感應(yīng)式電源供應(yīng)器中控制同步整流開關(guān)來傳輸數(shù)據(jù)的裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明為有關(guān)一種感應(yīng)式電源供應(yīng)器中控制同步整流開關(guān)來傳輸數(shù)據(jù)的裝置，在通過供電模塊配置的供電線圈與通過受電模塊配置的受電線圈之間，進(jìn)行電源供應(yīng)傳輸時，控制切斷受電模塊于受電線圈電性連接的整流與信號反饋電路運作，而使受電線圈在短時間內(nèi)中斷受電功能，則造成供電模塊的供電線圈會因失去負(fù)載效應(yīng)，以致供電線圈上的供電載波信號振幅變動，進(jìn)而達(dá)到由受電模塊反饋數(shù)據(jù)信號至供電模塊，并于感應(yīng)式電源供應(yīng)器中受電模塊到供電模塊進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)，用以完成供電作業(yè)中目標(biāo)辨識與功率設(shè)定等目的。
【專利說明】感應(yīng)式電源供應(yīng)器中控制同步整流開關(guān)來傳輸數(shù)據(jù)的裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明提供一種感應(yīng)式電源供應(yīng)器中控制同步整流開關(guān)來傳輸數(shù)據(jù)的裝置，尤指通過受電模塊的受電線圈于進(jìn)行供電作業(yè)中，控制整流與信號反饋電路運作，于短時間內(nèi)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(shù)據(jù)用于目標(biāo)辨識與功率設(shè)定的目的。
【背景技術(shù)】
[0002]在電磁感應(yīng)式電力系統(tǒng)中，最重要的技術(shù)問題就是，必須要能識別放置于供電端發(fā)射線圈上的物體，感應(yīng)式電力供電端發(fā)送電力能量時，就與烹調(diào)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(fā)熱造成危險，而為了解決此問題，各廠商紛紛發(fā)展在供電端上識別目標(biāo)的技術(shù)，并經(jīng)過多年的發(fā)展，確認(rèn)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(fā)射線圈上，解析信號來進(jìn)行識別為最好的解決方式，為完成在感應(yīng)線圈上數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ?，是系統(tǒng)中最重要的核心技術(shù)；然而，在傳送電力的感應(yīng)線圈上，要穩(wěn)定傳送數(shù)據(jù)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(tǒng)，所以主載波的工作頻率也會不固定；而為了解決數(shù)據(jù)傳輸困難的問題，亦有廠商推出除原有的感應(yīng)線圈供應(yīng)電力之外，另外再建立一個無線通信頻道，例如紅外線、藍(lán)芽、RFID標(biāo)簽、WiFi等，但因額外增加這些通信模塊，卻也導(dǎo)致系統(tǒng)的制造成本增加，形成經(jīng)濟(jì)成本的負(fù)擔(dān)。
[0003]再者，利用感應(yīng)電力的線圈來傳輸數(shù)據(jù)，在技術(shù)上仍會有些許問題存在，即發(fā)送數(shù)據(jù)與接收數(shù)據(jù)，其原理如同RFID的數(shù)據(jù)傳輸方式，由供電端線圈上發(fā)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(fù)載變化來進(jìn)行反饋，所以現(xiàn)行的感應(yīng)電力設(shè)計中為單向傳輸，亦即電力能量(LC振蕩主載波)由供電端發(fā)送到受電端，再由受電端反饋數(shù)據(jù)碼到供電端，而受電端收到供電端的能量只有強(qiáng)弱之分，沒有內(nèi)含通信成分，且此種數(shù)據(jù)碼傳送的機(jī)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(jìn)行數(shù)據(jù)碼傳送，雖僅是不完整的通信機(jī)制，但在感應(yīng)電力系統(tǒng)中卻是非常實用，已滿足了系統(tǒng)所需要的功能；一般供電端辨識受電端為正確目標(biāo)后，開啟發(fā)送能量進(jìn)行電力傳輸，受電端傳回電力狀況由供電端進(jìn)行調(diào)整。
[0004]目前受電端接收電力與數(shù)據(jù)反饋架構(gòu)，分別利用電阻式或電容式的設(shè)計架構(gòu)，其中電阻式調(diào)制反饋信號的方式，源自被動式RFID技術(shù)，利用接收線圈阻抗切換反饋信號到發(fā)射線圈進(jìn)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(fā)展出電容式調(diào)制反饋信號，但這二種方法在信號調(diào)制期間，都會增加供電端上的功率輸出，在調(diào)制的次數(shù)或時間增加時，會損耗更多的功率，如此設(shè)計的感應(yīng)式電源供應(yīng)器，與現(xiàn)代產(chǎn)品節(jié)能訴求的基本原則相違背，前述方法并在調(diào)制信號期間，會使受電端上的電路產(chǎn)生電流沖擊，造成功率轉(zhuǎn)換零件損壞與供電不穩(wěn)定等問題。
