CN103425169A - 自动调节电压位准的方法及电压位准调节装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自动调节电压位准的方法，用于一感应式电源供应器，该方法包括侦测一信号解析电路的一输出电压；将该输出电压加上一第一阈值以产生一第一判别位准，并将该输出电压减去一第二阈值以产生一第二判别位准；输出该第一判别位准作为一参考电压；以及比较该信号解析电路的一触发信号及该参考电压，以产生一第一数据码。其中，当比较该信号解析电路的该触发信号及该参考电压，以产生该第一数据码的步骤进行失败时，改为输出该第二判别位准作为该参考电压，再比较该信号解析电路的该触发信号及该参考电压，以产生一第二数据码。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于一感应式电源供应器的自动调节电压位准的方法及其电压位准调节装置，尤其涉及一种可在感应式电源供应器中放大反馈信号强度，以提升信号判别灵敏度的自动调节电压位准方法及其电压位准调节装置。
背景技术
感应式电源供应器中，为了安全运作，需要在供应端确认其供电线圈上为正确的受电装置，且在可以接收电力的状况下才进行电力发送，为了在供电端能辨识是否为正确的受电装置，需要通过数据码传送来进行识别。数据码的传送是通过供电端驱动供电线圈产生谐振，发送电磁能量传送到受电端，以进行电力传送，而在受电端接收电力时，可通过信号调制技术改变接收线圈上的阻抗状态，再通过反馈改变供电线圈上的载波振幅变化。接着，通过电路处理，可将供电线圈上的信号变化转换成数字信息传送到供电端微处理器进行判读。然而，在供电线圈上的载波振幅变化相当微弱且易参杂噪讯，不容易取出并转换成精确数字逻辑信号。在现有技术中，业界提出运用多层运算放大器组合成主动带通滤波器、交连耦合器、电压比较器以进行信号转换，这样的设计复杂且不易生产。在中国发明专利公开号CN102931734A中提出一种通过电阻与电容组合而成的简易滤波电路，可将信号输入到电压比较器，与预定的位准电压进行比较后再转换并输出数字信号，这是一个简单且容易生产的电路。
然而，现有技术尚有不足之处：第一，供电线圈上的载波信号传送到信号解析电路后进行半波整流处理，即已衰减了一半的信号变化量，在没有信号放大的电路下，其小信号识别能力较差；第二，比较器的参考电压是由二个分压电阻连接电源端与接地端以产生的参考电压位准，而在生产时电阻组件本身具有误差，可能造成设定判别的位准精准度有所偏差，在生产良率的考虑下，无法将参考电压与信号的常态电压设定得太接近，以避免因组件误差造成信号错误输出，也因为无法将参考电压设定为接近在常态电压，导致信号判别灵敏度较差；第三，现有技术中，为了在信号正相与反相都要能触发判别，所以需要二个比较器并设定二个参考电压以用于信号的上下触发，而因为组件的误差问题，使其更难生产与设定；第四，现有技术中只能判别来自受电端的触发信号，并解析为数字数据码，但无法判读数据信号强度，在数据信号微弱的情况下，无法及时加大能量以提高信号强度，在线圈耦合状况不好的状况下，容易失去信号传输能力。有鉴于此，公知技术实有改进的必要。
发明内容
因此，本发明的主要目的即在于提供一种可在感应式电源供应器中放大反馈信号强度，并将比较器的参考电压通过准确度较高的电路架构实现，以提升信号判别灵敏度的自动调节电压位准方法及其电压位准调节装置。此自动调节电压位准方法及电压位准调节装置可自动调整比较器使用正相或反相的触发信号来进行判读，并可调整参考电压的大小。
本发明公开一种自动调节电压位准的方法，用于一感应式电源供应器。该方法包括有侦测一信号解析电路的一输出电压；将该输出电压加上一第一阈值以产生一第一判别位准，并将该输出电压减去一第二阈值以产生一第二判别位准；输出该第一判别位准，以作为一参考电压；以及比较该信号解析电路的一触发信号及该参考电压，以产生一第一数据码；其中，当比较该信号解析电路的该触发信号及该参考电压，以产生该第一数据码的步骤进行失败时，该方法还包括改为输出该第二判别位准，以作为该参考电压，再比较该信号解析电路的该触发信号及该参考电压，以产生一第二数据码。
本发明还公开一种电压位准调节装置，用于一感应式电源供应器。该电压位准调节装置包括有一侦测装置，用来侦测一信号解析电路的一输出电压；一调节微处理器，电性连接至该侦测装置，用来将该输出电压加上一第一阈值以产生一第一判别位准，并将该输出电压减去一第二阈值以产生一第二判别位准；一输出装置，电性连接至该调节微处理器，用来输出该第一判别位准，以作为一参考电压；以及一比较器，包括二输入端分别电性连接至该侦测装置及该输出装置，以及一输出端电性连接至该调节微处理器，用来比较该信号解析电路的一触发信号及该参考电压，以产生一第一数据码；其中，当该比较器无法通过比较该信号解析电路的该触发信号及该参考电压产生该第一数据码时，该输出装置改为输出该第二判别位准，以作为该参考电压，该比较器再比较该信号解析电路的该触发信号及该参考电压，以产生一第二数据码。
