CN102957215B - 高功率感应式电源供应器中功率自动调节的方法 - Google Patents
高功率感应式电源供应器中功率自动调节的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明为有关一种高功率感应式电源供应器中功率自动调节的方法,该电源供应器的供电模块,是由供电微处理器电性连接供电驱动单元、讯号解析电路、线圈电压检测电路、显示单元、供电单元及电源接地端,供电驱动单元再电性连接谐振电路、供电线圈,利用供电线圈感应受电模块的受电线圈进行电源、数据讯号的传输,而受电模块的受电微处理器电性连接电压侦测电路、断路保护电路、稳压电路、调幅载波调制电路、直流降压器及整流滤波电路、谐振电路,通过供电模块与受电模块间进行电源、数据讯号的同步传输,并利用数据码内容通过处理器内建功率自动调节程序,修正供电模块对受电模块的传送电力功率,达到受电模块功率自动调节的目的。
Description
技术领域
本发明是提供一种高功率感应式电源供应器中功率自动调节的方法,尤指可通过感应方式传送数据讯号进行电力调节,在供电模块、受电模块同步传输电源、数据讯号时,供电模块感应接收数据讯号后,即自动进行解析、处理与功率自动调节。
背景技术
目前市面上所推出的感应式电源供应器(或称无线式充电器)是利用二个线圈,其中一个作为发射电力的供电端,另一个当作接收电力的受电端进行运作,由于无线电力的能量具有危险性,会对金属物体加热,原理如同电磁炉,也影响被充电物体容易因受热造成损坏或故障的现象。
而在感应式电源供应器中,为了安全运作,则供电端与受电端之间必须能够互相辨识,才能开始进行供电,即在如此功能的需求下,需要在供电端与受电端建立控制数据码传送的方法,且数据码的传送功能必须相当稳定,才可以使电力传送稳定运作,且在昔知的感应式充电系统中,感应式电源供应器只能在供电线圈与受电线圈之间,只能保持固定的距离进行运作,当线圈的相对距离改变后,即无法有效改变供电输出功率使受电端可以收到稳定的能量,所以在线圈相对位置的距离变动时会有无法传送的限制。另在高功率感应式电源供应器中输出功率会因为受电端输出需求变动下,会有提高功率或降低功率的需求,而受电端功率改变的需求需要通过无线感应的方式操作供电端调节,由于没有实体讯号线连接所以在控制上会相当困难。
因此,如何解决现有电子装置在感应传送电源时的安全传送电力问题与线圈感应范围受限缺失,且供电时功率无法随受电端需求改变功率大小,以致发送功率过大导致效率不彰或发送功率过小致受电端输出不足需求的困扰,即为从事此行业的相关厂商所亟欲研究改善的方向所在。
故,发明人有鉴于上述的问题与缺失,乃搜集相关数据,经由多方评估及考虑,并以从事于此行业累积的多年经验,经由不断试作及修改,始研发出此种可供电子装置感应传送电源时,通过感应方式传送数据讯号进行电力调节,于供电模块、受电模块同步传输电源、数据讯号时,供电模块感应接收数据讯号后,即自动进行解析、处理与功率自动调节的高功率感应式电源供应器中功率自动调节的方法的发明专利诞生。
发明内容
本发明的主要目的乃在于提供一种高功率感应式电源供应器中功率自动调节的方法,该电源供应器的供电模块、受电模块,为通过供电线圈、受电线圈感应传送电源及传输数据讯号,并于受电模块的受电微处理器分别电性连接调幅载波调制电路、断路保护电路及稳压电路等,进行控制讯号且通过时序安排,以稳定传输数据讯号,并由供电模块的供电微处理器内建比较器、数据码解析软件,供电模块于同步传送电源、数据讯号时,接收来自受电模块传输数据讯号后,即进行解析数据码,并利用数据码内容通过处理器内建功率自动调节程序修正供电模块对受电模块的传送电力功率,达到受电模块功率自动调节的目的。
为了达到上述目的,本发明提供一种高功率感应式电源供应器中功率自动调节的方法,该高功率感应式电源供应器的供电模块、受电模块的功率自动调节步骤是:
