TW201414130A - 無線電力傳輸裝置 - Google Patents

Abstract

無線電力傳輸裝置包含電力傳送端、第一傳輸單元、電力接收端、回授調節單元、接收控制單元及第二傳輸單元。電力傳送端用以產生電力，第一傳輸單元用以無線方式傳輸該電力傳送端產生的電力，電力接收端用以接收並整流來自該第一傳輸單元的電力，回授調節單元用以接收來自該電力接收端的回授訊號以產生交流的控制訊號，接收控制單元用以接收該控制訊號以產生驅動訊號，第二傳輸單元用以無線方式傳輸該控制訊號至該電力傳送端。

Description

無線電力傳輸裝置

本發明係關於一種無線電力傳輸裝置，尤指一種具有回授控制的無線電力傳輸裝置。

近年來應用無線電力傳輸的非接觸式無線充電技術已廣泛使用於家電產品以及智慧型手機與平板電腦之類的行動裝置。

請參考第1圖。第1圖為先前技術無線充電模組100的示意圖。無線充電模組100包含電力傳送端102、電力接收端104及傳輸單元106。傳輸單元106利用感應線圈108及110作為天線，發送及接收電力。無線充電模組100的設計並加入無線射頻辨識系統(RFID)，利用感應線圈108及110將回授的RFID訊號由電力接收端104傳遞至電力傳送端102，以控制電力傳送。

由於回授的RFID訊號的工作頻率位於百萬赫茲(Mhz)等級且是透過與發送及接收電力同一組的感應線圈發射及接收RFID訊號，所以感應線圈需要同時傳送感應電壓及RFID訊號，造成RFID訊號會因為感應線圈上電力傳輸的感應電壓造成波形失真，進而干擾回授的RFID訊號導致回授控制發生錯誤與不穩定，且當傳輸電力的瓦數越大時這種干擾會越加嚴重，使得無線充電技術的應用受到限制而無法做到較大瓦數的電力輸出。

本發明一實施例揭露的無線電力傳輸裝置包含電力傳送端、第一傳輸單元、電力接收端、回授調節單元、接收控制單元及第二傳輸單元。電力傳送端用以產生電力，第一傳輸單元耦接於該電力傳送端用以無線方式傳輸該電力傳送端產生的電力，電力接收端耦接於該第一傳輸單元用以接收並整流來自該第一傳輸單元的電力。回授調節單元包含回授接收電路及命令調整電路。回授接收電路耦接於該電力接收端用以接收來自該電力接收端的回授訊號，命令調整電路耦接於該回授接收電路用以產生交流的控制訊號。接收控制單元包含回授判斷電路及控制調整電路。回授判斷電路用以接收該控制訊號，控制調整電路耦接於該回授判斷電路與該電力傳送端之間用以產生驅動訊號。第二傳輸單元耦接於該回授調節單元及該接收控制單元之間用以無線方式傳輸該控制訊號至該電力傳送端。

本發明另一實施例揭露的無線電力傳輸裝置包含電力傳送端、第一傳輸單元、電力接收端、回授電路、相位回授電路、控制電路及穩壓調節電路。電力傳送端用以產生電力，第一傳輸單元耦接於該電力傳送端用以無線方式傳輸該電力傳送端產生的電力，電力接收端耦接於該第一傳輸單元用以接收並整流來自該第一傳輸單元的電力。回授電路耦接於該電力接收端用以偵測該電力接收端整流後的電壓產生回授控制訊號，相位回授電路耦接於該電力接收端用以偵測該電力接收端輸入電壓的相位產生相位訊號，控制電路耦接於該回授電路及該相位回授電路之間用以根據該回授控制訊號及該相位訊號產生補償電壓，穩壓調節電路耦接於該控制電路及該電力接 收單元用以根據該補償電壓產生調節電壓以同相或反相調整該電力接收單元整流前的輸出電壓。

本發明揭露的實施例無需額外使用無線射頻辨識系統(RFID)設計即可將控制訊號由電力接收端傳輸至電力傳送端，且不需與電力傳輸使用相同的第一傳輸單元，可減少干擾，進而減少回授控制發生錯誤與不穩定，提高無線電力傳輸的穩定度與提昇傳輸功率。