[0005]因此，如何改善目前感應(yīng)式電源供應(yīng)器的供電端與受電端在傳輸電力時，同時利用感應(yīng)線圈傳輸數(shù)據(jù)造成不穩(wěn)定現(xiàn)象的困擾，而通過其它通信方式傳送數(shù)據(jù)，也造成受電端或供電端的成本負(fù)擔(dān)的問題與缺失，即為從事此行業(yè)的相關(guān)廠商所亟欲研究改善的方向所在。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]所以，發(fā)明人有鑒于上述的問題與缺失，乃搜集相關(guān)數(shù)據(jù)，經(jīng)由多方評估及考慮，并以從事于此行業(yè)累積的多年經(jīng)驗，經(jīng)由不斷試作及修改，始研發(fā)出本發(fā)明。
[0007]本發(fā)明的主要目的乃在于提供一種感應(yīng)式電源供應(yīng)器中控制同步整流開關(guān)來傳輸數(shù)據(jù)的裝置，其包括供電模塊及受電模塊，而供電模塊則包括內(nèi)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(qū)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(shù)據(jù)信號的供電線圈，則相對供電線圈于受電模塊設(shè)有與供電線圈進(jìn)行數(shù)據(jù)信號傳輸?shù)氖茈娋€圈；
[0008]該受電模塊為包括內(nèi)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(hù)電路、穩(wěn)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。
[0009]本發(fā)明的次要目的乃在于該在通過供電模塊配置的供電線圈與通過受電模塊配置的受電線圈之間，進(jìn)行電源供應(yīng)傳輸時，控制受電模塊于受電線圈電性連接的整流電路開關(guān)運作，而使受電線圈在短時間內(nèi)中斷受電功能，則造成供電模塊的供電線圈會因失去負(fù)載效應(yīng)，以致供電線圈上的供電載波信號振幅變動，進(jìn)而達(dá)到由受電模塊傳輸數(shù)據(jù)信號至供電模塊，并于感應(yīng)式電源供應(yīng)器中受電模塊到供電模塊進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)用以完成供電作業(yè)中目標(biāo)辨識與功率設(shè)定等目的。
[0010]本發(fā)明的再一目的乃在于該受電模塊為包括內(nèi)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(hù)電路、穩(wěn)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正、負(fù)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。
[0011]本發(fā)明的另一目的乃在于該感應(yīng)式電源供應(yīng)器中，供電線圈與受電線圈于感應(yīng)傳送電力期間，電流傳送的方向是由供電模塊感應(yīng)到受電模塊，將受電模塊視為一個負(fù)載，而這個負(fù)載汲取的電流來自供電線圈上，其電流大小會影響供電線圈上的振幅變化，設(shè)計在受電模塊的整流與信號反饋電路中設(shè)置控制開關(guān)，利用極短時間的切斷整流與信號反饋電路運作，使供電模塊短時間失去負(fù)載，在于供電期間電力傳送時，會造成供電線圈上的振幅因失去負(fù)載效應(yīng)而產(chǎn)生空轉(zhuǎn)現(xiàn)象，使信號振幅縮小，當(dāng)整流與信號反饋電路再次開啟導(dǎo)通時，由于之前段時間中斷電力傳送使后端的整流與信號反饋電容電力下降，在整流與信號反饋電路導(dǎo)通后，整流與信號反饋電容因充電效應(yīng)而汲取更多電流而使供電線圈上的振幅加大，利用此效應(yīng)即可由受電模塊反饋信號到供電模塊來傳輸數(shù)據(jù)的功能，在反饋信號期間并沒有多余的功率被損耗，且受電模塊只有在短時間內(nèi)失去電力供應(yīng)，但沒有零件需要承受電流沖擊，可以避免零組件的損壞。
[0012]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開一種感應(yīng)式電源供應(yīng)器中控制同步整流開關(guān)來傳輸數(shù)據(jù)的裝置，其中:包括供電模塊及受電模塊，而供電模塊則包括內(nèi)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(qū)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(shù)據(jù)信號的供電線圈，則相對供電線圈于受電模塊設(shè)有與供電線圈進(jìn)行數(shù)據(jù)信號傳輸?shù)氖茈娋€圈；
[0013]該受電模塊為包括內(nèi)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(hù)電路、穩(wěn)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。
[0014]所述的感應(yīng)式電源供應(yīng)器中控制同步整流開關(guān)來傳輸數(shù)據(jù)的裝置，其中，該受電模塊的第一電阻、第二電阻、第一二極管、第二二極管并聯(lián)整流與信號反饋電容，再電性連接于受電諧振電容及受電線圈、電壓偵測電路。
