TWI628916B - 感應式開關裝置及偵測方法 - Google Patents

感應式開關裝置及偵測方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI628916B
TWI628916B TW105129232A TW105129232A TWI628916B TW I628916 B TWI628916 B TW I628916B TW 105129232 A TW105129232 A TW 105129232A TW 105129232 A TW105129232 A TW 105129232A TW I628916 B TWI628916 B TW I628916B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
detection
voltage
sensor
switch
switching device
Prior art date
Application number
TW105129232A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201810948A (zh
Inventor
陸庭元
劉宏裕
Original Assignee
盛群半導體股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 盛群半導體股份有限公司 filed Critical 盛群半導體股份有限公司
Priority to TW105129232A priority Critical patent/TWI628916B/zh
Priority to CN201610976499.9A priority patent/CN107809232B/zh
Publication of TW201810948A publication Critical patent/TW201810948A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI628916B publication Critical patent/TWI628916B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/945—Proximity switches

Landscapes

  • Electronic Switches (AREA)

Abstract

感應式開關裝置及偵測方法。感應式開關裝置包括開關裝置以及偵測電路。開關裝置則包括開關以及第一感應器。第一感應器依據開關的導通或斷開狀態與開關形成迴路。偵測電路包括第二感應器以及檢波電路。第二感應器與第一感應器相耦合，發送偵測信號至第一感應器，並由第一感應器接收回應信號。檢波電路接收回應信號，檢測回應信號的波封（wave envelope）以產生檢測電壓。