請參考第2圖。第2圖為本發明一實施例說明無線電力傳輸裝置200的示意圖。無線電力傳輸裝置200可包含電力傳送端202、第一傳輸單元206、電力接收端204、回授調節單元212、接收控制單元214及第二傳輸單元216。第一傳輸單元206可包含第一感應元件2062及第二感應元件2064，回授調節單元212可包含回授接收電路2122及命令調整電路2124，接收控制單元214可包含回授判斷電路2142及控制調整電路2144，第二傳輸單元216可包含第一導電元件2162及第二導電元件2164。

電力傳送端202係為可將直流電源轉換為具有預定的頻率與電壓振幅的交流電源的裝置。第3A圖為電力傳送端202一實施例的示意圖，第3A圖包含全橋式轉換器302及第一補償電路304。第3B圖為電力傳送端202另一實施例的示意圖，第3B圖包含半橋式轉換器312及第一補償電路304。P型電晶體306與N型電晶體308可為金氧半電晶體(MOSFET)、雙載子電晶體(BJT)或絕緣閘雙載子電晶體(IGBT)。V_outa為電力傳送端202輸出到第一感應元件2062 的交流電源。第4A圖為第一補償電路304的一實施例的示意圖，第4A圖的第一補償電路304由與轉換器並聯的電容及電感構成。第4B圖為第一補償電路304的另一實施例的示意圖。第4B圖的第一補償電路304由與轉換器串聯的電容及電感構成。第一補償電路304亦可不加入電感而只以電容與轉換器串聯或並聯構成。

第一傳輸單元206用以無線方式傳輸電力傳送端202產生的電力。第一感應元件2062耦接於電力傳送端202；第二感應元件2064耦接於電力接收端204。第一感應元件2062及第二感應元件2064可為以多股絞線繞製的感應線圈且可使磁場方向持續交替以透過磁場耦合方式感應電力到電力接收端204，每個感應元件可分別以多個感應線圈並聯或串聯。

電力接收端204係為可將交流電源轉換直流電源的裝置。電力接收端204耦接於第一傳輸單元206，用以接收並整流來自第一傳輸單元206的電力。第5A圖為電力接收端204一實施例的示意圖，第5A圖包含全橋整流裝置502及第二補償電路504。第5B圖為電力接收端204另一實施例的示意圖，第5B圖包含半橋整流裝置512及第二補償電路504。電力接收端204的整流裝置亦可為使用其他主動元件例如MOSFET、IGBT的整流裝置。Vin為電力接收端204由第二感應元件2064輸入的交流電源，V_dca為電力接收端204輸出的直流電源。第二補償電路504可由與整流裝置並聯的電容及電感構成，也可由與整流裝置串聯的電容及電感構成，第二補償電路504亦可不加入電感而只以電容與整流裝置串聯或並聯形成。

回授調節單元212的回授接收電路2122耦接於電力接收端204，用以接收回授訊號S_fb。回授訊號S_fb可為來自電力接收端204中任何電路節點的電壓或電流，所以回授訊號S_fb可為直流或交流型式的電壓或電流訊號。回授調節單元212的命令調整電路2124耦接於回授接收電路2122，用以產生交流的控制訊號S_c。

第6A圖為回授調節單元212一實施例的示意圖。第6A圖的回授接收電路2122可包含整流電路，耦接於電力接收單元204，用以接收回授訊號S_fb及將回授訊號S_fb整流為第一直流訊號V_dc1。整流電路可包含第一二極體D1，具有耦接至電力傳送端204的第一端，用以接收回授訊號S_fb，以及耦接至參考準位GND的第二端；第二二極體D2，具有第一端以及耦接至第一二極體D1之第一端的第二端；第一電容C1，具有耦接至第二二極體D2之第一端的第一端以及耦接至參考準位GND的第二端。第6A圖的命令調整電路2124可包含數位頻率調整器FM1及諧振電路。數位頻率調整器FM1耦接於回授接收電路2122及第二傳輸單元216的第一導電元件2162之間，用以接收第一直流訊號V_dc1並產生對應的第一頻率訊號V_fre1。數位頻率調整器FM1的電路動作為使其輸出的第一頻率訊號V_fre1的頻率隨著第一直流訊號V_dc1電壓準位的變化而產生對應的頻率變化。諧振電路由第二電容C2及第一電感L1構成，耦接於數位頻率調整器FM1，用以接收第一頻率訊號V_fre1並產生對應於第一頻率訊號V_fre1的振幅，輸出為控制訊號S_c。