本发明还公开一种整流与信号反馈电路，用于一感应式电源供应器的一受电模块，用来对该受电模块中一受电线圈所接收到的电源进行整流及调制一反馈信号。该整流与信号反馈电路包括有一第一上桥二极管及一第一下桥开关组件，电性连接至该受电线圈的一第一端，用来进行整流；一第二上桥二极管及一第二下桥开关组件，电性连接至该受电线圈的一第二端，用来进行整流；一第一电阻及一第二电阻，分别电性连接至该受电线圈的该第一端及该第二端，用来调制该反馈信号；一第三开关组件及一第四开关组件，各自包括一汲极分别电性连接至该第一电阻及该第二电阻、一源极电性连接至一地端、以及一闸极电性连接至一受电微处理器，用来控制该第一电阻及该第二电阻调制该反馈信号，并控制该第一下桥开关组件及该第二下桥开关组件进行整流；一第三电阻，电性连接至该受电线圈的该第一端及该第二下桥开关组件的一闸极之间，用来保护该第二下桥开关组件以避免其烧毁，并提供整流切换信号予该第二下桥开关组件；一第四电阻，电性连接至该受电线圈的该第二端及该第一下桥开关组件的一闸极之间，用来保护该第一下桥开关组件以避免其烧毁，并提供整流切换信号予该第一下桥开关组件；一第一齐纳二极管，电性连接至该第一下桥开关组件的该闸极及该地端之间，用来限制该第一下桥开关组件的该闸极的电压，以避免其烧毁；一第二齐纳二极管，电性连接至该第二下桥开关组件的该闸极及该地端之间，用来限制该第二下桥开关组件的该闸极的电压，以避免其烧毁；一第一控制二极管，电性连接至该第一下桥开关组件的该闸极及该第三开关组件之间，用来提供该第一下桥开关组件的该闸极对该地端的导通路径，并防止另一整流周期信号由该受电线圈倒灌回该第一下桥开关组件的该闸极；以及一第二控制二极管，电性连接至该第二下桥开关组件的该闸极及该第四开关组件之间，用来提供该第二下桥开关组件的该闸极对该地端的导通路径，并防止另一整流周期信号由该受电线圈倒灌回该第二下桥开关组件的该闸极。
本发明还公开一种感应式电源供应器，包括有一供电模块及一受电模块。该供电模块包括有一供电线圈，用来发送电源及传输信号；一供电驱动单元，电性连接至该供电线圈，用来驱动该供电线圈的运作；一电压检测电路，电性连接至该供电线圈，用来侦测该供电线圈的电压；一信号解析电路，电性连接至该供电线圈，用来侦测及解析该供电线圈上的数据信号；一供电微处理器，电性连接至该供电驱动单元及该电压检测电路，用来控制该供电模块的各项运作；一显示单元，电性连接至该供电微处理器，用来显示该供电模块的运作状态；一供电单元，电性连接至该供电驱动单元及该供电微处理器，用来接受一外部电压源，以提供该供电线圈所发送的电源，并提供该供电模块进行运作所需的电源；以及一电压位准调节装置，电性连接至该供电微处理器及该信号解析电路。该电压位准调节装置包括有一侦测装置，用来侦测一信号解析电路的一输出电压；一调节微处理器，电性连接至该侦测装置，用来将该输出电压加上一第一阈值以产生一第一判别位准，并将该输出电压减去一第二阈值以产生一第二判别位准；一输出装置，电性连接至该调节微处理器，用来输出该第一判别位准，以作为一参考电压；以及一比较器，包括二输入端分别电性连接至该侦测装置及该输出装置，以及一输出端电性连接至该调节微处理器，用来比较该信号解析电路的一触发信号及该参考电压，以产生一第一数据码；其中，当该比较器无法通过比较该信号解析电路的该触发信号及该参考电压产生该第一数据码时，该输出装置改为输出该第二判别位准，以作为该参考电压，该比较器再比较该信号解析电路的该触发信号及该参考电压，以产生一第二数据码。该受电模块包括有一受电线圈，用来接收该供电线圈的供电，并产生一反馈信号至该供电模块；一电压侦测电路，电性连接至该受电线圈，用来侦测该受电线圈的电压；一受电微处理器，电性连接至该电压侦测电路，用来控制该受电模块的各项运作；一整流与信号反馈电路，电性连接至该受电线圈及该受电微处理器，用来对该受电线圈接收到的电源进行整流及调制该反馈信号；一断路保护电路，电性连接至该受电线圈及该受电微处理器，用来避免该受电模块及负载组件烧毁；以及一稳压电路，电性连接至该受电线圈、该断路保护电路及该受电微处理器，用来接收来自该受电线圈的电源，以输出一稳定电压至一负载端。其中，该整流与信号反馈电路包括有一第一上桥二极管及一第一下桥开关组件，电性连接至该受电线圈的一第一端，用来进行整流；一第二上桥二极管及一第二下桥开关组件，电性连接至该受电线圈的一第二端，用来进行整流；一第一电阻及一第二电阻，分别电性连接至该受电线圈的该第一端及该第二端，用来调制该反馈信号；一第三开关组件及一第四开关组件，各自包括一汲极分别电性连接至该第一电阻及该第二电阻、一源极电性连接至一地端、以及一闸极电性连接至该受电微处理器，用来控制该第一电阻及该第二电阻调制该反馈信号，并控制该第一下桥开关组件及该第二下桥开关组件进行整流；一第三电阻，电性连接至该受电线圈的该第一端及该第二下桥开关组件的一闸极之间，用来保护该第二下桥开关组件以避免其烧毁并提供切换整流开关信号；一第四电阻，电性连接至该受电线圈的该第二端及该第一下桥开关组件的一闸极之间，用来保护该第一下桥开关组件以避免其烧毁并提供切换整流开关信号；一第一齐纳二极管，电性连接至该第一下桥开关组件的该闸极及该地端之间，用来限制该第一下桥开关组件的该闸极的电压，以避免其烧毁；一第二齐纳二极管，电性连接至该第二下桥开关组件的该闸极及该地端之间，用来限制该第二下桥开关组件的该闸极的电压，以避免其烧毁；一第一控制二极管，电性连接至该第一下桥开关组件的该闸极及该第三开关组件之间，用来提供该第一下桥开关组件的该闸极对该地端的导通路径，并防止另一整流周期信号由该受电线圈倒灌回该第二下桥开关组件的该闸极；以及一第二控制二极管，电性连接至该第二下桥开关组件的该闸极及该第四开关组件之间，用来提供该第二下桥开关组件的该闸极对该地端的导通路径，并防止另一整流周期信号由该受电线圈倒灌回该第二下桥开关组件的该闸极。
