無(wú)線電能傳輸裝置與方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種無(wú)線電能傳輸裝置與方法，用以提供電能至一遠(yuǎn)端裝置。在所述無(wú)線電能傳輸方法中，首先使能無(wú)線傳輸模組中第一主線圈以傳輸?shù)谝浑娔苤吝h(yuǎn)端裝置，第一主線圈依據(jù)第一主線圈與遠(yuǎn)端裝置的相對(duì)位置感應(yīng)有第一感應(yīng)信號(hào)。以及，使能無(wú)線傳輸模組中第二主線圈以傳輸?shù)诙娔苤吝h(yuǎn)端裝置，第二主線圈依據(jù)第二主線圈與遠(yuǎn)端裝置的相對(duì)位置感應(yīng)有第二感應(yīng)信號(hào)。并且，依據(jù)第一感應(yīng)信號(hào)及第二感應(yīng)信號(hào)調(diào)整第一電能和/或第二電能的大小。本發(fā)明改善了遠(yuǎn)端裝置與無(wú)線電能傳輸裝置對(duì)位不準(zhǔn)確或者位置偏移時(shí)，供電效率低落的問(wèn)題。
【專(zhuān)利說(shuō)明】無(wú)線電能傳輸裝置與方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種無(wú)線電能傳輸裝置與方法，特別是一種使用多個(gè)線圈供電的無(wú)線 電能傳輸裝置與方法。
【背景技術(shù)】
[0002] -般來(lái)說(shuō)，顯示裝置的設(shè)置地點(diǎn)應(yīng)以方便使用者觀看為主，但是較佳的設(shè)置地點(diǎn) 往往不一定有電源插座可供使用，且會(huì)面臨電源線可能影響美觀的問(wèn)題。舉日常生活中的 實(shí)際例子來(lái)說(shuō)，假設(shè)預(yù)定將電視掛設(shè)在墻的正中央，而電源插座在墻的底部，除了可能需要 另外使用延長(zhǎng)線，電視的電源線也將面臨無(wú)處隱藏的窘境。
[0003] 為了解決前述電視不易連接至電源插座的問(wèn)題，業(yè)界提出了非接觸式供電的手 段。然而，非接觸式供電的技術(shù)中，電視與電源供電端需要被設(shè)置在精確的位置，若產(chǎn)生對(duì) 位不準(zhǔn)確或者位置偏移的問(wèn)題，供電效率會(huì)大幅降低，且使得傳遞功率不足。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 有鑒于以上的問(wèn)題，本發(fā)明提出一種無(wú)線電能傳輸裝置與方法，可通過(guò)調(diào)整無(wú)線 電能傳輸裝置中多個(gè)線圈供電的電能，改善遠(yuǎn)端裝置與無(wú)線電能傳輸裝置對(duì)位不準(zhǔn)確或者 位置偏移時(shí)，供電效率低下的問(wèn)題。
[0005] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種無(wú)線電能傳輸方法，用以提供電能至一遠(yuǎn)端裝置。在所述 無(wú)線電能傳輸方法中，首先使能無(wú)線傳輸模組中第一主線圈以傳輸?shù)谝浑娔苤吝h(yuǎn)端裝置， 第一主線圈依據(jù)第一主線圈與遠(yuǎn)端裝置的相對(duì)位置感應(yīng)有第一感應(yīng)信號(hào)。以及，使能無(wú)線 傳輸模組中第二主線圈以傳輸?shù)诙娔苤吝h(yuǎn)端裝置，第二主線圈依據(jù)第二主線圈與遠(yuǎn)端裝 置的相對(duì)位置感應(yīng)有第二感應(yīng)信號(hào)。并且，依據(jù)第一感應(yīng)信號(hào)及第二感應(yīng)信號(hào)調(diào)整第一電 能及/或第二電能的大小。
[0006] 依據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例，在依據(jù)第一感應(yīng)信號(hào)及第二感應(yīng)信號(hào)調(diào)整第一電能及/ 或第二電能的大小的步驟中，首先分別換算第一感應(yīng)信號(hào)以及第二感應(yīng)信號(hào)，以產(chǎn)生第一 數(shù)值與第二數(shù)值。接著，至少依據(jù)第一數(shù)值與第二數(shù)值，計(jì)算第一比例關(guān)系。接著，依據(jù)第 一比例關(guān)系以控制驅(qū)動(dòng)模組的多個(gè)開(kāi)關(guān)。在此，在依據(jù)第一比例關(guān)系以控制驅(qū)動(dòng)模組的些 開(kāi)關(guān)的步驟中，依據(jù)第一比例關(guān)系更改所述多個(gè)開(kāi)關(guān)的占空比（duty ratio)，以改變第一 電流路徑或第二電流路徑的導(dǎo)通時(shí)間，其中第一電流路為使能第一主線圈的電流路徑，第 二電流路徑為使能第二主線圈的電流路徑。此外，更依據(jù)第一比例關(guān)系查找開(kāi)關(guān)使能對(duì)照 表以更改所述多個(gè)開(kāi)關(guān)的占空比。
[0007] 依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，在分別換算第一感應(yīng)信號(hào)以及第二感應(yīng)信號(hào)，以產(chǎn)生第 一數(shù)值與第二數(shù)值的步驟中，首先分別對(duì)第一感應(yīng)信號(hào)的電壓信號(hào)和第一感應(yīng)信號(hào)的電流 信號(hào)以加權(quán)方式計(jì)算，以產(chǎn)生第一數(shù)值。以及，分別對(duì)第二感應(yīng)信號(hào)的電壓信號(hào)和第二感應(yīng) 信號(hào)的電流信號(hào)以加權(quán)方式計(jì)算，以產(chǎn)生第二數(shù)值。