第6B圖為回授調節單元212另一實施例的示意圖。第6B圖的回授接收電路2122可包含與第6A圖相同的元件，耦接於電力接收 單元204，用以接收及將回授訊號S_fb整流為第一直流訊號V_dc1。第6B圖的命令調整電路2124可包含數位頻率調整器FM1及第一放大電路。數位頻率調整器FM1耦接方式與第6A圖相同，不再贅述。第一放大電路可由第一放大器OP1、第一電阻R1及第二電阻R2構成。第一放大電路耦接於數位頻率調整器FM1，用以放大第一頻率訊號V_fre1並輸出為控制訊號S_c。

第6C圖為回授調節單元212另一實施例的示意圖。第6C圖的回授接收電路2122可包含整流電路、工作周期調整電路DM1、第二電感L2及開關單元Q1。整流電路可包含與第6A圖相同的元件，耦接於電力接收單元204，用以接收回授訊號S_fb及將回授訊號S_fb整流為第二直流訊號V_dc2。工作周期調整電路DM1耦接於整流電路、第二電感L2及開關單元Q1。工作周期調整電路DM1、第二電感L2及開關單元Q1構成的電路，可接收第二直流訊號V_dc2，輸出對應於第二直流訊號V_dc2的電壓的工作周期訊號V_fre2。工作周期調整電路DM1的動作為可產生一個隨著第二直流訊號V_dc2電壓準位的變化而對應變化的工作周期，再配合第二電感L2及開關單元Q1構成的電路，使輸出的工作周期訊號V_fre2會隨著第二直流訊號V_dc2電壓準位的變化而產生對應的工作周期變化。第6C圖的命令調整電路2124可包含第二放大電路。第二放大電路可由第二放大器OP2、第三電阻R3及第四電阻R4構成。第二放大電路耦接於回授接收電路2122，用以放大工作周期訊號V_fre2並輸出為控制訊號S_c。

接收控制單元214的回授判斷電路2142用以接收控制訊號Sc。接收控制單元214的控制調整電路2144耦接於回授判斷電路 2142與電力傳送端202之間，用以產生驅動訊號S_drv以調整電力傳送端202產生的電力。第7圖為接收控制單元214一實施例的示意圖。第7圖的回授判斷電路2142可包含比較器CMP1及整流電路。比較器CMP1耦接於第二傳輸單元216的第二導電元件2164與控制調整電路2144之間，用以接收第二傳輸單元216傳來的交流的控制訊號S_c並取出控制訊號Sc的電壓相位，輸出相位訊號V_phase。整流電路可包含與第6A圖相同的元件，耦接於第二傳輸單元216的第二導電元件2164與控制調整電路2144之間，用以接收第二傳輸單元216傳來的交流的控制訊號S_c並取出控制訊號S_c的電壓振幅，輸出振幅訊號V_amp。第7圖的控制調整電路2144可為類比電路設計或數位積體電路設計，用以分析控制訊號S_c的電壓振幅與頻率，解析其所代表的命令，進而根據相位訊號V_phase或振幅訊號V_amp產生驅動訊號S_drv。驅動訊號S_drv係為多組可變換工作周期與頻率的訊號，用以驅動電力傳送端202的轉換器將直流電源轉換成交流電源。

