[发明专利]感应式电源供应器的供电模块及其输出功率调节方法

说明书

本发明公开了一种用于一感应式电源供应器的供电模块的方法及其供电模块，用来调节该感应式电源供应器的输出功率，该方法包含以一第一驱动信号及一第二驱动信号来驱动该供电模块的一供电线圈运作，并设定该第一驱动信号及该第二驱动信号之间的一相移量；侦测该供电线圈的一线圈信号，以判断该线圈信号中的一波峰位置；根据该第二驱动信号的一信号周期起点及一空载点，判断该波峰位置的一波峰偏移率；以及根据该波峰偏移率，调整该相移量，进而调节输出功率。

技术领域

本发明涉及一种用于感应式电源供应器的方法，尤其涉及一种可在感应式电源供应器中进行输出功率调节的方法。

背景技术

感应式电源供应器包含供电端与受电端，供电端通过驱动电路推动供电线圈产生谐振，进而发出射频电磁波，再通过受电端的线圈接收电磁波能量后进行电性转换，以产生直流电源提供给受电端的负载装置。一般来说，供电端可采用全桥驱动或半桥驱动的方式来运作，全桥驱动代表线圈前端的驱动组件输出两驱动信号到线圈两端，半桥驱动代表驱动组件仅输出一驱动信号到线圈的一端，线圈的另一端则接地或接收定电压。

一般来说，在进行全桥驱动时，分别输出到供电线圈两端的两驱动信号是互为反相的方波。在此情形下，当感应式电源供应器的供电端欲进行功率控制时，可通过调整驱动信号的操作频率来改变工作点。请参考图1，图1为感应式电源供应器的线圈谐振曲线的示意图。如图1所示，线圈谐振曲线为线圈运作时线圈信号的弦波振幅与频率的对应关系，其中，线圈谐振曲线包含一最大弦波振幅Amax，其具有最大的输出功率并对应于一工作频率F0，为了避免输出功率过大使系统过载损毁，实务上往往将工作频率控制在大于F0的位置，如图1的F1～F4，其分别对应于弦波振幅A1～A4。

由上述可知，当线圈运作在较低的工作频率时，可输出较大的功率；当线圈运作在较高的工作频率时，可输出较小的功率。因此，当感应式电源供应器的负载为空载时，可控制线圈操作在较高的工作频率(如F4)，以使用较低的输出功率(较低的弦波振幅A4)来推动负载，避免多余的功率消耗。当受电端的负载增加使得功率需求提高时，可将工作频率逐渐降低到F3、F2或F1，以提高弦波振幅/输出功率来推动负载。上述调整工作频率的过程是通过受电端与供电端之间的通信来进行，例如，当受电端侦测到负载增大时，可通过信号调制技术将相关数据传送到供电端，供电端取得数据后会提高功率。当供电端调整功率完毕以后，受电端会判断目前的功率是否足以驱动现有负载，若功率仍不足，受电端会再传送信息到供电端，以进一步通知供电端增加输出功率。换言之，当负载变化时，功率的调整往往无法一次到位，需经过供电端与受电端之间数次数据交换以后，才能够调整到最适合的输出功率大小。因此，上述方式往往耗费大量时间，且存在输出电压稳定性不佳的缺点。

请参考图2，图2为受电端负载增加的情况下的信号波形图。图2绘出受电端的一输出电压Vout及供电线圈上的一线圈信号Vc的波形。首先，受电端的负载处于轻载或空载的状况，此时输出电压Vout维持在一预定电压而线圈信号Vc振荡的振幅较小。在时间t0，突发性的负载出现使输出电压Vout瞬间下降，由于负载造成的谐振效应，线圈信号Vc的振幅会瞬间提高。当受电端侦测到负载变化时(例如通过输出电压Vout的侦测)，供电端尚未得知此信息而无法立即提高输出功率。此时，受电端会将输出电压Vout的数据进行调制/编码以后传送到供电端(时间t1)，供电端在接收到来自于受电端的调制数据以后，再调整线圈的工作频率以提高输出功率，进而因应负载变化。然而，此时输出功率的提升仍未能使输出电压Vout回到预定电压，因此，受电端持续传送指示提高输出功率的相关数据到供电端(时间t2、t3)，供电端并逐步提高输出功率，直到输出电压Vout到达预定电压为止。一般来说，由于调制数据是周期性地传送，输出功率的调整需经过数个调制信号的传输周期才可使输出电压Vout回到预定电压。