(a)供电模块、受电模块开机,且供电模块进行程序初始化;
(b)供电模块发送侦测讯号、提供启动电力在感应范围的受电模块;
(b1)受电模块收到侦测讯号的电力开始程序、并设定所需数值;
(b2)受电模块传送启动码至供电模块;
(b3)将侦测端点的电压,转换成数值数据;
(b4)检查侦测端点的电压转换值是否超过预定上限,若是、执行步骤(b5),若否、执行步骤(b6);
(b5)超过预定上限,重新转换电压值,并切断后端P型MOFSET组件与直流降压器的电力传送,重复执行步骤(b3),直到侦测端点的电压值低于预定的下限或失去电力并停止运作;
(b6)受电模块传送电压数据码至供电模块;
(b7)等待供电模块功率调整时间;
(b8)重新进行转换电压传送的循环,直到失去电力停止运作,执行步骤(b3);
(c)检测受电模块是否接收到启动码,若是、即执行步骤(d),若否、即执行步骤(c1);
(c1)受电模块未收到启动码,供电模块待机休止,重新发送侦测讯号,执行步骤(b);
(d)供电模块开启连续供电,且设定初始供电时间;
(e)供电源的电压转换成数值数据;
(f)供电微处理器的供电计时递减,检查是否计时结束,若是、即执行步骤(f1),若否、即执行步骤(g);
(f1)供电微处理器的供电计时结束,停止连续供电并关闭输出电源,改送侦测讯号,执行步骤(f2);
(f2)关闭连续供电,并清除标记设定,执行步骤(a);
(g)检查是否收到受电模块电压完整数据,若是、执行步骤(h),若否、执行步骤(g1);
(g1)检查是否收到不完整的讯号,若讯号不清楚、执行步骤(g2),若完全没有讯号、执行步骤(g4);
(g2)有收到不完整讯号,受电模块接收功率不足,无法反馈足以辨识的数据码;
(g3)供电模块降低工作频率、提高输出功率,使受电模块回馈正确数据码或直到供电计时结束;
(g4)供电模块未收到不完整讯号,无发送数据码、切断供电,执行步骤(f2);
(h)比对供电模块的供电源电压值、受电模块的侦测端点电压值,若侦测端点电压值大、即执行步骤(h1),若供电源电压值大、即执行步骤(i);
(h1)侦测端点电压值大于供电源电压值,受电模块的接收功率偏高;
(h2)提高工作频率、降低输出功率;
(i)供电源电压值大于侦测端点电压值,受电模块的接收功率偏低;
(j)检查供电线圈上振幅是否已达到设定上限,若否、即执行步骤(k),若是、即执行步骤(j1);
(j1)已达功率输出最大限度,停止加大功率,执行步骤(n);
(k)检查先前标记中、降低工作频率是否已经低于最大输出点,若是、执行步骤(n),若否、执行步骤(l);
(l)降低工作频率、提高输出功率;
(m)检查降低工作频率后,供电线圈上输出振幅是否提高,若是、执行步骤(n),若否、执行步骤(m1);
(m1)降低频率后,振幅没有提高,表示已低于最大谐振点,加以标记后下一次不再降频;
(n)功率调整完成;
(o)完成功率调整后,供电模块的供电微处理器记时器填入初始时间常数,并执行步骤(e)。
本发明的有益效果在于:
(一)供电模块可依受电模块输出功率需求变化,调节输出功率的大小,并有完整保护机制不使电路损坏。
(二)供电模块与受电模块相对感应距离变动下,自动调节功率输出使受电模块能稳定输出电源。
(三)在不同线圈耦合感应状况下都能自动判断感应状况,进而自动调节功率输出。
附图说明
图1为本发明供电模块的简易电路图;
图2为本发明受电模块的简易电路图;
图3为本发明的供电端功率自动调节程序流程图(一);
图4为本发明的供电端功率自动调节程序流程图(二);
图5为本发明的供电端功率自动调节程序流程图(三);
图6为本发明的供电端功率自动调节程序流程图(四);
图7为本发明的受电端功率自动调节程序流程图(五)。
图8为本发明的自动功率调节频率示意图。