[0008] 另外，本發(fā)明再一實(shí)施例提供一種無(wú)線電能傳輸裝置，用以提供電能至遠(yuǎn)端裝置。 所述無(wú)線電能傳輸裝置具有無(wú)線傳輸模組、驅(qū)動(dòng)模組以及傳輸控制單元。無(wú)線傳輸模組具 有第一主線圈與第二主線圈，第一主線圈用以傳輸?shù)谝浑娔苤吝h(yuǎn)端裝置，并依據(jù)第一主線 圈與遠(yuǎn)端裝置的相對(duì)位置感應(yīng)有第一感應(yīng)信號(hào)，第二主線圈用以傳輸?shù)诙娔苤吝h(yuǎn)端裝 置，并依據(jù)第二主線圈與遠(yuǎn)端裝置的相對(duì)位置感應(yīng)有第二感應(yīng)信號(hào)。驅(qū)動(dòng)模組電性連接無(wú) 線傳輸模組，用以分別使能無(wú)線傳輸模組中第一主線圈及第二主線圈。傳輸控制單元用以 依據(jù)第一感應(yīng)信號(hào)及第二感應(yīng)信號(hào)控制驅(qū)動(dòng)模組，以調(diào)整第一電能和/或第二電能的大 小。
[0009] 依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，驅(qū)動(dòng)模組包含第一至第四開(kāi)關(guān)，第一及第二開(kāi)關(guān)電性連 接第一主線圈，用以控制第一主線圈兩端的電壓，第三及第四開(kāi)關(guān)電性連接第二主線圈，用 以控制第二主線圈的電壓。傳輸控制單元更依據(jù)第一感應(yīng)信號(hào)及第二感應(yīng)信號(hào)控制第一至 第四開(kāi)關(guān)的占空比以調(diào)整第一電能和/或第二電能的大小。
[0010] 依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，傳輸控制單元具有信號(hào)轉(zhuǎn)換單元與信號(hào)控制單元。信號(hào) 轉(zhuǎn)換單元電性連接無(wú)線傳輸模組，用以分別換算第一感應(yīng)信號(hào)以及第二感應(yīng)信號(hào)，以產(chǎn)生 第一數(shù)值與第二數(shù)值。信號(hào)控制單元電性連接信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，至少依據(jù)第一數(shù)值與第二數(shù) 值，計(jì)算第一比例關(guān)系，且信號(hào)控制單元依據(jù)第一比例關(guān)系控制驅(qū)動(dòng)模組的多個(gè)開(kāi)關(guān)。在 此，信號(hào)控制單元系依據(jù)第一比例關(guān)系更改所述多個(gè)開(kāi)關(guān)的占空比（duty ratio)，以改變 第一電流路徑或第二電流路徑的導(dǎo)通時(shí)間，其中第一電流路徑為使能第一主線圈的電流路 徑，第二電流路徑為使能第二主線圈的電流路徑。此外，信號(hào)控制單元更依據(jù)第一比例關(guān)系 查找開(kāi)關(guān)使能對(duì)照表以更改所述多個(gè)開(kāi)關(guān)的占空比。
[0011] 依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，其中信號(hào)轉(zhuǎn)換單元更用以分別對(duì)第一感應(yīng)信號(hào)的電壓信 號(hào)和第一感應(yīng)信號(hào)的電流信號(hào)以加權(quán)方式計(jì)算，以產(chǎn)生第一數(shù)值，以及分別對(duì)第二感應(yīng)信 號(hào)的電壓信號(hào)和第二感應(yīng)信號(hào)的電流信號(hào)以加權(quán)方式，以產(chǎn)生第二數(shù)值。
[0012] 綜上所述，本發(fā)明所揭露的無(wú)線電能傳輸裝置與方法，通過(guò)偵測(cè)無(wú)線電能傳輸裝 置中多個(gè)線圈的感應(yīng)信號(hào)，計(jì)算出多個(gè)線圈的感應(yīng)信號(hào)的比例關(guān)系，從而依據(jù)所述比例關(guān) 系決定提供給對(duì)應(yīng)線圈的電能大小。借此，本發(fā)明改善了遠(yuǎn)端裝置與無(wú)線電能傳輸裝置對(duì) 位不準(zhǔn)確或者位置偏移時(shí)，供電效率低落的問(wèn)題。
[0013] 以上關(guān)于本揭露內(nèi)容的說(shuō)明及以下的實(shí)施方式的說(shuō)明系用以示范與解釋本發(fā)明 的精神與原理，并且提供本發(fā)明的專(zhuān)利申請(qǐng)范圍更進(jìn)一步的解釋。
【專(zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0014] 圖1為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的無(wú)線電能傳輸裝置的功能方塊圖。
[0015] 圖2為依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的無(wú)線電能傳輸裝置的電路示意圖。
[0016] 圖3A為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的傳輸控制單元的功能方塊圖。
[0017] 圖3B為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的信號(hào)控制單元的功能方塊圖。
[0018] 圖3C為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的信號(hào)控制單元的電路示意圖。
[0019] 圖3D為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的信號(hào)控制單元的功能方塊圖。
[0020] 圖4A為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)信號(hào)占空比的示意圖。
[0021] 圖4B為依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)信號(hào)占空比的示意圖。