Description

感應式開關裝置及偵測方法
本發明是有關於一種開關裝置及其偵測方法，且特別是有關於一種感應式開關裝置及其偵測方法。
在習知的技術領域中，當要針對開關的導通或斷開狀態進行偵測時，並需要對開關提供電源，並利用傳輸導線連接至開關，透過偵測電源的傳輸狀況來得知開關的導通或斷開狀態。如此一來，開關與其偵測電路必須要設置在相同的物件中，而若開關與其偵測電路必須被分別被設置在不同的物件中時，兩物件中間將會具有傳輸電源狀態的傳輸導線而造成機構設計的困難以及使用者使用上的不便。
本發明提供一種感應式開關裝置及感應式開關的偵測方法，可不需與開關間設置連接導線就可得知開關的導通或斷開狀態。
本發明的感應式開關裝置包括開關裝置以及偵測電路。開關裝置則包括開關以及第一感應器。第一感應器耦接開關，依據開關的導通或斷開狀態形成迴路。偵測電路包括第二感應器以及檢波電路。第二感應器與第一感應器相耦合，發送偵測信號至第一感應器，並由第一感應器接收回應信號。檢波電路耦接第二感應器以接收回應信號，檢測回應信號的波封(wave envelope)以產生檢測電壓。
本發明的感應式開關的偵測方法包括：使開關與第一感應器相耦接，並依據開關的導通或斷開狀態形成迴路；提供第二感應器與第一感應器相耦合，發送偵測信號至第一感應器，並由第一感應器接收回應信號；檢測回應信號的波封以產生檢測電壓。
基於上述，本發明提供第一感應器耦接至開關，並利用第二感應器耦合第一感應器，透過由第二感應器發送偵測信號至第一感應器，再透過接收第一感應器回傳的回應信號，並檢測回應信號的波封來產生檢測電壓。透過檢測電壓的大小，開關的導通會斷開狀態可以被獲得，並在不實體接觸開關的狀態下，完成對開關的偵測動作。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
100、200‧‧‧感應式開關裝置
110、210‧‧‧開關裝置
120、220‧‧‧偵測電路
SW1‧‧‧開關
111、121、Lx‧‧‧感應器
TS‧‧‧偵測信號
RS‧‧‧回應信號
VD、610‧‧‧檢測電壓
122、221‧‧‧檢測電路
2211‧‧‧分壓電路
CMP‧‧‧比較電路
C2、C3、C51、C52、C53‧‧‧電容
R1、R2、R51、R52‧‧‧電阻
D1‧‧‧二極體
L1、L2‧‧‧電感
d‧‧‧距離
230‧‧‧週期性信號產生器
GND‧‧‧參考接地端
DVD‧‧‧分壓後檢測電壓
VREF‧‧‧參考電壓
VO‧‧‧偵測結果
410-430‧‧‧曲線
TA‧‧‧時間點
S710-S730‧‧‧感應式開關的偵測步驟
圖1繪示本發明一實施例的感應式開關裝置的示意圖。
圖2繪示本發明另一實施例的感應式開關裝置的示意圖。
圖3繪示本發明圖2實施例的感應式開關裝置的另一實施方式的示意圖。
圖4繪示檢測電壓與偵測信號的頻率關係圖。
圖5A-圖5D分別繪示本發明實施例的感應器與其周邊電路的多個實施方式的示意圖。
圖6繪示本發明一實施例的回應信號的波形示意圖。
圖7繪示本發明一實施例的感應式開關的偵測方法的流程圖。
請參照圖1，圖1繪示本發明一實施例的感應式開關裝置的示意圖。感應式開關裝置100包括開關裝置110以及偵測電路120。開關裝置110包括開關SW1以及感應器111。感應器111耦接開關SW1，並依據開關SW1的導通或斷開狀態來決定是否形成一迴路。其中，在本實施例中，開關SW1被導通時，感應器111以及開關SW1可形成迴路，而在開關SW1被斷開時，感應器111以及開關SW1所形成迴路對應被切斷。
偵測電路120包括感應器121以及檢波電路122。感應器121與檢波電路122相耦接，且感應器121與感應器111相耦合但不相接觸。感應器121可發送偵測信號TS至感應器111，而感應 器111在接收到偵測信號TS，會對應偵測信號TS回傳回應信號RS至感應器121。值得注意的，回應信號RS會依據開關SW1是被斷開或是被導通的狀態而有所不同。其中，在本實施例中，當開關SW1被斷開時，回應信號RS的電壓峰值會實質上等於第一電壓，而在當開關SW1被導通時，回應信號RS的電壓峰值會實質上等於第二電壓，其中，第一電壓大於第二電壓。
檢波電路122接收回應信號RS，並針對回應信號RS的波封(wave envelope)進行檢測，並產生檢測電壓VD。依據上述的說明可以得知，當開關SW1被斷開時，檢波電路122可依據檢測回應信號RS的波封以獲得具有相對高電壓值的檢測電壓VD。相對的，在當開關SW1被導通時，檢波電路122則可依據檢測回應信號RS的波封以獲得具有相對低電壓值的檢測電壓VD。
也就是說，透過檢測電壓VD的電壓值，可以得知開關SW1的導通或斷開狀態。並且，在不直接接觸開關SW1的條件下，開關SW1的導通或斷開可正確的被偵測。
接著請參照圖2，圖2繪示本發明另一實施例的感應式開關裝置的示意圖。感應式開關裝置200包括開關裝置210、偵測電路220以及週期性信號產生器230。開關裝置210包括開關SW1以及由電感L1建構的感應器，偵測電路220包括電感L2建構感應器、檢波電路221以及比較電路CMP。其中，檢波電路221則包括二極體D1、電容C2以及分壓電路2211。
