CN101662170A - 阻抗匹配方法及主控端装置和能量传输系统 - Google Patents

Abstract

阻抗匹配方法及主控端装置和能量传输系统，用以提供能量至M个受控端装置，M为自然数。该阻抗匹配方法包括下列步骤，首先使阻抗匹配电路具有等效阻抗值，以提供M笔能量讯号至M个受控端装置。接着接收M个受控端装置回传用以指示M个受控端装置接收到的能量强度的M笔回授讯号。然后记录对照表对应M笔回授讯号至阻抗匹配电路的等效阻抗值。接着步阶地调整该阻抗匹配电路的等效阻抗值，并重复N次前述步骤以对应各M个受控端装置记录N笔回授讯号，N为大于1的自然数。之后找出对应各M个受控端装置的N笔回授讯号中指示最佳能量强度的回授讯号。

Description

阻抗匹配方法及主控端装置和能量传输系统

技术领域

本发明是有关于一种主控端装置，且特别是有关于一种应用在能量传输系统中用以调整能量主控端装置与各受控端装置间的阻抗匹配方法，以及采用改方法的主控端装置和能量传输系统。

背景技术

在现有技术中，用以将主控端装置的能量无线地提供至受控端装置的能量传输系统系已存在。一般来说，能量传输系统中的主控端装置及受控端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主控端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系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。受控端装置接收第二阻抗匹配器上的第二能量。如此，主控端装置的能量可无线地经传输至受控端装置。

然而，在实际应用场合中，一个主控端装置时常对应至两个或两个以上的受控端装置。在这个情形中，如何设计对应的能量传输方法以协调主控端装置与多个受控端装置间的阻抗匹配关系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能量传输方法，用以协调一个能量传输系统中主控端装置与多个受控端装置间的阻抗匹配关系，以使主控端装置提供的能量可有效地提供至对应得多个受控端装置。如此，本实施例的能量传输方法可有效地管理能量传输系统中的能量传输操作，以提升能量传输系统的能量传输效率。

根据本发明提出一种阻抗匹配方法，应用在能量主控端装置，以分别提供M笔能量至M个受控端装置；其中M为自然数，能量主控端装置具有阻抗匹配电路。阻抗匹配方法包括下列步骤。首先控制阻抗匹配电路具有等效阻抗值，以对应地透过能量耦合提供M笔能量讯号至M个受控端装置。接着接收M个受控端装置对应回传的M笔回授讯号，M笔回授讯号用以指示M个受控端装置接收到的能量强度。然后记录对照表对应M笔回授讯号至阻抗匹配电路的等效阻抗值。接着判断是否执行N次前述接收回授讯号的步骤以对应各M个受控端装置记录N笔回授讯号；若否，步阶地调整该阻抗匹配电路的电容或电感等效阻抗值并重复前述接收及记录M笔回授讯号的步骤；若是，找出对应各M个受控端装置的N笔回授讯号中指示最佳能量强度的回授讯号，并选择与最佳能量强度的回授讯号对应的等效阻抗值为对应的选定等效阻抗值。

根据本发明提出一种主控端装置，用以提供M笔能量讯号至M个受控端装置，M为自然数。主控端装置包括电源电路、阻抗匹配电路、通讯接收模块及处理器电路。电源电路用以提供系统能量讯号。阻抗匹配电路响应于控制讯号决定等效阻抗值，阻抗匹配电路更用以响应于系统能量讯号分别传送M笔能量讯号至M个受控端装置。通讯接收模块用以接收M个受控端装置对应回传的M笔回授讯号，M笔回授讯号用以指示M个受控端装置接收到的能量强度。处理器电路记录对照表，用以对应M笔回授讯号至阻抗匹配电路的等效阻抗值。处理器电路提供控制讯号更以步阶地调整阻抗匹配电路的等效阻抗值，以对应各M个受控端装置记录N笔回授讯号，N为大于1的自然数。其中处理器电路更找出对应各M个受控端装置的N笔回授讯号中指示最佳能量强度的回授讯号，并选择与最佳能量强度的回授讯号对应的等效阻抗值为对应的选定等效阻抗值。