[0022] 圖4C為依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)信號(hào)占空比的示意圖。
[0023] 圖5為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的無(wú)線電能傳輸方法的流程圖。
[0024] 圖6為依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的無(wú)線電能傳輸方法的部分流程圖。
[0025] 圖7為依據(jù)本發(fā)明再一實(shí)施例的無(wú)線電能傳輸裝置的電路示意圖。
[0026] 圖8A為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的第一主線圈、第二主線圈、第三主線圈與副線圈的 相對(duì)關(guān)系不意圖。
[0027] 圖8B為依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的第一主線圈、第二主線圈、第三主線圈與副線圈 的相對(duì)關(guān)系不意圖。
[0028] 圖8C為依據(jù)本發(fā)明再一實(shí)施例的第一主線圈、第二主線圈、第三主線圈與副線圈 的相對(duì)關(guān)系不意圖。
[0029] 圖9為依據(jù)本發(fā)明再一實(shí)施例的無(wú)線電能傳輸方法的流程圖。
[0030] [主要元件附圖標(biāo)記說(shuō)明]
[0031] 1:無(wú)線電能傳輸裝置
[0032] 10 :無(wú)線傳輸模組
[0033] 102 :第一主線圈
[0034] 104 :第二主線圈
[0035] 12 :驅(qū)動(dòng)模組
[0036] 122 :直流電源
[0037] 14 :傳輸控制單元
[0038] 142 :信號(hào)轉(zhuǎn)換單元
[0039] 1422a、1422b :整流器
[0040] 1424a、1424b :增益調(diào)整器
[0041] 1426a、1426b :加法器
[0042] 144 :信號(hào)控制單元
[0043] 1442 :比較器
[0044] 1444:占空比決定器
[0045] 1446 :驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器
[0046] 2 :遠(yuǎn)端裝置
[0047] 202 :副線圈
[0048] 3:無(wú)線電能傳輸裝置
[0049] 30 :無(wú)線傳輸模組
[0050] 302 :第一主線圈
[0051] 304:第二主線圈
[0052] 306 :第三主線圈
[0053] 32 :驅(qū)動(dòng)模組
[0054] 322 :直流電源
[0055] 34 :傳輸控制單元
[0056] 342 :信號(hào)轉(zhuǎn)換單元
[0057] 344 :信號(hào)控制單元
[0058] C1 ?C3、CS:電容
[0059] D1?D3 :感應(yīng)信號(hào)
[0060] S1 ?S6 :開(kāi)關(guān)
[0061] SVP1?SVP3 :電壓信號(hào)
[0062] SiPl?SiP3 :電流信號(hào)
[0063] VC1 ?VC3 :數(shù)值
[0064] VS1?VS6 :驅(qū)動(dòng)信號(hào)
【具體實(shí)施方式】
[0065] 以下在實(shí)施方式中詳細(xì)敘述本發(fā)明的詳細(xì)特征以及優(yōu)點(diǎn)，其內(nèi)容足以使任何本領(lǐng) 域技術(shù)人員了解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，且依據(jù)本說(shuō)明書(shū)所揭露的內(nèi)容、申請(qǐng)專(zhuān)利 范圍及圖式，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員可輕易地理解本發(fā)明相關(guān)的目的及優(yōu)點(diǎn)。以下的實(shí)施例 進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的觀點(diǎn)，但非以任何觀點(diǎn)限制本發(fā)明的范圍。
[0066] 請(qǐng)參考第1圖，第1圖為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的無(wú)線電能傳輸裝置的功能方塊圖。 如第1圖所示，無(wú)線電能傳輸裝置1用以提供電能至遠(yuǎn)端裝置2,且本實(shí)施例的精神是在無(wú) 線電能傳輸裝置1能夠主動(dòng)偵測(cè)出遠(yuǎn)端裝置2對(duì)位不準(zhǔn)確的問(wèn)題，并據(jù)以調(diào)整傳輸至遠(yuǎn)端 裝置2的電能。遠(yuǎn)端裝置2可以例如為手持通訊裝置、平板電腦、電視機(jī)或其他家電等。
[0067] 無(wú)線電能傳輸裝置1具有無(wú)線傳輸模組10、驅(qū)動(dòng)模組12以及傳輸控制單元14。無(wú) 線傳輸模組10具有第一主線圈（未繪示在圖1)與第二主線圈（未繪示在圖1)，第一主線 圈與第二主線圈分別用以傳輸?shù)谝浑娔芘c第二電能至遠(yuǎn)端裝置2。在此，無(wú)線傳輸模組10 依據(jù)第一主線圈與遠(yuǎn)端裝置2的相對(duì)位置感應(yīng)有第一感應(yīng)信號(hào)，并依據(jù)第二主線圈與遠(yuǎn)端 裝置2的相對(duì)位置感應(yīng)有第二感應(yīng)信號(hào)。