第二傳輸單元216的第一導電元件2162耦接於回授調節電路212，第二導電元件2164耦接於接收控制電路214。第一導電元件2162及第二導電元件2164的功能為以無線方式傳輸控制訊號S_c，第一導電元件2162及第二導電元件2164不互相耦接，且第一導電元件2162及第二導電元件2164之間的距離d可為任意值。因為控制訊號Sc的傳輸必須準確且不受干擾，且傳輸過程的功率損失要低，而使用感應線圈可能會有較大的傳輸功率損失，所以第一導電元件2162及第二導電元件2164可使用導電基板，例如以印刷電路板的佈線構成，或為金屬探針，以減少干擾及傳輸功率損失。第一 導電元件2162及第二導電元件2164裝置在相互分離且不相連的產品外殼。如此就不需使用RFID設計即可將控制訊號S_c由電力接收端204傳輸至電力傳送端202，且不需與電力傳輸共用相同的第一傳輸單元206，可減少使用感應線圈傳輸可能造成的干擾，進而減少回授控制發生錯誤與不穩定，提高無線電力傳輸的穩定度與提昇傳輸功率。

請參考第8圖。第8圖為本發明另一實施例說明無線電力傳輸裝置800的示意圖。無線電力傳輸裝置800可包含電力傳送端802、第一傳輸單元806、電力接收端804、回授電路812、相位回授電路814、控制電路816及穩壓調節電路810。第一傳輸單元806可包含第一感應元件8062及第二感應元件8064。本實施例的回授電路812、相位回授電路814、控制電路816可以類比電路設計實現亦可整合於同一類比積體電路或同一數位積體電路中實現。

電力傳送端802及第一傳輸單元806的電路架構與作用與第2圖的電力傳送端202及第一傳輸單元206相同，不再贅述。

電力接收端804耦接於第一傳輸單元806，用以接收並整流來自第一傳輸單元806的電力。V_in為電力接收端804輸入電壓，V_out為電力接收端804整流前的電壓，V_dc為電力接收端804整流後的電壓。

回授電路812耦接於電力接收端804，用以偵測電力接收端804整流後的輸出電壓V_dc，以產生回授控制訊號V_fb。回授控制訊號V_fb可為直流電壓訊號。第9圖為回授電路812一實施例的示意圖。回授電路812可包含第三放大電路。第三放大電路包含第三放大器 OP3、第一電阻R1、第二電阻R2及複數個電阻R。回授電路812將整流後的輸出電壓V_dc經過第一電阻R1及第二電阻R2分壓，再將分壓後的訊號與預定電壓準位訊號V_com比較，將比較後的差值於第三放大器OP3的輸出端產生回授控制訊號V_fb輸出至控制電路816，差值可為正準位或負準位的訊號，如此控制電路816可以輸出同相及反相的補償電壓V_d至穩壓調節電路810，以控制電力接收端804整流後的輸出電壓V_dc的電壓值。可調整複數個電阻R的阻值以調整回授控制訊號V_fb的輸出振幅。另一實施例中，回授電路812可以減法器實現。

相位回授電路814耦接於電力接收端804，用以偵測電力接收端804的輸入電壓V_in的相位而產生相位訊號V_p。相位訊號V_p可為交流電壓訊號。

第10A圖為相位回授電路814一實施例的示意圖。第10A圖的相位回授電路814可包含第四放大電路。第四放大電路可由第四放大器OP4及複數個電阻R構成正相放大器，透過調整複數個電阻R的阻值使相位訊號V_p大於輸入電壓V_in。

第10B圖為相位回授電路814另一實施例的示意圖。第10B圖的相位回授電路814可包含第五放大電路及第六放大電路形成兩組反相放大器。第五放大電路可由第五放大器OP5及複數個電阻R構成，第六放大電路可由第六放大器OP6及複數個電阻R構成。透過調整複數個電阻R的阻值使相位訊號V_p小於輸入電壓V_in。調整相位訊號V_p的目的是要提供控制電路816及穩壓調節電路810可穩定更廣的電壓範圍。

第10C圖為相位回授電路814另一實施例的示意圖。第10B圖的相位回授電路814包含第10A圖的第四放大電路及相位調整電路PR1。相位調整電路PR1耦接於第四放大電路。相位調整電路PR1包含零點偵測電路(zero cross detector)及帶通濾波器(bandpass filter,BPF)，零點偵測電路可取出輸入電壓V_in的零相位點，再經過帶通濾波器調整零相位點的相位，使相位調整電路PR1輸出的相位調整訊號V_phe與輸入電壓V_in的零相位點具有相位差。