根据本发明提出一种能量传输系统，包括M个受控端装置及主控端装置，M为自然数。主控端装置用以提供M笔能量讯号至M个受控端装置，主控端装置包括电源电路、阻抗匹配电路、通讯接收模块及处理器电路。电源电路用以提供系统能量讯号。阻抗匹配电路响应于控制讯号决定等效阻抗值，阻抗匹配电路更用以响应于系统能量讯号分别传送M笔能量讯号至M个受控端装置。通讯接收模块用以接收M个受控端装置对应回传的M笔回授讯号，M笔回授讯号用以指示M个受控端装置接收到的能量强度。处理器电路记录对照表，用以对应M笔回授讯号至阻抗匹配电路的等效阻抗值。处理器电路提供控制讯号以更步阶地调整阻抗匹配电路的等效阻抗值，以对应各M个受控端装置记录N笔回授讯号，N为大于1之自然数。其中处理器电路更找出对应各M个受控端装置的N笔回授讯号中指示最佳能量强度的回授讯号，并选择与最佳能量强度的回授讯号对应的等效阻抗值为对应的选定等效阻抗值。

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为本发明实施例的能量传输系统的方块图。

图2为图1中主控端装置12的详细方块图。

图3为图2中电源电路12a的详细方块图。

图4为图2中阻抗匹配电路12b的详细电路图。

图5为本发明实施例的受控端装置的方块图。

图6A为本发明实施例的阻抗匹配方法的流程图。

图6B及图6C分别为本发明实施例的阻抗匹配方法的部分流程图。

图7为本发明实施例的受控端装置的另一方块图。

具体实施方式

利用分时多任务的方式，本实施例的能量传输方法可协调主控端装置与多个受控端装置间的阻抗匹配关系。

请参照图1，其为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包括主控端装置12及M个受控端装置14_1、14_2、14_3…、14_M，其中M为大于1的自然数。能量传输系统1用以分别提供能量讯号E_1、E_2、…、E_M至受控端装置14_1-14_M，以驱动其执行对应得操作。

受控端装置14_1-14_M为一般常见的电子装置，其分别受到能量讯号E_1-E_M之驱动以执行对应的操作。在一个例子中，受控端装置14_1-14_M可为行动电话、鼠标、数字个人助理装置(Digital Personal Assistant，PDA)等等。

请参照图2，其为图1中主控端装置12的详细方块图。主控端装置12包括电源电路12a、阻抗匹配电路12b、处理器电路12c及通讯接收模块12d。电源电路12a用以提供系统能量讯号Ses。在一个例子中，如图3所示，电源电路12a包括市电模块12a1、交流直流转换器(AC to DC Converter)12a2及振荡器12a3。市电模块12a1用以接收并提供交流能量讯号Sac，交流直流转换器12a2根据交流能量讯号Sac提供直流能量讯号Sdc。振荡器12a3根据直流能量讯号Sdc振荡产生系统能量讯号Ses。

阻抗匹配电路12b接收系统能量讯号Ses，并对应地产生M笔能量讯号Set1、Set2、Set3、…、SetM。阻抗匹配电路12b分别将M笔能量讯号Set1-SetM传送至受控端装置14_1-14_M。

在一个例子中，如图4所示，阻抗匹配电路12b包括可变电容C及电感L。可变电容C受控于控制讯号Sc决定等效电容值以对应地决定阻抗匹配电路12b的等效阻抗值。如此，阻抗匹配电路12b上的能量对应地耦合至受控端装置14_1-14_M，以对应地提供能量讯号Set1-SetM至对应的受控端装置14_1-14_M。

