TWI568125B - 感應式電源供應器之供電模組及其電壓測量方法 - Google Patents

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Description

感應式電源供應器之供電模組及其電壓測量方法
本發明係指一種感應式電源供應器之供電模組及其電壓測量方法，尤指一種感應式電源供應器之供電模組以及對供電模組之供電線圈上的線圈電壓進行測量的方法。
在感應式電源供應器中，供電端發送電力的方式是由驅動電路推動諧振電容及具有電感特性的供電線圈所構成的諧振電路，以在諧振電路上振盪而產生弦波，此弦波透過線圈發送能量至受電端。上述弦波為交流訊號，其振幅大小決定了功率輸出之大小，振幅愈大代表輸出的能量愈高。
一般來說，感應式電源供應器的供電端是由處理器來進行功率控制及調節。處理器需取得供電線圈上的弦波振幅大小，將其轉換為數位資料之後，由處理器內部的軟體進行運算，以進行功率調節。上述步驟可重複進行，使調節過後的輸出功率再回傳至處理器以進行調整，輸出功率即可根據負載需求而維持在最佳效能。
由於供電線圈上振盪的弦波為交流訊號，此訊號振盪的範圍極大且跨越正電壓與負電壓，因而無法透過一般的類比數位轉換器(Analog-to-Digital Converter，ADC)來進行判讀及轉換。上述交流訊號可由高性能的儀器級類比數位轉換器來進行轉換，然而，儀器級類比數位轉換器 十分昂貴，無法在低單價的感應式電源供應器產品中使用。因此，中華民國專利公開號TW 201138258 A1揭露了一種感應式電源供應器中功率自動調節之方法，其透過線圈電壓檢測電路將線圈上的交流訊號轉換為直流訊號之後，再輸入類比數位轉換器進行轉換。
然而，上述方法至少包含兩項缺點。首先，線圈上的波形並非理想的正弦波，由於負載效應或其它因素，線圈波形會呈現不規則的狀態，而交流訊號透過簡易整流濾波電路轉換至直流電壓訊號係關於交流訊號的有效值(effective value)(即方均根值(root mean square value))，波形不同則會對應到不同的有效值，進而轉換不同準位的直流電壓訊號。也就是說，經過整流及濾波而輸入類比數位轉換器的電壓值往往無法正確反映線圈上的交流訊號大小。另一個缺點為，線圈電壓檢測電路係將線圈上的交流訊號經過整流及濾波後再傳送至類比數位轉換器進行轉換，其中，濾波處理會使得取樣速度變慢，亦即，交流訊號的變化需要經過較多週期之後，才會在線圈電壓檢測電路之輸出端產生反應。當交流訊號出現突發性的振幅變化時，需要經過數個週期才能夠完全反應在線圈電壓檢測電路之輸出端，在此情況下，處理器無法立即得知線圈訊號之振幅改變並及時修正輸出功率，使得系統效能較差。
有鑑於此，實有必要提出一種線圈訊號的電壓測量方法，以改善上述問題。
因此，本發明之主要目的即在於提供一種用於感應式電源供應器之供電模組之電壓測量方法，以正確取得供電線圈上的線圈訊號之峰值電壓，進而在供電模組實現準確且迅速的輸出功率調整。
本發明揭露一種電壓測量方法，用於一感應式電源供應器之一供電模組，該電壓測量方法包含有於該供電模組之一供電線圈產生一線圈訊號；對該線圈訊號進行箝位，以產生一箝位線圈訊號；對該箝位線圈訊號進行訊號處理，以分別產生一第一訊號及一第二訊號；產生一週期訊號，該週期訊號之頻率等於該線圈訊號之頻率；透過一比較器對該第一訊號及該第二訊號進行比較，以在該週期訊號之一週期中取得該第一訊號及該第二訊號之電位相等的一第一時間及一第二時間；計算該第一時間及該第二時間之一中間時間；以及以該中間時間為依據，對該箝位線圈訊號或該線圈訊號進行採樣，以取得該線圈訊號之一峰值電壓。