第10D圖為相位回授電路814另一實施例的示意圖。第10D圖的相位回授電路814包含第10B圖的第五放大電路及第六放大電路及相位調整電路PR1。相位調整電路PR1耦接於第五放大電路。相位調整電路PR1的電路架構及作用與第10C圖相同，不再贅述。

第10E圖為相位調整電路PR1動作的示意圖。由第10E圖可知，輸入電壓V_in透過零點偵測電路可產生同相位的方波訊號V_z，再經過帶通濾波器調整方波訊號V_z的相位或振幅及濾波後，產生相位調整訊號V_phe，輸出至放大電路。如此相位調整訊號V_phe及相位訊號V_p與輸入電壓V_in即具有相位差，而使控制電路816可以輸出具有相位差的補償電壓V_d至穩壓調節電路810。

控制電路816耦接於回授電路812及相位回授電路814之間，用以根據回授控制訊號V_fb及相位訊號V_p產生補償電壓V_d。如上所述，回授控制訊號V_fb可為直流電壓形式的訊號，而相位訊號V_p可為交流形式的訊號。第11圖為控制電路816一實施例的示意圖。控制電路816可包含乘法器M1、第七放大器OP7、第八放大器OPA及複數個電阻R。控制電路816將回授控制訊號V_fb及相位訊號V_p 透過乘法器M1相乘以計算預定補償電壓值，再經過第七放大器OP7、第八放大器OPA的高功率放大器及複數個電阻R組成的正相放大器將預定補償電壓值放大並輸出為補償電壓V_d。若回授控制訊號V_fb越大，則預定補償電壓值越高；若回授控制訊號V_fb為正值，則預定補償電壓值為同相；若回授控制訊號V_fb為負值，則預定補償電壓值為反相。第七放大器OP7為電壓隨耦器用以穩定預定補償電壓值，第八放大器OPA的高功率放大器用以輸出補償電壓V_d至穩壓調節電路810以穩定整流前的輸出電壓V_out。

穩壓調節電路810耦接於電力接收端804及控制電路816，用以根據補償電壓V_d產生調節電壓V_reg，以與輸入電壓Vin同相或反相的電壓，調整電力接收單元804整流前的輸出電壓V_out。第12A圖為穩壓調節電路810一實施例的示意圖。第12A圖的穩壓調節電路810為變壓器，變壓器具有一次側線圈PRI及二次側線圈SEC，一次側線圈PRI用以接收控電路816提供的補償電壓V_d，二次側線圈SEC串接於輸入電壓V_in與整流前的輸出電壓V_out之間，以線圈閘數比來調整補償電壓V_d與調節電壓V_reg的比例，使穩壓調節電路810有更廣域的電壓調節範圍。第12B圖為穩壓調節電路810另一實施例的示意圖。第12B圖的穩壓調節電路810為電容，電容直接串接於輸入電壓V_in與整流前的輸出電壓V_out之間，此處的補償電壓V_d即為調節電壓V_reg。除了第12A圖及第12B圖的實施例外，穩壓調節電路810亦可以其他被動元件與耦合元件實現。

第12C圖為說明穩壓調節電路810動作的示意圖。第12C圖中，輸入電壓V_in低於整流前的輸出電壓V_out所需要的電壓值，此 時穩壓調節電路810可提供與輸入電壓V_in同相的調整電壓V_reg串聯加入輸入電壓V_in，使整流前的輸出電壓V_out穩定在需要的電壓值。第12D圖為說明穩壓調節電路810動作的另一示意圖。第12D圖中，輸入電壓V_in高於整流前的輸出電壓V_out所需要的電壓值，此時穩壓調節電路810可提供與輸入電壓V_in反相的調整電壓V_reg串聯抵銷輸入電壓V_in，使整流前的輸出電壓V_out穩定在需要的電壓值。除第12C圖及第12D圖的實施例外，本發明的相位回授電路814亦可於偵測輸入電壓V_in相位後，產生與輸入電壓V_in有相位差的相位訊號V_p，透過控制電路816及穩壓調節電路810，產生與輸入電壓V_in有相位差的調節電壓V_reg，以調整整流前的輸出電壓V_out，即可達到補償無線電力傳輸裝置800的功率因數的功能。