附图标记说明:1-供电模块;11-供电微处理器;111-讯号输入正端;112-讯号输入正端;113-讯号输入负端;114-讯号输入负端;12-供电驱动单元;121-MOFSET驱动器;122-高端MOFSET组件;123-低端MOFSET组件;13-讯号解析电路;131-电阻;132-电容;133-整流二极管;1331-输入侧;134-输出侧;14-线圈电压检测电路;141-电阻;142-电容;143-整流二极管;15-显示单元;16-供电单元;161-供电源;162-侦测用分压电阻;163-侦测用分压电阻;164-直流降压器;17-谐振电路;171-供电线圈;18-分压电阻单元;181-正相译码电压准位分压电阻;182-正相译码电压准位分压电阻;183-反相译码电压准位分压电阻;184-反相译码电压准位分压电阻;2-受电模块;21-受电微处理器;22-电压侦测电路;221-电阻;222-受电侦测端点;23-整流滤波电路;231-整流器;232-电容;24-调幅载波调制电路;241-电感;242-整流二极管;243-MOFSET组件;25-断路保护电路;251-电阻;252-P型MOFSET组件;253-N型MOFSET组件;26-稳压电路;261-缓冲用电容;262-直流降压器;263-受电输出端;27-直流降压器;28-谐振电路;281-受电线圈。
具体实施方式
为达成上述目的及功效,本发明所采用的技术手段及其构造,兹绘图就本发明的较佳实施例详加说明其特征、功能与实施方法如下,以便完全了解。
请参阅图1、2所示,为本发明供电模块的简易电路图、受电模块的简易电路图,由图中所示可以清楚看出,本发明的无线感应装置是包括供电模块1、受电模块2,其中:
该供电模块1是具有供电微处理器11,在供电微处理器11中设有操作程序、控制程序、数据码解析软件、数字逻辑准位的输出程序、供电端功率自动调节程序等相关软件程序,再在供电微处理器11内建二组比较器,而二组比较器分别设有讯号输入正端(+)111、112以及二组讯号输入负端(-)113、114,且供电微处理器11是分别电性连接供电驱动单元12、讯号解析电路13、线圈电压检测电路14、显示单元15、供电单元16、分压电阻单元18,而供电驱动单元12是设有MOSFET驱动器121,且MOSFET驱动器121是分别连接于供电微处理器11、高端MOSFET组件122、低端MOSFET组件123,以通过高端MOSFET组件122、低端MOSFET组件123分别连接至谐振电路17,再通过高端MOSFET组件122电性连接供电单元16;至于讯号解析电路13是利用多个呈串、并联的电阻131、电容132再串联整流二极管133,以通过整流二极管133的输入侧1331,电性连接至谐振电路17,再利用讯号解析电路13另侧的输出侧134,电性连接于供电微处理器11的二讯号输入正端111、112,至于供电微处理器11的一讯号输入负端113,是电性连接至分压电阻单元18的串联式正相译码电压准位分压电阻181、182,而供电微处理器11的另一讯号输入负端114,即电性连接于反相译码电压准位分压电阻183、184,并利用分压电阻单元18电性连接于供电微处理器11、供电单元16的直流降压器164;而电压检测电路13是利用呈串、并联的电阻141、电容142再串联整流二极管143,以通过整流二极管143电性连接至谐振电路17;而供电单元16是分别连接有供电源161、呈串联的二侦测用分压电阻162、163、直流降压器164,且供电单元16电性连接于供电驱动单元12;并于谐振电路17连接有可传送电能、传输数据讯号的供电线圈171。