在本實施例中，電感L1以及電感L2不相接觸，且電感 L1以及電感L2間的距離d可小於預設的臨界距離。如此一來，電感L1以及電感L2間可有效且正確的相互傳遞信號。
關於感應式開關裝置200的動作細節上，週期性信號產生器230耦接至電感L2，產生並傳送偵測信號TS至電感L2。電感L2可傳送偵測信號TS至電感L1。電感L1在接收偵測信號TS後，則可對應偵測信號TS發送回應信號至電感L2。電感L2所接收的回應信號將被傳送至檢波電路221以進行波封的檢測動作。
在檢波電路221中，二極體D1的陽極接收回應信號，而二極體D1的陰極耦接至電容C2，電容C2則串接在二極體D1的陰極以及參考接地端GND間。透過二極體D1以及電容C2的作用，回應信號的波封可以被檢出，並產生檢測電壓VD。
值得一提的，在本實施例中，檢波電路221並包括分壓電路2211。分壓電路2211包括電阻R1以及R2，接收檢測電壓VD進行分壓以產生分壓後的檢測電壓DVD。在此，分壓電路2211並非必要的電路構件。其中，當檢測電壓VD的波封的電壓值過高時，可以透過分壓電路2211來降低電壓值。如此一來，接收檢測電壓VD以進行處理的後續電路可以不需要採用高耐壓的電路元件來設計，可以降低電路的成本。
此外，分壓後檢測電壓DVD被傳送至比較電路CMP。比較電路CMP另接收預設的參考電壓VREF，並使分壓後檢測電壓DVD以及參考電壓VREF進行比較來產生偵測結果VO。其中，當分壓後檢測電壓DVD大於參考電壓VREF時，偵測結果VO可 表示開關SW1為斷開，相對的，當分壓後檢測電壓DVD小於參考電壓VREF時，偵測結果VO可表示開關SW1為導通。
附帶一提的，在本實施例中，電感L1所產生的回應信號與開關SW1的導通與斷開狀態的關聯性與偵測信號TS的頻率相關。具體來說明，開關SW1的導通或斷開時回應信號的波封的電壓值的差異會隨偵測信號TS的頻率變化而改變。請參照圖4繪示的檢測電壓VD與偵測信號TS的頻率關係圖。其中，曲線410表示當開關SW1斷開時檢測電壓VD與偵測信號TS的頻率的關係曲線，曲線420表示當開關SW1導通時檢測電壓VD與偵測信號TS的頻率的關係曲線，而曲線430則為曲線410與曲線420相對應電壓值的差值。
有鑑於此，本發明實施例中的週期性信號產生器230可在一個時間區間中使偵測信號TS的頻率在一頻率範圍內進行調整。也就是說，週期性信號產生器230可透過掃頻的方式來產生偵測信號TS，並確保開關SW1的導通或斷開狀態可以正確的被判別。
以下請參照圖3，圖3繪示本發明圖2實施例的感應式開關裝置的另一實施方式的示意圖。相對於圖2，圖3實施方式中的二極體D1的陽極以及參考接地端GND間更串接電容C3。其中，當二極體D1的陽極以及參考接地端GND間的寄生電容無法滿足需求時，可透過在二極體D1的陽極以及參考接地端GND間串接實體的電容C3來進行調整。
請參照圖5A-圖5D，圖5A-圖5D分別繪示本發明實施例的感應器與其周邊電路的多個實施方式的示意圖。在圖5A中，可另配置電感C51與感應器Lx並聯耦接，在圖5B中，則可另配置電感C52與感應器Lx串聯耦接，而在圖5C中，可另配置電阻R51與感應器Lx串聯耦接，在圖5D中，則可另配置電容C53與感應器Lx並聯耦接，並配置電阻R52與感應器Lx串聯耦接。
由圖5A-圖5D的多個實施方式可以得知，本發明實施例中，不論是開關裝置以及偵測電路的至少其中之一的感應器，都可以搭配不同連接方式的一個或多個的電容以及電阻來進行共振頻率的調整動作。更值得注意的是，圖5A-圖5D的多個實施方式僅只是範例，不用以限縮本發明的範疇。而本領域具通常識者所熟知的透過電容、電阻配合感應器Lx(電感)來進行共振頻率調整的電路組態有很多種，也皆可應用於本發明。
以下請參照圖6，圖6繪示本發明一實施例的回應信號的波形示意圖。其中，在時間點TA之前，開關被斷開，而回應信號RS的峰值實質上等於相對高的第一電壓，而在時間點TA時，開關被導通，而回應信號RS的峰值逐漸下降為實質上等於相對低的第二電壓。透過檢波電路的動作，檢測電壓610可以對應被獲得。
請參照圖7，圖7繪示本發明一實施例的感應式開關的偵測方法的流程圖。其中，在步驟S710中，使開關與第一感應器相耦接，並依據開關的導通或斷開狀態形成迴路。接著，在步驟S720中，提供第二感應器與第一感應器相耦合，發送偵測信號至第一 感應器，並由第一感應器接收回應信號。再者，在步驟S730中，檢測回應信號的波封以產生檢測電壓。
關於上述步驟的實施細節在前述的多個實施例及實施方式都有詳細的說明，以下恕不多贅述。
綜上所述，本發明透過第二感應器來與耦接至開關的第一感應器耦合，並依據第一感應器回應的回應信號的波封來偵測開關的導通或斷開狀態。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