本發明另揭露一種供電模組，用於一感應式電源供應器。該供電模組包含有一供電線圈，用來產生一線圈訊號；一箝位電路，耦接於該供電線圈，用來對該線圈訊號進行箝位，以產生一箝位線圈訊號；一訊號處理模組，耦接於該箝位電路，用來對該箝位線圈訊號進行訊號處理，以分別產生一第一訊號及一第二訊號；一週期訊號產生器，用來產生一週期訊號，該週期訊號之頻率等於該線圈訊號之頻率；一比較器，耦接於該訊號處理模組，用來對該第一訊號及該第二訊號進行比較，以產生一比較結果；一計時器，耦接於該週期訊號產生器及該比較器，用來在該週期訊號之一週期中，根據該比較結果取得該第一訊號及該第二訊號之電位相等的一第一時間及一第二時間；一處理器，耦接於該計時器，用來計算該第一時間及該第二時間之一中間時間；以及一採樣模組，耦接於該處理器，用來以該中間時間為依據，對該箝位線圈訊號或該線圈訊號進行採樣，以取得該線圈訊號之一峰值電壓。
10、40‧‧‧供電模組
102‧‧‧供電線圈
104‧‧‧諧振電容
106‧‧‧箝位電路
108‧‧‧訊號處理模組
110‧‧‧週期訊號產生器
112‧‧‧比較器
114‧‧‧計時器
116‧‧‧處理器
118‧‧‧採樣模組
120A、120B‧‧‧驅動電路
122‧‧‧供電單元
V_c‧‧‧線圈訊號
V_cc‧‧‧箝位線圈訊號
V1‧‧‧第一訊號
V2‧‧‧第二訊號
CLK‧‧‧週期訊號
RSLT‧‧‧比較結果
C1‧‧‧電容
Z1‧‧‧二極體
R1~R8‧‧‧分壓電阻
C_F‧‧‧濾波電容
t1‧‧‧第一時間
t2‧‧‧第二時間
t_M、t_M’‧‧‧中間時間
C_S‧‧‧儲存電容
132‧‧‧緩衝放大器
134‧‧‧類比數位轉換器
136‧‧‧轉換開關
402‧‧‧正相放大器
404‧‧‧反相放大器
50‧‧‧電壓測量流程
500~516‧‧‧步驟
第1圖為本發明實施例感應式電源供應器之一供電模組之示意圖。
第2圖為本發明實施例線圈訊號及箝位線圈訊號之波形示意圖。
第3圖為第1圖中第一訊號、第二訊號、比較結果及週期訊號之波形示意圖。
第4圖為本發明實施例感應式電源供應器之另一供電模組之示意圖。
第5圖為本發明實施例一電壓測量流程之示意圖。
請參考第1圖，第1圖為本發明實施例感應式電源供應器之一供電模組10之示意圖。如第1圖所示，供電模組10包含有一供電線圈102、一諧振電容104、一箝位電路106、一訊號處理模組108、一週期訊號產生器110、一比較器112、一計時器114、一處理器116、一採樣模組118、驅動電路120A、120B及供電單元122。供電線圈102可產生一線圈訊號V_c，並發送能量至受電端，線圈訊號V_c係一交流訊號。諧振電容104則用來搭配供電線圈102進行諧振，以產生交流電磁能量，並發送至受電端。箝位電路106耦接於供電線圈102，可用來對線圈訊號V_c進行箝位，以產生一箝位線圈訊號V_cc。訊號處理模組108耦接於箝位電路106，可用來對箝位線圈訊號V_cc進行訊號處理，以分別產生一第一訊號V1及一第二訊號V2。週期訊號產生器110可用來產生一週期訊號CLK，週期訊號CLK之頻率等於線圈訊號V_c之頻率，週期訊號CLK可為一時脈訊號。比較器112耦接於訊號處理模組108，可用來對第一訊號V1及第二訊號V2進行比較，以產生一比較結果RSLT。計時器114耦接於週期訊號產生器110及比較器112，其可在週期訊號CLK之一週期中，根據比較結果RSLT取得第一訊號V1及第二訊號V2之電位相等的一第一時間及一第二時間。處理器116耦接於計時器114，可用來計算第一時間及第二時間之一中間時間。採樣模組118即可以中間時間為 依據，對箝位線圈訊號V_cc或線圈訊號V_c進行採樣，以取得線圈訊號V_c之一峰值電壓。