该受电模块2是设有受电微处理器21,受电微处理器21设有操作程序、控制程序、受电端功率自动调节程序等相关软件程序,于受电微处理器21是分别连接于电压侦测电路22、整流滤波电路23、调幅载波调制电路24、断路保护电路25、稳压电路26、直流降压器27;且电压侦测电路22是具有串联式的多个电阻221电性连接于受电微处理器21,并利用串联式电阻221再分别串联侦测端点222、整流滤波电路23、断路保护电路25、直流降压器27;且整流滤波电路23具有整流器231及电容232,分别并联电压侦测电路22、断路保护电路25及直流降压器27,再通过整流器231并联谐振电路28及受电线圈281;且谐振电路28、受电线圈281则串连调幅载波调制电路24,而调幅载波调制电路24是具有串联的电感241、整流二极管242及MOFSET组件243;而断路保护电路25是串联电阻251、P型MOFSET组件252及N型MOFS ET组件253,则利用N型MOFSET组件253电性连接于受电微处理器21,另利用P型MOFSET组件252,电性连接于稳压电路26的缓冲用电容261、直流降压器262,则利用直流降压器262电性连接受电输出端263;而电压侦测电路22、断路保护电路25、稳压电路26及直流降压器27,分别电性连接于受电微处理器21,并利用电压侦测电路22、断路保护电路25及直流降压器27,分别电性连接于整流滤波电路23,再以整流滤波电路23、调幅载波调制电路24电性连接于谐振电路28,即由谐振电路28电性连接受电线圈281。
而受电模块2的受电微处理器21,电性连接调幅载波调制电路24、断路保护电25,进行操作控制数据讯号,并利用受电微处理器21电性连接稳压路26,控制数据讯号通过时序安排,经由受电微处理器21电性连接的调幅载波调制电路24,执行调幅载波的调制作业后,即通过受电线圈28反馈至供电模块1的供电线圈17,进行稳定的数据讯号传输,且供电线圈17于接收受电线圈28的数据讯号后,即通过电压检测电路14检测后、通过讯号解析电路13解析出数据讯号,再经由供电模块1的供电微处理器11内建的二组比较器,利用二讯号输入正端111、112接收后,供电微处理器11再利用二讯号输入负端113、114,分别接收分压电阻单元18的正相译码电压准位分压电阻181、182及反相译码电压准位分压电阻183、184,所传输的参考电压准位,而由二比较器比对数据讯号的电压值与参考电压准位的电压值,即得到数字逻辑准位的输出讯号,通过供电微处理器11内建数据码解析程序进行处理。
感应式电源供应器于电源传送中,受电模块2功率需求会有增减变动,及供电线圈171与受电线圈281间相对距离或位置改变,都会影响受电模块2所能接收到的功率大小;则为了使受电模块2接收到的功率能维持稳定,供电模块1会随受电模块2接收功率状况进行自动调整,使受电模块2收到功率维持稳定,通过功率自动调节程序相互控制可以稳定的传送电源并使数据码稳定传送。
请参阅图1至图7所示,为本发明供电模块的简易电路图、受电模块的简易电路图、供电端功率自动调节程序流程图(一)、供电端功率自动调节程序流程图(二)、供电端功率自动调节程序流程图(三)、供电端功率自动调节程序流程图(四)、受电端功率自动调节程序流程图(五),由图中所示可以清楚看出,本发明的高功率感应式电源供应器中功率自动调节的方法,为通过供电模块1、受电模块2之间数据码传送,供电模块1于感应接收数据讯号时,功率自动调节的方法其步骤流程是:
(100)供电模块1通电开机后,将供电模块1进行程序初始化,预设所有程序所需的数值。
(101)供电模块1发送侦测讯号,用以启动感应范围内受电模块2。
(1011)受电模块2收到侦测讯号的电力启动程序,并预设所有程序所需的数值。
(1012)受电模块2传送启动码至供电模块1。
(1013)将受电侦测端点222的电压,转换成电压数值数据(本较佳实施例中是采用8位记录格式,亦可为其它相当的位记录格式)。
(1014)检查受电侦测端点222的电压转换值是否超过于初始化所设定的上限,若是、即执行步骤(1015),若否、即执行步骤(1016)。
(1015)超过预定上限,重新转换电压值,并切断后端P型MOFSET组件252与直流降压器262的电力传送,接续重复执行步骤(1013),直到受电侦测端点222的电压值低于初始化所设定的上限或失去电力并停止运作。
(1016)受电模块2传送电压数值数据码至供电模块1。