綜上所述，本發明實施例無需額外增加無線射頻晶片(RFID)的設置即可將控制訊號S_c由電力接收端204傳輸至電力傳送端202，且不需與電力傳輸使用相同的第一傳輸單元206，可減少干擾，進而減少回授控制發生錯誤與不穩定，提高無線電力傳輸的穩定度與提昇傳輸功率。本發明實施例可以電路架構簡單的穩壓調節電路810以與輸入電壓V_in同相或反相的電壓，雙向調整整流前的輸出電壓V_out，穩定整流前的輸出電壓V_out，進而穩定整流後的輸出電壓V_dc，所以於電力接收端804不需加入電路架構複雜的直流對直流轉換器以穩定整流後的輸出電壓V_dc。

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。

100‧‧‧無線充電模組

102、202、802‧‧‧電力傳送端

104、204、804‧‧‧電力接收端

106‧‧‧傳輸單元

108、110‧‧‧感應線圈

200、800‧‧‧無線電力傳輸裝置

206、806‧‧‧第一傳輸單元

2062、8062‧‧‧第一感應元件

2064、8064‧‧‧第二感應元件

212‧‧‧回授調節單元

2122‧‧‧回授接收電路

2124‧‧‧命令調整電路

214‧‧‧接收控制單元

2142‧‧‧回授判斷電路

2144‧‧‧控制調整電路

216‧‧‧第二傳輸單元

2162‧‧‧第一導電元件

2164‧‧‧第二導電元件

d‧‧‧距離

302‧‧‧全橋式轉換器

304‧‧‧第一補償電路

312‧‧‧半橋式轉換器

306‧‧‧P型電晶體

308‧‧‧N型電晶體

V_outa‧‧‧交流電源

502‧‧‧全橋整流裝置

504‧‧‧第二補償電路

512‧‧‧半橋整流裝置

V_dca‧‧‧直流電源

S_fb‧‧‧回授訊號

S_c‧‧‧控制訊號

V_dc1‧‧‧第一直流訊號

GND‧‧‧參考準位

D1‧‧‧第一二極體

D2‧‧‧第二二極體

C1‧‧‧第一電容

FM1‧‧‧數位頻率調整器

V_fre1‧‧‧第一頻率訊號

C2‧‧‧第二電容

L1‧‧‧第一電感

OP1‧‧‧第一放大器

R1‧‧‧第一電阻

R2‧‧‧第二電阻

DM1‧‧‧工作周期調整電路

L2‧‧‧第二電感

Q1‧‧‧開關單元

V_dc2‧‧‧第二直流訊號

V_fre2‧‧‧工作周期訊號

OP2‧‧‧第二放大器

R3‧‧‧第三電阻

R4‧‧‧第四電阻

S_drv‧‧‧驅動訊號

CMP1‧‧‧比較器

V_phase‧‧‧相位訊號

V_amp‧‧‧振幅訊號

812‧‧‧回授電路

814‧‧‧相位回授電路

816‧‧‧控制電路

810‧‧‧穩壓調節電路

V_in‧‧‧輸入電壓

V_out‧‧‧整流前的電壓

V_dc‧‧‧整流後的電壓

V_fb‧‧‧回授控制訊號

OP3‧‧‧第三放大器

R‧‧‧電阻

V_com‧‧‧預定電壓準位訊號

V_p‧‧‧相位訊號

OP4‧‧‧第四放大器

OP5‧‧‧第五放大器

OP6‧‧‧第六放大器

PR1‧‧‧相位調整電路

V_phe‧‧‧相位調整訊號

V_z‧‧‧方波訊號

V_d‧‧‧補償電壓

M1‧‧‧乘法器

OP7‧‧‧第七放大器

OPA‧‧‧第八放大器

V_reg‧‧‧調節電壓

PRI‧‧‧一次側線圈

SEC‧‧‧二次側線圈

第1圖為先前技術無線充電模組的示意圖。

第2圖為本發明一實施例說明無線電力傳輸裝置的示意圖。

第3A圖為電力傳送端一實施例的示意圖。

第3B圖為電力傳送端另一實施例的示意圖。

第4A圖為第一補償電路的一實施例的示意圖。

第4B圖為第一補償電路的另一實施例的示意圖。

第5A圖為電力接收端一實施例的示意圖。

第5B圖為電力接收端另一實施例的示意圖。

第6A圖為回授調節單元一實施例的示意圖。

第6B圖為回授調節單元另一實施例的示意圖。

第6C圖為回授調節單元另一實施例的示意圖。

第7圖為接收控制單元一實施例的示意圖。

第8圖為本發明另一實施例說明無線電力傳輸裝置的示意圖。

第9圖為回授電路一實施例的示意圖。

第10A圖為相位回授電路一實施例的示意圖。

第10B圖為相位回授電路另一實施例的示意圖。

第10C圖為相位回授電路另一實施例的示意圖。

第10D圖為相位回授電路另一實施例的示意圖。

第10E圖為相位調整電路動作的示意圖。

第11圖為控制電路一實施例的示意圖。

第12A圖為穩壓調節電路一實施例的示意圖。

第12B圖為穩壓調節電路另一實施例的示意圖。

第12C圖為說明穩壓調節電路動作的示意圖。

第12D圖為說明穩壓調節電路動作的另一示意圖。

202‧‧‧電力傳送端

204‧‧‧電力接收端

200‧‧‧無線電力傳輸裝置

206‧‧‧第一傳輸單元

2062‧‧‧第一感應元件

2064‧‧‧第二感應元件

212‧‧‧回授調節單元

2122‧‧‧回授接收電路

2124‧‧‧命令調整電路

214‧‧‧接收控制單元

2142‧‧‧回授判斷電路

2144‧‧‧控制調整電路

216‧‧‧第二傳輸單元

2162‧‧‧第一導電元件

2164‧‧‧第二導電元件

Claims (21)