而受控端装置14_1-14_M更于接收到对应的能量讯号后回传M笔回授讯号Sr1、Sr2、Sr3、…、SrM至主控端装置12。举例来说，各回授讯号Sr1-SrM用以指示对应的受控端装置的身份信息及其接收到的能量讯号的强度。各受控端装置14_1-14_M具有相近的电路结构。接下来以受控端装置14_1-14_M中的受控端装置14_j为例，对各受控端装置14_1-14_M的操作与电路结构作进一步的说明，其它接收端电路14_1-14_M的电路操作与结构可根据接收端装置14_j的操作与结构类推得到。j为小于或等于M的正整数。

请参照图5，其为依照本发明实施例中受控端装置的方块图。举例来说，受控端装置14_j包括阻抗匹配电路14a、整流电路14b、处理器电路14c及通讯发送模块14d。阻抗匹配电路12b上的能量耦合至阻抗匹配电路14a，而阻抗匹配电路14a接收能量讯号Setj，以对应地以提供接收能量讯号Serj。

整流电路14b用以对接收能量讯号Serj进行整流操作，以提供整流能量讯号Serct。处理器电路14c根据整流能量讯号Serct，驱动通讯发送模块14d提供对应的回授讯号Srj至通讯接收模块12d。

通讯接收模块12d用以接收并提供回授讯号Sr1-SrM至处理器电路12c。处理器电路12c记录对应至阻抗匹配电路12b的此等效阻抗值储存对应的回授讯号Sr1-SrM。而处理器电路12c更对应地在N次操作中，分别提供N个指示不同数值的控制讯号Sc，以控制可变电容C具有对应的N个等效电容值。如此，而阻抗匹配电路12b具有对应的N个等效阻抗值，N为正整数。

在此N次操作中，阻抗匹配电路12b上的能量对应地耦合至受控端装置14_1-14_M，而受控端装置14_1-14_M更于接收到对应的能量讯号后回传M笔回授讯号Sr1、Sr2、Sr3、…、SrM至主控端装置12。如此，在控制讯号Sc的N次操作结束后，主控端装置12可接收到对应至阻抗匹配电路12b的N个不同等效阻抗值的N组回授讯号，各组回授讯号均包括M笔回授讯号Sr1-SrM。换言之，处理器电路12c可得到N×M的对照表，对应至各受控端装置14_1-14_M，此对照表对应地储存对应至不同的N个等效阻抗值的N笔回授讯号。

处理器电路12c更于此N×M的对照表中找出对应各M个受控端装置14_1-14_M的N笔回授讯号中指示最佳能量强度的回授讯号，并选择与此最佳能量强度的回授讯号对应的等效阻抗值为对应的一选定等效阻抗值。

举例来说对应至受控端装置14_1的N笔回授讯号中的第一笔回授讯号(阻抗匹配电路12b具有第一等效阻抗值)指示最佳能量强度。换言之，在阻抗匹配电路12b具有此第一等效阻抗值时受控端装置14_1可接收到强度最高的能量讯号。如此，处理器电路12c对应地选择此第一等效阻抗值为对应至受控端装置14_1的选定等效阻抗值。相似于前述对应至受控端装置14_1的操作，处理器电路12c找出对应至各受控端装置14_1-14_M的选定等效阻抗值。

处理器电路12c更用以分时多工地，在M个操作期间中透过提供控制讯号Sc调整阻抗匹配电路12b的等效阻抗值，使阻抗匹配电路12b在此M个操作期间中具有分别与M个受控端装置14_1-14_M对应的选定等效阻抗值，以分别于此M操作期间中传输能量讯号至M个受控端装置14_1-14_M。

在一个例子中，处理器电路12c更用以响应侦测事件以判断是否有至少一台待供电的受控端装置。举例来说，当欲判断是否有待供电的受控端装置时，处理器电路12c透过驱动阻抗匹配电路12b发出能量讯号。而此侦测事件例如为处理器电路12c经由讯号接收模块12d接收到回授讯号的事件。如此，处理器电路12c可根据是否侦测事件(即是接收到回授讯号)的事件来判断主控端装置12周围是否有待供电的受控端装置。

