TW201315082A - 感應式電源供應器及其金屬異物檢知方法 - Google Patents

Abstract

一種感應式電源供應器，用來進行一感應電力傳送操作並檢測是否存在一金屬異物，該感應式電源供應器包含有一處理模組，用來根據一預設資料以及一反饋訊號，產生一控制訊號；一驅動模組，用來根據該控制訊號，轉換一穩定電壓源為一驅動電壓；一感應線圈，用來電性傳輸該驅動電壓以進行該感應電力傳送操作；以及一反饋模組，用來根據該感應線圈所接收之該驅動電壓，產生該反饋訊號；其中，該預設資料係為該感應式電源供應器之一初始狀態且包含有該初始狀態中該驅動電壓所對應之一弦波振幅，而該金屬異物將影響該反饋訊號所對應之一弦波振幅。

Description

感應式電源供應器及其金屬異物檢知方法

本發明係指一種感應式電源供應器及其金屬異物檢知方法，尤指一種可同時進行一感應電力傳送操作並檢測是否存在一金屬異物之感應式電源供應器及其金屬異物檢知方法。

習知技術中，有關電磁感應式電力系統最重要的問題，即其必需能適性地識別放置於一發射線圈上等待感應電力傳送操作的一可充電裝置，其中將使用類似烹調用電磁爐的操作原理，而對應產生高功率的電磁波能量來進行感應電力傳送操作。操作過程中，當高功率的電磁波能量係由一外來金屬所接收時，將因電磁感應效應使外來金屬產生加熱並造成危險疑慮。在此情況下，發展電磁感應式電力系統之各家廠商，係致力於發展可識別目標之感應技術，其中普遍採用感應線圈之技術，以建立一受電端與一供電端之無線資料訊號傳輸，並使用受電端之一接收線圈來反饋資料訊號，同時使用供電端之一發射線圈來接收資料訊號，在此情況下，已可提供相對有效之無線傳輸方式，進而完成受電端與供電端間之無線資料傳輸與感應電力傳送操作。

然而，當各家廠商欲同時進行感應電力傳送操作與無線資料傳輸時，由於感應電力傳送操作係常用大功率的主要載波來進行傳 輸，其易受到外在環境的各種訊號干擾，而較難同時達成無線資料傳輸。亦有其他廠商於現有的感應電力傳送操作下，結合另一個無線資料傳輸之操作，例如透過紅外線、藍芽、RFID標籤、WiFi等方式來建立無線資料傳輸，不過卻需要對應增設的無線傳輸模組，而使生產成本上升並降低市場接受度，故當前的市場仍傾向選擇感應線圈，並搭配效率更高的傳輸機制，來同時進行感應電力傳送操作與無線資料傳輸。

值得注意地，在不同的感應電力傳送操作與無線資料傳輸下，都必須先於供電端上利用一偵測訊號，以辨識受電端之可充電裝置是否正確，才開始提供感應電力傳送操作。換句話說，當使用者在供電端的發射線圈上放置一個無法反饋無線資料訊號之金屬異物(例如硬幣、鑰匙、迴紋針等)時，由於供電端發出偵測訊號後將無法接收到預設之正確的反饋資料訊號，在此情況下將不啟動供電端的感應電力傳送操作，以避免對金屬異物加熱而產生危險疑慮。然而，而上述技術仍存在一個缺陷，即當供電端係判斷存在有可充電裝置，且供電端與受電端間存在有金屬異物部分遮蔽發射線圈與接收線圈之交互作用區域時，在此情況下，供電端與受電端將透過未遮蔽區域進行無線資料傳輸，使金屬異物因吸收部分電磁能量而有加熱造成危險之慮。

針對上述問題，於台灣專利公開號TW 201143250「輸入寄生金屬檢測」的發明專利說明書中已提出其對應的解決方式，其係分析 供電端的輸入功率與受電端輸出的功率之差值為功率損耗值，藉由過大的功率損耗判別為有金屬異物進而進行電力關閉的安全控制。然而，功率損耗並不是只有金屬異物會造成，當供電線圈與受電線圈相對位置偏移時，也會使功率損耗增加，故該發明的技術需先定義發射/接收線圈與其他電源轉換元件的功率損耗資料，或是事先量測所有可能之金屬異物所對應之功率損耗資料來作為判斷依據，再根據運作時所偵測到的實際功率損耗變化來進行比對。然而，進行該方法前仍需預設例如驅動電壓、零件特性、線圈規格等不同參數的設定，若使用過程中有變動上述預設參數時，將需要重設而使該方法之設計上缺乏彈性，不易正確判別是否存在有異常金屬。除此之外，該方法仍需於供電端與受電端處設置電流檢測電路，以計算電流與電壓之值來量測供電端與受電端的功率變化，不過上述電流檢測電路可能無法精準量測實際消耗的功率變化，且受電端的功率變化亦需透過無線訊號傳輸之方式傳送到供電端一併計算，是否能同步完成訊號傳輸以供後續計算，亦可能據此發生誤差而無法精準判斷是否有金屬異物的存在。