驅動電路120A及120B耦接於週期訊號產生器110及供電線圈102，可根據週期訊號產生器110所輸出的驅動訊號，對供電線圈102進行全橋模式驅動或半橋模式驅動。當進行全橋模式驅動時，處理器116可指示週期訊號產生器110同時輸入驅動訊號至驅動電路120A及120B；當進行半橋模式驅動時，處理器116可指示週期訊號產生器110輸入驅動訊號至驅動電路120A，並將驅動電路120B之輸入端接地(即不使用驅動電路120B)。關於驅動電路120A、120B以及全橋模式驅動、半橋模式驅動之詳細運作方式已揭露於感應式電源供應器之各類相關文件中，於此不贅述。
詳細來說，當供電線圈102產生線圈訊號V_c之後，線圈訊號V_c會先透過箝位電路106進行箝位，以產生箝位線圈訊號V_cc。箝位電路106包含有一電容C1及一二極體Z1，電容C1可用來將線圈訊號V_c耦合至箝位線圈訊號V_cc，而二極體Z1則用來將線圈訊號V_c往上箝。線圈訊號V_c及箝位線圈訊號V_cc之詳細波形如第2圖所示。由於線圈訊號V_c跨越正電壓與負電壓且其平均電壓位於零電位附近，而負電壓的部分不易進行訊號處理或轉換，因此箝位電路106可將線圈訊號V_c往上箝，使線圈訊號V_c之負電壓部分上箝至近於零電位。如此一來，箝位線圈訊號V_cc將大致位於正電壓準位，以便訊號處理模組108進行後續的訊號處理。
接著，箝位線圈訊號V_cc可輸入至訊號處理模組108以進行訊號處理。訊號處理模組108包含有分壓電阻R1~R4及一濾波電容C_F。分壓電阻R1及R2可對箝位線圈訊號V_cc進行一第一分壓處理，以產生第一訊號V1。分壓電阻R3及R4可對箝位線圈訊號V_cc進行一第二分壓處理。而濾波電容C_F耦接於分壓電阻R3及R4，可用來對進行第二分壓處理後的訊號進行低通濾波，以產生第二訊號V2。一般來說，感應式電源供應器之供 電線圈102所產生的線圈訊號V_c振幅約為100伏特(Voltage，V)左右，而比較器112的工作電壓通常位於5V之內，因此，在箝位線圈訊號V_cc進入比較器112之前，應先透過分壓電阻(即R1及R2)衰減至較小準位。需注意的是，在使用不同類型的比較器時，可根據比較器的工作電壓或系統需求來調整分壓電阻的大小，或者，當箝位線圈訊號V_cc之電壓位於比較器之工作電壓範圍內時，亦可直接對箝位線圈訊號V_cc進行比較，而不需使用分壓電阻，換句話說，關於分壓電阻的實施方式不應為本發明的限制。另一方面，第二訊號V2之目的在於提供判別電壓，因此，第二訊號V2僅是用來與第一訊號V1進行比較，而不需要完全反映箝位線圈訊號V_cc或線圈訊號V_c的有效值(effective value)，在此情況下，濾波電容C_F可設計為具有較大的電容值，使第二訊號V2維持在穩定的電壓，而不需考慮線圈訊號之振幅劇烈改變時，第二訊號V2的反應速度無法跟上振幅改變速度的問題。
第3圖繪示了第一訊號V1及第二訊號V2的波形。較佳地，為使比較器112所輸出的比較結果RSLT具有較容易判別的波形，第二訊號V2的準位可設定在第一訊號V1的最小值上方大約四分之一峰值對峰值振幅的位置(如第3圖所繪示的準位)。在此情況下，透過分壓電阻R1及R2所進行的第一分壓處理的衰減倍數與透過分壓電阻R3及R4所進行的第二分壓處理的衰減倍數之比例可為一比四。舉例來說，假設箝位線圈訊號V_cc之峰值對峰值振幅為100V，可將第一分壓處理的衰減倍數設定為50，並將第二分壓處理的衰減倍數設定為200，使得第一訊號V1的峰值對峰值振幅等於2V，而第二訊號V2的準位是由峰值對峰值振幅為0.5V的訊號進行低通濾波之後所得出的電壓準位。