[0015]所述的感應(yīng)式電源供應(yīng)器中控制同步整流開關(guān)來傳輸數(shù)據(jù)的裝置，其中，該受電模塊的第三MOSFET組件電性連接于受電微處理器的第二數(shù)據(jù)信號引腳、第四MOSFET組件電性連接于受電微處理器的第一數(shù)據(jù)信號弓I腳。
[0016]所述的感應(yīng)式電源供應(yīng)器中控制同步整流開關(guān)來傳輸數(shù)據(jù)的裝置，其中，該受電模塊的第一 MOSFET組件、第二 MOSFET組件，分別為用作整流器的N溝道MOSFET組件；第三MOSFET組件、第四MOSFET組件，則分別為用作開關(guān)組件的N溝道MOSFET組件。
[0017]所述的感應(yīng)式電源供應(yīng)器中控制同步整流開關(guān)來傳輸數(shù)據(jù)的裝置，其中，該供電模塊的供電微處理器分別電性連接供電驅(qū)動單元、信號解析電路、供電線圈電壓檢測電路、顯示單元及供電單元，并利用供電驅(qū)動單元電性連接供電諧振電容及供電線圈。
[0018]所述的感應(yīng)式電源供應(yīng)器中控制同步整流開關(guān)來傳輸數(shù)據(jù)的裝置，其中，該供電驅(qū)動單元包括電性連接供電微處理器的MOSFET驅(qū)動器，且MOSFET驅(qū)動器并分別電性連接高端MOSFET組件、低端MOSFET組件，再通過高端MOSFET組件、低端MOSFET組件電性連接供電諧振電容及供電線圈，并且高端MOSFET組件電性連接至供電單元。
[0019]所述的感應(yīng)式電源供應(yīng)器中控制同步整流開關(guān)來傳輸數(shù)據(jù)的裝置，其中，該信號解析電路包括一個或一個以上的供電電阻、一個或一個以上的供電電容及整流二極管。
[0020]所述的感應(yīng)式電源供應(yīng)器中控制同步整流開關(guān)來傳輸數(shù)據(jù)的裝置，其中，該信號解析電路的一個或一個以上的供電電阻、一個或一個以上的供電電容，呈串聯(lián)或并聯(lián)方式電性連接。
[0021]所述的感應(yīng)式電源供應(yīng)器中控制同步整流開關(guān)來傳輸數(shù)據(jù)的裝置，其中，該供電線圈電壓檢測電路包括呈并聯(lián)的供電線圈電壓檢測電容與第一供電線圈電壓檢測電阻，而并聯(lián)的供電線圈電壓檢測電容與第一供電線圈電壓檢測電阻在分別電性連接于供電微處理器、呈串聯(lián)的第二供電線圈電壓檢測電阻及供電線圈電壓檢測二極管，再利用串聯(lián)的第二電阻及供電線圈電壓檢測二極管分別電性連接至供電諧振電容與信號解析電路。[0022]所述的感應(yīng)式電源供應(yīng)器中控制同步整流開關(guān)來傳輸數(shù)據(jù)的裝置，其中，該供電單元包括供電源、呈串聯(lián)的偵測用分壓電阻及供電直流降壓器，并分別電性連接于供電微處理器與供電驅(qū)動單元。
[0023]所述的感應(yīng)式電源供應(yīng)器中控制同步整流開關(guān)來傳輸數(shù)據(jù)的裝置，其中，其受電模塊可操作于調(diào)制全波反饋信號或調(diào)制半波反饋信號。
[0024]本發(fā)明的主要技術(shù)效果乃在于提供一種感應(yīng)式電源供應(yīng)器中控制同步整流開關(guān)來傳輸數(shù)據(jù)的裝置，其包括供電模塊及受電模塊，而供電模塊則包括內(nèi)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(qū)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(shù)據(jù)信號的供電線圈，則相對供電線圈于受電模塊設(shè)有與供電線圈進(jìn)行數(shù)據(jù)信號傳輸?shù)氖茈娋€圈；
[0025]該受電模塊為包括內(nèi)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(hù)電路、穩(wěn)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。
[0026]本發(fā)明的次要有益效果乃在于該在通過供電模塊配置的供電線圈與通過受電模塊配置的受電線圈之間，進(jìn)行電源供應(yīng)傳輸時，控制受電模塊于受電線圈電性連接的整流電路開關(guān)運作，而使受電線圈在短時間內(nèi)中斷受電功能，則造成供電模塊的供電線圈會因失去負(fù)載效應(yīng)，以致供電線圈上的供電載波信號振幅變動，進(jìn)而達(dá)到由受電模塊傳輸數(shù)據(jù)信號至供電模塊，并于感應(yīng)式電源供應(yīng)器中受電模塊到供電模塊進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)用以完成供電作業(yè)中目標(biāo)辨識與功率設(shè)定等目的。
[0027]本發(fā)明的再一有益效果乃在于該受電模塊為包括內(nèi)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(hù)電路、穩(wěn)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正、負(fù)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。