[0068] 在實(shí)務(wù)上，遠(yuǎn)端裝置2具有副線圈（未繪示在圖1)，第一主線圈與第二主線圈系做 為一次側(cè)的感應(yīng)線圈，而遠(yuǎn)端裝置2的副線圈系做為二次側(cè)的感應(yīng)線圈。也就是說(shuō)，電能系 從一次側(cè)的感應(yīng)線圈傳輸?shù)蕉蝹?cè)的感應(yīng)線圈，且無(wú)線傳輸模組10能夠直接偵測(cè)自己（一 次側(cè)）的感應(yīng)線圈所承載的電壓與電流成分，據(jù)以對(duì)應(yīng)產(chǎn)生感應(yīng)信號(hào)。
[0069] 驅(qū)動(dòng)模組12電性連接無(wú)線傳輸模組10,用以分別使能無(wú)線傳輸模組10中的第一 主線圈及第二主線圈。在實(shí)務(wù)上，驅(qū)動(dòng)模組12系用以選擇性地導(dǎo)通電能至第一主線圈及第 二主線圈，據(jù)以提供電壓與電流給第一主線圈及第二主線圈。此外，傳輸控制單元14用以 依據(jù)第一感應(yīng)信號(hào)及第二感應(yīng)信號(hào)控制驅(qū)動(dòng)模組12,以調(diào)整第一電能和/或第二電能的大 小。在原理上，傳輸控制單元14系依據(jù)第一感應(yīng)信號(hào)及第二感應(yīng)信號(hào)，分別計(jì)算第一主線 圈及第二主線圈對(duì)遠(yuǎn)端裝置2的副線圈的感應(yīng)磁場(chǎng)強(qiáng)度關(guān)系。舉例來(lái)說(shuō)，所述感應(yīng)磁場(chǎng)強(qiáng) 度關(guān)系應(yīng)用線圈耦合關(guān)系與線圈互感關(guān)系加以判斷，在所屬【技術(shù)領(lǐng)域】具有通常知識(shí)者應(yīng)可 以明白，本實(shí)施例在此不予贅述。
[0070] 以實(shí)際的電路結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，請(qǐng)參考圖2,圖2系依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的無(wú)線電能傳 輸裝置的電路示意圖。如圖所示，無(wú)線傳輸模組10中除了第一主線圈102及第二主線圈 104之外，第一主線圈102還可串聯(lián)可調(diào)式電容（諧振補(bǔ)償電容）C1，而第二主線圈104亦 串聯(lián)可調(diào)式電容（諧振補(bǔ)償電容）C2。在此，可調(diào)式電容C1與C2當(dāng)然也可以用并聯(lián)的方式 分別電性連接第一主線圈102與第二主線圈104,本實(shí)施例在此不加以限制。
[0071] 承接上述，所述可調(diào)式電容C1與C2用以依據(jù)遠(yuǎn)端裝置2的副線圈202的兩端點(diǎn) 的電容值CS，以及副線圈202的電感值而調(diào)整其電容值。在所屬【技術(shù)領(lǐng)域】具有通常知識(shí)者 可知，通過(guò)增加了可調(diào)式電容C1與C2,應(yīng)可以改變第一主線圈102、第二主線圈104與副線 圈202的電磁共振頻率。借此，第一主線圈102、第二主線圈104可分別與遠(yuǎn)端裝置2的副 線圈202電磁共振以傳輸?shù)谝浑娔芗暗诙娔堋?br>
[0072] 驅(qū)動(dòng)模組12系可以包括直流電源122與多個(gè)開(kāi)關(guān)S1?S6。在實(shí)務(wù)上，開(kāi)關(guān)S1 與S2電性連接第一主線圈102,開(kāi)關(guān)S3與開(kāi)關(guān)S4電性連接第一主線圈102與第二主線圈 104,而開(kāi)關(guān)S5與S6電性連接第二主線圈104,所述開(kāi)關(guān)S1?S6可為一種開(kāi)關(guān)電晶體。開(kāi) 關(guān)S1、開(kāi)關(guān)S2、開(kāi)關(guān)S3與開(kāi)關(guān)S4搭配可用以控制第一主線圈102兩端的電壓，開(kāi)關(guān)S3、開(kāi) 關(guān)S4、開(kāi)關(guān)S5與開(kāi)關(guān)S6搭配可用以控制第二主線圈104兩端的電壓。在本實(shí)施例中，開(kāi)關(guān) S1與開(kāi)關(guān)S2串聯(lián)，開(kāi)關(guān)S3與開(kāi)關(guān)S4串聯(lián)而開(kāi)關(guān)S5與開(kāi)關(guān)S6串聯(lián)，第一主線圈102的一 端電性耦接開(kāi)關(guān)S1與開(kāi)關(guān)S2之間，第一主線圈102的另一端電性耦接開(kāi)關(guān)S3與開(kāi)關(guān)S4 之間。第二主線圈104的一端電性耦接開(kāi)關(guān)S5與開(kāi)關(guān)S6之間，第二主線圈104的另一端 電性耦接開(kāi)關(guān)S3與開(kāi)關(guān)S4之間。在一個(gè)例子中，驅(qū)動(dòng)模組12系為一種換流器用以調(diào)整輸 出至第一主線圈102及第二主線圈104的電壓。
[0073] 從實(shí)際操作的角度來(lái)說(shuō)，首先無(wú)線傳輸模組10會(huì)依據(jù)第一主線圈102與遠(yuǎn)端裝置 2的副線圈202相對(duì)位置，感應(yīng)有第一感應(yīng)信號(hào)（舉例來(lái)說(shuō)，包含了電壓信號(hào)SVP1與電流信 號(hào)SiPl)，同樣的，無(wú)線傳輸模組10依據(jù)第二主線圈104與遠(yuǎn)端裝置2的副線圈202的相對(duì) 位置，感應(yīng)有第二感應(yīng)信號(hào)（舉例來(lái)說(shuō)，包含了電壓信號(hào)SVP2與電流信號(hào)SiP2)。接著，傳 輸控制單元14將會(huì)分析第一感應(yīng)信號(hào)及第二感應(yīng)信號(hào)，據(jù)以控制開(kāi)關(guān)S1至開(kāi)關(guān)S6的占空 比以調(diào)整第一電能和/或第二電能的大小。其中，電壓信號(hào)SVP1系關(guān)聯(lián)于第一主線圈102 兩端的電壓，而電流信號(hào)SiPl系關(guān)聯(lián)于流經(jīng)第一主線圈102的電流。也就是第一感應(yīng)信號(hào) 的電壓可以被用作電壓信號(hào)SVP1而第一感應(yīng)信號(hào)的電流可以被用做電流信號(hào)SiPl，而電 壓信號(hào)SVP2與電流信號(hào)SiP2類(lèi)同。
