CN101662169B - 电源管理方法及应用其的电源管理电路及能量传输系统 - Google Patents

Abstract

电源管理方法及应用其的电源管理电路及能量传输系统，该电源管理方法包括：在N段操作期间中分别致能该N个能量传输装置，各该N个能量传输装置提供M笔能量至该M个能量接收装置，且该M个能量接收装置对应地回传M笔回传信息；决定各该M个能量接收装置的一能量供应量信息；决定一较佳能量传输装置信息来与各该M个能量接收装置对应，该较佳能量传输信息选择该N个能量传输装置中对应的至少一较佳能量传输装置；以及根据对应至该M个能量接收装置的M笔能量供应信息提供能量至该M个能量接收装置。本发明具有能量传输效率较高及耗电量较低的优点。

Description

电源管理方法及应用其的电源管理电路及能量传输系统

技术领域

本发明是有关于一种电源管理技术，且特别是有关于一种用以对能量传输系统中的能量传输装置进行控制的电源管理方法，应用其的电源管理电路及能量传输系统。

背景技术

在现有技术中，包括能量传输装置及能量接收装置的能量传输系统已经存在，其中能量传输装置用以无线地传输能量至能量接收装置。一般来说，能量传输装置及能量接收装置分别设置有第一阻抗匹配电路及第二阻抗匹配器。第一阻抗匹配电路接收能量传输装置提供的能量以具有第一能量，而后第一阻抗匹配器上的第一能量耦合至第二阻抗匹配电路上，使第二阻抗匹配器具有第二能量。能量接收装置接收第二阻抗匹配器上的第二能量。如此能量传输装置的能量可无线地传输至能量接收装置。

然而，在实际应用场合中，能量传输系统中时常包括多个能量传输装置，用以提供能量至多个能量接收装置。如此，如何设计对应的电源管理电路来协调多个能量传输装置的能量传输操作乃业界不断致力的方向之一。

发明内容

本发明是有关于一种电源管理方法，应用于包括多个能量传输装置及多个能量接收装置的能量传输系统中。本发明相关的电源管理方法在多个期间中分别致能此些能量传输装置，并根据多个能量接收装置响应的回传信息决定此些能量传输装置的负载情形。本发明相关的电源管理方法更根据此些能量传输装置的负载情形来提供对应的驱动能量讯号驱动此些能量传输装置。如此，相较于传统能量传输系统，应用本发明相关的电源管理方法的能量传输系统具有能量传输效率较高及耗电量较低的优点。

根据本发明提出一种电源管理方法，应用于无线能量传输系统中，能量传输系统包括N个能量传输装置及M个能量接收装置，N与M为大于1的自然数。电源管理方法包括下列步骤。首先在N段操作期间中分别致能N个能量传输装置，在各N段操作期间中，各N个能量传输装置提供M笔能量至M个能量接收装置，且M个能量接收装置对应地回传M笔回传信息。接着响应于各M笔回传信息，决定各M个能量接收装置的能量供应量信息。然后响应于对应至各M个能量接收装置的N笔回传信息，决定较佳能量传输装置信息来与各M个能量接收装置对应，较佳能量传输装置信息选择N个能量传输装置中对应的至少一较佳能量传输装置。之后根据对应至M个能量接收装置的M笔能量供应信息及M笔较佳能量传输装置信息，驱动N个能量传输装置提供能量至M个能量接收装置。

根据本发明提出一种电源管理电路，应用于无线能量传输系统中，能量传输系统包括N个能量传输装置及M个能量接收装置，N与M为大于1的自然数。电源管理电路包括处理器及电源控制电路。电源控制电路受控于处理器，在N段操作期间中分别致能N个能量传输装置，在各N段操作期间中，各N个能量传输装置提供M笔能量至M个能量接收装置，且M个能量接收装置对应地回传M笔回传信息。其中处理器响应于各M笔回传信息决定各M个能量接收装置的能量供应量信息。其中处理器更响应于对应至各M个能量接收装置的N笔回传信息，决定较佳能量传输装置信息来与各M个能量接收装置对应，较佳能量传输装置信息指示N个能量传输装置中对应的至少一较佳能量传输装置。其中处理器更根据对应至M个能量接收装置的M笔能量供应信息及M笔较佳能量传输装置信息，驱动N个能量传输装置提供能量至M个能量接收装置。