[0028]本發(fā)明的另一有益效果乃在于該感應(yīng)式電源供應(yīng)器中，供電線圈與受電線圈于感應(yīng)傳送電力期間，電流傳送的方向是由供電模塊感應(yīng)到受電模塊，將受電模塊視為一個負(fù)載，而這個負(fù)載汲取的電流來自供電線圈上，其電流大小會影響供電線圈上的振幅變化，設(shè)計在受電模塊的整流與信號反饋電路中設(shè)置控制開關(guān)，利用極短時間的切斷整流與信號反饋電路運作，使供電模塊短時間失去負(fù)載，在于供電期間電力傳送時，會造成供電線圈上的振幅因失去負(fù)載效應(yīng)而產(chǎn)生空轉(zhuǎn)現(xiàn)象，使信號振幅縮小，當(dāng)整流與信號反饋電路再次開啟導(dǎo)通時，由于之前段時間中斷電力傳送使后端的整流與信號反饋電容電力下降，在整流與信號反饋電路導(dǎo)通后，整流與信號反饋電容因充電效應(yīng)而汲取更多電流而使供電線圈上的振幅加大，利用此效應(yīng)即可由受電模塊反饋信號到供電模塊來傳輸數(shù)據(jù)的功能，在反饋信號期間并沒有多余的功率被損耗，且受電模塊只有在短時間內(nèi)失去電力供應(yīng)，但沒有零件需要承受電流沖擊，可以避免零組件的損壞。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1為本發(fā)明供電模塊的簡易電路圖；
[0030]圖2為本發(fā)明受電模塊的簡易電路圖；
[0031]圖3為本發(fā)明受電模塊第一實施例的簡易電路圖；
[0032]圖4為本發(fā)明受電模塊第二實施例的簡易電路圖；
[0033]圖5為本發(fā)明受電模塊第三實施例的簡易電路圖；
[0034]圖6為本發(fā)明受電模塊第四實施例的簡易電路圖；
[0035]圖7為本發(fā)明受電模塊第五實施例的簡易電路圖；
[0036]圖8為本發(fā)明受電模塊第六實施例的簡易電路圖；
[0037]圖9為本發(fā)明的調(diào)制全波反饋信號波形圖；
[0038]圖10為本發(fā)明的調(diào)制反饋信號解析處理波形圖。
[0039]附圖標(biāo)記說明:1_供電模塊；11-供電微處理器；16-供電單元；12-供電驅(qū)動單元；161-供電源；121-M0SFET驅(qū)動器；122~高端MOSFET組件;123_低端MOSFET組件；13-信號解析電路；162-第一供電電壓偵測用分壓電阻；131-供電電阻；163-第二供電電壓偵測用分壓電阻；132-供電電容；164-供電直流降壓器；133-整流二極管；17_供電諧振電容；14-供電線圈電壓檢測電路；171-供電線圈；141a-第一供電線圈電壓檢測電阻；141-第二供電線圈電壓檢測電阻；142-供電線圈電壓檢測電容；143-供電線圈電壓檢測二極管；15_顯示單元；2_受電模塊；21_受電微處理器；237_第四電阻；211_第一數(shù)據(jù)信號引腳；238_第四MOSFET組件；212_第二數(shù)據(jù)信號引腳；239_整流與信號反饋電容；22-電壓偵測電路；24_斷路保護(hù)電路；221_受電電壓偵測用分壓電阻；241_斷路保護(hù)電阻；222_偵測端點；242-P型MOSFET組件；23_整流與信號反饋電路；243_N型MOSFET組件；231-第一電阻；25_穩(wěn)壓電路；2311_第一二極管；251_緩沖用電容；232-第一 MOSFET組件；252_第一受電直流降壓器；233_第二電阻；253_受電輸出端；331_第二二極管；26_第二受電直流降壓器；234-第二 MOSFET組件；27_受電諧振電容；235_第三電阻；271_受電線圈；236_第三MOSFET組件。
【具體實施方式】
[0040]為達(dá)成上述目的及功效，以下結(jié)合附圖和本發(fā)明的較佳實施例，對本發(fā)明上述的和另外的技術(shù)手段、構(gòu)造特征、功能與實施方法作更詳細(xì)的說明。
[0041]請參閱圖1、2所示，為本發(fā)明供電模塊的簡易電路圖、受電模塊的簡易電路圖，由圖中所示可以清楚看出，本發(fā)明的感應(yīng)式電源供應(yīng)器包括供電模塊1、受電模塊2，其中:
[0042]該供電模塊I具有供電微處理器11，于供電微處理器11內(nèi)建有操作程序、控制程序、具有抗噪聲功能的信號解析軟件等相關(guān)的軟件程序，且供電微處理器11分別電性連接供電驅(qū)動單元12、信號解析電路13、供電線圈電壓檢測電路14、顯示單元15、供電單元16,而供電驅(qū)動單元12設(shè)有MOSFET驅(qū)動器121，且MOSFET驅(qū)動器121分別連接于供電微處理器
11、高端MOSFET組件122、低端MOSFET組件123，以通過高端MOSFET組件122、低端MOSFET組件123分別連接至供電諧振電容17，再通過高端MOSFET組件122電性連接供電單元16 ；至于信號解析電路13利用多個呈串、并聯(lián)的供電電阻(第一供電電阻、第二供電電阻……)
131、供電電容(第一供電電容、第二供電電容......)132再串聯(lián)整流二極管133，以通過整流
二極管133電性連接至供電諧振電容17 ;而供電單元16分別連接有供電源161、呈串聯(lián)的二供電電壓偵測用分壓電阻第一供電電壓偵測用分壓電阻162、第二供電電壓偵測用分壓電阻163、供電直流降壓器164，且供電單元16電性連接于供電驅(qū)動單元12 ;并于供電諧振電容17電性連接有可傳送電能、接收數(shù)據(jù)信號的供電線圈171 ;該供電線圈電壓檢測電路14包括呈并聯(lián)的供電線圈電壓檢測電容142與第一供電線圈電壓檢測電阻141a，而并聯(lián)的供電線圈電壓檢測電容142與第一供電線圈電壓檢測電阻141a在分別電性連接于供電微處理器11、呈串聯(lián)的第二供電線圈電壓檢測電阻141及供電線圈電壓檢測二極管143，再利用串聯(lián)的第二供電線圈電壓檢測電阻141及供電線圈電壓檢測二極管143分別電性連接至供電諧振電容17與信號解析電路13。
[0043]該受電模塊2設(shè)有受電微處理器21，受電微處理器21設(shè)有操作程序、控制程序等相關(guān)軟件程序，于受電微處理器21分別電性連接于電壓偵測電路22、整流與信號反饋電路