[0074] 舉例來(lái)說(shuō)，傳輸控制單元14內(nèi)部又可以區(qū)分有信號(hào)轉(zhuǎn)換單元142與信號(hào)控制單元 144,請(qǐng)一并參考圖2與圖3A，圖3A系依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的傳輸控制單元的功能方塊圖。 如圖所示，傳輸控制單元14具有互相電性連接的信號(hào)轉(zhuǎn)換單元142與信號(hào)控制單元144， 信號(hào)轉(zhuǎn)換單元142可分別換算第一感應(yīng)信號(hào)（如電壓信號(hào)SVP1與電流信號(hào)SiPl)以及第 二感應(yīng)信號(hào)（如電壓信號(hào)SVP2與電流信號(hào)SiP2)，以產(chǎn)生第一數(shù)值SVC1與第二數(shù)值SVC2。 在一個(gè)例子中，信號(hào)轉(zhuǎn)換單兀142更用以分別對(duì)第一感應(yīng)信號(hào)的電壓信號(hào)SVP1和電流信號(hào) SiPl以加權(quán)方式計(jì)算，以產(chǎn)生第一數(shù)值VC1。信號(hào)轉(zhuǎn)換單元142更用以分別對(duì)第一感應(yīng)信 號(hào)的電壓信號(hào)SVP1和電流信號(hào)SiPl以加權(quán)方式計(jì)算，以產(chǎn)生第一數(shù)值VC1。以同樣的方 法，信號(hào)轉(zhuǎn)換單元142也同樣地對(duì)第二感應(yīng)信號(hào)的電壓信號(hào)SVP2和電流信號(hào)SiP2進(jìn)行同 樣的處理，從而產(chǎn)生第二數(shù)值VC2。
[0075] 以實(shí)際的例子來(lái)說(shuō)，請(qǐng)參考圖3B，圖3B系依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的信號(hào)控制單元的 功能方塊圖。如圖3B所示，信號(hào)轉(zhuǎn)換單元142中可具有整流器1422a與1422b、增益調(diào)整 器1424a與1424b、加法器1426a與1426b。本實(shí)施例系以一組整流器1422a、增益調(diào)整器 1424a與加法器1426a為例，這組整流器1422a、增益調(diào)整器1424a與加法器1426a系用以 接收電壓信號(hào)SVP1與電流信號(hào)SiPl以計(jì)算出第一數(shù)值VC1。當(dāng)然，另一組整流器1422b、 增益調(diào)整器1424b與加法器1426b系用以接收電壓信號(hào)SVP2與電流信號(hào)SiP2以計(jì)算出第 二數(shù)值VC2。
[0076] 在實(shí)務(wù)上，其中一組的整流器1422a、增益調(diào)整器1424a與加法器1426a的電路實(shí) 施如圖3C的例子，但本發(fā)明不以此為限。請(qǐng)參考圖3C，圖3C系依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的信號(hào) 控制單元的電路示意圖。如圖3C所示，整流器1422a可例如是一種整流二極體，分別將輸 入的電壓信號(hào)SVP1與電流信號(hào)SiPl整流后輸出，整流過(guò)后的電壓信號(hào)VP1與電流信號(hào)iPl 系各對(duì)應(yīng)一個(gè)電壓數(shù)值。增益調(diào)整器1424a可具有電阻R1?R4以及放大器0P1?0P2， 通過(guò)設(shè)計(jì)電阻R1?R4的電阻值的大小，可分別改變電壓信號(hào)SVP1 (其對(duì)應(yīng)的電壓數(shù)值） 與電流信號(hào)SiPl (其對(duì)應(yīng)的電壓數(shù)值）的增益倍率，本實(shí)施例在此不予贅述。另外，加法器 1426a可具有電阻R5?R8以及放大器0P3,用以接收增益調(diào)整器1424a的輸出（即放大器 0P1?0P2放大后的電壓數(shù)值），加總后得到前述的第一數(shù)值VC1。
[0077] 當(dāng)然，信號(hào)轉(zhuǎn)換單元142中另一組的整流器1422b、增益調(diào)整器1424b與加法器 1426b亦可同前述電路設(shè)計(jì)，從而分別對(duì)第二感應(yīng)信號(hào)的電壓信號(hào)VP2和電流信號(hào)iP2以加 權(quán)方式計(jì)算，以產(chǎn)生第二數(shù)值VC2,本實(shí)施例在此不予贅述。在取得第一數(shù)值VC1以及第二 數(shù)值VC2之后，信號(hào)控制單元144依據(jù)第一數(shù)值VC1以及第二數(shù)值VC2計(jì)算驅(qū)動(dòng)信號(hào)VS1? VS6,驅(qū)動(dòng)信號(hào)VS1?VS6分別用以控制開(kāi)關(guān)S1至開(kāi)關(guān)S6的導(dǎo)通與否。