(1017)等待供电模块1功率调整时间。
(1018)接续执行步骤(1013)重新进行转换电压后传送数据码的循环,直到失去电力停止运作。
(102)检测供电模块1是否接收到来自受电端程序步骤(1011)所发出的启动码,若否、即执行步骤(1021),若是、即执行步骤(103)。
(1021)受电模块2未收到启动码,供电模块1即待机休止一段时间后(本较佳实施例中为200mS,亦可以其它数据取代),准备重新发送侦测讯号,并执行步骤(101)。
(103)供电模块1开启连续供电,且设定初始供电定时器的时间并开始计时。
(104)将供电源161上的电压转通过供电微处理器11内建ADC换成数值数据(本较佳实施例中是采用8位记录格式,亦可为其它相当的位记录格式)。
(105)供电微处理器11的供电定时器递减,检查是否计时结束,若是、即执行步骤(1051),若否、即执行步骤(106)。
(1051)供电微处理器11的供电计时结束,准备关闭供电模块1输出,改送侦测讯号,接续执行步骤(1052)。
(1052)关闭连续供电,并清除标记设定,且执行步骤(100)。
(106)供电微处理器11检查供电线圈171是否收到来自受电模块2电压完整数据,若是、即执行步骤(107),若否、即执行步骤(1061)。
(1061)检查供电微处理器11是否收到不完整的讯号,若讯号不清楚,表示受电模块2尚在感应范围内、即执行步骤(1062),若完全没有讯号表示受电模块2远离,即执行步骤(1064)。
(1062)供电微处理器11有收到不完整的讯号,表示受电模块2接收功率不足,无法反馈足够清晰用以辨识的数据码。
(1063)供电模块1降低供电驱动单元12上输出的工作频率使供电线圈171提高输出功率,使受电模块2回馈清晰可辨识的数据码或直到供电计时结束为止。
(1064)供电模块1未收到不完整讯号,表示受电模块2远离或是受电侦测端点222电压超过上限值,没有发送数据码,立即切断供电,并执行步骤(1052)。
(107)比对供电源161电压与受电侦测端点222电压数值(本较佳实施例中二个数值可采用相同的8位记录格式,亦可为其它相当的位记录格式),若受电侦测端点222电压值较大、即执行步骤(11071),若供电源161电压值较大、即执行步骤(108)。
(1071)受电模块2的受电侦测端点222电压值大于供电模块1的供电源161的电压值,表示受电模块2的接收功率偏高。
(1072)供电模块1提高供电驱动单元12上输出的工作频率使供电线圈171降低输出功率,接续执行步骤(113)。
(108)供电模块1的供电源161电压值大于受电模块2的侦测端点222电压值,受电模块2接收功率偏低。
(109)检查供电线圈171上振幅是否已经达到于程序初始化时所设定上限,若否、即执行步骤(110),若是、即执行步骤(1091)。
(1091)已达功率输出最大限度,停止加大功率,执行步骤(113)。
(110)检查先前标记中、工作频率是否已经低于最大谐振点(由步骤1121所设定),若是、即执行步骤(113),若否、即执行步骤(111)。
(111)供电模块1降低供电驱动单元12上输出的工作频率使供电线圈171提高输出功率,接续执行步骤(112)。
(112)检查降低工作频率后,供电线圈171上输出振幅是否提高,若是、即执行步骤(113),若否、即执行步骤(1121)。
(1121)降低频率后,振幅没有提高,表示已经低于最大谐振点(请同时参阅图8),加以标记后下一次不再降频,接续执行步骤(113)。
(113)功率调整完成,接续执行步骤(114)。
(114)完成功率调整后,供电模块1的供电微处理器11内供电定时器填入初始时间常数,并执行步骤(104)。
至于上述功率自动调节的步骤,主要是通过受电模块2的受电侦测端点222的电压状态,将其转换成电压数值讯号至供电模块1,由供电模块1的供电源161电压值与侦测端点22的电压值比较,进行工作频率与输出功率的自动调节,达到受电模块2接收到稳定电源的目的。