附图说明
图1为本发明实施例一感应式电源供应器的一供电模块的示意图。
图2为本发明实施例一感应式电源供应器的一受电模块的示意图。
图3为侦测阶段时，信号解析电路的输出信号波形的示意图。
图4为供电阶段时，信号解析电路的输出信号波形的示意图。
图5为图4的波形放大的示意图。
图6为本发明实施例受电模块的受电输出端负载加重时，信号解析电路的输出信号波形的示意图。
图7为本发明实施例受电模块的受电输出端的阻抗小于信号调制电阻时，无法产生正相的反馈触发信号的波形示意图。
图8为钳位电路进行钳位以产生触发信号的波形示意图。
图9为本发明实施例一自动调节电压位准流程的示意图。
其中，附图标记说明如下：
10 供电模块
11 供电微处理器
12A、12B 供电驱动单元
121A、121B 驱动装置
123A、123B 上桥开关组件
124A、124B 下桥开关组件
13 信号解析电路
131 钳位电路
R1～R6 电阻
C1～C5 电容
D1、D2 二极管
14 电压检测电路
15 显示单元
16 供电单元
161 外部电压源
162、163 分压电阻
164 直流降压器
17 谐振电容
171 供电线圈
18 电压位准调节装置
181 输出装置
182 比较器
183 侦测装置
184 调节微处理器
20 受电模块
21 受电微处理器
22 电压侦测电路
221A、221B 电阻
23 整流与信号反馈电路
A1、B1 保护电阻
A2、B2 下桥开关组件
A3、B3 信号调制电阻
A4、B4 控制二极管
A5、B5 齐纳二极管
A6、B6 开关组件
A7、B7 上桥二极管
239 电容
24 断路保护电路
241 电阻
242、243 开关组件
25 稳压电路
251 稳压电容
252 直流降压器
253 受电输出端
26 直流降压器
27 谐振电容
271 受电线圈
V0 常态电压
V1 高判别位准
V2 低判别位准
W3、W4、W6、W7 波形
W81、W82、W83 波形
90 流程
900～918 步骤
具体实施方式
请参考图1，图1为本发明实施例一感应式电源供应器的一供电模块10的示意图。如图1所示，供电模块10包括一供电微处理器11、供电驱动单元12A及12B、一信号解析电路13、一电压检测电路14、一显示单元15、一供电单元16、一谐振电容17、一供电线圈171及一电压位准调节装置18。供电微处理器11电性连接至供电驱动单元12A及12B、电压检测电路14、显示单元15、供电单元16及电压位准调节装置18，用来控制供电模块10的各项运作。供电驱动单元12A包括一驱动装置121A、一上桥开关组件123A及一下桥开关组件124A，而供电驱动单元12B包括一驱动装置121B、一上桥开关组件123B及一下桥开关组件124B。供电驱动单元12A及12B的架构相同，并同时电性连接至供电线圈171，用来驱动供电线圈171的运作。供电驱动单元12A及12B同时运作时，可进行全桥驱动。在部分实施例中，也可仅开启供电驱动单元12A及12B其中一者，抑或仅配置一个供电驱动单元12A或12B，以进行半桥驱动。信号解析电路13包括电阻R1～R6及电容C1～C4所构成的滤波器，其电性连接至供电线圈171及电压位准调节装置18，可用来侦测及解析供电线圈171上的数据信号，并将信号解析结果传送至电压位准调节装置18以进行后续判读及处理。为提高解析出信号的强度，信号解析电路13的前端可包括一钳位电路131，用来将信号解析电路13的输入信号钳至较高电位，以提升其触发信号的强度，进而提升后端成功判读数据码的机率。钳位电路131可由二极管D1及D2及一电容C5所组成。
请继续参考图1。电压检测电路14为电阻、电容及二极管所组成的电路，其电性连接至供电线圈171及供电微处理器11，用来侦测供电线圈171的电压，并将此电压信息提供予供电微处理器11进行后续判读及处理。显示单元15电性连接至供电微处理器11，用来显示供电模块10的运作状态。供电单元16由分压电阻162、163及直流降压器164所组成，其电性连接至供电驱动单元12A及12B及供电微处理器11，用来接受一外部电压源161，以提供供电线圈171所驱动的电源，并提供供电模块10进行运作所需的电源。谐振电容17电性连接至供电线圈171，用来协助供电线圈171进行谐振以产生交流电磁能量发送。供电线圈171电性连接至谐振电容17、供电驱动单元12A及12B、信号解析电路13及电压检测电路14，用来发送能量至受电端，并接收来自受电端的反馈信号，以传输至信号解析电路13进行解析处理。电压位准调节装置18包括一侦测装置183、一调节微处理器184、一输出装置181及一比较器182。侦测装置183电性连接至信号解析电路13及调节微处理器184，可用来侦测信号解析电路13的输出电压与信号，以输出至调节微处理器184。