[0078] 以實(shí)際的例子來(lái)說(shuō)，請(qǐng)參考圖3D，圖3D系依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的信號(hào)控制單元的 功能方塊圖。如圖3D所示，信號(hào)控制單元144系可具有比較器1442、占空比決定器1444 以及驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器1446。實(shí)務(wù)上，比較器1442系接收第一數(shù)值VC1以及第二數(shù)值VC2， 并計(jì)算出第一比例關(guān)系，使得占空比決定器1444可依據(jù)第一比例關(guān)系更改開(kāi)關(guān)S1至開(kāi)關(guān) S6的占空比（duty ratio)，以改變使能第一主線圈102的電流路徑的導(dǎo)通時(shí)間，或者改變 使能第二主線圈104的電流路徑的導(dǎo)通時(shí)間。驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器1446可依據(jù)占空比決定器 1444的判斷結(jié)果，控制驅(qū)動(dòng)模組12中的開(kāi)關(guān)S1至開(kāi)關(guān)S6是否導(dǎo)通或截止。在此，所述第 一比例關(guān)系可以直接是第一數(shù)值VC1比上第二數(shù)值VC2的比例關(guān)系，又或者可以是基于第 一數(shù)值VC1與第二數(shù)值VC2而加以修飾過(guò)的比例關(guān)系。
[0079] 詳細(xì)來(lái)說(shuō)，第一主線圈102及第二主線圈104分別受控于驅(qū)動(dòng)電壓（也就是第一、 二主線圈兩端的電壓），且驅(qū)動(dòng)電壓的電壓波形導(dǎo)通時(shí)間（包括正向?qū)ㄅc負(fù)向?qū)ǎ┰?長(zhǎng)，即代表所傳遞的功率越大。除此之外，占空比決定器1444更可依據(jù)第一比例關(guān)系查找 一個(gè)預(yù)先儲(chǔ)存好的開(kāi)關(guān)使能對(duì)照表，以查表的方式更改開(kāi)關(guān)S1?S4的占空比。當(dāng)傳輸控 制單元14提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)給開(kāi)關(guān)S1至開(kāi)關(guān)S6,控制開(kāi)關(guān)S1至開(kāi)關(guān)S6分別依序切換導(dǎo)通與 截止，即可提供對(duì)應(yīng)的電壓于第一主線圈102及第二主線圈104。換句話說(shuō)，傳輸控制單元 14可以通過(guò)控制開(kāi)關(guān)S1至開(kāi)關(guān)S6,調(diào)整每個(gè)一次側(cè)感應(yīng)線圈（第一主線圈102及第二主 線圈104)的輸出功率。在此，本實(shí)施例不限制所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的性質(zhì)，例如驅(qū)動(dòng)信號(hào)可能是 一種時(shí)序可變、導(dǎo)通時(shí)間可變與/或頻率可變的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
[0080] 在一個(gè)例子中，若無(wú)線電能傳輸裝置1與遠(yuǎn)端裝置2沒(méi)有對(duì)位不準(zhǔn)確的問(wèn)題時(shí)，第 一比例關(guān)系應(yīng)指示第一主線圈102與遠(yuǎn)端裝置2的副線圈202的距離相同于第二主線圈 104與遠(yuǎn)端裝置2的副線圈202的距離。此時(shí)，傳輸控制單元14分別控制驅(qū)動(dòng)模組12中的 開(kāi)關(guān)S1至開(kāi)關(guān)S4中的一個(gè)或多個(gè)開(kāi)關(guān)，使得第一主線圈102及第二主線圈104的輸出功 率相等。請(qǐng)參考圖4A，圖4A系依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)信號(hào)占空比的示意圖。如圖4A 所示，當(dāng)?shù)谝恢骶€圈102、第二主線圈104與副線圈202等距時(shí)，信號(hào)控制單元144可以控制 驅(qū)動(dòng)信號(hào)VS1?VS6的占空比使得第一主線圈102的跨壓（Vdl)對(duì)應(yīng)導(dǎo)通時(shí)間T1，第二主 線圈104的跨壓（Vd2)對(duì)應(yīng)導(dǎo)通時(shí)間T2,此時(shí)導(dǎo)通時(shí)間T1等于導(dǎo)通時(shí)間T2。
[0081] 實(shí)作上，開(kāi)關(guān)S1與開(kāi)關(guān)S2基本上不會(huì)同時(shí)導(dǎo)通，開(kāi)關(guān)S3與開(kāi)關(guān)S4基本上不會(huì)同 時(shí)導(dǎo)通，開(kāi)關(guān)S5與開(kāi)關(guān)S6基本上不會(huì)同時(shí)導(dǎo)通。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)開(kāi)關(guān)S1導(dǎo)通而開(kāi)關(guān)S4和/ 或開(kāi)關(guān)S6導(dǎo)通的時(shí)候，跨壓Vdl的電壓值會(huì)大于零。當(dāng)開(kāi)關(guān)S1與開(kāi)關(guān)S3導(dǎo)通時(shí)，跨壓Vdl 的電壓值等于零。當(dāng)開(kāi)關(guān)S2導(dǎo)通，且開(kāi)關(guān)S3和/或開(kāi)關(guān)S5導(dǎo)通的時(shí)候，跨壓Vdl的電壓 值小于零。當(dāng)開(kāi)關(guān)S5導(dǎo)通，且開(kāi)關(guān)S2和/或開(kāi)關(guān)S4導(dǎo)通的時(shí)候，跨壓Vd2的電壓值小于 零。當(dāng)開(kāi)關(guān)S5與開(kāi)關(guān)S3導(dǎo)通的時(shí)候，跨壓Vd2的電壓值等于零。當(dāng)開(kāi)關(guān)S6導(dǎo)通，且開(kāi)關(guān) S1和/或開(kāi)關(guān)S3導(dǎo)通的時(shí)候，跨壓Vd2的電壓值大于零。簡(jiǎn)而言之，開(kāi)關(guān)S1至開(kāi)關(guān)S6的 導(dǎo)通與否與跨壓Vdl及跨壓Vd2的關(guān)系可以整理為下列表一。因此，信號(hào)控制單元144可 以在任意時(shí)間點(diǎn)依據(jù)下表一來(lái)控制開(kāi)關(guān)S1至開(kāi)關(guān)S6的導(dǎo)通與否（甚或調(diào)整占空比），從而 調(diào)整跨壓Vdl與跨壓Vd2的電壓值乃至于波形。
[0082] 表一
[0083]
【權(quán)利要求】
1. 一種無(wú)線電能傳輸方法，用以提供電能至一遠(yuǎn)端裝置，所述無(wú)線電能傳輸方法包 括： 使能一無(wú)線傳輸模組中一第一主線圈以傳輸一第一電能至該遠(yuǎn)端裝置，該第一主線圈 依據(jù)該第一主線圈與該遠(yuǎn)端裝置的相對(duì)位置感應(yīng)有一第一感應(yīng)信號(hào)； 使能該無(wú)線傳輸模組中一第二主線圈以傳輸一第二電能至該遠(yuǎn)端裝置，該第二主線圈 依據(jù)該第二主線圈與該遠(yuǎn)端裝置的相對(duì)位置感應(yīng)有一第二感應(yīng)信號(hào)；以及 依據(jù)該第一感應(yīng)信號(hào)及該第二感應(yīng)信號(hào)調(diào)整該第一電能和/或該第二電能的大小。
2. 如權(quán)利要求1所述的無(wú)線電能傳輸方法，在依據(jù)該第一感應(yīng)信號(hào)及該第二感應(yīng)信號(hào) 調(diào)整該第一電能和/或該第二電能的大小的步驟中，包括： 分別換算該第一感應(yīng)信號(hào)以及該第二感應(yīng)信號(hào)，以產(chǎn)生一第一數(shù)值與一第二數(shù)值； 至少依據(jù)該第一數(shù)值與該第二數(shù)值，計(jì)算一第一比例關(guān)系；以及 依據(jù)該第一比例關(guān)系以控制一驅(qū)動(dòng)模組的多個(gè)開(kāi)關(guān)。
3. 如權(quán)利要求2所述的無(wú)線電能傳輸方法，在依據(jù)該第一比例關(guān)系以控制該驅(qū)動(dòng)模組 的該些開(kāi)關(guān)的步驟中，包括： 依據(jù)該第一比例關(guān)系更改該些開(kāi)關(guān)的占空比（duty ratio),以改變一第一電流路徑或 一第二電流路徑的導(dǎo)通時(shí)間，其中該第一電流路徑為使能該第一主線圈的電流路徑，該第 二電流路徑為使能該第二主線圈的電流路徑。
4. 如權(quán)利要求3所述的無(wú)線電能傳輸方法，其中系依據(jù)該第一比例關(guān)系查找一開(kāi)關(guān)使 能對(duì)照表以更改該些開(kāi)關(guān)的占空比。
5. 如權(quán)利要求2所述的無(wú)線電能傳輸方法，其中在分別換算該第一感應(yīng)信號(hào)以及該第 二感應(yīng)信號(hào)，以產(chǎn)生該第一數(shù)值與該第二數(shù)值的步驟中，包括： 分別對(duì)該第一感應(yīng)信號(hào)的電壓信號(hào)和該第一感應(yīng)信號(hào)的電流信號(hào)以加權(quán)方式計(jì)算，以 產(chǎn)生該第一數(shù)值；以及 分別對(duì)該第二感應(yīng)信號(hào)的電壓信號(hào)和該第二感應(yīng)信號(hào)的電流信號(hào)以加權(quán)方式計(jì)算，以 產(chǎn)生該第二數(shù)值。
6. 如權(quán)利要求1所述的無(wú)線電能傳輸方法，其中依據(jù)該第一感應(yīng)信號(hào)及該第二感應(yīng)信 號(hào)調(diào)整該第一電能和/或該第二電能的大小包括當(dāng)該遠(yuǎn)端裝置較接近該第一主線圈而較 遠(yuǎn)離該第二主線圈時(shí)，增加該第一電能。
7. 如權(quán)利要求1所述的無(wú)線電能傳輸方法，更包括： 使能該無(wú)線傳輸模組中一第三主線圈以傳輸一第三電能至該遠(yuǎn)端裝置，該第三主線圈 依據(jù)該第三主線圈與該遠(yuǎn)端裝置的相對(duì)位置感應(yīng)有一第三感應(yīng)信號(hào)；以及 依據(jù)該第一感應(yīng)信號(hào)、該第二感應(yīng)信號(hào)及該第三感應(yīng)信號(hào)調(diào)整該第一電能、該第二電 能和/或該第三電能的大小。
8. -種無(wú)線電能傳輸裝置，用以提供電能至一遠(yuǎn)端裝置，所述無(wú)線電能傳輸裝置包 括： 一無(wú)線傳輸模組，包含： 一第一主線圈，用以傳輸一第一電能至該遠(yuǎn)端裝置，并依據(jù)該第一主線圈與該遠(yuǎn)端裝 置的相對(duì)位置感應(yīng)有一第一感應(yīng)信號(hào)；以及 一第二主線圈，用以傳輸一第二電能至該遠(yuǎn)端裝置，并依據(jù)該第二主線圈與該遠(yuǎn)端裝 置的相對(duì)位置感應(yīng)有一第二感應(yīng)信號(hào)； 一驅(qū)動(dòng)模組，電性連接該無(wú)線傳輸模組，該驅(qū)動(dòng)模組用以分別使能該無(wú)線傳輸模組中 該第一主線圈及該第二主線圈；以及 一傳輸控制單元，用以依據(jù)該第一感應(yīng)信號(hào)及該第二感應(yīng)信號(hào)控制該驅(qū)動(dòng)模組，以調(diào) 整該第一電能和/或該第二電能的大小。
9. 如權(quán)利要求8所述的無(wú)線電能傳輸裝置，其中該驅(qū)動(dòng)模組包含一第一開(kāi)關(guān)、一第二 開(kāi)關(guān)、一第三開(kāi)關(guān)、一第四開(kāi)關(guān)、一第五開(kāi)關(guān)與一第六開(kāi)關(guān)，該第一開(kāi)關(guān)及該第二開(kāi)關(guān)電性 連接該第一主線圈的一端，該第三開(kāi)關(guān)及該第四開(kāi)關(guān)電性連接該第一主線圈的另一端與該 第二主線圈的一端，該第五開(kāi)關(guān)及該第六開(kāi)關(guān)電性連接該第二主線圈的另一端，用以控制 該第一主線圈與該第二主線圈的電壓；該傳輸控制單元更用以依據(jù)該第一感應(yīng)信號(hào)及該第 二感應(yīng)信號(hào)控制該第一開(kāi)關(guān)至該第六開(kāi)關(guān)的占空比以調(diào)整該第一電能和/或該第二電能 的大小。