1. 一種無線電力傳輸裝置，包含：一電力傳送端，用以產生電力；一第一傳輸單元，耦接於該電力傳送端，用以無線方式傳輸該電力傳送端產生的電力；一電力接收端，耦接於該第一傳輸單元，用以接收並整流來自該第一傳輸單元的電力；一回授調節單元，包含：一回授接收電路，耦接於該電力接收端，用以接收來自該電力接收端的一回授訊號；及一命令調整電路，耦接於該回授接收電路，用以產生一交流的控制訊號；一接收控制單元，包含：一回授判斷電路，用以接收該控制訊號；及一控制調整電路，耦接於該回授判斷電路與該電力傳送端之間，用以產生一驅動訊號調整該電力傳送端產生的電力；及一第二傳輸單元，耦接於該回授調節單元及該接收控制單元之間，用以無線方式傳輸該控制訊號至該接收控制單元。
2. 如請求項1所述的無線電力傳輸裝置，其中該回授訊號係為直流或交流型式。
3. 如請求項1所述的無線電力傳輸裝置，其中該回授訊號係為電壓或電流型式。
4. 如請求項1所述的無線電力傳輸裝置，其中該第一傳輸單元包含：一第一感應元件，耦接於該電力傳送端；及一第二感應元件，耦接於該電力接收端，其中該第一及第二感應元件係為線圈且藉由磁場耦合方式感應電力。
5. 如請求項1所述的無線電力傳輸裝置，其中該回授接收電路包含：一整流電路，耦接於該電力接收端，用以整流該回授訊號，包含：一第一二極體，具有一第一端耦接至該電力接收端以及一第二端耦接至一參考準位；一第二二極體，具有一第一端以及一第二端耦接至該第一二極體之該第一端；及一第一電容，具有一第一端耦接至該第二二極體之該第一端以及一第二端耦接至該參考準位。
6. 如請求項5所述的無線電力傳輸裝置，其中該命令調整電路包含：一數位頻率調整器，耦接於該回授接收電路以及該第二傳輸單 元之間，根據該整流後的回授訊號產生一頻率訊號；及一諧振電路，耦接於該數位頻率調整器，用以根據該頻率訊號產生該控制訊號。
7. 如請求項5所述的無線電力傳輸裝置，其中該命令調整電路包含：一數位頻率調整器，耦接於該回授接收電路以及該第二傳輸單元之間，根據該整流後的回授訊號產生一頻率訊號；及一放大電路，耦接於該數位頻率調整器，用以放大該頻率訊號以產生該控制訊號。
8. 如請求項5所述的無線電力傳輸裝置，其中該回授接收電路更包含：一工作周期調整電路，耦接於該整流電路；一電感，耦接於該整流電路；及一開關單元，根據該整流後的回授訊號產生一工作周期訊號。
9. 如請求項8所述的無線電力傳輸裝置，其中該命令調整電路包含：一放大電路，耦接於該回授接收電路，用以放大該工作周期訊號以產生該控制訊號。