23、斷路保護(hù)電路24、穩(wěn)壓電路25、第二受電直流降壓器26 ;且電壓偵測電路22具有串聯(lián)式的多個受電電壓偵測用分壓電阻(第一受電電壓偵測用分壓電阻、第二受電電壓偵測用分壓電阻、……)221，并電性連接于受電微處理器21，并利用串聯(lián)式受電電壓偵測用分壓電阻221再分別串聯(lián)偵測端點222、整流與信號反饋電路23、斷路保護(hù)電路24、第二受電直流降壓器26 ;且整流與信號反饋電路23包括第一電阻231、第一 MOSFET組件232、第一二極管2311及第二電阻233、第二 MOSFET組件234、第二二極管2331，且第一二極管2311、第二二極管2331為并聯(lián)至電壓偵測電路22，再由第一電阻231、第一 MOSFET組件232，電性連接第三電阻235、第三MOSFET組件236，且第三MOSFET組件236電性連接至受電微處理器21的第二數(shù)據(jù)信號引腳212，并利用第二電阻233、第二 MOSFET組件234電性連接第四電阻237、第四MOSFET組件238，第四MOSFET組件238，再電性連接于受電微處理器21的第一數(shù)據(jù)信號引腳211，第一二極管2311、第二二極管2331并聯(lián)整流與信號反饋電容239，分別利用第一電阻231、第二電阻233、第一二極管2311、第二二極管2331再電性連接于受電諧振電容27及受電線圈271、電壓偵測電路22 ;而斷路保護(hù)電路24串聯(lián)斷路保護(hù)電阻241、P型MOSFET組件242及N型MOSFET組件243，則利用N型MOSFET組件243，電性連接于受電微處理器21，另利用P型MOSFET組件242，電性連接于穩(wěn)壓電路25的緩沖用電容251、第一受電直流降壓器252，則利用第一受電直流降壓器252電性連接受電輸出端253 ;而電壓偵測電路22、斷路保護(hù)電路24、穩(wěn)壓電路25及第二受電直流降壓器26，分別電性連接于受電微處理器21，并利用電壓偵測電路22、斷路保護(hù)電路24及第二受電直流降壓器26，分別電性連接于整流與信號反饋電路23，再以整流與信號反饋電路23的第一二極管2311、第二二極管2331，電性連接于受電諧振電容27，即由受電諧振電容27電性連接受電線圈271 ;第一 MOSFET組件232、第二 MOSFET組件234，分別為用作整流器的N溝道MOSFET組件；第三MOSFET組件236、第四MOSFET組件238，則分別為用作開關(guān)組件的N溝道MOSFET組件；受電模塊2可操作于調(diào)制全波反饋信號或調(diào)制半波反饋信號。
`[0044]上述本發(fā)明的感應(yīng)式電源供應(yīng)器，利用供電模塊I的供電線圈171與受電模塊2的受電線圈281，在傳送電能期間，也可以同時由受電模塊2反饋信號到供電模塊I進(jìn)行傳送數(shù)據(jù)，且不論傳輸電力的功率的大小，都不會影響數(shù)據(jù)信號的穩(wěn)定傳送；供電線圈171與受電線圈281于感應(yīng)傳送電力期間，電流傳送的方向是由供電模塊I感應(yīng)到受電模塊2，將受電模塊2視為一個負(fù)載，而這個負(fù)載汲取的電流來自供電線圈171上，其電流大小會影響供電線圈171上的振幅變化，設(shè)計在受電模塊2的整流與信號反饋電路23中設(shè)置控制開關(guān)，由受電微處理器21的第一數(shù)據(jù)信號引腳211與第二數(shù)據(jù)信號引腳212，用以控制第三MOSFET組件236與第四MOSFET組件238，進(jìn)行整流與信號反饋電路23的開關(guān)功能，利用極短時間的切斷整流與信號反饋電路23運作，使供電模塊I短時間失去負(fù)載，在于供電期間電力傳送時，會造成供電線圈171上的振幅因失去負(fù)載效應(yīng)而產(chǎn)生空轉(zhuǎn)現(xiàn)象，使信號振幅縮小，當(dāng)整流與信號反饋電路23再次開啟導(dǎo)通時，由于之前段時間中斷電力傳送使后端的整流與信號反饋電容239電力下降，在整流與信號反饋電路23導(dǎo)通后，整流與信號反饋電容239因充電效應(yīng)而汲取更多電流而使供電線圈171上的振幅加大，利用此效應(yīng)即可由受電模塊2反饋信號到供電模塊1，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ埽诜答佇盘柶陂g并沒有多余的功率被損耗，且受電模塊2只有在短時間內(nèi)失去電力供應(yīng)，但沒有零件需要承受電流沖擊，可以避免零組件的損壞。
[0045]請參閱圖1、2、3、4所示，為本發(fā)明供電模塊的簡易電路圖、受電模塊的簡易電路圖、受電模塊第一實施例的簡易電路圖、受電模塊第二實施例的簡易電路圖，其中本發(fā)明的受電模塊2通過半橋式同步整流方式，利用第一二極管2311、第二二極管2331兩個二極管搭配第一 MOSFET組件232、第二 MOSFET組件234兩個N溝道M0SFET，進(jìn)行整流作業(yè)，且兩個位于低端的N溝道MOSFET組件可以降低導(dǎo)通的損耗、且不需要額外的集成電路進(jìn)行控制，每一個整流周期只需要一次電流通過第一二極管2311、第二二極管2331兩個二極管順向壓差的損耗、與電流通過第一 MOSFET組件232、第二 MOSFET組件234兩個N溝道MOSFET組件極低導(dǎo)通電阻損耗，與傳統(tǒng)四個二極管整流相較約降低了一半的整流能量損耗；又整流與信號反饋電路23中，再加入兩個N溝道的第三MOSFET組件236、第四MOSFET組件238作為控制整流電路運作的開關(guān)，以控制整流與信號反饋電路23中同步整流的運作，則在受電模塊2進(jìn)行一般的受電模式運作時，兩個N溝道的第三MOSFET組件236、第四MOSFET組件238的開關(guān)，都處于開路狀態(tài)，并不致影響整流與信號反饋電路23的同步整流運作。