在部分实施例中，侦测装置183包括一模拟数字转换器（ADC），用来将信号解析电路13所输出的模拟形式的信号转换为数字形式的信号，以输出至调节微处理器184进行后续判读及处理。调节微处理器184电性连接至侦测装置183及输出装置181，用来接收来自侦测装置183的输出电压，并根据此输出电压，产生高判别位准及低判别位准，再选择性地将高判别位准或低判别位准输出至输出装置181。输出装置181电性连接至调节微处理器184及比较器182，可用来接收来自调节微处理器184的位准信号，以输出至比较器182作为参考电压。在部分实施例中，输出装置181包括一数字模拟转换器（DAC），用来将调节微处理器184所输出的数字形式的高判别位准或低判别位准信号转换为模拟形式的参考电压，以提供予比较器182进行后续判读及处理。比较器182的一输入端电性连接至侦测装置183，用来接收来自信号解析电路13的触发信号，另一输入端电性连接至输出装置181，用来接收参考电压，其输出端电性连接至调节微处理器184；比较器182比较触发信号及参考电压，以产生数据码输出至调节微处理器184。值得注意的是，此处调节微处理器184是一模块单独存在于电压位准调节装置18中，在部分实施例中，调节微处理器184也可整合至供电微处理器11，或以其它形式实现在供电模块10中，而不限于此。
请参考图2，图2为本发明实施例一感应式电源供应器的一受电模块20的示意图。如图2所示，受电模块20包括一受电微处理器21、一电压侦测电路22、一整流与信号反馈电路23、一断路保护电路24、一稳压电路25、一直流降压器26、一谐振电容27及一受电线圈271。受电微处理器21电性连接至电压侦测电路22、整流与信号反馈电路23、断路保护电路24、稳压电路25及直流降压器26，用来控制受电模块20的各项运作。电压侦测电路22包括电阻221A及221B，其电性连接至受电线圈271及受电微处理器21，用来侦测受电线圈271的电压，以输出至受电微处理器21进行后续判读及处理。整流与信号反馈电路23电性连接至受电线圈271及受电微处理器21，用来对受电线圈271接收到的电源进行整流及调制反馈信号。断路保护电路24包括一电阻241及开关组件242、243，其电性连接至受电线圈271及受电微处理器21与稳压电路25之间，用来避免受电模块20及一受电输出端253的负载组件烧毁。稳压电路25包括一稳压电容251及一直流降压器252，其电性连接至受电线圈271及受电微处理器21。通过受电微处理器21控制，稳压电路25可接收来自受电线圈271的电源，以输出一稳定电压至受电输出端253。直流降压器26电性连接至受电线圈271及受电微处理器21，可接收来自受电线圈271的电源以提供予受电微处理器21使用。谐振电容27电性连接至受电线圈271，用来协助受电线圈271进行谐振以传输交流电源及信号。受电线圈271电性连接至整流与信号反馈电路23及稳压电路25，用来接收供电线圈17的供电，以将电源通过稳压电路25传送至输出端；另一方面，整流与信号反馈电路23所产生的反馈信号通过受电线圈271传送至供电模块10。
请继续参考图2，整流与信号反馈电路23的详细架构也绘示于图2中。如图2所示，整流与信号反馈电路23包括上桥二极管A7及B7、下桥开关组件A2及B2、保护电阻A1及B1、信号调制电阻A3及B3、控制二极管A4及B4、齐纳二极管A5及B5以及开关组件A6及B6。上桥二极管A7及下桥开关组件A2电性连接至受电线圈271的一端点N1，可用来进行整流。上桥二极管B7及下桥开关组件B2电性连接至受电线圈271的另一端点N2，也可用来进行整流。信号调制电阻A3及B3分别电性连接至受电线圈271的端点N1及N2，可用来调制反馈信号。一般来说，信号调制电阻A3及B3需使用阻值较小的电阻，其阻值足以在受电模块20为空载时调制反馈信号。开关组件A6及B6各自包括一汲极（D）分别电性连接至信号调制电阻A3及B3、一源极（S）电性连接至一地端、以及一闸极（G）电性连接至受电微处理器21，可用来控制信号调制电阻A3及B3调制反馈信号，并控制下桥开关组件A2及B2进行整流。保护电阻A1电性连接至受电线圈271的端点N1及下桥开关组件B2的一闸极之间，可用来提供切换整流开关信号并保护下桥开关组件B2以避免其烧毁。保护电阻B1电性连接至受电线圈271的端点N2及下桥开关组件A2的一闸极之间，可用来提供切换整流开关信号并保护下桥开关组件A2以避免其烧毁。一般来说，保护电阻A1及B1需使用阻值较大的电阻，其阻值足以保护下桥开关组件A2及B2以避免其烧毁。齐纳二极管A5电性连接至下桥开关组件A2的闸极及地端之间，可用来限制下桥开关组件A2的闸极电压，以避免其烧毁。齐纳二极管B5电性连接至下桥开关组件B2的闸极及地端之间，可用来限制下桥开关组件B2的闸极电压，以避免其烧毁。控制二极管A4电性连接至下桥开关组件A2的闸极及开关组件A6的一汲极之间，可用来提供下桥开关组件A2的闸极对地端的导通路径。控制二极管B4电性连接至下桥开关组件B2的闸极及开关组件B6的一汲极之间，可用来提供下桥开关组件B2的闸极对地端的导通路径。在部分实施例中，整流与信号反馈电路23可包括一电容239，用来进行稳压。
实际运作时，受电微处理器21可分别控制开关组件A6及B6导通或关闭，以控制下桥开关组件A2及B2进行半桥同步整流或停止整流动作，并控制信号调制电阻A3及B3调制全波反馈信号或半波反馈信号，其详细运作方式已公开于中国发明专利申请号201210169832.7中，在此不赘述。本发明的整流与信号反馈电路与中国发明专利申请号201210169832.7的整流与信号反馈电路的主要差异在于，本发明的整流与信号反馈电路使用不同电阻来调制反馈信号及保护下桥开关组件。在整流与信号反馈电路23中，信号调制电阻A3及B3用来调制反馈信号，而保护电阻A1及B1用来保护下桥开关组件A2及B2。对一般场效晶体管（Metal-Oxide Semiconductor Field-EffectTransistor，MOSFET）来说，汲极与源极之间能承受较高的电压差，而闸极与其它端点之间能承受的电压差较低，且当闸极超过耐压限制就会使场效晶体管所构成的开关组件烧毁。因此，在整流与信号反馈电路23的架构之下，保护电阻A1及B1通常会设计为阻值较大的电阻，以避免受电线圈271在受电时，其端点N1及N2的大电压变化传导至下桥开关组件A2或B2的闸极，造成瞬间大电流流向下桥开关组件A2或B2的闸极，而造成下桥开关组件A2或B2烧毁。下桥开关组件A2及B2的闸极还分别配置齐纳二极管A5及B5来吸收过多的电压。控制二极管A4及B4则是用来提供导通路径，并防止交流信号倒灌回下桥开关组件A2或B2的闸极。如此一来，中国发明专利申请号201210169832.7中下桥开关组件容易烧毁的缺点可获得改善。
另一方面，信号调制电阻A3及B3通常会设计为阻值较小的电阻，以在受电输出端253为空载时，信号调制电阻A3及B3通过开关组件A6及B6导通而连接到地端，以在受电线圈271上产生负载，而由于信号调制电阻A3及B3阻值较低，在信号调制期间会承受功率。因此，尽管受电输出端253为空载时，仍可通过信号调制电阻A3及B3来调制反馈信号。
详细来说，供电模块10中的信号解析电路13的输出信号波形可参考图3及图4所示。图3为侦测阶段时，信号解析电路13的输出信号波形W3的示意图。如图3所示，波形W3的信号来源为供电线圈171与谐振电容17产生谐振的交流信号，通过信号解析电路13的整流与低通滤波所解析出的波形。当线圈上的电压产生变化时，会通过信号解析电路13的处理而转换为脉冲信号，而这些脉冲信号即为构成数据传送的元素。在比较器182中，当输入信号高于一高判别位准V1或低于一低判别位准V2时，可能会改变输出逻辑状态，调节微处理器184判读逻辑状态改变，以将触发信号译码为完整的数据。在信号解析电路13输出至比较器182的信号中，在还没有任何信号输入以前，常态电压V0是由信号解析电路13接上外部电压源161，并通过一电阻上拉所产生的直流位准。而这个直流位准会因为零件与电源误差产生漂移，所以并非精准的定值。波形W3绘示一侦测阶段，在待机的状况下，发送电力的供电模块10会每隔一段时间发送侦测信号，用来识别是否有受电装置存在（如B点）。在发送侦测信号以前即可通过程序安排，先抓取侦测装置183接收到的常态电压V0（如A点），取得电压值后再加上与减去阈值，以产生高判别位准V1及低判别位准V2，再将设定的判别位准通过输出装置181产生参考电压，以输出到比较器182进行处理。而判别位准的高低可任意设定，愈接近常态电压V0就有愈大的灵敏度，也可以加大阈值，使信号中的噪声不容易误触系统。在侦测阶段中，只会用到高判别位准V1，此阶段不会有反相信号出现。
请参考图4，图4为供电阶段时，信号解析电路13的输出信号波形W4的示意图。如图4所示，在供电阶段中，线圈会持续谐振并发送信号，所以常态电压V0需要在数据触发的空档间进行侦测（如C点及D点）。在部分实施例中，由于资料传送是利用「计时同步型数据传输」，所以可以精确地选择在空档转换常态电压V0，转换后的数值再通过调节微处理器184的程序加减阈值，以产生参考电压。在部分实施例中，因为信号带有噪声，所以侦测装置183将侦测到的电压转换为信号以后，调节微处理器184会根据前几次侦测的平均值进行高判别位准V1及低判别位准V2的设定。
请参考图5，图5将图4所示的波形W4放大以方便观察。如图5所示，供电线圈171上的信号因为接收到受电模块20的信号调制而产生电压变化，通过信号解析电路13的处理以产生波形W4。在凸出常态电压V0的触发信号中，当高于高判别位准V1时即可产生触发比较器182的触发信号（如E点），使调节微处理器184进行相关译码动作。在部分实施例中，调节微处理器184也可读取信号的最大值，以取得触发信号的强度（如F点），作为供电微处理器11调整供电输出的判读信息。
请参考图6，图6为本发明实施例受电模块20的受电输出端253负载加重时，信号解析电路13的输出信号波形W6的示意图。原先信号反馈的调制是由整流与信号反馈电路23中信号调制电阻A3与B3所产生的负载变化，反馈到供电线圈17以后产生的电压变化。然而，如图6所示，当受电模块20的负载加重后，亦即受电输出端253后方的负载电阻变小后，在信号调制期间造成的信号变化也变小了（反馈信号调制原理是靠负载的变化量来反射信号，若后端的负载电阻变小，信号调制电阻A3与B3的调制效果就会变差）。在图6中虽可看出信号变差的状况，但这是一个还可以触发的状态。此外，可以看出当阈值愈小时，参考电压会愈接近常态电压V0的位准，就可以侦测到微小的触发信号。此时信号的强度一样可以在触发后判读，而调节微处理器184可以侦测到信号强度已经变差，进而通过软件进行调整。
请参考图7，图7为本发明实施例受电模块20的受电输出端253的阻抗小于信号调制电阻A3与B3时，无法产生正相的反馈触发信号的波形W7的示意图。在此情况下，电压位准调节装置18可使用反相的触发信号来进行判读。根据中国发明专利申请号201210169832.7的发明内容，可知当受电端具有大功率输出时，在调制信号期间切断整流与信号反馈电路23，将使线圈谐振电压在短时间内发生空载而使振幅缩小，进而通过信号解析电路13解析出反相触发信号。此时，可利用先前建立的低判别位准V2作为参考电压来侦测触发信号，使比较器182可在触发时输出转态逻辑信号，进而进行信号判读而产生数据码。
值得注意的是，为了能补捉供电线圈171上电压的细微变化，以提升成功判读数据码的机率，在部分实施例中，信号解析电路13前端可加上钳位电路131。在中国发明专利公开号CN102931734A中，信号解析电路13的信号来源是供电线圈17上的交流信号，经由整流、低通滤波等程序以后所取出。中国发明专利公开号CN102931734A将线圈上的信号先通过一个二极管半波整流后进行处理，此步骤也使得信号变化量削去一半。本发明利用钳位电路131，使信号进入以后先通过一个电容C5，再搭配二个二极管D1及D2进行钳位，其信号如图8所示。原始信号的波形为W83，在经过钳位以后，将原本在线圈上交流信号上下两侧的变化量都往上提升，进而产生波形W82，再通过低通滤波即可取得更好的信号强度，是为波形W81。
上述关于电压位准调节装置18的运作方式可归纳为一自动调节电压位准流程90，如图9所示。自动调节电压位准流程90包括以下步骤：
步骤900：开始。
步骤902：侦测装置183侦测信号解析电路13的一输出电压。
步骤904：调节微处理器184将输出电压加上一第一阈值以产生高判别位准V1，并将输出电压减去一第二阈值以产生低判别位准V2。
步骤906：输出装置181输出高判别位准V1，以作为一参考电压。
步骤908：比较器182比较信号解析电路13的触发信号及参考电压，以产生一第一数据码。
步骤910：调节微处理器184判断是否因触发信号强度太弱或其它原因造成无法触发并产生第一数据码。若是，则执行步骤912；若否，则执行步骤902。
步骤912：输出装置181改为输出低判别位准V2，以作为参考电压。
步骤914：比较器182比较信号解析电路13的触发信号及参考电压，以产生一第二数据码。
步骤916：调节微处理器184判断是否可正确取得第二数据码。若是，则执行步骤912；若否，则执行步骤902。
步骤918：结束。
值得注意的是，本发明提供一种可在感应式电源供应器中放大反馈信号强度，并将比较器的参考电压通过准确度较高的电路架构实现，以提升信号判别灵敏度的自动调节电压位准方法及其电压位准调节装置。此自动调节电压位准方法及电压位准调节装置可自动调整比较器使用正相或反相的触发信号来进行判读，并可调整参考电压的大小。本领域的技术人员当可据以修饰或变化，而不限于此。举例来说，上述实施例中所使用的场效晶体管构成的开关组件仅为众多实施例中的一种，且可根据系统需求使用N型或P型的场效晶体管，而不限于此。在其它实施例中，供电模块10及受电模块20的架构也可使用其它类型的开关组件来实现。此外，上述供电驱动单元12A及12B、供电单元16、电压侦测电路22、断路保护电路24、稳压电路25及直流降压器164、26及252都为常见的具有特定用途的电路。这些模块的实施方式并不限于图1及图2中的结构，也可通过其它电路结构来实现，只需要达成其特定目的或用途即可。
总而言之，本发明的感应式电源供应器具有电压位准调节装置，其可提供一种自动调节电压位准的方法。此方法及装置可自动调整比较器使用正相或反相的触发信号来进行判读，并可调整参考电压的大小。当需要避免噪声干扰时，可将参考电压与常态电压之间距加大；当需要提高信号判别灵敏度时，可将参考电压与常态电压之间距缩小。整流与信号反馈电路同时具有调制良好的反馈信号及提供开关组件良好保护的功能。信号解析电路可放大反馈信号的强度，以提升成功判读数据码的机率。电压位准调节装置通过准确度较高的电路架构来实现，可提升信号判别的准确度及灵敏度。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (21)
1.一种自动调节电压位准的方法，用于一感应式电源供应器，该方法包括有：
侦测一信号解析电路的一输出电压；
将该输出电压加上一第一阈值以产生一第一判别位准，并将该输出电压减去一第二阈值以产生一第二判别位准；
输出该第一判别位准，以作为一参考电压；以及
比较该信号解析电路的一触发信号及该参考电压，以产生一第一数据码；
其中，当比较该信号解析电路的该触发信号及该参考电压，以产生该第一数据码的步骤进行失败时，该方法还包括有：
改为输出该第二判别位准，以作为该参考电压，再比较该信号解析电路的该触发信号及该参考电压，以产生一第二数据码。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括侦测该信号解析电路的该触发信号的最大值，以取得一信号强度。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，侦测该信号解析电路的该输出电压的步骤在该感应式电源供应器的一受电装置未传送信号的空档进行。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该信号解析电路将一输入信号钳至一较高电位，以提升该触发信号的强度，进而提升成功产生该第一数据码的机率。
5.一种电压位准调节装置，用于一感应式电源供应器，该电压位准调节装置包括有：
一侦测装置，用来侦测一信号解析电路的一输出电压；
一调节微处理器，电性连接至该侦测装置，用来将该输出电压加上一第一阈值以产生一第一判别位准，并将该输出电压减去一第二阈值以产生一第二判别位准；
一输出装置，电性连接至该调节微处理器，用来输出该第一判别位准，以作为一参考电压；以及
一比较器，包括二输入端分别电性连接至该侦测装置及该输出装置，以及一输出端电性连接至该调节微处理器，用来比较该信号解析电路的一触发信号及该参考电压，以产生一第一数据码；
其中，当该比较器无法通过比较该信号解析电路的该触发信号及该参考电压产生该第一数据码时，该输出装置改为输出该第二判别位准，以作为该参考电压，该比较器再比较该信号解析电路的该触发信号及该参考电压，以产生一第二数据码。
6.如权利要求5所述的电压位准调节装置，其特征在于，该侦测装置还侦测该信号解析电路的该触发信号的最大值，以取得一信号强度。
7.如权利要求5所述的电压位准调节装置，其特征在于，该侦测装置是在该感应式电源供应器的一受电装置未传送信号的空档，侦测该信号解析电路的该输出电压。
8.如权利要求5所述的电压位准调节装置，其特征在于，该信号解析电路包括一钳位电路，用来将该信号解析电路的一输入信号钳至一较高电位，以提升该触发信号的强度，进而提升成功产生该第一数据码的机率。
9.如权利要求5所述的电压位准调节装置，其特征在于，该侦测装置包括一模拟数字转换器，用来将该触发信号转换为一数字形式的信号，以输出至该调节微处理器进行后续判读及处理。
10.如权利要求5所述的电压位准调节装置，其特征在于，该输出装置包括一数字模拟转换器，用来将该调节微处理器所输出的该第一判别位准或该第二判别位准转换为模拟形式的该参考电压，以输入该比较器进行后续判读及处理。
11.一种整流与信号反馈电路，用于一感应式电源供应器的一受电模块，用来对该受电模块中一受电线圈所接收到的电源进行整流及调制一反馈信号，该整流与信号反馈电路包括有：
一第一上桥二极管及一第一下桥开关组件，电性连接至该受电线圈的一第一端，用来进行整流；
一第二上桥二极管及一第二下桥开关组件，电性连接至该受电线圈的一第二端，用来进行整流；
一第一电阻及一第二电阻，分别电性连接至该受电线圈的该第一端及该第二端，用来调制该反馈信号；
一第三开关组件及一第四开关组件，各自包括一汲极分别电性连接至该第一电阻及该第二电阻、一源极电性连接至一地端、以及一闸极电性连接至一受电微处理器，用来控制该第一电阻及该第二电阻调制该反馈信号，并控制该第一下桥开关组件及该第二下桥开关组件进行整流；
一第三电阻，电性连接至该受电线圈的该第一端及该第二下桥开关组件的一闸极之间，用来保护该第二下桥开关组件以避免其烧毁，并提供整流切换信号予该第二下桥开关组件；
一第四电阻，电性连接至该受电线圈的该第二端及该第一下桥开关组件的一闸极之间，用来保护该第一下桥开关组件以避免其烧毁，并提供整流切换信号予该第一下桥开关组件；
一第一齐纳二极管，电性连接至该第一下桥开关组件的该闸极及该地端之间，用来限制该第一下桥开关组件的该闸极的电压，以避免其烧毁；
一第二齐纳二极管，电性连接至该第二下桥开关组件的该闸极及该地端之间，用来限制该第二下桥开关组件的该闸极的电压，以避免其烧毁；
一第一控制二极管，电性连接至该第一下桥开关组件的该闸极及该第三开关组件之间，用来提供该第一下桥开关组件的该闸极对该地端的导通路径，并防止另一整流周期的信号由该受电线圈倒灌回该第一下桥开关组件的该闸极；以及
一第二控制二极管，电性连接至该第二下桥开关组件的该闸极及该第四开关组件之间，用来提供该第二下桥开关组件的该闸极对该地端的导通路径，并防止另一整流周期的信号由该受电线圈倒灌回该第二下桥开关组件的该闸极。
12.如权利要求11所述的整流与信号反馈电路，其特征在于，该第一电阻及第二电阻具有一第一阻值，该第一阻值足以在该受电模块为空载时调制该反馈信号。
13.如权利要求11所述的整流与信号反馈电路，其特征在于，该第三电阻及第四电阻具有一第二阻值，该第二阻值足以保护该第一下桥开关组件及该第二下桥开关组件以避免其烧毁。
14.一种感应式电源供应器，包括有：
一供电模块，包括有：
一供电线圈，用来发送电源及传输信号；
一供电驱动单元，电性连接至该供电线圈，用来驱动该供电线圈的运作；
一电压检测电路，电性连接至该供电线圈，用来侦测该供电线圈的电压；