Claims (14)

  1. 一種感應式開關裝置，包括： 一開關裝置，包括： 一開關；以及 一第一感應器，耦接該開關，並依據該開關的導通或斷開狀態與該開關形成一迴路；以及 一偵測電路，包括： 一第二感應器，與該第一感應器相耦合，發送一偵測信號至該第一感應器，並由該第一感應器接收一回應信號；以及 一檢波電路，耦接該第二感應器以接收該回應信號，檢測該回應信號的波封以產生一檢測電壓。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的感應式開關裝置，其中當該開關導通時，該迴路被形成，且該檢波電路檢測該回應信號的波封以產生等於一第一電壓的該檢測電壓，當該開關斷開時，該迴路被切斷，且該檢波電路檢測該回應信號的波封以產生等於一第二電壓的該檢測電壓，其中該第一電壓小於該第二電壓。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的感應式開關裝置，更包括 一比較電路，耦接該檢波電路，比較該檢測電壓以及預設的一參考電壓以產生一偵測結果。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的感應式開關裝置，其中該檢波電路包括： 一二極體，其陽極接收該回應信號，陰極產生該檢測電壓；以及 一電容，串接在該二極體的陰極以及一參考接地端間。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的感應式開關裝置，其中該檢波電路更包括： 一分壓電路，耦接該二極體的陰極，針對該檢測電壓進行分壓，並提供分壓後的檢測電壓至該比較電路。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的感應式開關裝置，更包括： 一週期性信號產生器，耦接該偵測電路，提供週期性的該偵測信號。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的感應式開關裝置，其中該週期性信號產生器並在一時間區間中針對該偵測信號的頻率在一頻率範圍內進行調整。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的感應式開關裝置，其中該偵測電路更包括： 一電容，串接在該第二感應器與一參考接地端間。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的感應式開關裝置，其中該第一感應器與該第二感應器不相接觸，且該第一感應器與該第二感應器的距離小於預設的一臨界距離。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的感應式開關裝置，其中該第一感應器與該第二感應器分別為一第一線圈以及一第二線圈。
  11. 一種感應式開關的偵測方法，包括： 使一開關與一第一感應器相耦接，並依據該開關的導通或斷開狀態形成一迴路； 提供一第二感應器與該第一感應器相耦合，發送一偵測信號至該第一感應器，並由該第一感應器接收一回應信號；以及 檢測該回應信號的波封以產生一檢測電壓。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的感應式開關的偵測方法，其中更包括： 比較該檢測電壓以及預設的一參考電壓以產生一偵測結果。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的感應式開關的偵測方法，其中當該檢測電壓大於該參考電壓時，該偵測結果表示該開關被斷開，當該檢測電壓小於該參考電壓時，該偵測結果表示該開關被導通。
  14. 如申請專利範圍第12項所述的感應式開關的偵測方法，其中更包括： 產生該偵測信號，並使該偵測信號並在一時間區間中針對該偵測信號的頻率在一頻率範圍內進行調整。
TW105129232A 2016-09-09 2016-09-09 感應式開關裝置及偵測方法 TWI628916B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW105129232A TWI628916B (zh) 2016-09-09 2016-09-09 感應式開關裝置及偵測方法
CN201610976499.9A CN107809232B (zh) 2016-09-09 2016-11-07 感应式开关装置及侦测方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW105129232A TWI628916B (zh) 2016-09-09 2016-09-09 感應式開關裝置及偵測方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201810948A TW201810948A (zh) 2018-03-16
TWI628916B true TWI628916B (zh) 2018-07-01

Family

ID=61576434

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW105129232A TWI628916B (zh) 2016-09-09 2016-09-09 感應式開關裝置及偵測方法