请参照图6A、图6B及图6C，图6A为依照本发明实施例的阻抗匹配方法的流程图，图6B及图6C分别绘示本发明实施例中阻抗匹配方法的部分流程图。本实施例的阻抗匹配方法的步骤已经详细地叙明于前述说明书段落中，于此，并不再对其进行赘述。

在本实施例中虽仅以接收端装置14_j具有如图5所绘示的结构的情形为例作说明，然，本实施例的接收端装置14_j并不局限于此。请参照图7，在另一个例子中，接收端装置14_j’更包括保护电路14e及电池14f。

保护电路14e用以接收并根据整流能量讯号Serct’来对电池14f进行充电。而处理器电路14c’也例如响应于保护电路提供的整流能量讯号Serct’来驱动通讯发送模块14d’提供对应的回授讯号Srj。

在本实施例中，虽仅以阻抗匹配电路12b中包括电容值可调变的可变电容C与电感值不可调变的电感L的情形为例作说明，然，本实施例的阻抗匹配电路12b并不局限于此。

在另一个例子中，阻抗匹配电路12b也可包括电感值可调变的可变电感与电容值不可调变的电容，如此，透过此可变电感受控于处理器电路12c提供的控制讯号也可达到调整阻抗匹配电路12b的等效阻抗值之操作。

在再一个例子中，阻抗匹配电路12b也可包括电感值可调变的可变电感及电容值可调变的可变电容，如此亦可达到调变阻抗匹配电路12b的等效阻抗值的操作。

本实施例的能量传输方法应用于能量传输系统中，用以协调主控端装置与多个受控端装置间的阻抗匹配关系。如此，本实施例的能量传输方法可有效地管理能量传输系统中的能量传输操作，以提升能量传输系统的能量传输效率。

Claims (14)

1.一种阻抗匹配方法，应用在一能量主控端装置，以分别提供M笔能量至M个受控端装置，M为自然数，其特征在于所述能量主控端装置具有一阻抗匹配电路，该阻抗匹配方法包括：

(a)控制该阻抗匹配电路具有一等效阻抗值，以对应地透过能量耦合提供M笔能量讯号至该M个受控端装置；

(b)接收该M个受控端装置对应回传的M笔回授讯号，该M笔回授讯号用以指示该M个受控端装置接收到的能量强度；

(c)记录一对照表对应该M笔回授讯号至该阻抗匹配电路的一等效阻抗值

(d)判断是否重复执行N次步骤(b)及(c)以对应各该M个受控端装置记录N笔回授讯号，若否，步阶地调整该阻抗匹配电路的电容或电感等效阻抗值并重复执行步骤(b)，若是，执行步骤(e)，N为大于1之自然数；以及

(e)找出对应各该M个受控端装置的该N笔回授讯号中指示一最佳能量强度的回授讯号，并选择与该最佳能量强度的回授讯号对应的等效阻抗值为一对应的选定等效阻抗值。

2.如权利要求1所述的阻抗匹配方法，其特征在于进一步包括：

(f)分时多工地在M个操作期间中，使该阻抗匹配电路具有分别与该M个受控端装置对应的选定等效阻抗值，以分别于该M操作期间中传输能量讯号至该M个受控端装置。

3.如申请专利范围第1项所述的阻抗匹配方法，其特征在于进一步包括：

(g)响应一侦测判断事件判断是否有至少一台待供电的受控端装置，若是，执行步骤(a)。

4.一种主控端装置，用以提供M笔能量讯号至M个受控端装置，M为自然数，其特征在于所述主控端装置包括：

电源电路，用以提供一系统能量讯号；

阻抗匹配电路，响应于一控制讯号决定一等效阻抗值，该阻抗匹配电路更用以响应于该系统能量讯号分别传送M笔能量讯号至该M个受控端装置；

通讯接收模块，用以接收该M个受控端装置对应回传的M笔回授讯号，该M笔回授讯号用以指示该M个受控端装置接收到的能量强度；以及

处理器电路，记录一对照表，用以对应该M笔回授讯号至该阻抗匹配电路的一等效阻抗值，该处理器电路提供该控制讯号以更步阶地调整该阻抗匹配电路的该等效阻抗值，以对应各该M个受控端装置记录N笔回授讯号，N为大于1的自然数；