根据本发明提出一种能量传输系统，包括N个能量传输装置、第一电源管理电路及M个能量接收装置，其中N与M为大于1的自然数。电源管理电路包括第一处理器及电源控制电路。电源控制电路受控于第一处理器在N段操作期间中分别致能N个能量传输装置传输M笔能量。M个能量接收装置于各N段操作期间中分别接收M笔能量，并对应地回传M笔回传信息。其中第一处理器响应于各M笔回传信息决定各M个能量接收装置之能量供应量信息。其中第一处理器更响应于对应至各M个能量接收装置的N笔回传信息，决定较佳能量传输装置信息来与各M个能量接收装置对应，较佳能量传输装置信息指示N个能量传输装置中对应的至少一较佳能量传输装置。其中第一处理器更根据对应至M个能量接收装置的M笔能量供应信息及M笔较佳能量传输装置信息驱动N个能量传输装置提供能量至M个能量接收装置。

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下：

附图说明

图1为本发明实施例中能量传输系统的方块图。

图2为图1中能量传输装置12_j的详细方块图。

图3为图1中能量接收装置14_i的详细方块图。

图4为N组回传信息与各能量传输装置与各能量接收装置的关系表。

图5为本发明实施例中电源管理方法的流程图。

图6A为本发明实施例中电源管理方法的部分流程图。

图6B为本发明实施例中电源管理方法的另一部份流程图。

图6C为本发明实施例中电源管理方法的再一部分流程图。

具体实施方式

本实施例的电源管理方法应用于能量传输系统中，并用以响应于能量接收装置响应于能量传输装置提供的能量而响应的回传信息控制能量传输装置提供的能量。

本实施例的能量传输系统包括N个能量传输装置、M个能量接收装置及电源管理电路，N与M为大于1的自然数。电源管理电路包括处理器及电源控制电路。电源控制电路受控于处理器，在N段操作期间中分别致能N个能量传输装置传输M笔能量。M个能量接收装置于各N段操作期间中分别接收M笔能量，并对应地回传M笔回传信息。其中处理器响应于各M笔回传信息决定各M个能量接收装置的能量供应量信息。其中处理器更响应于对应至各M个能量接收装置的N笔回传信息，决定较佳能量传输装置信息来与各M个能量接收装置对应。较佳能量传输装置信息指示N个能量传输装置中对应的至少一较佳能量传输装置。其中，第一处理器更根据对应至M个能量接收装置的M笔能量供应信息及M笔较佳能量传输装置信息驱动N个能量传输装置提供能量至M个能量接收装置。

请参照图1，其绘示依照本发明实施例的能量传输系统的方块图。能量传输系统1包括N个能量传输装置12_1、12_2、…、12_N、M个能量接收装置14_1、14_2、14_3、…、14_M及电源管理电路16，其中N与M为大于1的自然数。

电源管理电路16包括处理器16a及电源控制电路16b。电源控制电路16b受控于处理器16a，在N段操作期间TP1、TP2、…、TPN中分别致能N个能量传输装置12_1-12_N，使得N个能量传输装置12_1-12_N在对应的操作期间TP1-TPN中分别传输M笔能量至能量接收装置14_1-14_M。由于各能量传输装置12_1-12_N于对应的操作期间TP1-TPN中执行相近的操作，接下来，仅以电源管理电路16b在N段操作期间TP1-TPN的第j段操作期间TPj中致能N个能量传输装置12_1-12_N中的第j个能量传输装置12_j的操作为例作说明，j为小于或等于M的自然数。

请参照图2，其为图1中能量传输装置12_j的详细方块图。能量传输装置12_j包括电源电路12a、阻抗匹配电路12b及共振器12c。在操作期间TPj中，电源电路12a接收驱动能量Ej以对应地产生交流能量Ej_ac，阻抗匹配电路12b接收并输出交流能量Ej_ac。举例来说，电源电路12a为振荡器。如此在操作期间TPj中，共振器12c具有交流能量Ej_ac。

在一个例子中，能量接收装置14_1-14_M的电路结构与操作为实质上相近。以能量接收装置14_i为例，其的电路结构如图3所示，i为小于或等于M的自然数。能量接收装置14_i包括共振器14a、阻抗匹配电路14b、整流电路14c及电池14d。在操作期间TPj中，能量传输装置12_j的共振器12c上的能量耦合至共振器14a，使得共振器14a具有能量Eri。能量Eri例如为交流电压讯号。

阻抗匹配器14b接收并输出能量Eri。整流电路14c对能量Eri进行整流，以提供能量Eri_dc对电池14d进行充电。如此在操作期间TPj中，能量接收装置14_i可有效地根据电池14d的能量进行操作。

能量接收装置14_i更例如包括处理器14e及通讯传输模块14f。处理器14e量测与能量Eri_dc对应的电压位准，以对应地产生回传信息Inj_i指示能量接收装置14_i接收到的能量功率大小。通讯传输模块14f经由对应的通讯信道输出回传信息Inj_i。在一个例子中，回传信息Inj_i更指示能量接收装置14_i的身份信息及能量需求量信息，此能量供应量信息例如相关于能量接收装置14_i正常操作所需的最低能量。

相似于能量接收装置14_i，能量传输系统1中所有的能量接收装置14_1-14_M在操作期间TPj中执行相似的操作，以接收对应的能量Er1-ErM，并提供对应的回传信息Inj_1-Inj_M。

能量传输装置12_j更包括通讯接收模块12d、处理器12e及传输模块12f。通讯接收模块12d接收并输出各能量接收装置14_1-14_M响应的回传信息Inj_1-Inj_M。处理器12e接收回传信息Inj_1-Inj_M，并驱动传输模块12f提供回传信息Inj_1-Inj_M至电源管理电路16。

处理器16a根据各回传信息Inj_1-Inj_M决定各能量接收装置14_1-14_M的能量供应量信息。举例来说，处理器16a响应于各M笔回传信息Inj_1-Inj_M中的身份信息及能量需求量信息对应地产生各M笔能量供应量信息。

相似于前述执行于操作期间TPj的操作，电源管理电路16更于N段操作期间TP1-TPN中的其它段操作期间中驱动对应的能量传输装置12_1-12_N执行对应的能量传输操作及回传信息接收操作。如此，于N段操作期间TP1-TPN之后，电源管理电路16可对应地接收分别对应至N个能量传输装置12_1-12_N的N组回传信息In1_1-In1_M、In2_1-In2_M、In3_1-In3_M、…、InN_1-InN_M，其中前述N组回传信息与各能量传输装置12_1-12_N与能量接收装置14_1-14_M的对应关系如图4所示。各N组回传信息中包括对应至各能量接收装置14_1-14_M的M笔回传信息。换言之，对应至各M个能量接收装置14_1-14_M，处理器16a可接收N笔回传信息。

处理器16a更响应于对应至各M个能量接收装置14_1-14_M的N笔回传信息决定较佳能量传输装置信息来与各M个能量接收装置14_1-14_M对应，此较佳能量传输装置信息用以指示N个能量传输装置12_1-12_N中对应的至少一个较佳能量传输装置。

在一个例子中，处理器16a选择对应至相同能量接收装置的N笔回传信息中，与指示最高能量功率的回传信息对应的能量传输装置为较佳能量传输装置。举例来说，对应至能量接收装置14_1的N笔回传信息In1_1-InN-1中的回传信息In1_1指示的能量功率大于其它回传信息In2_1-InN_1所指示的能量功率。换言之，能量接收装置14_1从能量传输装置12_1接收到的能量强度大于其从其它能量传输装置12_2_12_N接收到的能量强度。在这个例子中，处理器16a选择能量传输装置12_1为较佳能量传输装置，并对应地提供产生较佳能量传输装置信息。

处理器12a更根据对应至M个能量接收装置14_1-14_M的M笔能量供应信息及M笔较佳能量传输装置信息驱动N个能量传输装置12_1-12_N，以提供能量至M个能量接收装置14_1-14_M。如此，处理器12a可选择性地选择能量传输装置12_1-12_N中具有较佳能量传输效果的较佳能量传输装置来提供对应的能量至能量接收装置14_1-14_M。

请参照图5，其为本发明实施例中电源管理方法的流程图。本实施例的电源管理方法包括下列的步骤。首先如步骤(a)，处理器16a在N段操作期间TP1-TPN中分别致能N个能量传输装置12_1-12_N，在各N段操作期间TP1-TPN中，各N个能量传输装置12_1-12_N提供M笔能量至M个能量接收装置14_1-14_M，并对应地回传M笔回传信息。接着如步骤(b)，处理器16a响应于各M笔回传信息，决定各M个能量接收装置的能量供应量信息。

然后如步骤(c)，处理器16a响应于对应至各M个能量接收装置14_1-14_M的N笔回传信息，决定较佳能量传输装置信息来与各M个能量接收装置对应。较佳能量传输装置信息指示N个能量传输装置12_1-12_N中对应的至少一个较佳能量传输装置。之后如步骤(d)，处理器16a根据对应至M个能量接收装置14_1-14_M的M笔能量供应信息及M笔较佳能量传输装置信息，驱动N个能量传输装置12_1-12_N提供能量至M个能量接收装置14_1-14_M。

