸方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010215304.1
• 申請(qǐng)日: 2010-06-29
• 公開（公告）號(hào): CN102315692A
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔡明球;詹其哲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 富達(dá)通科技股份有限公司
• 主分類號(hào): H02J17/00
• 分類號(hào): H02J17/00
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11139
• 代理人: 孫皓晨

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是提供一種高功率無(wú)線感應(yīng)式電源供應(yīng)器的電源傳輸方法，尤指供電模塊可利用變頻技術(shù)與多重陣列結(jié)構(gòu)因應(yīng)功率大小做輸出功率調(diào)整，并輸出電磁波能量到受電模塊安全、有效率的進(jìn)行無(wú)線供電。

背景技術(shù)

現(xiàn)今電子科技時(shí)代、網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)的無(wú)遠(yuǎn)弗界，使各種數(shù)位產(chǎn)品充斥在生活中，例如數(shù)碼相機(jī)、移動(dòng)電話、多媒體影音播放器(MP3或MP4、MP5播放器)等各種影像或聲音可攜式電子裝置，且可攜式電子裝置均朝向輕、薄、短、小的理念設(shè)計(jì)。

然，若可攜式電子裝置要達(dá)到隨身攜帶使用首先必須要解決的即是用電的問題，而一般最普遍的方式就是在可攜式電子裝置內(nèi)部裝設(shè)充電電池，使電力耗盡時(shí)能夠重新充電，但是每個(gè)廠牌的可攜式電子裝置規(guī)格不盡相同，且各自都有特定相容的電源供應(yīng)器，每購(gòu)買一臺(tái)可攜式電子裝置便需要搭配一個(gè)相容的電源供應(yīng)器，使其所需花費(fèi)的購(gòu)置成本大幅提高，并造成多臺(tái)可攜式電子裝置的電源供應(yīng)器管理上相當(dāng)不便且占用一定的空間，而不利于收納與攜帶使用。

再者，便有廠商針對(duì)此一問題，研發(fā)出利用電磁波感應(yīng)來(lái)發(fā)送電力的無(wú)線供電裝置，其無(wú)接點(diǎn)電磁波感應(yīng)供電能量方式具有極佳的便利性，所以在市場(chǎng)上一推出即備受矚目，但是目前市面上多款的無(wú)線供電裝置，大多屬于低功率裝置只能運(yùn)用在移動(dòng)電話、數(shù)碼相機(jī)的類低功率裝置，而部份廠商亦有推出對(duì)應(yīng)高功率裝置(如筆記型電腦)的無(wú)線感應(yīng)式電源供應(yīng)器，不過習(xí)用無(wú)線感應(yīng)式電源供應(yīng)器于使用時(shí)，仍存在有諸多缺失，茲分述如下：

1、習(xí)用無(wú)線感應(yīng)式電源供應(yīng)器在系統(tǒng)運(yùn)作時(shí)，電路板與其上配置的電子元件會(huì)發(fā)出熱量，傳輸電力的線圈也會(huì)因發(fā)出熱量而產(chǎn)生安全上的疑慮。

2、習(xí)用無(wú)線感應(yīng)式電源供應(yīng)器的無(wú)線供電系統(tǒng)電路架構(gòu)為包括電力開關(guān)元件、諧振電容，其運(yùn)作頻率亦屬于高頻運(yùn)作，而在目前市面上的電子元件生產(chǎn)技術(shù)的限制下，無(wú)法生產(chǎn)出同時(shí)有高頻運(yùn)作與高功率的開關(guān)元件，即使有也會(huì)因制程困難所造成價(jià)格相當(dāng)昂貴，諧振電容也是同理，所以在電子元件生產(chǎn)技術(shù)限制下，高功率無(wú)線供電裝置中要能量產(chǎn)化實(shí)為困難。

3、習(xí)用無(wú)線感應(yīng)式電源供應(yīng)器的無(wú)線供電發(fā)射與接收感應(yīng)線圈需要精準(zhǔn)對(duì)齊，其供電能量也屬于固定，無(wú)法隨著線圈對(duì)應(yīng)距離與負(fù)載狀況有所調(diào)整，整體無(wú)線供電傳輸效率較差。

4、習(xí)用無(wú)線感應(yīng)式電源供應(yīng)器設(shè)計(jì)上為了使受電端線圈感應(yīng)接收一個(gè)大于目標(biāo)需求的電壓值，再由直流降壓集成電路元件(DC-DCStep-DownIC)將電壓降到目標(biāo)需求的電壓值，由于降壓動(dòng)作也是透過開關(guān)切換完成，其切換過程中便會(huì)產(chǎn)生能量損耗、干擾雜訊以及熱能產(chǎn)生。

是以，上述習(xí)用無(wú)線感應(yīng)式電源供應(yīng)器使用時(shí)仍存在有諸多缺失，且尚有待進(jìn)一步改良的必要，即為本發(fā)明人與從事此行業(yè)者所亟欲改善的方向所在。

發(fā)明內(nèi)容

故，發(fā)明人有鑒于上述習(xí)用電源供應(yīng)器的不足與缺失，乃搜集相關(guān)資料經(jīng)由多方評(píng)估及考量，方以從事此行業(yè)的多年經(jīng)驗(yàn)透過不斷的試作、修改，始設(shè)計(jì)出此種高功率無(wú)線感應(yīng)式電源供應(yīng)器的電源傳輸方法發(fā)明誕生。

本發(fā)明的第一目的乃在于供電模塊的供電微處理器為可透過軟件程序運(yùn)作安全、有效率的進(jìn)行無(wú)線供電，且可偵測(cè)無(wú)線供電系統(tǒng)狀態(tài)，并即時(shí)依負(fù)載狀況進(jìn)行輸出功率調(diào)整，同時(shí)也可進(jìn)行多點(diǎn)電壓與溫度監(jiān)控，當(dāng)系統(tǒng)異常時(shí)自動(dòng)停止運(yùn)作并發(fā)出警示音通知使用者。

本發(fā)明的第二目的乃在于供電模塊為利用二組或二組以上可在高頻下操作的金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)(簡(jiǎn)稱：金氧半場(chǎng)效)晶體管陣列，透過并聯(lián)的方式分散通過的電流，且可降低其電子元件發(fā)熱的現(xiàn)象，并達(dá)到以大功率、大電流下操作，提高傳輸效率；另，金氧半場(chǎng)效晶體管陣列并聯(lián)的方式可獨(dú)立運(yùn)作，在較低的供率需求中可啟動(dòng)較少組的金氧半場(chǎng)效晶體管陣列運(yùn)作，而在較高的供率需求中則可啟動(dòng)較多的金氧半場(chǎng)效晶體管陣列運(yùn)作，進(jìn)而達(dá)到低功率需求時(shí)減少不必要金氧半場(chǎng)效晶體管陣列開關(guān)動(dòng)作的功率損耗，且在高功率輸出時(shí)又有足夠的電流承載能力可以驅(qū)動(dòng)諧振電路。

本發(fā)明的第三目的乃在于供電模塊可利用供電諧振電路并聯(lián)的電容陣列與供電線圈陣列組構(gòu)成低阻抗的諧振回路，并在高功率輸出、大電流的通過下，可有效抑制溫度上升，提高電力傳送的效率，且該電容陣列與供電線圈陣列為利用既有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格品，而可大幅降低生產(chǎn)的成本。