需注意的是，上述將第一分壓處理的衰減倍數與第二分壓處理的衰減倍數之比例設定為一比四的實施例僅為眾多實施方式之其中一種，實際上，只要第一分壓處理的衰減倍數小於第二分壓處理的衰減倍數，即可控制第二訊號V2的準位位於第一訊號V1的最大值及最小值之間，使得 比較器112能夠據以產生有效的比較結果RSLT，以進行後續處理。在另一實施例中，第二訊號V2亦可不由箝位線圈訊號V_cc進行分壓及濾波所產生，而是根據第一訊號V1的振幅大小，直接輸出一定電壓訊號作為第二訊號V2，該定電壓訊號的準位係位於第一訊號V1的最大值及最小值之間。
接著，訊號處理模組108可將第一訊號V1輸出至比較器112之正輸入端，並將第二訊號V2輸出至比較器112之負輸入端。如第3圖所示，當第一訊號V1大於第二訊號V2時，比較器112會輸出高電位，當第一訊號V1小於第二訊號V2時，比較器112會輸出低電位。比較器112再將上述比較結果RSLT輸出至計時器114，以進行後續處理。在另一實施例中，訊號處理模組108亦可將第一訊號V1輸出至比較器112之負輸入端，而第二訊號V2輸出至比較器112之正輸入端，其產生之比較結果雖與第3圖之比較結果RSLT呈反相，但仍在相同時間點切換電位，亦可輸出至計時器114以進行後續處理。
計時器114除了從比較器112接收比較結果RSLT之外，亦同時從週期訊號產生器110接收週期訊號CLK。週期訊號產生器110可為一脈衝寬度調變產生器(Pulse Width Modulation generator，PWM generator)或一時脈產生器，或者，週期訊號產生器110可包含任何可用來產生時脈訊號或週期性訊號的電路結構。由於週期訊號產生器110亦可用來輸出驅動電路120A、120B進行運作所需的驅動訊號，因此，週期訊號產生器110可設定週期訊號CLK之頻率相同於上述驅動訊號之頻率，使得週期訊號CLK之頻率等於線圈訊號V_c之頻率。在此情況下，週期訊號CLK之頻率與比較結果RSLT中訊號變化之頻率之間存在一特定規律。詳細來說，在週期訊號CLK之每一週期中，比較結果RSLT均包含二次電位切換(即第一訊號V1及第二訊號V2之電位相等的情況)，如第3圖所示。計時器114可記錄此二次電位切換的時 間點。在一實施例中，可選擇週期訊號CLK的負緣作為每一週期的開始。舉例來說，計時器114可於一週期的起始點(如時間t0)開始計時，並偵測比較結果RSLT是否發生電位切換。當比較結果RSLT發生該週期中的第一次電位切換時，計時器114可記錄一第一時間t1，當比較結果RSLT發生該週期中的第二次電位切換時，計時器114可記錄一第二時間t2。接著，處理器116即可根據第一時間t1及第二時間t2，透過以下方式計算出一中間時間t_M：
當處理器116計算出中間時間t_M之後，處理器116即可以中間時間t_M作為依據，控制採樣模組118對箝位線圈訊號V_cc進行採樣。採樣模組118包含有一緩衝放大器132、一儲存電容C_S、一類比數位轉換器(Analog-to-Digital Converter，ADC)134、一轉換開關136及分壓電阻R5、R6。採樣模組118的運作可分為兩階段，即採樣期間與轉換期間，而採樣期間與轉換期間係以中間時間t_M進行劃分。更明確來說，在週期訊號CLK之同一週期內，採樣期間終止於中間時間t_M，而轉換期間則起始於中間時間t_M，如第3圖所示。