10. 如請求項1所述的無線電力傳輸裝置，其中該回授判斷電路包 含：一比較器，耦接於該第二傳輸單元與該控制調整電路之間，用以根據該控制訊號產生一相位訊號；及一整流電路，耦接於該第二傳輸單元與該控制調整電路之間，用以根據該控制訊號以產生一振幅訊號，其中該控制調整電路係根據該相位訊號及該振幅訊號產生該驅動訊號。
11. 如請求項1所述的無線電力傳輸裝置，其中該第二傳輸單元包含：一第一導電元件，耦接於該回授調節單元；及一第二導電元件，耦接於該接收控制單元；其中該第一導電元件係由電場耦合方式傳輸該控制訊號至該第二導電元件。
12. 如請求項11所述的無線電力傳輸裝置，其中該第一導電元件及第二導電元件係為導電基板或金屬探針。
13. 一種無線電力傳輸裝置，包含：一電力傳送端，用以產生電力；一第一傳輸單元，耦接於該電力傳送端，用以無線方式傳輸該電力傳送端產生的電力；一電力接收端，耦接於該第一傳輸單元，用以接收並整流來自 該第一傳輸單元的電力；一回授電路，耦接於該電力接收端，用以偵測該電力接收端整流後的輸出電壓，以產生一回授控制訊號；一相位回授電路，耦接於該電力接收端，用以偵測該電力接收端的輸入電壓的相位，以產生一相位訊號；一控制電路，耦接於該回授電路及該相位回授電路之間，用以根據該回授控制訊號及該相位訊號產生一補償電壓；及一穩壓調節電路，耦接於該控制電路及該電力接收單元，用以根據該補償電壓產生一調節電壓以同相或反相調整該電力接收單元整流前的輸出電壓。
14. 如請求項13所述的無線電力傳輸裝置，其中該回授電路包含：一放大器；一第一電阻及一第二電阻，耦接於該放大器，用以分壓該電力接收端整流後的輸出電壓；及複數個電阻，耦接於該放大器。
15. 如請求項13所述的無線電力傳輸裝置，其中該回授控制訊號係為直流電壓形式。
16. 如請求項13所述的無線電力傳輸裝置，其中根據該回授控制訊號及該相位訊號產生該補償電壓係為將該回授控制訊號及該相位訊號經由運算得到一預定補償電壓值，再將該預定補償電壓 值透過一組放大電路輸出為該補償電壓。
17. 如請求項13所述的無線電力傳輸裝置，其中該相位訊號係為交流形式。
18. 如請求項17所述的無線電力傳輸裝置，其中該相位回授電路包含：至少一放大電路，用以偵測該電力接收端輸入電壓產生該相位訊號。
19. 如請求項18所述的無線電力傳輸裝置，其中該相位回授電路更包含：一相位調整電路，耦接於該電力接收端及該至少一放大電路，包含一零點偵測電路及一帶通濾波器，用以偵測該輸入電壓的零相位點並且經由該帶通濾波器產生一相位調整訊號。
20. 如請求項13所述的無線電力傳輸裝置，其中該穩壓調節電路係為一變壓元件或一電容。
21. 如請求項13所述的無線電力傳輸裝置，其中該電力接收端整流後的輸出電壓係為直流形式。