高功率感应式电源供应器中,功率自动调节是供电模块1可依受电模块2输出功率需求变化,调节输出功率的大、小,由于供电模块1与受电模块2并没有实体电路连接,乃通过感应线圈进行电力传输,则在供电模块1与受电模块2之间,必须建立控制数据传输的机制,且供电模块1在感应接收到受电模块2所传输的数据讯号,不论充电作业流程执行至任一步骤,供电模块1的供电微处理器11,将优先进行数据讯号的解析处理,待数据讯号处理完成,再回复至原充电作业的步骤中,达到供电模块1、受电模块2于进行供电、数据传输的同步作业时,不影响充电作业的进行。
请参阅图1、2、8所示,是为本发明的供电模块的简易电路图、受电模块的简易电路图、自动功率调节频率示意图,由图中所示可以清楚看出,本发明在供电模块1与受电模块2的感应传送电源的过程中,受电模块1所接收到的功率,会随着供电线圈171与受电线圈281相对距离所改变,当相对距离变远则受电模块2所接收到的功率会变小,反之相对距离变近则受电模块2所接收到的功率会变大;而为了要使受电模块2接收稳定必需不断改变供电模块1的功率输出,当距离变远时受电模块2收到的功率变小,供电模块1会提高功率输出使受电模块2接收到的功率回复稳定,反之相对距离变近则以降低供电模块1输出功率调整。
在实作上,分别利用供电模块1与受电模块2的端点电压作为功率大小的量测点,在程序流程中会比对供电模块1的供电源16侦测端点与受电模块2侦测端点222,进行比对调节完成功能;此设计另一个目的为利用供电模块1与受电模块2电压比对的机制下,当供电模块1的电源电压提升时也会提高受电模块2接收功率所设定的稳定值,此方法将能有效稳定供电模块1的数据码传输状态,在感应式电源供应器运作特性中,在供电模块1的供电源16与受电模块2感应到的电压接近的情况下,可以得到较高的传送效率与稳定的数据码传送,而受电输出端电压有经过直流降压器所处理,所以输出电压依然维持恒定。
在电源功率自动调节的过程中,是通过受电模块2传输电压数据讯号到供电模块1进行分析、比对后调整功率输出,但会因供电线圈171与受电线圈281相对距离所改变后造成无法反馈足够清晰用以辨识的数据码,或者是受电输出端功率突然提高后,也会造成不清晰的数据码无法被解析,但这个状况为供电线圈171与受电线圈281还在感应范围内;在电源功率自动调节程序中为了这个状况安排了运作机制,当供电模块1还有收到不清晰的数据码表示感应线圈还在范围内,所以加大供电模块1输出的能量用使受电模块2在相对距离变远或功率需求变高的情况下,可以收到更大的功率用以稳定受电模块2输出,若供电模块1完全没有收到数据码表示受电模块2已远离,则立即切断供电模块1的输出。
在受电模块2的保护机制,安排为当受电侦测端点222的电压过高时,停止数据码的传输并切断受电模块2输出用以保护后端装置不会因过高的电压而损坏,当受电模块2停止传输后,于供电模块1上会判为装置远离,将立即切断电源传送,在此安排下可确保受电模块2不会在数据码传送不清晰的状况下不会因供电模块1提高功率输出而损坏受电模块2上的零件。
在供电模块1上的保护机制安排,是通过侦测供电线圈171振幅来限制最大功率输出避免损坏零件,输出功率是利用供电驱动单元12上的频率变化,改变供电线圈171上的振幅输出;在程序初始化即定义了最大的振幅限制,当降低频率使振幅增加的过程中,若侦测到振幅已经达到上限时即会停止降低频率,而这个上限会依电路需求预先设定,但在高功率感应供电状况下,供电线圈171的振幅会因为与受电线圈耦合感应降低振幅大小,所以在某些情况下可能会降低频率已达最大谐振点时,却还没有达到预设上限而停止降低频率,降低频率穿过最大谐振点的后振幅会变小导致功率反而变小的错误状况,所以有另一个机制为降低频率后会再检查一次线圈的振幅变化,若侦测到降低频率后振幅缩小的状况即标示停止降低频率,此机制将完成在不同的线圈耦合感应状况下都能自动调整功率并保护电路不会因过大的功率输出而损坏。