當箝位線圈訊號V_cc輸入採樣模組118時，可先透過分壓電阻R5及R6衰減至較小準位。如上所述，分壓電阻R5及R6的大小可根據採樣模組118內部各元件(如緩衝放大器132、類比數位轉換器134及轉換開關136)的工作電壓來進行調整，或者，當箝位線圈訊號V_cc之電壓位於採樣模組118內部各元件的工作電壓範圍內時，亦可直接對箝位線圈訊號V_cc進行採樣，而不需使用分壓電阻，換句話說，關於分壓電阻的實施方式不應為本發明的限制。另一方面，在第1圖之實施例中，採樣模組118是對箝位線圈訊號V_cc進行採樣，但在另一實施例中，採樣模組118亦可直接對線圈訊號V_c進行採樣以取得其峰值電壓，而不限於此。
詳細來說，在採樣期間內，轉換開關136導通，緩衝放大器132可對箝位線圈訊號V_cc或線圈訊號V_c進行採樣，並將採樣所取得的電壓儲存在儲存電容C_S。當進入轉換時間時，轉換開關136關閉，此時類比數位轉換器134可將儲存電容C_S所儲存的電壓轉換為一數位資料，並將數位資料輸出至處理器116，數位資料即對應於供電線圈102之峰值電壓。換句話說，只要準確地在中間時間t_M停止採樣並開始進行轉換，即可取得線圈訊號V_c在中間時間t_M的電壓，即峰值電壓(如第3圖所示)。需注意的是，在上述實施例中，輸入類比數位轉換器134的電壓為峰值電壓，不同於習知技術中將交流訊號經由整流及濾波所產生之直流訊號(此直流訊號之電壓為交流訊號的有效值(effective value))輸入類比數位轉換器之技術特徵。
較佳地，採樣期間可起始於箝位線圈訊號V_cc或線圈訊號V_c開始上升的時間點，亦即，轉換開關136可在箝位線圈訊號V_cc或線圈訊號V_c(以下稱為輸入訊號，代表採樣模組118之輸入訊號)開始上升的時間點開啟，使得緩衝放大器132可對儲存電容C_S進行充電。由於充電需要時間進行，因此採樣的步驟可在輸入訊號開始上升的時間點開始進行，並終止於輸入訊號到達波峰的時間點(即中間時間t_M)。此時，儲存電容C_S的電壓等於輸入訊號的峰值電壓。接著，轉換開關136關閉，並啟動類比數位轉換器134，以將儲存電容C_S所儲存的電壓轉換為數位資料，使得數位資料對應於輸入訊號的峰值電壓。為實現上述運作，用來控制採樣模組118的處理器116應取得線圈上弦波電壓變化的週期時間。
在感應式電源供應器之供電模組10中，週期訊號產生器110可輸出一週期訊號來控制驅動電路120A及120B，使驅動電路120A及120B可驅動供電線圈102及諧振電容104進行諧振以產生弦波。然而，線圈上的弦波 訊號的頻率會受到控制訊號的頻率影響而改變，且受電端的負載效應會造成弦波訊號的相位移動，因此，若欲取得弦波電壓變化的週期時間，可透過計時器114以及比較器112的運作，根據第一時間t1及第二時間t2來計算中間時間t_M，使中間時間t_M對應至線圈訊號V_c波峰的位置。另一方面，採樣期間的起始點可設定為週期訊號CLK之週期開始的時間點，或者可根據中間時間t_M及週期訊號CLK之週期長度，計算中間時間t_M減去半個週期長度的時間點(即線圈訊號V_c波谷的位置)作為採樣期間的起始點。舉例來說，如第3圖所示，處理器116在取得第一時間t1及第二時間t2之後才可計算中間時間，因此，採樣模組118可在週期訊號CLK之下一週期開始的時間點(即t3)開始進行採樣，並根據第一時間t1及第二時間t2的時間點，在週期訊號CLK之下一週期的中間時間t_M’停止進行採樣並開始將儲存電容C_S的電壓轉換為數位資料。
值得注意的是，本發明之主要目的在於取得線圈峰值電壓的大小，而峰值電壓的大小可用來判斷感應式電源供應器的輸出功率，以進行功率調節。本領域具通常知識者當可據以進行修飾或變化，而不限於此，舉例來說，線圈訊號V_c可透過任何形式輸入採樣模組118。無論採樣模組118是對箝位線圈訊號V_cc、線圈訊號V_c或進行分壓後的箝位線圈訊號V_cc或線圈訊號V_c進行採樣，由於箝位線圈訊號V_cc與線圈訊號V_c之間具有固定的箝位關係，且進行分壓後的線圈訊號為原線圈訊號等比例的衰減，因此，採樣模組118所輸出的數位資料皆可對應至原線圈訊號V_c之峰值電壓大小。亦即，若線圈訊號V_c之峰值電壓上升時，採樣模組118所輸出的數位資料會等比例上升，若線圈訊號V_c之峰值電壓下降時，採樣模組118所輸出的數位資料會等比例下降。如此一來，無論採樣模組118進行採樣的訊號是箝位線圈訊號V_cc或線圈訊號V_c或是否進行分壓，處理器116皆可根據所取得的峰值電壓大小來進行功率調節。
在另一實施例中，亦可透過其它方式來取得中間時間。舉例來說，請參考第4圖，第4圖為本發明實施例感應式電源供應器之另一供電模組40之示意圖。供電模組40之架構與供電模組10類似，因此功能相同的訊號或裝置皆以相同符號表示。供電模組40與供電模組10不同之處在於訊號處理模組108的架構。在供電模組40中，訊號處理模組108包含一正相放大器402、一反相放大器404及電阻R7、R8。電阻R7及R8可對箝位線圈訊號V_cc進行分壓處理。正相放大器402可直接輸出進行分壓處理後的箝位線圈訊號V_cc，以產生第一訊號V1。反相放大器404則對進行分壓處理後的箝位線圈訊號V_cc進行反相，以產生第二訊號V2。在此情況下，第一訊號V1與第二訊號V2互為反相訊號。接著，比較器112可對第一訊號V1及第二訊號V2進行比較，以產生比較結果RSLT。計時器114可透過此比較結果RSLT來輸出第一時間t1及第二時間t2，進而計算出對應於線圈訊號V_c波峰的中間時間t_M。需注意的是，在此例中，亦可根據正相放大器402及反相放大器404的工作電壓來調整分壓電阻R7及R8的大小，或者直接將箝位線圈訊號V_cc輸入正相放大器402及反相放大器404而不透過任何分壓電阻，而不限於此。
上述關於供電模組10及供電模組40之運作方式可歸納為一電壓測量流程50，如第5圖所示。電壓測量流程50包含有以下步驟：
步驟500：開始。
步驟502：於供電模組之供電線圈102產生一線圈訊號V_c。
步驟504：箝位電路106對線圈訊號V_c進行箝位，以產生一箝位線圈訊號V_cc。
步驟506：訊號處理模組108對箝位線圈訊號V_cc進行訊號處理，以分別產生一第一訊號V1及一第二訊號V2。
步驟508：週期訊號產生器110產生一週期訊號CLK，週期訊號CLK之頻率等於線圈訊號V_c之頻率。
步驟510：透過比較器112對第一訊號V1及第二訊號V2進行比較，以在週期訊號CLK之一週期中取得第一訊號V1及第二訊號V2之電位相等的一第一時間t1及一第二時間t2。
步驟512：處理器116計算第一時間t1及第二時間t2之一中間時間t_M。
步驟514：採樣模組118以中間時間t_M為依據，對箝位線圈訊號V_cc或線圈訊號V_c進行採樣，以取得線圈訊號V_c之一峰值電壓。
步驟516：結束。
電壓測量流程50之詳細運作方式及變化可參考前述說明，於此不贅述。
在習知技術中，用來判斷功率大小的方式是將線圈上的交流訊號轉換為直流訊號之後，取得交流訊號的有效值或電壓平均值的大小，然而，在感應式電源供應系統中，線圈訊號的波形容易受到負載的影響而改變，使上述有效值或電壓平均值無法正確反映線圈上交流訊號的功率大小。相較之下，本發明可透過峰值電壓的測量來作為功率調整的依據。在本發明之實施例中，訊號處理模組、週期訊號產生器、比較器、計時器及處理器等模組可共同運作以取得對應於線圈訊號之峰值電壓的中間時間，採樣模組再根據中間時間，對箝位線圈訊號或線圈訊號進行採樣，以取得線圈訊號在中間時間的電壓，即峰值電壓。在此情況下，本發明可準確取得線圈訊號之峰值電壓，以提高功率調整的準確度。此外，在每一週期內取得的中間時間可在下一週期作為採樣及轉換的時間點，相較於習知技術中突發性的振幅變化需經過數個週期才能夠完全反應在線圈電壓檢測電路之輸出端，在本發明之實施例中， 當線圈訊號的相位或振幅改變時，在下一週期即可取得正確的中間時間，進而取得正確的峰值電壓。如此一來，處理器可迅速偵測到線圈訊號功率的改變，以及時對輸出功率進行修正。
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‧‧‧供電模組
102‧‧‧供電線圈
104‧‧‧諧振電容
106‧‧‧箝位電路
108‧‧‧訊號處理模組
110‧‧‧週期訊號產生器
112‧‧‧比較器
114‧‧‧計時器
116‧‧‧處理器
118‧‧‧採樣模組
120A、120B‧‧‧驅動電路
122‧‧‧供電單元
V_c‧‧‧線圈訊號
V_cc‧‧‧箝位線圈訊號
V1‧‧‧第一訊號
V2‧‧‧第二訊號
CLK‧‧‧週期訊號
RSLT‧‧‧比較結果
C1‧‧‧電容
Z1‧‧‧二極體
R1~R6‧‧‧分壓電阻
C_F‧‧‧濾波電容
C_S‧‧‧儲存電容
132‧‧‧緩衝放大器
134‧‧‧類比數位轉換器
136‧‧‧轉換開關

Claims (20)

  1. 一種電壓測量方法，用於一感應式電源供應器之一供電模組，該電壓測量方法包含有：於該供電模組之一供電線圈產生一線圈訊號；對該線圈訊號進行箝位，以產生一箝位線圈訊號；對該箝位線圈訊號進行訊號處理，以分別產生一第一訊號及一第二訊號；產生一週期訊號，該週期訊號之頻率等於該線圈訊號之頻率；透過一比較器對該第一訊號及該第二訊號進行比較，以在該週期訊號之一週期中取得該第一訊號及該第二訊號之電位相等的一第一時間及一第二時間；計算該第一時間及該第二時間之一中間時間，其中，該中間時間為該第一時間及該第二時間之中間時間點；以及以該中間時間為依據，對該箝位線圈訊號或該線圈訊號進行採樣，以取得該線圈訊號之一峰值電壓。
  2. 如請求項1所述之電壓測量方法，其中對該線圈訊號進行箝位，以產生該箝位線圈訊號之步驟包含有：將該線圈訊號上箝，使該線圈訊號之一負電壓部分上箝至大於零電位。
  3. 如請求項1所述之電壓測量方法，其中對該箝位線圈訊號進行訊號處理，以分別產生該第一訊號及該第二訊號之步驟包含有：對該箝位線圈訊號進行一第一分壓處理，以產生該第一訊號；以及對該箝位線圈訊號進行一第二分壓處理，並透過低通濾波產生該第二訊號。
  4. 如請求項3所述之電壓測量方法，其中該第一分壓處理的衰減倍數小於該第二分壓處理的衰減倍數。
  5. 如請求項3所述之電壓測量方法，其中該第一分壓處理的衰減倍數與該第二分壓處理的衰減倍數的比例為一比四。
  6. 如請求項1所述之電壓測量方法，其中對該箝位線圈訊號進行訊號處理，以分別產生該第一訊號及該第二訊號之步驟包含有：直接輸出該箝位線圈訊號，以產生該第一訊號；以及對該箝位線圈訊號進行反相處理，以產生該第二訊號。
  7. 如請求項6所述之電壓測量方法，其中該箝位線圈訊號係進行分壓之後，再直接輸出而產生該第一訊號或進行反相處理而產生該第二訊號。
  8. 如請求項1所述之電壓測量方法，其中該週期訊號之頻率相同於用來驅動該供電線圈之一驅動訊號之頻率，使得該週期訊號之頻率等於該線圈訊號之頻率。
  9. 如請求項1所述之電壓測量方法，其中以該中間時間為依據，對該箝位線圈訊號或該線圈訊號進行採樣，以取得該線圈訊號之該峰值電壓之步驟包含有：在一採樣期間內，對該箝位線圈訊號或該線圈訊號進行採樣，使得該箝位線圈訊號或該線圈訊號對一儲存電容進行充電，其中，該採樣期間終止於該中間時間；以及在一轉換期間內，將該儲存電容所儲存的電壓轉換為對應於該峰值電壓之一數位資料，其中，該轉換期間起始於該中間時間。