请参照图6A，其为本发明实施例的电源管理方法的部分流程图。在一个例子中，步骤(a)包括步骤(a1)-(a3)。如步骤(a1)，处理器16a选择N个能量传输装置12_1-12_N的选择能量传输装置。接着如步骤(a2)，处理器16a驱动选择能量传输装置提供M笔能量分别至M个能量接收装置。然后如步骤(a3)，处理器16a判断选择能量传输装置是否为N个能量传输装置12_1-12_N中的最终能量传输装置。举例来说，最终能量传输装置例如为能量传输装置12_N。

若选择能量传输装置不为最终能量传输装置，重复执行步骤(a1)，以选择另一个选择能量传输装置。

请参照图6B，其为本发明实施例中电源管理方法的另一部份流程图。步骤(b)中更例如包括步骤(b1)，处理器16a响应于M笔回传信息中的身份信息及能量需求量信息产生M笔能量供应量信息分别与M个能量接收装置对应。

请参照图6C，其为本发明实施例的电源管理方法的再一部分流程图。其中于步骤(c)中更包括步骤(c1)及(c2)。如步骤(c1)，处理器16a选择对应至各M个能量接收装置14_1-14_M的N笔回传信息中，指示最高能量功率的选择回传信息。接着如步骤(c2)，处理器16a以此选择回传信息对应的能量传输装置做为较佳能量传输装置，并对应地产生较佳能量传输装置信息。

本发明实施例中电源管理方法是在多个期间中分别致能此些能量传输装置，并根据多个能量接收装置响应的回传信息决定此些能量传输装置的负载情形。本发明相关的电源管理方法更根据此些能量传输装置的负载情形来提供对应的驱动能量讯号驱动此些能量传输装置。如此，相较于传统能量传输系统，应用本发明相关的电源管理方法的能量传输系统具有能量传输效率较高及耗电量较低的优点。

Claims (13)

1.一种电源管理方法，应用于一无线能量传输系统中，该能量传输系统包括N个能量传输装置及M个能量接收装置，N与M为大于1的自然数，其特征在于该电源管理方法包括：

(a)在N段操作期间中分别致能该N个能量传输装置，在各该N段操作期间中，各该N个能量传输装置提供M笔能量至该M个能量接收装置，且该M个能量接收装置对应地回传M笔回传信息；

(b)回应于各该M笔回传信息，决定各该M个能量接收装置的一能量供应量信息；

(c)回应于对应至各该M个能量接收装置的N笔回传信息，决定一较佳能量传输装置信息来与各该M个能量接收装置对应，该较佳能量传输装置信息选择该N个能量传输装置中对应的至少一较佳能量传输装置；以及

(d)根据对应至该M个能量接收装置的M笔能量供应信息及M笔较佳能量传输装置信息，驱动该N个能量传输装置提供能量至该M个能量接收装置。

2.如权利要求1所述的电源管理方法，其特征在于所述步骤(a)包括：

(a1)选择该N个能量传输装置的一选择能量传输装置；

(a2)驱动该选择能量传输装置提供该M笔能量分别至该M个能量接收装置；及

(a3)判断该选择能量传输装置是否为该N个能量传输装置中的一最终能量传输装置。

3.如权利要求2所述的电源管理方法，其特征在于所述步骤(a3)更包括：

若该选择能量传输装置不为该最终能量传输装置，重复执行步骤(a1)，以选择另一个选择能量传输装置。

4.如权利要求1所述的电源管理方法，其特征在于：

于各该N段操作期间中，各该M个能量接收装置提供的各M笔回传信息中分别指示各该M个能量接收装置的一身份信息及一能量需求量信息；及

步骤(b)更包括：

(b1)回应于该M笔回传信息中的该身份信息及该能量需求量信息产生M笔能量供应量信息分别与该M个能量接收装置对应。

5.如权利要求1所述的电源管理方法，其特征在于：

各该M个能量接收装置于该N段操作期间提供的N笔回传信息系分别指示各该M个能量接收装置从对应的该N个能量传输装置接收到的能量功率大小；及

于步骤(c)中包括：

(c1)对应至各该M个能量接收装置，选择该N笔回传信息中指示一最高能量功率的至少一选择回传信息；及

(c2)以该至少一选择回传信息对应的至少一能量传输装置做为该至少一较佳能量传输装置，并对应地产生该较佳能量传输装置信息。

6.一种电源管理电路，应用于一无线能量传输系统中，该能量传输系统包括N个能量传输装置及M个能量接收装置，N与M为大于1的自然数，其特征在于该电源管理电路包括：

处理器；以及

电源控制电路，受控于该处理器，在N段操作期间中分别致能该N个能量传输装置，在各该N段操作期间中，各该N个能量传输装置提供M笔能量至该M个能量接收装置，且该M个能量接收装置对应地回传M笔回传信息；