因此，提供一種更有效率的感應式電源供應器及其金屬異物檢知方法，可同時進行感應電力傳送操作並檢測是否存在金屬異物，已成為本領域之重要課題。

因此，本發明之主要目的即在於提供一種可同時進行感應電力 傳送操作並檢測是否存在金屬異物之感應式電源供應器及其金屬異物檢知方法。

本發明揭露一種感應式電源供應器，用來進行一感應電力傳送操作並檢測是否存在一金屬異物，該感應式電源供應器包含有一輸入電源模組，用來接收一穩定電壓源；一儲存模組，用來儲存一預設資料；一處理模組，耦接於該輸入電源模組與該儲存模組，用來根據該預設資料以及一反饋訊號，產生一控制訊號；一驅動模組，耦接於該輸入電源模組與該處理模組，用來根據該控制訊號，轉換該穩定電壓源為一驅動電壓；一感應線圈，耦接於該驅動模組，用來電性傳輸該驅動電壓至一受電裝置，以進行該感應電力傳送操作；以及一反饋模組，耦接於該感應線圈，用來根據該感應線圈所接收之該驅動電壓，產生該反饋訊號；其中，該預設資料係為該感應式電源供應器之一初始狀態且包含有該初始狀態中該驅動電壓所對應之一弦波振幅，而進行該感應電力傳送操作中若存在該金屬異物，將影響該反饋訊號所對應之一弦波振幅，使該處理模組對應產生該控制訊號。

本發明另揭露一種用於一感應式電源供應器之方法，該感應式電源供應器包含有一處理模組、一感應線圈以及一預設資料，用來進行一感應電力傳送操作同時檢測該感應式電源供應器中是否存在一金屬異物，該方法包含有根據一控制訊號，切換該感應式電源供應器於一設定操作與一感應電力傳送操作間；以及當該感應式電源 供應器進行該設定操作時，該處理模組係進行一第一操作流程，而當該感應式電源供應器進行該設定操作時，該處理模組係進行一第二操作流程；其中，該預設資料係為該感應式電源供應器之一初始狀態，並形成一初始查找表，該第一操作流程係修改該感應式電源供應器之該初始查找表以形成一修改查找表，該第二操作流程係根據修改查找表，檢測該感應式電源供應器中是否存在該金屬異物。

請參考第1圖，第1圖為本發明實施例一感應式電源供應器10之示意圖。如第1圖所示，感應式電源供應器10包含有一輸入電源模組100、一儲存模組102、一處理模組104、一驅動模組106、一感應線圈108以及一反饋模組110。詳細來說，輸入電源模組100係耦接於處理模組104與驅動模組106且接收一穩定電壓源VS，再經電阻R1、R2進行分壓操作，係將穩定電壓源VS轉成較低的電壓VIN傳送至處理模組104，以作為後續操作之參考，且直接提供穩定電壓源VS至驅動模組106，在此同時，輸入電源模組100之一接收單元1000以轉換穩定電壓源VS至處理模組104為電源所使用。儲存模組102包含有一初始狀態S_IS，而初始狀態S_IS係為感應式電源供應器10進行一感應電力傳送操作前複數個參數之預設值。處理模組104耦接於儲存模組102與反饋模組110，用來接收初始狀態S_IS中複數個參數之預設值與反饋模組110所產生之一反饋訊號S_FB，以對應產生控制訊號S_C至驅動模組106。驅動模組106之一驅動單元1060係用來接收控制訊號S_C，以對應控制開 關電晶體SW1、SW2的導通情形，進而轉換穩定電壓源VS為一驅動電壓S_DV，再由一電容C轉為諧振弦波S_DV2並通過感應線圈108來進行電磁波傳遞，進而可傳送電力並同時接收端反饋資料訊號之主載波。較佳地，感應線圈108包含有一等效電感值，係利用電磁波感應方式將驅動電壓S_DV感應傳送至一受電端(圖中未示)，例如為一可充電產品，以進行感應式電源供應器10與可充電產品間之感應電力傳送操作。反饋模組110耦接於感應線圈108且包含有一第一偵測單元1110與一第二偵測單元1112，其中第一偵測單元1110係將偵測驅動電壓S_DV所對應之一弦波振幅的變化，轉換為反饋訊號S_FB並傳輸至處理模組104，且反饋訊號S_FB係代表感應線圈108使用之諧振弦波S_DV2的電壓訊號，至於第二偵測單元1112係同時偵測來自受電端之一反饋資料訊號，以對應轉換為另一反饋訊號S_FB1並傳輸至處理模組104，即反饋訊號S_FB1係代表來自受電端之反饋資料訊號。