  10. 一種供電模組，用於一感應式電源供應器，該供電模組包含有：一供電線圈，用來產生一線圈訊號；一箝位電路，耦接於該供電線圈，用來對該線圈訊號進行箝位，以產生一箝位線圈訊號；一訊號處理模組，耦接於該箝位電路，用來對該箝位線圈訊號進行訊號處理，以分別產生一第一訊號及一第二訊號；一週期訊號產生器，用來產生一週期訊號，該週期訊號之頻率等於該線圈訊號之頻率；一比較器，耦接於該訊號處理模組，用來對該第一訊號及該第二訊號進行比較，以產生一比較結果；一計時器，耦接於該週期訊號產生器及該比較器，用來在該週期訊號之一週期中，根據該比較結果取得該第一訊號及該第二訊號之電位相等的一第一時間及一第二時間；一處理器，耦接於該計時器，用來計算該第一時間及該第二時間之一中間時間，其中，該中間時間為該第一時間及該第二時間之中間時間點；以及一採樣模組，耦接於該處理器，用來以該中間時間為依據，對該箝位線圈訊號或該線圈訊號進行採樣，以取得該線圈訊號之一峰值電壓。
  11. 如請求項10所述之供電模組，其中該箝位電路將該線圈訊號上箝，使該線圈訊號之一負電壓部分上箝至大於零電位，以產生該箝位線圈訊號。
  12. 如請求項10所述之供電模組，另包含有：一驅動電路，耦接於該週期訊號產生器及該供電線圈，用來根據該週期訊號，對該供電線圈進行一全橋模式驅動或一半橋模式驅動。
  13. 如請求項12所述之供電模組，其中該週期訊號之頻率相同於該驅動電路所輸出之一驅動訊號之頻率，使得該週期訊號之頻率等於該線圈訊號之頻率。
  14. 如請求項10所述之供電模組，其中該訊號處理模組包含有：一第一電阻及一第二電阻，用來對該箝位線圈訊號進行一第一分壓處理，以產生該第一訊號；一第三電阻及一第四電阻，用來對該箝位線圈訊號進行一第二分壓處理；以及一濾波電容，耦接於該第三電阻及該第四電阻，用來對進行該第二分壓處理之後的訊號進行低通濾波，以產生該第二訊號。
  15. 如請求項14所述之供電模組，其中該第一分壓處理的衰減倍數小於該第二分壓處理的衰減倍數。
  16. 如請求項14所述之供電模組，其中該第一分壓處理的衰減倍數與該第二分壓處理的衰減倍數的比例為一比四。
  17. 如請求項10所述之供電模組，其中該訊號處理模組包含有：一正相放大器，用來直接輸出該箝位線圈訊號，以產生該第一訊號；以及一反相放大器，用來對該箝位線圈訊號進行反相處理，以產生該第二訊號。
  18. 如請求項17所述之供電模組，其中該訊號處理模組另包含有：一第一電阻及一第二電阻，用來對該箝位線圈訊號進行分壓之後，再由 該正相放大器直接輸出而產生該第一訊號，或由該反相放大器進行反相處理而產生該第二訊號。
  19. 如請求項10所述之供電模組，其中該計時器在該比較結果於該週期訊號之該週期中發生第一次電位切換時，記錄該第一時間，並在該比較結果於該週期中發生第二次電位切換時，記錄該第二時間。
  20. 如請求項10所述之供電模組，其中該採樣模組包含有：一緩衝放大器，用來在一採樣期間內，對該箝位線圈訊號或該線圈訊號進行採樣，其中，該採樣期間終止於該中間時間；一儲存電容，用來儲存該緩衝放大器對該箝位線圈訊號或該線圈訊號進行採樣所取得的電壓；一類比數位轉換器，用來在一轉換期間內，將該儲存電容所儲存的電壓轉換為對應於該峰值電壓之一數位資料，其中，該轉換期間起始於該中間時間；以及一轉換開關，耦接於該類比數位轉換器、該儲存電容及該緩衝放大器，該轉換開關在該採樣期間內導通，以實現該緩衝放大器之採樣步驟，並在該轉換期間內關閉，以實現該類比數位轉換器之轉換步驟。
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