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN107809232B (zh)
TW (1) TWI628916B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWM283888U (en) * 2005-01-12 2005-12-21 What Trend Technology Corp Control device for inductive electronic door lock
TWM491315U (zh) * 2014-06-05 2014-12-01 Xiao-Chang Cai 實現多種照明功能的移動物體感應燈源控制系統
TWI509242B (zh) * 2014-12-15 2015-11-21 Ind Tech Res Inst 非接觸式渦電流檢測裝置及其控制方法
TWI536698B (zh) * 2015-06-30 2016-06-01 富達通科技股份有限公司 感應式電源供應器中的供電模組及其訊號解析電路

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2410651Y (zh) * 2000-03-10 2000-12-13 黄永雄 电器开关状态检测感应器
US20050288739A1 (en) * 2004-06-24 2005-12-29 Ethicon, Inc. Medical implant having closed loop transcutaneous energy transfer (TET) power transfer regulation circuitry
CN101246116A (zh) * 2008-03-31 2008-08-20 南京航空航天大学 混凝土钢筋腐蚀无线检测方法及传感器
CN101447120A (zh) * 2008-12-23 2009-06-03 天津大学 基于无线射频识别的零待机功耗遥控系统和遥控方法
CN103595145B (zh) * 2013-10-31 2015-08-05 浙江大学 一种基于公共电感耦合实现高速通讯和无线能量传输的系统
KR102134430B1 (ko) * 2014-05-21 2020-07-15 삼성전자주식회사 스위칭에 기초한 무선 전력 수신 장치 및 무선 전력 수신 방법
CN204405117U (zh) * 2015-02-10 2015-06-17 大连交通大学 一种耦合谐振无线环境监测装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWM283888U (en) * 2005-01-12 2005-12-21 What Trend Technology Corp Control device for inductive electronic door lock
TWM491315U (zh) * 2014-06-05 2014-12-01 Xiao-Chang Cai 實現多種照明功能的移動物體感應燈源控制系統
TWI509242B (zh) * 2014-12-15 2015-11-21 Ind Tech Res Inst 非接觸式渦電流檢測裝置及其控制方法
TWI536698B (zh) * 2015-06-30 2016-06-01 富達通科技股份有限公司 感應式電源供應器中的供電模組及其訊號解析電路

Also Published As

Publication number Publication date
TW201810948A (zh) 2018-03-16
CN107809232A (zh) 2018-03-16
CN107809232B (zh) 2021-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6307756B2 (ja) 異物検出装置、送電装置、受電装置、および無線電力伝送システム
US10630115B2 (en) Foreign object detecting device, wireless power transmitting device, and wireless power transmission system
US9787364B2 (en) Multi-use wireless power and data system
US10714976B2 (en) Wireless power receiver
US11190058B2 (en) Non-contact power supply device and method for abnormal stop
JP6659566B2 (ja) ノイズ耐性を改善する検証回路付きスイッチコントローラー
TWI499190B (zh) 應用在ｂｃｍ電源供應器供實現多功能腳位的裝置及方法
US10802614B2 (en) Electronic circuit of electronic pen and electronic pen
US10505396B2 (en) Wireless power receiving apparatus
KR20180085282A (ko) 무선 전력 전송 장치
US11271439B2 (en) Wireless power system with interference avoidance
US20150303824A1 (en) Voltage regulation in resonant power wireless receiver
JP2013058170A5 (zh)
US9893565B2 (en) Power receiver control circuit, control method of wireless power receiver, and electronic apparatus
TWI605664B (zh) 諧振式無線電源發送電路及其控制方法
JP2019208315A (ja) 非接触給電装置
CN110098665B (zh) 管理从发射器到接收器的非接触功率传输的方法及发射器
KR101994741B1 (ko) 무선 전력 수신 장치 및 무선 전력 수신 장치의 제어 방법
US11374441B2 (en) Negative modulation solution for fixed coil designs
KR20180009214A (ko) 무선 송수신기 및 그 동작 방법
KR102532878B1 (ko) 무선 전력 송신 장치 및 그의 제어 방법
TWI628916B (zh) 感應式開關裝置及偵測方法
TWI552529B (zh) 解調電路及使用其的無線充電裝置
TWI324433B (zh)
US11121587B2 (en) Non-contact power supply device capable of performing constant voltage output operation

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees