[發明專利]感應式電源供應器中控制同步整流開關來傳輸數據的裝置

有效

• 申請號: 201210169832.7
• 申請日: 2012-05-28
• 公開（公告）號: CN103457361A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 蔡明球;詹其哲
• 申請（專利權）人: 富達通科技股份有限公司
• 主分類號: H02J17/00
• 分類號: H02J17/00
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識產權代理有限責任公司 11139
• 代理人: 孫皓晨

技術領域

本發明提供一種感應式電源供應器中控制同步整流開關來傳輸數據的裝置，尤指通過受電模塊的受電線圈于進行供電作業中，控制整流與信號反饋電路運作，于短時間內中斷受電功能，使信號由受電線圈反饋到供電線圈，以完成傳輸數據用于目標辨識與功率設定的目的。

背景技術

在電磁感應式電力系統中，最重要的技術問題就是，必須要能識別放置于供電端發射線圈上的物體，感應式電力供電端發送電力能量時，就與烹調用的電磁爐運作原理相同，若直接將此能量打在金屬上，則會發熱造成危險，而為了解決此問題，各廠商紛紛發展在供電端上識別目標的技術，并經過多年的發展，確認通過在供電過程由在受電端接收線圈反饋信號到供電端發射線圈上，解析信號來進行識別為最好的解決方式，為完成在感應線圈上數據傳輸的功能，是系統中最重要的核心技術；然而，在傳送電力的感應線圈上，要穩定傳送數據非常困難，主要信號載波是用在大功率的電力傳輸，但此種傳輸方式則是會受到電源使用中的各種干擾狀況，且這是一種變頻式的控制系統，所以主載波的工作頻率也會不固定；而為了解決數據傳輸困難的問題，亦有廠商推出除原有的感應線圈供應電力之外，另外再建立一個無線通信頻道，例如紅外線、藍芽、RFID標簽、WiFi等，但因額外增加這些通信模塊，卻也導致系統的制造成本增加，形成經濟成本的負擔。

再者，利用感應電力的線圈來傳輸數據，在技術上仍會有些許問題存在，即發送數據與接收數據，其原理如同RFID的數據傳輸方式，由供電端線圈上發送主載波到受電端線圈上，再由受電端電路上控制線圈上的負載變化來進行反饋，所以現行的感應電力設計中為單向傳輸，亦即電力能量（LC振蕩主載波）由供電端發送到受電端，再由受電端反饋數據碼到供電端，而受電端收到供電端的能量只有強弱之分，沒有內含通信成分，且此種數據碼傳送的機制，也只有受電端靠近供電端后，收到足夠的電力能量才能反饋，在供電端未提供能量到受電端的狀況下，并無法進行數據碼傳送，雖僅是不完整的通信機制，但在感應電力系統中卻是非常實用，已滿足了系統所需要的功能；一般供電端辨識受電端為正確目標后，開啟發送能量進行電力傳輸，受電端傳回電力狀況由供電端進行調整。

目前受電端接收電力與數據反饋架構，分別利用電阻式或電容式的設計架構，其中電阻式調制反饋信號的方式，源自被動式RFID技術，利用接收線圈阻抗切換反饋信號到發射線圈進行讀取，而后期為了在較高的功率傳送下減少反饋時間的功率損耗，則發展出電容式調制反饋信號，但這二種方法在信號調制期間，都會增加供電端上的功率輸出，在調制的次數或時間增加時，會損耗更多的功率，如此設計的感應式電源供應器，與現代產品節能訴求的基本原則相違背，前述方法并在調制信號期間，會使受電端上的電路產生電流沖擊，造成功率轉換零件損壞與供電不穩定等問題。

因此，如何改善目前感應式電源供應器的供電端與受電端在傳輸電力時，同時利用感應線圈傳輸數據造成不穩定現象的困擾，而通過其它通信方式傳送數據，也造成受電端或供電端的成本負擔的問題與缺失，即為從事此行業的相關廠商所亟欲研究改善的方向所在。

發明內容

所以，發明人有鑒于上述的問題與缺失，乃搜集相關數據，經由多方評估及考慮，并以從事于此行業累積的多年經驗，經由不斷試作及修改，始研發出本發明。

本發明的主要目的乃在于提供一種感應式電源供應器中控制同步整流開關來傳輸數據的裝置，其包括供電模塊及受電模塊，而供電模塊則包括內建程序的供電微處理器、與供電微處理器電性連接的供電驅動單元、信號解析電路、供電線圈電壓檢測電路、顯示單元、供電單元及供電諧振電容，并由供電諧振電容電性連接供傳送電能、接收數據信號的供電線圈，則相對供電線圈于受電模塊設有與供電線圈進行數據信號傳輸的受電線圈；

該受電模塊為包括內建程序的受電微處理器，且受電微處理器分別電性連接電壓偵測電路、整流與信號反饋電路、斷路保護電路、穩壓電路、受電直流降壓器及受電線圈，而整流與信號反饋電路包括分別與受電線圈的兩端電極電性連接的第一電阻、第一MOSFET組件、第一二極管及第二電阻、第二MOSFET組件、第二二極管，再由第一電阻、第一MOSFET組件電性連接另與受電微處理器電性連接的第三電阻、第三MOSFET組件，并利用第二電阻、第二MOSFET組件電性連接另與受電微處理器電性連接的第四電阻、第四MOSFET組件。