簡單來說，於本實施例中，根據感應式電源供應器10中是否存在有一金屬異物，穩定電壓源VS所對應的諧振弦波S_DV2之振幅將產生不同的變化情形。據此，本實施例的儲存模組102係預先儲存有感應式電源供應器10導通但並未電性連接任何可充電電子產品之驅動電壓S_DV所對應之一初始弦波振幅為初始狀態S_IS，而當感應式電源供應器10與可充電產品間係正在進行感應電力傳送操作時，反饋模組110將進一步轉換此時穩定電壓源VS所對應之諧振弦波S_DV2之振幅的變化情形為反饋訊號S_FB，再由處理模 組104比對初始狀態S_IS與反饋訊號S_FB間弦波振幅的差異，進一步作為感應式電源供應器10是否進行感應電力傳送操作的判斷機制。

請參考第2圖，第2圖為本發明實施例中電容C與感應線圈108對應產生之一振幅曲線之示意圖，其中振幅曲線係顯示於一二維座標上，而二維座標利用複數個操作頻率作為其X軸，並利用複數個弦波振幅作為其Y軸，至於電容C與感應線圈108係操作於驅動電壓S_DV。如第2圖所示，由於電容C與感應線圈108可等效視為一感應電容與一感應電感之組成，並由感應電容與感應電感分別對應之等效電容值與等效電感值，利用輸入電源模組100所接收之穩定電壓源VS透過驅動模組106產生開關電源頻率所驅動產生諧振弦波S_DV2，將可於二維座標中描繪出感應線圈108所對應之一電容電感匹配來產生一振幅曲線W0，其中振幅曲線W0包含有一最大弦波振幅Amax並對應至一工作頻率F0，而為了操作方便，於設定工作頻率來操作振幅曲線W0上，使用者通常使用於大於工作頻率F0避免產生最大弦波振幅使系統過載損毀，例如第2圖所示之工作頻率F1、F2、F3、F4且可分別對應至弦波振幅A1、A2、A3、A4。

請再參考第3圖，第3圖為本發明實施例中電容C與感應線圈108於不同穩定電壓源VS產生不同的驅動電壓V1~V4下對應之不同振幅曲線W1~W4之示意圖，其中驅動電壓V1~V4係為一遞增 數列。如第3圖所示，當驅動電壓係由V1逐漸增加到V4時，振幅曲線W1~W4於工作頻率F0所對應的最大弦波振幅A1max~A4max亦沿Y軸方向向上平移而增加，當然，若為不同的操作頻率，例如為操作頻率F2時亦存在有相同的遞增情形。在此情況下，本實施例係可根據不同的穩定電壓源VS以及不同的工作頻率，建立於不同振幅曲線W1~W4上所對應之弦波振幅的數值，進而形成一查找表，並於儲存模組102中透過一非揮發性記憶體(Non-volatile memory，NVRAM)，例如EEPROM來對應儲存。

請再參考第4圖，第4圖為本發明實施例中電容C與感應線圈108之等效電容值與等效電感值發生變化時產生之不同振幅曲線之示意圖。如第4圖所示，其係類似於第2圖所示的實施例，同樣將感應線圈108操作於驅動電壓S_DV下，於振幅曲線W0上觀察固定工作頻率F2將有弦波振幅A2。據此，當電容C與感應線圈108之等效電容值與等效電感值係增加時，另一振幅曲線W0_H將對應產生，或者可視為振幅曲線W0向左平移為振幅曲線W0_H，觀察固定工作頻率F2下，振幅曲線W0_H將產生另一弦波振幅A2_H且小於弦波振幅A2，而當電容C與感應線圈108之等效電容值與等效電感值係減少時，另一振幅曲線W0_L將對應產生，或者可視為振幅曲線W0向右平移為振幅曲線W0_L，觀察固定工作頻率F2下，振幅曲線W0_L將產生另一弦波振幅A2_L且大於弦波振幅A2。值得注意地，若於感應式電源供應器10與受電端之可充電產品間存在有金屬異物時，即金屬異物係位於感應線圈108交互作用 於可充電產品之一映射平面上，但並未完全阻絕兩者間進行感應電力傳送操作與無線訊號傳輸時，金屬異物將吸收部分的電磁波能量使等效的電感值下降，進而讓所對應之弦波振幅變大。因此，本實施例係可根據感應線圈108所對應之弦波振幅的變化情形，判斷是否有金屬異物介於感應式電源供應器10與受電端之可充電產品間，以作為是否繼續進行感應式充電操作之判斷機制。

較佳地，本發明所提供之感應式電源供應器10，亦可用於感應線圈108並未電性耦接至任何受端端之可充電產品，並由反饋模組110之第一偵測單元1110直接檢測諧振弦波S_DV2之振幅的變化情形，以判斷是否有任何金屬異物進入感應式電源供應器10之感應式充電操作的範圍內者，亦為本發明之範疇。