10. 如權(quán)利要求8所述的無(wú)線電能傳輸裝置，其中該傳輸控制單元包含： 一信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，電性連接該無(wú)線傳輸模組，該信號(hào)轉(zhuǎn)換單元用以分別換算該第一感 應(yīng)信號(hào)以及該第二感應(yīng)信號(hào)，以產(chǎn)生一第一數(shù)值與一第二數(shù)值；以及 一信號(hào)控制單元，電性連接該信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，該信號(hào)控制單元至少依據(jù)該第一數(shù)值與 該第二數(shù)值，計(jì)算一第一比例關(guān)系，該信號(hào)控制單元并用以依據(jù)該第一比例關(guān)系控制該驅(qū) 動(dòng)模組的多個(gè)開(kāi)關(guān)。
11. 如權(quán)利要求10所述的無(wú)線電能傳輸裝置，其中該信號(hào)控制單元更用以依據(jù)該第一 比例關(guān)系更改該些開(kāi)關(guān)的占空比（duty ratio),以改變一第一電流路徑或一第二電流路徑 的導(dǎo)通時(shí)間，其中該第一電流路徑為使能該第一主線圈的電流路徑，該第二電流路徑為使 能該第二主線圈的電流路徑。
12. 如權(quán)利要求11所述的無(wú)線電能傳輸裝置，其中該信號(hào)控制單元更用以依據(jù)該第一 比例關(guān)系查找一開(kāi)關(guān)使能對(duì)照表以更改該些開(kāi)關(guān)的占空比。
13. 如權(quán)利要求10所述的無(wú)線電能傳輸裝置，其中該信號(hào)轉(zhuǎn)換單元更用以分別對(duì)該 第一感應(yīng)信號(hào)的電壓信號(hào)和該第一感應(yīng)信號(hào)的電流信號(hào)以加權(quán)方式計(jì)算，以產(chǎn)生該第一數(shù) 值，以及分別對(duì)該第二感應(yīng)信號(hào)的電壓信號(hào)和該第二感應(yīng)信號(hào)的電流信號(hào)以加權(quán)方式計(jì) 算，以產(chǎn)生該第二數(shù)值。
14. 如權(quán)利要求8所述的無(wú)線電能傳輸裝置，其中該無(wú)線傳輸模組更包含一可調(diào)式電 容，電性耦接該第一主線圈，該至少一可調(diào)式電容用以依據(jù)該遠(yuǎn)端裝置的一副線圈的兩端 點(diǎn)的電容值以及該副線圈的電感值而調(diào)整其電容值，以改變?cè)摰谝恢骶€圈與該副線圈的電 磁共振頻率，該第一主線圈更用以分別與該遠(yuǎn)端裝置的該副線圈電磁共振以傳輸該第一電 能。
15. 如權(quán)利要求8所述的無(wú)線電能傳輸裝置，其中該無(wú)線傳輸模組更包含一第三主線 圈，用以傳輸一第三電能至該遠(yuǎn)端裝置，并依據(jù)該第三主線圈與該遠(yuǎn)端裝置的相對(duì)位置感 應(yīng)有一第三感應(yīng)信號(hào)，該驅(qū)動(dòng)模組更用以使能該無(wú)線傳輸模組中該第三主線圈，該傳輸控 制單元更用以依據(jù)該第一感應(yīng)信號(hào)、該第二感應(yīng)信號(hào)及該第三感應(yīng)信號(hào)控制該驅(qū)動(dòng)模組以 調(diào)整該第一電能、該第二電能和/或該第三電能的大小。
16. 如權(quán)利要求15所述的無(wú)線電能傳輸裝置，其中該驅(qū)動(dòng)模組包含一第一開(kāi)關(guān)、一第 二開(kāi)關(guān)、一第三開(kāi)關(guān)、一第四開(kāi)關(guān)、一第五開(kāi)關(guān)及一第六開(kāi)關(guān)，該第一開(kāi)關(guān)及該第二開(kāi)關(guān)電 性連接該第一主線圈的一端與該第三主線圈的一端，該第三開(kāi)關(guān)及該第四開(kāi)關(guān)電性連接該 第一主線圈的另一端與該第二主線圈的一端，該第五開(kāi)關(guān)及該第六開(kāi)關(guān)電性連接該第二主 線圈的另一端與該第三主線圈的另一端，用以控制該第一主線圈、該第二主線圈及該第三 主線圈兩端的電壓；該傳輸控制單元更用以依據(jù)該第一感應(yīng)信號(hào)、該第二感應(yīng)信號(hào)及該第 三感應(yīng)信號(hào)控制該驅(qū)動(dòng)模組以調(diào)整該第一電能、該第二電能和/或該第三電能的大小包含 該傳輸控制單元依據(jù)該第一感應(yīng)信號(hào)及該第二感應(yīng)信號(hào)控制該第一開(kāi)關(guān)至該第六開(kāi)關(guān)的 占空比，以使該第一開(kāi)關(guān)、該第三開(kāi)關(guān)及該第五開(kāi)關(guān)至少其中的任二具有不同的導(dǎo)通時(shí)間， 以調(diào)整該第一電能、該第二電能和/或該第三電能的大小。
17.如權(quán)利要求15所述的無(wú)線電能傳輸裝置，其中該第一主線圈、該第二主線圈以及 該第三主線圈在該無(wú)線傳輸模組中系排列成一三角型形狀、一正三角形形狀，或依據(jù)一個(gè) 圓的圓周設(shè)置該第一主線圈、該第二主線圈以及該第三主線圈在該無(wú)線傳輸模組中的位 置。
【文檔編號(hào)】H02J17/00GK104242488SQ201410534380
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月24日
【發(fā)明者】李宗勛 申請(qǐng)人:友達(dá)光電股份有限公司