因此,以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,非因此局限本发明的专利范围,本发明高功率感应式电源供应器功率自动调节的方法,其是通过供电模块的供电微处理器,受电模块的受电微处理器内建的功率自动调节程序,可达到的目的,使受电模块在感应距离变化与功率需求变化下,都能自动调节供电模块功率输出,使高功率感应式电源供应器能传送稳定功率到受电模块,另于供电模块、受电模块建立完整保护机制使电路不会因为功率过大而损坏,的实用功效,。
上述本发明的感应式电源供应器中功率自动调节的方法,于实际实施制造作业时,为可具有下列各项优点,如:
(一)供电模块1可依受电模块2输出功率需求变化,调节输出功率的大小,并有完整保护机制不使电路损坏。
(二)供电模块1与受电模块2相对感应距离变动下,自动调节功率输出使受电模块能稳定输出电源。
(三)在不同线圈耦合感应状况下都能自动判断感应状况,进而自动调节功率输出。
故,本发明为主要针对高功率感应的供电模块、受电模块的设计,为通过供电模块感应接收数据讯号后,即自动进行解析、处理与功率自动调节作业,而达到供电模块、受电模块于进行电源供应时、可进行功率自动调节为主要保护重点,且供电模块感应接收数据讯号后,即自动进行解析、处理与功率自动调节,而具有同步稳定传送电源及传输数据讯号的功能。
以上说明对本发明而言只是说明性的,而非限制性的,本领域普通技术人员理解,在不脱离以下所附权利要求所限定的精神和范围的情况下,可做出许多修改,变化,或等效,但都将落入本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种高功率感应式电源供应器中功率自动调节的方法,其特征在于,该高功率感应式电源供应器的供电模块、受电模块的功率自动调节步骤是:
(a)供电模块、受电模块开机,且供电模块进行程序初始化;
(b)供电模块发送侦测讯号、提供启动电力到在感应范围内的受电模块;
(b1)受电模块收到侦测讯号的电力开始程序、并设定所需数值;
(b2)受电模块传送启动码至供电模块;
(b3)将侦测端点的电压,转换成数值数据;
(b4)检查侦测端点的电压转换值是否超过预定上限,若是、执行步骤(b5),若否、执行步骤(b6);
(b5)超过预定上限,重新转换电压值,并切断后端P型MOFSET组件与直流降压器的电力传送,重复执行步骤(b3),直到侦测端点的电压值低于预定的下限或失去电力并停止运作;
(b6)受电模块传送电压数据码至供电模块;
(b7)等待供电模块功率调整时间;
(b8)接续执行步骤(b3)重新进行转换电压传送的循环,直到失去电力停止运作;
(c)检测受电模块是否接收到启动码,若是、即执行步骤(d),若否、即执行步骤(c1);
(c1)受电模块未收到启动码,供电模块待机休止,重新发送侦测讯号,执行步骤(b);
(d)供电模块开启连续供电,且设定初始供电时间;
(e)供电源的电压转换成数值数据;
(f)供电微处理器的供电计时递减,检查是否计时结束,若是、即执行步骤(f1),若否、即执行步骤(g);
(f1)供电微处理器的供电计时结束,停止连续供电并关闭输出电源,改送侦测讯号,执行步骤(f2);
(f2)关闭连续供电,并清除标记设定,执行步骤(a);
(g)检查是否收到受电模块电压完整数据,若是、执行步骤(h),若否、执行步骤(g1);
(g1)检查是否收到不完整的讯号,若讯号不清楚、执行步骤(g2),若完全没有讯号、执行步骤(g4);
(g2)有收到不完整讯号,受电模块接收功率不足,无法反馈足以辨识的数据码;
(g3)供电模块降低工作频率、提高输出功率,使受电模块回馈正确数据码或直到供电计时结束;
(g4)供电模块未收到不完整讯号,无发送数据码、切断供电,执行步骤(f2);