[0046]請參閱圖1、2、3、4所示，為本發(fā)明供電模塊的簡易電路圖、受電模塊的簡易電路圖、受電模塊第一實施例的簡易電路圖、受電模塊第二實施例的簡易電路圖，其中本發(fā)明受電模塊2的受電微處理器21，設(shè)定第一數(shù)據(jù)信號引腳211、第二數(shù)據(jù)信號引腳212均保持低電位狀態(tài)，使第三MOSFET組件236、第四MOSFET組件238均保持開路的狀態(tài)，當(dāng)受電線圈271在接收供電模塊I的供電線圈171傳送的電能后，當(dāng)正半周期間正電流由受電線圈271進(jìn)入，再經(jīng)受電諧振電容27(請同時參閱圖3所示)、正電流回路依序通過第一二極管2311、電壓偵測電路22、斷路保護(hù)電路24至穩(wěn)壓電路25的受電輸出端253，且受電線圈271在正半周期間會產(chǎn)生高電位經(jīng)由第一電阻231、連接到第一 MOSFET組件232的柵極G腳使其導(dǎo)通，使接地電流由第一 MOSFET組件232接地端導(dǎo)出后流向受電線圈271形成一個完整的供電回路。
[0047]又，受電線圈271在接收供電模塊I的供電線圈171傳送的電能后，當(dāng)負(fù)半周期間正電流由受電線圈271進(jìn)入(請同時參閱圖4所示)，正電流回路依序通過第二二極管2331、電壓偵測電路22、斷路保護(hù)電路24至穩(wěn)壓電路25的受電輸出端253，且受電線圈271在負(fù)半周期間會產(chǎn)生高電位經(jīng)由第二電阻233、連接到第二 MOSFET組件234的柵極G腳使其導(dǎo)通，使接地電流由第二 MOSFET組件234接地端導(dǎo)出后，經(jīng)由受電諧振電容27流向受電線圈271形成一個完整的供電回路。以上圖3與圖4說明了在感應(yīng)電源期間整流與信號反饋電路23在不調(diào)制反饋狀態(tài)下的供電運作方式。
[0048]請參閱圖1、2、5、6所示，為本發(fā)明供電模塊的簡易電路圖、受電模塊的簡易電路圖、受電模塊第三實施例的簡易電路圖、受電模塊第四實施例的簡易電路圖，其中受電模塊2的整流與信號反饋電路23，在進(jìn)行調(diào)制半波反饋信號的運作期間，受電微處理器21會將第一數(shù)據(jù)信號211設(shè)定輸出為高電位(通常為受電微處理器21的工作電壓5V(伏特))且將高電位輸入至N溝道第四MOSFET組件238的柵極G腳后，使第四MOSFET組件238開關(guān)呈現(xiàn)導(dǎo)通，即使同步整流用的第二 MOSFET組件234的柵極G腳保持低電位；另第二數(shù)據(jù)信號212保持低電位狀態(tài)，輸入至N溝道第三MOSFET組件236的柵極G腳后，使第三MOSFET組件236保持開路的狀態(tài)。當(dāng)受電線圈271在接收供電模塊I的供電線圈171傳送的電能后，當(dāng)正半周期間正電流由受電線圈271進(jìn)入，再經(jīng)受電諧振電容27 (請同時參閱圖5所示)、正電流回路依序通過第一二極管2311、電壓偵測電路22、斷路保護(hù)電路24至穩(wěn)壓電路25的受電輸出端253，且受電線圈271在正半周期間會產(chǎn)生高電位經(jīng)由第一電阻231、連接到第一 MOSFET組件232的柵極G腳使其導(dǎo)通，使接地電流由第一 MOSFET組件232接地端導(dǎo)出后流向受電線圈271形成一個完整的供電回路。
[0049]又，受電線圈271在接收供電模塊I的供電線圈171傳送的電能后，當(dāng)負(fù)半周期間正電流由受電線圈271進(jìn)入(請同時參閱圖6所示)，且受電線圈271在負(fù)半周期間會產(chǎn)生高電位經(jīng)由第二電阻233、連接到第二MOSFET組件234的柵極G腳，但因為在此控制狀態(tài)下第四MOSFET組件238開關(guān)呈現(xiàn)導(dǎo)通，所以此端點將會保持低電位狀態(tài)，使第二 MOSFET組件234呈現(xiàn)開路的狀態(tài)，無法導(dǎo)通接地電流形成回路，所以在這個整流周期也不能供電至受電輸出端253，此時受電模塊2只有汲取正常供電一半的能量。以上圖5與圖6說明了在感應(yīng)電源期間，整流與信號反饋電路23在進(jìn)行調(diào)制半波反饋信號的運作期間供電運作方式。
[0050]請參閱圖1、2、7、8所示，為本發(fā)明供電模塊的簡易電路圖、受電模塊的簡易電路圖、受電模塊第五實施例的簡易電路圖、受電模塊第六實施例的簡易電路圖，其中本發(fā)明受電模塊2的受電微處理器21，在進(jìn)行調(diào)制全波反饋信號的運作期間，設(shè)定第一數(shù)據(jù)信號引腳211、第二數(shù)據(jù)信號引腳212均保持高電位狀態(tài)(通常為受電微處理器21的工作電壓5V(伏特))，分別輸出至第三MOSFET組件236、第四MOSFET組件238，而使這兩個組件開關(guān)均保持導(dǎo)通的狀態(tài)，進(jìn)而使第一 MOSFET組件232、第二 MOSFET組件234兩個N溝道MOSFET的柵極G腳保持低電位，當(dāng)受電線圈271在接收供電模塊I的供電線圈171傳送的電能后，當(dāng)正半周期與負(fù)半周期間，正電流由受電線圈271進(jìn)入都無法形成供電回路，此時受電模塊2的受電線圈271在供電線圈171是無負(fù)載狀況并不汲取能量。以上圖7與圖8說明了在感應(yīng)電源期間，整流與信號反饋電路23在進(jìn)行調(diào)制全波反饋信號的運作期間供電運作方式。
[0051]請參閱圖1、2、9、10所示，為本發(fā)明供電模塊的簡易電路圖、受電模塊的簡易電路圖、調(diào)制全波反饋信號波形圖、調(diào)制反饋信號解析處理波形圖，由圖中所示可以請楚看出，當(dāng)受電模塊2的整流與信號反饋電路23中第一 MOSFET組件232、第二 MOSFET組件234所構(gòu)成的同步整流的電路，在第一數(shù)據(jù)信號引腳211、第二數(shù)據(jù)信號引腳212均保持高電位狀態(tài)下使第一 MOSFET組件232、第二 MOSFET組件234兩個N溝道MOSFET的柵極G腳保持低電位，使電路呈現(xiàn)斷開(請同時參閱第四、七、八圖所示)的瞬間，會使供電模塊I的供電線圈171上的振幅略降，而在第一 MOSFET組件232、第二 MOSFET組件234同步整流器導(dǎo)通后，時，由于之前段時間中斷電力傳送使后端的整流與信號反饋電容239電力下降，在整流與信號反饋電路23導(dǎo)通后，整流與信號反饋電容239因充電效應(yīng)而汲取更多電流而使供電線圈171上的振幅加大，利用這個效應(yīng)，即可由受電線圈271反饋數(shù)據(jù)信號至供電線圈171，且在受電線圈271進(jìn)行反饋數(shù)據(jù)的調(diào)制作業(yè)中，并不會造成能量的損耗，亦可提高供電線圈171、受電線圈271間電源轉(zhuǎn)換的效率，而在整流與信號反饋電路23進(jìn)行調(diào)制反饋信號期間，供電線圈171上的振幅先縮小后再放大，可以使受電線圈271反饋的數(shù)據(jù)信號，反饋至供電線圈171后，可使供電微處理器11更容易識別，受電線圈271反饋的數(shù)據(jù)信號的數(shù)據(jù)碼傳送亦更穩(wěn)定、提高功率傳送效率的效果。在圖10中說明在供電線圈171上的信號經(jīng)過信號解析電路13處理后，產(chǎn)生清楚的振幅變化，而這個信號再進(jìn)入供電微處理器11，通過具有抗噪聲功能的信號解析軟件處理即可完成接收數(shù)據(jù)信號的功能。
[0052]因此，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，非因此局限本發(fā)明的專利范圍，本發(fā)明感應(yīng)式電源供應(yīng)器中控制同步整流開關(guān)來傳輸數(shù)據(jù)的裝置，其通過供電模塊I的供電微處理器11，通過供電線圈171供應(yīng)電源至受電模塊2的受電線圈281，并由受電模塊2的整流與信號反饋電路23，通過第三MOSFET組件236、第四MOSFET組件238的開關(guān)，在短時間斷開整流與信號反饋電路23、以改變受電線圈271的負(fù)載特性，而使受電線圈271反饋數(shù)據(jù)信號至供電模塊I的供電線圈171，且使供電微處理器11容易辨識數(shù)據(jù)信號的數(shù)據(jù)碼，當(dāng)可達(dá)到供電模塊I在通過供電線圈171與受電模塊2的受電線圈271間傳送電源時，利用整流與信號反饋電路23通過短時間斷開電流，可以同時進(jìn)行數(shù)據(jù)信號的穩(wěn)定傳輸，降低數(shù)據(jù)信號傳輸?shù)膿p耗的目的，在調(diào)制反饋信號期間并不增加供電模塊1、受電模塊2間電力損耗，且可提升感應(yīng)式供電源供應(yīng)器的最大傳送功率的優(yōu)點，故舉凡可達(dá)成前述效果的流程、實施方法等，及相關(guān)的設(shè)備、裝置，皆應(yīng)受本發(fā)明所涵蓋，此種簡易修飾及等效結(jié)構(gòu)變化，均應(yīng)同理包含于本發(fā)明的專利范圍內(nèi)，合予陳明。
[0053]上述本發(fā)明的感應(yīng)式電源供應(yīng)器中控制同步整流開關(guān)來傳輸數(shù)據(jù)的裝置，于實際實施制造作業(yè)時，為可具有下列各項優(yōu)點，如:
[0054](—)供電模塊I的供電線圈171、受電模塊2的受電線圈271,于進(jìn)行電能傳輸時，利用受電模塊2的整流與信號反饋電路23以短時間斷開電流、改變受電線圈271的負(fù)載特性，而使受電模塊271反饋數(shù)據(jù)信號至供電線圈171，并易于辨識傳送的數(shù)據(jù)碼，達(dá)到穩(wěn)定傳輸數(shù)據(jù)信號、提高功率傳送效率的目的。
[0055](二)受電模塊2的受電線圈271在進(jìn)行調(diào)制反饋信號至供電線圈171期間，并不會增加供電線圈171傳送電能的損耗，并可提高電源轉(zhuǎn)換的效率。
[0056]因此，本發(fā)明為主要針對感應(yīng)式電源供應(yīng)器中控制同步整流開關(guān)來傳輸數(shù)據(jù)的裝置設(shè)計，為通過受電模塊的同步整流與信號反饋電路，在供電模塊的供電線圈與受電線圈間傳輸電能時，利用同步整流與信號反饋電路于短時間的斷開運作、改變供電線圈的振幅，使受電線圈反饋數(shù)據(jù)信號至供電線圈，而達(dá)到供電模塊供電至受電模塊的電源傳送中、亦可穩(wěn)定反饋數(shù)據(jù)信號為主要保護(hù)重點，且提高電源轉(zhuǎn)換的效率，并使反饋傳輸數(shù)據(jù)信號的數(shù)據(jù)碼易于辨識的功能、提高功率傳輸?shù)男?，但是，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，對本發(fā)明而言只是說明性的，而非限制性的，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解，在不脫離以下所附權(quán)利要求所限定的精神和范圍的情況下，可做出許多修改，變化，或等效，但都將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0057]綜上所述，本發(fā)明上述感應(yīng)式電源供應(yīng)器中控制同步整流開關(guān)來傳輸數(shù)據(jù)的裝置于實際實施、應(yīng)用時，為確實能達(dá)到其功效及目的，故本發(fā)明誠為一實用性優(yōu)異的研發(fā)，為符合發(fā)明專利的申請要件，故依法提出申請，盼審委早日賜準(zhǔn)本案，以保障發(fā)明人的辛苦研發(fā)，倘若鈞局審委有任何稽疑，請不吝來函指示，發(fā)明人定當(dāng)竭力配合，實感德便。
【權(quán)利要求】
1.一種感應(yīng)式電源供應(yīng)器中控制同步整流開關(guān)來傳輸數(shù)據(jù)的裝置，其特征在于:包括供電模塊及受電模塊，而供電模塊則包括內(nèi)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(qū)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(shù)據(jù)信號的供電線圈，則相對供電線圈于受電模塊設(shè)有與供電線圈進(jìn)行數(shù)據(jù)信號傳輸?shù)氖茈娋€圈； 該受電模塊為包括內(nèi)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(hù)電路、穩(wěn)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。
2.如權(quán)利要求1所述的感應(yīng)式電源供應(yīng)器中控制同步整流開關(guān)來傳輸數(shù)據(jù)的裝置，其特征在于，該受電模塊的第一電阻、第二電阻、第一二極管、第二二極管并聯(lián)整流與信號反饋電容，再電性連接于受電諧振電容及受電線圈、電壓偵測電路。
3.如權(quán)利要求1所述的感應(yīng)式電源供應(yīng)器中控制同步整流開關(guān)來傳輸數(shù)據(jù)的裝置，其特征在于，該受電模塊的第三MOSFET組件電性連接于受電微處理器的第二數(shù)據(jù)信號引腳、第四MOSFET組件電性連接于受電微處理器的第一數(shù)據(jù)信號引腳。
4.如權(quán)利要求1所述的感應(yīng)式電源供應(yīng)器中控制同步整流開關(guān)來傳輸數(shù)據(jù)的裝置，其特征在于，該受電模塊的第一 MOSFET組件、第二 MOSFET組件，分別為用作整流器的N溝道MOSFET組件；第三MOSFET組件、第四MOSFET組件，則分別為用作開關(guān)組件的N溝道MOSFET組件。
5.如權(quán)利要求1所述的感應(yīng)式電源供應(yīng)器中控制同步整流開關(guān)來傳輸數(shù)據(jù)的裝置，其特征在于，該供電模塊的供電微處理器分別電性連接供電驅(qū)動單元、信號解析電路、供電線圈電壓檢測電路、顯示單元及供電單元，并利用供電驅(qū)動單元電性連接供電諧振電容及供電線圈。
6.如權(quán)利要求5所述的感應(yīng)式電源供應(yīng)器中控制同步整流開關(guān)來傳輸數(shù)據(jù)的裝置，其特征在于，該供電驅(qū)動單元包括電性連接供電微處理器的MOSFET驅(qū)動器，且MOSFET驅(qū)動器并分別電性連接高端MOSFET組件、低端MOSFET組件，再通過高端MOSFET組件、低端MOSFET組件電性連接供電諧振電容及供電線圈，并且高端MOSFET組件電性連接至供電單元。
7.如權(quán)利要求5所述的感應(yīng)式電源供應(yīng)器中控制同步整流開關(guān)來傳輸數(shù)據(jù)的裝置，其特征在于，該信號解析電路包括一個或一個以上的供電電阻、一個或一個以上的供電電容及整流二極管。
8.如權(quán)利要求7所述的感應(yīng)式電源供應(yīng)器中控制同步整流開關(guān)來傳輸數(shù)據(jù)的裝置，其特征在于，該信號解析電路的一個或一個以上的供電電阻、一個或一個以上的供電電容，呈串聯(lián)或并聯(lián)方式電性連接。
9.如權(quán)利要求5所述的感應(yīng)式電源供應(yīng)器中控制同步整流開關(guān)來傳輸數(shù)據(jù)的裝置，其特征在于，該供電線圈電壓檢測電路包括呈并聯(lián)的供電線圈電壓檢測電容與第一供電線圈電壓檢測電阻，而并聯(lián)的供電線圈電壓檢測電容與第一供電線圈電壓檢測電阻在分別電性連接于供電微處理器、呈串聯(lián)的第二供電線圈電壓檢測電阻及供電線圈電壓檢測二極管，再利用串聯(lián)的第二電阻及供電線圈電壓檢測二極管分別電性連接至供電諧振電容與信號解析電路。
10.如權(quán)利要求5所述的感應(yīng)式電源供應(yīng)器中控制同步整流開關(guān)來傳輸數(shù)據(jù)的裝置，其特征在于，該供電單元包括供電源、呈串聯(lián)的偵測用分壓電阻及供電直流降壓器，并分別電性連接于供電微處理器與供電驅(qū)動單元。
11.如權(quán)利要求1所述的感應(yīng)式電源供應(yīng)器中控制同步整流開關(guān)來傳輸數(shù)據(jù)的裝置，其特征在于，其受電模塊可操作于調(diào) 制全波反饋信號或調(diào)制半波反饋信號。
【文檔編號】H02J17/00GK103457361SQ201210169832
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2012年5月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月28日
【發(fā)明者】蔡明球, 詹其哲 申請人:富達(dá)通科技股份有限公司