其中，该处理器响应于各该M笔回传信息决定各该M个能量接收装置的一能量供应量信息；

其中，该处理器更响应于对应至各该M个能量接收装置的N笔回传信息，决定一较佳能量传输装置信息来与各该M个能量接收装置对应，该较佳能量传输装置信息指示该N个能量传输装置中对应的至少一较佳能量传输装置；

其中，该处理器更根据对应至该M个能量接收装置的M笔能量供应信息及M笔较佳能量传输装置信息，驱动该N个能量传输装置提供能量至该M个能量接收装置。

7.如权利要求6所述的电源管理电路，其特征在于：

于各该N段操作期间中，各该M个能量接收装置提供的各M笔回传信息是分别指示各该M个能量接收装置的一身份信息及一能量需求量信息；及

该处理器响应于该M笔回传信息中的该身份信息及该能量需求量信息产生M笔能量供应量信息分别与该M个能量接收装置对应。

8.如权利要求6所述的电源管理电路，其特征在于：

各该M个能量接收装置于该N段操作期间提供的N笔回传信息分别指示各该M个能量接收装置从对应的该N个能量传输装置接收到的能量功率大小；及

该处理器对应至各该M个能量接收装置，选择指示该N笔回传信息中指示一最高能量功率的至少一选择回传信息，对应至各该M个能量接收装置，该处理器更以该至少一选择回传信息对应的至少一能量传输装置做为该至少一较佳能量传输装置，并对应地产生该较佳能量传输装置信息。

9.一种能量传输系统，其特征在于包括：

N个能量传输装置，N为大于1的自然数；

一电源管理电路，包括：

第一处理器；及

电源控制电路，受控于该第一处理器，在N段操作期间中分别致能该N个能量传输装置传输M笔能量；以及

M个能量接收装置，于各该N段操作期间中分别接收该M笔能量，并对应地回传M笔回传信息，M为大于1的自然数；

其中，该第一处理器响应于各该M笔回传信息决定各该M个能量接收装置的一能量供应量信息；

其中，该第一处理器更响应于对应至各该M个能量接收装置的N笔回传信息，决定一较佳能量传输装置信息来与各该M个能量接收装置对应，该较佳能量传输装置信息指示该N个能量传输装置中对应的至少一较佳能量传输装置；

其中，该第一处理器更根据对应至该M个能量接收装置的M笔能量供应信息及M笔较佳能量传输装置信息，驱动该N个能量传输装置提供能量至该M个能量接收装置。

10.如权利要求9所述的能量传输系统，其特征在于：

于各该N段操作期间中，各该M个能量接收装置提供的各M笔回传信息是分别指示各该M个能量接收装置的一身份信息及一能量需求量信息；及

该第一处理器响应于该M笔回传信息中的身份信息及能量需求量信息产生M笔能量供应量信息分别与该M个能量接收装置对应。

11.如权利要求9所述的能量传输系统，其特征在于：

各该M个能量接收装置于该N段操作期间提供的N笔回传信息分别指示各该M个能量接收装置从对应的该N个能量传输装置接收到的能量功率大小；及

该第一处理器对应至各该M个能量接收装置，选择指示该N笔回传信息中指示一最高能量功率的至少一选择回传信息，对应至各该M个能量接收装置，该第一处理器更以该至少一选择回传信息对应的至少一能量传输装置做为该至少一较佳能量传输装置，并对应地产生该较佳能量传输装置信息。

12.如权利要求9所述的能量传输系统，其特征在于各该N个能量传输装置包括：

电源电路，接收该电源控制电路提供的能量，并提供一交流能量；

共振器，根据该交流能量分别输出该M笔能量；

通讯接收模块，用以接收该M个受控端电路对应回传的M笔回传信息；及

第二处理器，提供该M笔回传信息至该电源管理电路。

13.如权利要求9所述的能量传输系统，其特征在于各该M个能量接收电路包括：

共振器，用以接收该M笔能量中对应的能量以提供一接收能量；

第三处理器，根据该接收能量产生对应的回传信息；及

通讯传输模块，用以提供该回传信息至致能得的能量传输电路。

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