(h)比对供电模块的供电源电压值、受电模块的侦测端点电压值,若侦测端点电压值大、即执行步骤(h1),若供电源电压值大、即执行步骤(i);
(h1)侦测端点电压值大于供电源电压值,受电模块的接收功率偏高;
(h2)提高工作频率、降低输出功率;
(i)供电源电压值大于侦测端点电压值,受电模块的接收功率偏低;
(j)检查供电线圈上振幅是否已达到设定上限,若否、即执行步骤(k),若是、即执行步骤(j1);
(j1)已达功率输出最大限度,停止加大功率,执行步骤(n);
(k)检查先前标记中、降低工作频率是否已经低于最大输出点,若是、执行步骤(n),若否、执行步骤(l);
(l)降低工作频率、提高输出功率;
(m)检查降低工作频率后,供电线圈上输出振幅是否提高,若是、执行步骤(n),若否、执行步骤(m1);
(m1)降低频率后,振幅没有提高,表示已低于最大谐振点,加以标记后下一次不再降频;
(n)功率调整完成;
(o)完成功率调整后,供电模块的供电微处理器记时器填入初始时间常数,并执行步骤(e)。
2.根据权利要求1所述的高功率感应式电源供应器中功率自动调节的方法,其特征在于,该高功率感应式电源供应器,是包括:供电模块、受电模块;且该供电模块设有内建比较器的供电微处理器,且由供电微处理器分别电性连接驱动供电模块运作的供电驱动单元、侦测及解析线圈数据讯号的讯号解析电路、侦测供电线圈的电压的线圈电压检测电路、显示供电模块运作状态的显示单元、供应所需电源的供电单元、分压电阻单元及电源接地端,并通过供电驱动单元电性连接谐振电路,则利用谐振电路、线圈电压检测电路及讯号解析电路,再分别电性连接可对外发送电源、传输数据讯号的供电线圈,而配合供电模块的供电线圈设有相对进行感应讯号传输的受电模块的受电线圈,则受电模块是设有受电微处理器,且受电微处理器分别电性连接侦测供电源的电压的电压侦测电路、作业中开关控制的断路保护电路、稳定供电源的电压的稳压电路、进行数据讯号编码的调幅载波调制电路、稳定供电源电压的直流降压器,以通过断路保护电路、直流降压器、电压侦测电路分别电性连接对电力讯号滤波、整流的整流滤波电路,而整流滤波电路再与调幅载波调制电路分别电性连接谐振电路、受电线圈。
3.根据权利要求2所述的高功率感应式电源供应器中功率自动调节的方法,其特征在于,该供电模块的供电微处理器内建二组比较器,而二组比较器是分别设有供数据讯号输入的讯号输入正端、供参考电压准位输入的讯号输入负端。
4.根据权利要求2所述的高功率感应式电源供应器中功率自动调节的方法,其特征在于,该供电模块的供电驱动单元是包括MOFSET驱动器、切换MOFSET驱动器的工作频率用以变换的高端MOFSET、低端MOFSET的开关状态,且通过高端MOFSET、低端MOFSET分别电性连接谐振电路、供电线圈。
5.根据权利要求2所述的高功率感应式电源供应器中功率自动调节的方法,其特征在于,该供电模块的供电单元是设有连接外部电源的供应源、二串联式的侦测用分压电阻。
6.根据权利要求2所述的高功率感应式电源供应器中功率自动调节的方法,其特征在于,该供电模块的显示单元,为液晶显示屏、发光二极管显示屏或冷光片显示屏。
7.根据权利要求2所述的高功率感应式电源供应器中功率自动调节的方法,其特征在于,该受电模块的电压侦测电路,是包括呈串联电性连接的侦测端点、二侦测用分压电阻;而受电模块的整流滤波电路是包括整流器、电容。
8.根据权利要求2所述的高功率感应式电源供应器中功率自动调节的方法,其特征在于,受电模块的调幅载波调制电路,是包括呈串联的电感、二极管、MOFSET组件;受电模块的断路保护电路,是包括电阻及P型MOFSET组件、N型MOFSET组件。
9.根据权利要求2所述的高功率感应式电源供应器中功率自动调节的方法,其特征在于,该受电模块的稳压电路,是包括电容、直流降压器,并由直流降压器电性连接受电输出端。
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