其中，该处理器电路更找出对应各该M个受控端装置的该N笔回授讯号中指示一最佳能量强度的回授讯号，并选择与该最佳能量强度的回授讯号对应的等效阻抗值为对应的一选定等效阻抗值。

5.如权利要求4所述的主控端装置，其特征在于该处理器电路更用以分时多工地在M个操作期间中调整该阻抗匹配电路的该等效阻抗值，使该阻抗匹配电路具有分别与该M个受控端装置对应的选定等效阻抗值，以分别于该M操作期间中传输能量讯号至该M个受控端装置。

6.如权利要求4所述的主控端装置，其特征在于该阻抗匹配电路包括：

一可调电容电路，受控于该控制讯号决定一等效电容值，以对应地决定该阻抗匹配电路的该等效阻抗值。

7.如权利要求4所述的主控端装置，其特征在于该阻抗匹配电路包括：

可调电感电路，受控于该控制讯号决定一等效电感值，以对应地决定该阻抗匹配电路的该等效阻抗值。

8.一种能量传输系统，其特征在于包括：

M个受控端装置，M为自然数；以及

一主控端装置，用以提供M笔能量讯号至该M个受控端装置，M为自然数，该主控端装置包括：

电源电路，用以提供一系统能量讯号；

阻抗匹配电路，响应于一控制讯号决定一等效阻抗值，该阻抗匹配电路更用以响应于该系统能量讯号分别传送M笔能量讯号至该M个受控端装置；

通讯接收模块，用以接收该M个受控端装置对应回传的M笔回授讯号，该M笔回授讯号用以指示该M个受控端装置接收到的能量强度；及

处理器电路，记录一对照表，用以对应该M笔回授讯号至该阻抗匹配电路的一等效阻抗值，该处理器电路提供该控制讯号以更步阶地调整该阻抗匹配电路的该等效阻抗值，以对应各该M个受控端装置记录N笔回授讯号，N为大于1的自然数；

其中，该处理器电路更找出对应各该M个受控端装置的该N笔回授讯号中指示一最佳能量强度的回授讯号，并选择与该最佳能量强度的回授讯号对应的等效阻抗值为对应的一选定等效阻抗值。

9.如权利要求8所述的能量传输系统，其特征在于所述处理器电路更用以分时多工地在M个操作期间中调整该阻抗匹配电路的该等效阻抗值，使该阻抗匹配电路具有分别与该M个受控端装置对应的选定等效阻抗值，以分别于该M操作期间中传输能量讯号至该M个受控端装置。

10.如权利要求8所述的能量传输系统，其特征在于该第一阻抗匹配电路包括：

可调电容电路，受控于该控制讯号决定一等效电容值，以对应地决定该阻抗匹配电路的该等效阻抗值。

11.如权利要求8所述的能量传输系统，其特征在于该第一阻抗匹配电路包括：

可调电感电路，受控于该控制讯号决定一等效电感值，以对应地决定该阻抗匹配电路的该等效阻抗值。

12.如权利要求8项所述的能量传输系统，其特征在于各该M个受控端装置包括：

通讯发送模块；

第二阻抗匹配电路，用以接收该第一阻抗匹配电路提供之该M笔能量讯号其中之一，以提供一接收能量讯号；

整流电路，用以对该接收能量讯号进行整流操作，以提供一整流能量讯号；及

处理器电路，根据该整流能量讯号，驱动该通讯发送模块提供对应的回授讯号至该通讯接收模块。

13.如权利要求12所述的能量传输系统，其特征在于各该M个受控端装置更包括：

一电池；及

一保护电路，用以接收并根据该整流能量讯号来对该电池进行充电。

14.如权利要求13所述的能量传输系统，其特征在于该处理器电路响应于保护电路提供的该整流能量讯号来驱动该通讯发送模块提供对应的回授讯号。

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