請參考第5圖，第5圖為本發明實施例中感應線圈108預設有一誤差範圍之振幅曲線之示意圖。如第5圖所示，延續第2圖所示的實施例，同樣將感應線圈108操作於驅動電壓S_DV下，於振幅曲線W0上觀察固定工作頻率F2有弦波振幅A2，除此之外，再依據不同使用者需求或感應式電源供應器10之預設條件，將振幅曲線W0向上或向下平移以分別形成另一上限振幅曲線W0_U與另一下限振幅曲線W0_D，並對應於固定工作頻率F2有一上限弦波振幅A2_U與一下限弦波振幅A2_D。在此情況下，上限弦波振幅A2_U與下限弦波振幅A2_D將對應形成於固定工作頻率F2下振幅曲線W0上的誤差範圍，即感應式電源供應器10可於感應電力傳送操作 中，對應判斷感應線圈108所對應之弦波振幅的變化情形是否超過誤差範圍，即弦波振幅的變化情形是否大於上限弦波振幅A2_U或小於下限弦波振幅A2_D，以判斷是否有金屬異物介於感應式電源供應器10與受電端之可充電產品間，來作為是否繼續進行感應式充電操作之判斷機制。進一步，本實施例係可將上述於固定振幅曲線上W0且固定為工作頻率F2的誤差範圍，結合第3圖實施例中的查找表，以類推適用於不同振幅曲線、不同工作頻率與不同的穩定電壓源下可對應至複數個誤差範圍，且可儲存於儲存模組102之非揮發性記憶體中，作為感應式電源供應器10運作中是否繼續進行感應式充電操作之判斷機制。

請同時參考第1圖到第5圖所述的實施例，本發明所提供的感應式電源供應器10，係由儲存模組102預先儲存有第3圖結合第5圖實施例的查找表並形成一誤差範圍查找表，以取得不同振幅曲線、不同工作頻率與不同的穩定電壓源下的複數個誤差範圍，進而提供可充電產品於特定穩定電壓源VS下所對應之初始狀態S_IS，再透過反饋模組110偵測感應線圈108的諧振弦波S_DV2之電壓為反饋訊號S_FB，接著再於處理模組104中同時比對初始狀態S_IS與反饋訊號S_FB間弦波振幅的差異，進一步作為感應式電源供應器10是否進行感應電力傳送操作的判斷機制。

請參考第6圖，第6圖為本發明實施例另一感應式電源供應器60之示意圖。如第6圖所示，處理模組104亦可另外耦接一切換模 組600與一提示模組602，且儲存模組102已儲存一程式碼CD，使處理模組104執行上述程式碼能透過一變頻方式，對應取得感應式電源供應器60之感應線圈108之初始操作電壓資料或工作頻率等相關參數值，並形成一初始查找表包含有感應式電源供應器60之初始狀態S_IS，且該變頻方式已於台灣專利公開號TW 201123675「高功率無線感應式電源供應器之電源傳輸方法」的發明專利說明書中提出，在此不贅述。除此之外，儲存模組102更包含另一程式碼CD1，並由感應式電源供應器60之處理模組104來執行程式碼CD1，以判斷當前之感應式電源供應器60是否要進行設定操作或是前述的感應電力傳送操作，在此實施例中，上述切換機制係預先儲存於處理模組104或儲存模組102中，以對應控制處理模組104來進行兩者之切換操作。當然，上述切換機制亦可透過一切換模組600對應接收使用者自行輸入的一控制訊號(圖中未示)，以切換處理模組104來判斷是否要進行設定操作或是感應電力傳送操作者，亦為本發明之範疇。

進一步，感應式電源供應器60所適用之切換機制係可歸納為一切換流程70，請參考第7圖所示。切換流程70包含有以下步驟：

步驟700：開始。

步驟702：根據切換模組600之控制訊號，以切換感應式電源供應器60於設定操作或是感應電力傳送操作間。

步驟704：當感應式電源供應器60係進行設定操作時，處理模組104執行程式碼CD1來進行一第一操作流程；當 感應式電源供應器60係進行感應電力傳送操作時，處理模組104執行程式碼CD1來進行一第二操作流程。

步驟706：結束。

除此之外，步驟704之第一操作流程80之操作細節，可參考第8圖所示。第一操作流程80包含有以下步驟：

步驟800：開始。

步驟802：利用電阻R1、R2對穩定電壓源VS進行分壓操作，以將分壓後之一第一分壓值傳送至處理模組104。

步驟804：由處理模組104將第一分壓值儲存於儲存模組102中，並利用第一分壓值作為一資料標頭來建立誤差範圍查找表。

步驟806：根據第一分壓值，處理模組104對應設定一工作頻率值為感應式電源供應器60之最高工作頻率值。

步驟808：驅動模組106接收處理模組104所設定之工作頻率值，以對應產生驅動電壓S_DV，並由第一偵測單元1110係將諧振弦波S_DV2之電壓值轉換為反饋訊號S_FB以儲存於儲存模組102。