一信号解析电路，电性连接至该供电线圈，用来侦测及解析该供电线圈上的数据信号；
一供电微处理器，电性连接至该供电驱动单元及该电压检测电路，用来控制该供电模块的各项运作；
一显示单元，电性连接至该供电微处理器，用来显示该供电模块的运作状态；
一供电单元，电性连接至该供电驱动单元及该供电微处理器，用来接受一外部电压源，以提供该供电线圈所发送的电源，并提供该供电模块进行运作所需的电源；以及
一电压位准调节装置，电性连接至该供电微处理器及该信号解析电路，该电压位准调节装置包括有：
一侦测装置，用来侦测一信号解析电路的一输出电压；
一调节微处理器，电性连接至该侦测装置，用来将该输出电压加上一第一阈值以产生一第一判别位准，并将该输出电压减去一第二阈值以产生一第二判别位准；
一输出装置，电性连接至该调节微处理器，用来输出该第一判别位准，以作为一参考电压；以及
一比较器，包括二输入端分别电性连接至该侦测装置及该输出装置，以及一输出端电性连接至该调节微处理器，用来比较该信号解析电路的一触发信号及该参考电压，以产生一第一数据码；
其中，当该比较器无法通过比较该信号解析电路的该触发信号及该参考电压产生该第一数据码时，该输出装置改为输出该第二判别位准，以作为该参考电压，该比较器再比较该信号解析电路的该触发信号及该参考电压，以产生一第二数据码；以及
一受电模块，包括有：
一受电线圈，用来接收该供电线圈的供电，并传送一反馈信号至该供电模块；
一电压侦测电路，电性连接至该受电线圈，用来侦测该受电线圈的电压；
一受电微处理器，电性连接至该电压侦测电路，用来控制该受电模块的各项运作；
一整流与信号反馈电路，电性连接至该受电线圈及该受电微处理器，用来对该受电线圈接收到的电源进行整流及调制该反馈信号，该整流与信号反馈电路包括有：
一第一上桥二极管及一第一下桥开关组件，电性连接至该受电线圈的一第一端，用来进行整流；
一第二上桥二极管及一第二下桥开关组件，电性连接至该受电线圈的一第二端，用来进行整流；
一第一电阻及一第二电阻，分别电性连接至该受电线圈的该第一端及该第二端，用来调制该反馈信号；
一第三开关组件及一第四开关组件，各自包括一汲极分别电性连接至该第一电阻及该第二电阻、一源极电性连接至一地端、以及一闸极电性连接至该受电微处理器，用来控制该第一电阻及该第二电阻调制该反馈信号，并控制该第一下桥开关组件及该第二下桥开关组件进行整流；
一第三电阻，电性连接至该受电线圈的该第一端及该第二下桥开关组件的一闸极之间，用来保护该第二下桥开关组件以避免其烧毁，并提供整流切换信号予该第二下桥开关组件；
一第四电阻，电性连接至该受电线圈的该第二端及该第一下桥开关组件的一闸极之间，用来保护该第一下桥开关组件以避免其烧毁，并提供整流切换信号予该第一下桥开关组件；
一第一齐纳二极管，电性连接至该第一下桥开关组件的该闸极及该地端之间，用来限制该第一下桥开关组件的该闸极的电压，以避免其烧毁；
一第二齐纳二极管，电性连接至该第二下桥开关组件的该闸极及该地端之间，用来限制该第二下桥开关组件的该闸极的电压，以避免其烧毁；
一第一控制二极管，电性连接至该第一下桥开关组件的该闸极及该第三开关组件之间，用来提供该第一下桥开关组件的该闸极对该地端的导通路径，并防止另一整流周期的信号由该受电线圈倒灌回该第一下桥开关组件的该闸极；
一第二控制二极管，电性连接至该第二下桥开关组件的该闸极及该第四开关组件之间，用来提供该第二下桥开关组件的该闸极对该地端的导通路径，并防止另一整流周期的信号由该受电线圈倒灌回该第二下桥开关组件的该闸极；
一断路保护电路，电性连接至该受电线圈及该受电微处理器，用来避免该受电模块及负载组件烧毁；以及
一稳压电路，电性连接至该受电线圈、该断路保护电路及该受电微处理器，用来接收来自该受电线圈的电源，以输出一稳定电压至一负载端。
15.如权利要求14所述的感应式电源供应器，其特征在于，该侦测装置还侦测该信号解析电路的该触发信号的最大值，以取得一信号强度。
16.如权利要求14所述的感应式电源供应器，其特征在于，该侦测装置是在该受电装置未传送信号的空档，侦测该信号解析电路的该输出电压。
17.如权利要求14所述的感应式电源供应器，其特征在于，该信号解析电路包括一钳位电路，用来将该信号解析电路的一输入信号钳至一较高电位，以提升该触发信号的强度，进而提升成功产生该第一数据码的机率。
18.如权利要求14所述的感应式电源供应器，其特征在于，该侦测装置包括一模拟数字转换器，用来将该触发信号转换为一数字形式的信号，以输出至该调节微处理器进行后续判读及处理。
19.如权利要求14所述的感应式电源供应器，其特征在于，该输出装置包括一数字模拟转换器，用来将该调节微处理器所输出的该第一判别位准或该第二判别位准转换为模拟形式的该参考电压，以输入该比较器进行后续判读及处理。
20.如权利要求14所述的感应式电源供应器，其特征在于，该第一电阻及第二电阻具有一第一阻值，该第一阻值足以在该受电模块为空载时调制该反馈信号。
21.如权利要求14所述的感应式电源供应器，其特征在于，该第三电阻及第四电阻具有一第二阻值，该第二阻值足以保护该第一下桥开关组件及该第二下桥开关组件以避免其烧毁。
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