步驟810：根據諧振弦波S_DV2之電壓值，處理模組104判斷反饋訊號S_FB是否超過反饋模組110之最高工作電壓值。若超過(或等於)反饋模組110之最高工作電壓值，處理模組104重啟切換流程70之操作；若 未超過(即低於)反饋模組110之最高工作電壓值，處理模組104降低當前第一分壓值下所設定之工作頻率值，以重新步驟808。

請同時參考切換流程70與第一操作流程80，而儲存模組102已儲存有誤差範圍查找表(即包含有感應式電源供應器60之初始狀態S_IS)。於步驟802中，當感應式電源供應器60進入設定操作時，輸入電源模組100之電阻R1、R2將對穩定電壓源VS進行分壓操作，並將分壓後之第一分壓值傳送至處理模組104。於步驟804中，第一分壓值係由處理模組104傳輸至儲存模組102中來儲存，且於本實施例中，儲存模組102係對應將第一分壓值建立為誤差範圍查找表中之一資料標頭，以作為後續查找之用。於步驟806中，處理模組104(或者是根據切換模組600之控制訊號)係對應設定第一分壓值下之工作頻率值為感應式電源供應器60目前之最高工作頻率值(或較高之工作頻率值)。於步驟808中，處理模組104將設定完成之工作頻率值傳輸至驅動模組106，使驅動模組106輸出驅動電壓S_DV，以驅動電容C與感應線圈108來產生諧振弦波S_DV2，同時反饋模組110之第一偵測單元1110更轉換諧振弦波S_DV2之電壓值為反饋訊號S_FB，以傳送回處理模組104並於儲存模組102中儲存。於步驟810中，處理模組104係根據諧振弦波S_DV2之電壓值，判斷反饋訊號S_FB是否超過(或等於)反饋模組110最高工作電壓值，若目前之電壓值係超過(或等於)反饋模組110之最高工作電壓值，處理模組104可透過一中止訊號(圖中未示)來中 止目前之設定操作，並重回切換流程70之操作；若目前之電壓值未超過(即低於)反饋模組110之最高工作電壓值，處理模組104係降低當前第一分壓值下所設定之工作頻率值，並重覆進行步驟808，以記錄下一個頻率所對應的諧振弦波之電壓值。

故經過複數筆資料儲存後，儲存模組102中除了可預先寫入部分感應式電源供應器60之初始狀態S_IS外，更可適性地建立當前穩定電壓源VS下的振幅曲線，據此提供使用者可進一步輸入不同的穩定電壓源VS，來建立多筆振幅曲線於誤差範圍查找表中。換句話說，使用者可取得不同頻率與不同穩定電壓源下所對應之振弦波電壓值及其所對應之複數個誤差範圍(即建立誤差範圍查找表中複數個資料標頭與其資料內容)，同時又可適性地根據使用者需求來新增不同參數資料於誤差範圍查找表中，進而提供可充電產品於特定穩定電壓源VS下感應式電源供應器60所對應之修改後的初始狀態S_IS。

除此之外，步驟704之第二操作流程90之操作細節，可參考第9圖所示。第二操作流程90包含有以下步驟：

步驟900：開始。

步驟902：利用電阻R1、R2對穩定電壓源VS進行分壓操作，以將分壓後之一第二分壓值傳送至處理模組104。

步驟904：處理模組104判斷第二分壓值與儲存模組102中誤差範圍查找表之複數個資料標頭是否相符。若不相 符，處理模組104重啟切換流程70之操作；若相符，處理模組104進行步驟906。

步驟906：驅動模組106接收處理模組104所設定之工作頻率值，以對應產生驅動電壓S_DV，並由第一偵測單元1110將諧振弦波S_DV2之電壓值傳送至處理模組104，同時處理模組104係根據當前設定之工作頻率，擷取儲存模組102中工作頻率所對應之諧振弦波。

步驟908：處理模組104係判斷諧振弦波S_DV2與工作頻率所對應之諧振弦波間之一弦波振幅差值是否超過預設的誤差範圍。若未超過預設的誤差範圍，處理模組104重啟切換流程70之操作；若已超過預設的誤差範圍，處理模組104停止感應式電源供應器60之感應電力傳送操作。

步驟910：結束。

請同時參考切換流程70與第二操作流程90，且儲存模組102已包含有修改後之誤差範圍查找表。於步驟902中，當感應式電源供應器60進入感應電力傳送操作時，輸入電源模組100之電阻R1、R2將對穩定電壓源VS進行分壓操作，並將分壓後之第二分壓值傳送至處理模組104。於步驟904中，處理模組104將初步判斷第二分壓值與誤差範圍查找表之複數個資料標頭是否相符。若第二分壓值與複數個資料標頭間皆不相符，處理模組104係重回切換流程70 之步驟702；若第二分壓值與複數個資料標頭間之一者係相符，處理模組104將繼續進行步驟906。於步驟906中，驅動模組106接收處理模組104所設定之工作頻率值，以對應產生驅動電壓S_DV，並由第一偵測單元1110將諧振弦波S_DV2之電壓值傳送回處理模組104，同時處理模組104亦根據當前設定之工作頻率，擷取儲存模組102中工作頻率所對應之諧振弦波，以為後續之比較操作。於步驟908中，處理模組104將判斷諧振弦波S_DV2與工作頻率所對應之諧振弦波間之弦波振幅差值是否超過預設的誤差範圍。若兩者間之弦波振幅差值未超過預設的誤差範圍，處理模組104將重回切換流程70之步驟702；若兩者間之弦波振幅差值已超過預設的誤差範圍，處理模組104將產生另一中止訊號(圖中未示)，以停止感應式電源供應器60繼續進行感應電力傳送操作。

除此之外，於步驟908中，當處理模組104係判斷感應式電源供應器60停止感應電力傳送操作時，提示模組602亦將對應產生一提示訊號(圖中未示)，例如一語音訊號或一光訊號等，進而告知使用者於感應式電源供應器60中可能存在有金屬異物，或者是感應式電源供應器60之操作方式可能發生異常，而需要使用者進行一手動校正操作。當然，本領域具通常知識者亦可適性修改或增設其他的提示機制與對應之電路模組，讓感應式電源供應器60除了能提示使用者外，還可對應透過一顯示面板的顯示方式，以告知使用者感應式電源供應器60中可能發生異常的位置或其對應組成的元件者，亦為本發明之範疇。當然，本領域具通常知識者亦可根據使用者需求 加入其他的切換機制(切換訊號)，以新增不同的操作流程於第一操作流程80與第二操作流程90的前、後，以適性地完成不同的操作者，亦為本發明之範疇。

於本實施例中，儲存模組102中已預存之初始狀態S_IS(即使用者已預先於儲存模組102中儲存相關參數，以形成一初始誤差範圍查找表)，並根據切換模組600之控制訊號來適性地搭配第一操作流程80，於感應式電源供應器60實際操作中，新增不同振幅曲線、不同工作頻率與不同的穩定電壓源下所對應之複數個誤差範圍與受電端之相關設定(例如不同感應線圈之不同電容匹配曲線的變化情形)，讓使用者於實際操作過程中可對應取得實際量測的相關數據，進而修改/新增初始誤差範圍查找表(即初始狀態S_IS)之內容。較佳地，本發明所提供的實施例並未進一步限制無線訊號傳輸的操作機制，故本領域具通常知識者可適性地根據不同需求，於設定操作與感應電力傳送操作間，加入其他的控制流程/訊號，以對應判斷是否進行無線訊號傳輸，使感應式電源供應器10、60能達成同時進行感應電力傳送操作與無線訊號傳輸者，皆為本發明之範疇。

綜上所述，本發明實施例係提供一種感應式電源供應器及其金屬異物檢知方法，以同時於進行感應電力傳送操作中檢測是否存在金屬異物。換句話說，本實施例係判斷反饋訊號中所對應之弦波振幅以及感應式電源供應器之初始狀態下所對應之弦波振幅間的弦波振幅差值，當兩者間的差值已超過誤差範圍時，感應式電源供應器 將中止感應電力傳送操作，以避免感應電力傳送操作中可能有外來金屬異物進入感應式電源供應器與受電端之可充電裝置間，使金屬異物避免過熱而有危險之疑慮。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

10、60‧‧‧感應式電源供應器

100‧‧‧輸入電源模組

1000‧‧‧接收單元

102‧‧‧儲存模組

104‧‧‧處理模組

106‧‧‧驅動模組

1060‧‧‧驅動單元

108‧‧‧感應線圈

110‧‧‧反饋模組

1110‧‧‧第一偵測單元

1112‧‧‧第二偵測單元

600‧‧‧切換模組

602‧‧‧提示模組

70‧‧‧切換流程

700、702、704、706、800、802、804、806、808、810、900、902、904、906、908、910‧‧‧步驟

80‧‧‧第一操作流程

90‧‧‧第二操作流程

A1、A2、A3、A4、A2_H、A2_L‧‧‧弦波振幅

Amax、A1max~A4max‧‧‧最大弦波振幅

A2_D‧‧‧下限弦波振幅

A2_U‧‧‧上限弦波振幅

CD、CD1‧‧‧程式碼

F0、F1、F2、F3、F4‧‧‧工作頻率

R1、R2‧‧‧電阻

SW1、SW2‧‧‧開關電晶體

S_C‧‧‧控制訊號

S_DV、V1~V4‧‧‧驅動電壓

S_DV2‧‧‧諧振弦波

S_FB、S_FB1‧‧‧反饋訊號

S_IS‧‧‧初始狀態

VIN‧‧‧輸入電壓

VS‧‧‧穩定電壓源

W0、W0_H、W0_L、W1~W4‧‧‧振幅曲線

W0_D‧‧‧下限振幅曲線

W0_U‧‧‧上限振幅曲線

第1圖為本發明實施例一感應式電源供應器之示意圖。

第2圖為本發明實施例中電容與感應線圈對應產生之一振幅曲線之示意圖。

第3圖為本發明實施例中電容與感應線圈於不同穩定電壓源下對應產生之不同振幅曲線之示意圖。

第4圖為本發明實施例中電容與感應線圈之等效電容值與等效電感值發生變化時產生之不同振幅曲線之示意圖。

第5圖為本發明實施例中電容與感應線圈預設有一誤差範圍之振幅曲線之示意圖。

第6圖為本發明實施例另一感應式電源供應器之示意圖。

第7圖為本發明實施例一切換流程之流程圖。

第8圖為本發明實施例一第一操作流程之流程圖。

第9圖為本發明實施例一第二操作流程之流程圖。

10‧‧‧感應式電源供應器

100‧‧‧輸入電源模組

1000‧‧‧接收單元

102‧‧‧儲存模組

104‧‧‧處理模組

106‧‧‧驅動模組

1060‧‧‧驅動單元

108‧‧‧感應線圈

110‧‧‧反饋模組

1110‧‧‧第一偵測單元

1112‧‧‧第二偵測單元

R1、R2‧‧‧電阻

SW1、SW2‧‧‧開關電晶體

S_C‧‧‧控制訊號

S_DV‧‧‧驅動電壓

S_DV2‧‧‧諧振弦波

S_FB、S_FB1‧‧‧反饋訊號

S_IS‧‧‧初始狀態

VIN‧‧‧輸入電壓

VS‧‧‧穩定電壓源

Claims (24)

1. 一種感應式電源供應器，用來進行一感應電力傳送操作並檢測是否存在一金屬異物，該感應式電源供應器包含有：一輸入電源模組，用來接收一穩定電壓源；一儲存模組，用來儲存一預設資料；一處理模組，耦接於該輸入電源模組與該儲存模組，用來根據該預設資料以及一反饋訊號，產生一控制訊號；一驅動模組，耦接於該輸入電源模組與該處理模組，用來根據該控制訊號，轉換該穩定電壓源為一驅動電壓；一感應線圈，耦接於該驅動模組，用來電性傳輸該驅動電壓至一受電裝置，以進行該感應電力傳送操作；以及一反饋模組，耦接於該感應線圈，用來根據該感應線圈所接收之該驅動電壓，產生該反饋訊號；其中，該預設資料係為該感應式電源供應器之一初始狀態且包含有該初始狀態中該驅動電壓所對應之一弦波振幅，而進行該感應電力傳送操作中若存在該金屬異物，將影響該反饋訊號所對應之一弦波振幅，使該處理模組對應產生該控制訊號。
2. 如請求項1所述之感應式電源供應器，其中該感應線圈更耦接一電容來包含有一等效電容值與一等效電感值，而該初始狀態係根據該等效電容值與該等效電感值，於包含有複數個操作頻率與複數個弦波振幅之一二維座標上形成一振幅曲線，且該二 維座標之一橫軸係為該複數個操作頻率而該二維座標之一縱軸係為該複數個弦波振幅。
3. 如請求項2所述之感應式電源供應器，其中於該二維座標上，當該驅動電壓係增加時，該振幅曲線係沿該縱軸向上平移且該振幅曲線之一最大弦波振幅係增加。
4. 如請求項2所述之感應式電源供應器，其中當該等效電容值與該等效電感值係增加時，於固定之該操作頻率下該振幅曲線所對應之一弦波振幅係減少，而當該等效電容值與該等效電感值係減少時，於固定之該操作頻率下該振幅曲線所對應之一弦波振幅係增加。
5. 如請求項2所述之感應式電源供應器，其中當該金屬異物係位於該感應線圈之一映射平面上時，於每一該操作頻率下該反饋訊號之該弦波振幅係增加。
6. 如請求項5所述之感應式電源供應器，其中該儲存模組更包含有一程式碼，用來判斷該反饋訊號之該弦波振幅與該預設資料之該弦波振幅間之差值是否超過一誤差範圍。
7. 如請求項6所述之感應式電源供應器，其中該儲存模組係用來儲存一查找表，且該查找表包含有該二維座標之該複數個操作 頻率與該複數個弦波振幅以及每一該複數個操作頻率與每一該複數個弦波振幅所對應之該誤差範圍。
8. 如請求項6所述之感應式電源供應器，其中當該反饋訊號之該弦波振幅與該預設資料之該弦波振幅間之差值係大於該誤差範圍時，該處理模組係產生一第一中止訊號，使該感應式電源供應器停止該感應電力傳送操作。
9. 如請求項6所述之感應式電源供應器，其更包含有一提示模組，當該反饋訊號之該弦波振幅與該預設資料之該弦波振幅間之差值係大於該誤差範圍時，該提示模組係對應產生一提示訊號。
10. 如請求項1所述之感應式電源供應器，其更包含有一切換模組，用來產生一切換訊號，以切換於該處理模組於一設定操作與該感應電力傳送操作間。
11. 如請求項10所述之感應式電源供應器，其中該儲存模組中更包含有一程式碼，用來比較該反饋訊號之一操作電壓與該預設資料之一操作電壓。
12. 如請求項11所述之感應式電源供應器，其中當該反饋訊號之該操作電壓係大於該預設資料之該操作電壓時，該處理模組係產 生一第二中止訊號來結束該設定模式。
13. 如請求項1所述之感應式電源供應器，其中該儲存模組更包含有一非揮發性記憶體(Non-volatile memory，NVRAM)，對應儲存有該預設資料以及另一程式碼，且該程式碼係控制該處理模組，以透過一變頻方式取得該感應式電源供應器之該初始狀態。
14. 如請求項1所述之感應式電源供應器，其中不論該感應線圈是否電性耦接至該受電裝置，該反饋模組係檢測一弦波振幅之變化情形，使該處理模組判斷是否進行該感應式充電操作。
15. 一種用於一感應式電源供應器之方法，該感應式電源供應器包含有一處理模組、一感應線圈以及一預設資料，用來進行一感應電力傳送操作同時檢測該感應式電源供應器中是否存在一金屬異物，該方法包含有：根據一控制訊號，切換該感應式電源供應器於一設定操作與一感應電力傳送操作間；以及當該感應式電源供應器進行該設定操作時，該處理模組係進行一第一操作流程，而當該感應式電源供應器進行該設定操作時，該處理模組係進行一第二操作流程；其中，該預設資料係為該感應式電源供應器之一初始狀態，並形成一初始查找表，該第一操作流程係修改該感應式電源 供應器之該初始查找表以形成一修改查找表，該第二操作流程係根據修改查找表，檢測該感應式電源供應器中是否存在該金屬異物。
16. 如請求項15所述之方法，其中該第一操作流程更包含有：對一穩定電壓源進行一分壓操作，以產生一第一分壓值；預設該第一分壓值為一資料標頭，以新增於該初始查找表中來形成該修改查找表；根據該第一分壓值，設定當前該處理模組之一工作頻率係為該感應式電源供應器之一最大工作頻率；傳輸該工作頻率至一驅動模組，以對應由該驅動模組產生一驅動電壓至該感應線圈，並由一反饋模組轉換該感應線圈之一電壓訊號為一反饋訊號；以及判斷該感應線圈之該電壓訊號是否超過該反饋模組之一最高工作電壓，若該感應線圈之該電壓訊號未超過該反饋模組之該最高工作電壓時，降低當前該處理模組所設定之該工作頻率，以於不同該穩定電壓源下新增複數個資料標頭來形成該修改查找表。
17. 如請求項16所述之方法，其中該第二操作流程更包含有：對該穩定電壓源進行該分壓操作，以產生一第二分壓值；以及判斷該第二分壓值是否符合該修改查找表中之一資料標頭，以決定是否繼續該第二操作流程。
18. 如請求項17所述之方法，其中該第二操作流程更包含有：當決定繼續進行該第二操作流程時，該驅動模組係根據當前該處理模組之該工作頻率來產生該驅動電壓至該感應線圈，而該反饋模組係轉換當前該感應線圈之該電壓訊號為該反饋訊號至該處理模組；於該修改查找表中擷取當前該處理模組之該工作頻率所對應之一弦波振幅；以及判斷該反饋訊號以及該工作頻率所對應之一弦波振幅差值是否超過一誤差範圍，當該弦波振幅差值係超過該誤差範圍時，該處理模組係判斷該感應式電源供應器中存在該金屬異物，進而停止該感應電力傳送操作。
19. 如請求項18所述之方法，其更包含有利用一提示模組，當該弦波振幅差值係超過該誤差範圍時，該提示模組係對應產生一提示訊號。
20. 如請求項15所述之方法，其更包含有利用一切換模組來產生一控制訊號，以切換於該感應式電源供應器於該設定操作與該感應電力傳送操作間。
21. 如請求項15所述之方法，其中該第一操作流程與該第二操作流程更編譯為一程式碼，對應儲存於一儲存模組中，並由該處理 模組執行該程式碼，以進行該第一操作流程與該第二操作流程。
22. 如請求項22所述之方法，其中該儲存模組中更包含有一非揮發性記憶體(Non-volatile memory，NVRAM)，用來儲存該程式碼、該初始查找表以及該修改查找表。
23. 如請求項15所述之方法，其中該處理模組更執行另一程式碼，以透過一變頻方式取得該感應式電源供應器之該初始狀態，並形成該初始查找表。
24. 如請求項15所述之方法，其中不論該感應線圈是否電性耦接至一受電裝置，該處理模組係根據該感應線圈所對應之一弦波振幅之變化情形，判斷是否進行該感應式充電操作。