感應式電源供應器及其金屬異物檢知方法
2023-05-19 07:11:56
專利名稱：感應式電源供應器及其金屬異物檢知方法
技術領域：
本發明涉及一種感應式電源供應器及其金屬異物檢知方法，尤其涉及一種可同時進行一感應電力傳送工作並檢測是否存在一金屬異物的感應式電源供應器及其金屬異物檢知方法。
背景技術：
已知技術中，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工作的一可充電裝置，其中將使用類似烹調用電磁爐的工作原理，而對應產生高功率的電磁波能量來進行感應電力傳送工作。工作過程中，當高功率的電磁波能量是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的各家廠商，將致力於發展可識別目標的感應技術，其中普遍採用感應線圈的技術，即建立一受電端與一供電端的無線數據信號 傳輸，並使用受電端的一接收線圈來反饋數據信號，同時使用供電端的一發射線圈來接收數據信號，在此情況下，已可提供相對有效的無線傳輸方式，進而完成受電端與供電端間的無線數據傳輸與感應電力傳送工作。然而，當各家廠商欲同時進行感應電力傳送工作與無線數據傳輸時，由於感應電力傳送工作是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信號幹擾，而較難同時達成無線數據傳輸。也有其它廠商於現有的感應電力傳送工作下，結合另一個無線數據傳輸的工作，例如通過紅外線、藍芽、RFID標籤、WiFi等方式來建立無線數據傳輸，不過卻需要對應增設無線傳輸模塊，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工作與無線數據傳輸。值得注意地，在不同的感應電力傳送工作與無線數據傳輸下，都必須先於供電端上利用一檢測信號，以辨識受電端的可充電裝置是否正確，才開始提供感應電力傳送工作。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數據信號的金屬異物(例如硬幣、鑰匙、回形針等)時，由於供電端發出檢測信號後將無法接收到默認的正確的反饋數據信號，在此情況下將不啟動供電端的感應電力傳送工作，以避免對金屬異物加熱而產生危險疑慮。然而，上述技術仍存在一個缺陷，即當供電端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的交互作用區域時，在此情況下，供電端與受電端將通過未遮蔽區域進行無線數據傳輸，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，於臺灣專利公開號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，其是分析供電端的輸入功率與受電端輸出的功率的差值為功率損耗值，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/接收線圈與其它電源轉換組件的功率損耗數據，或是事先量測所有可能的金屬異物所對應的功率損耗數據來作為判斷依據，再根據運作時所檢測到的實際功率損耗變化來進行比對。然而，進行該方法前仍需默認例如驅動電壓、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默認參數時，將需要重設而使該方法的設計上缺乏彈性，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，以計算電流與電壓的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也需通過無線信號傳輸的方式傳送到供電端一併計算，是否能同步完成信號傳輸以供後續計算，也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工作並檢測是否存在金屬異物，已成為本領域的重要課題。
發明內容
因此，本發明的主要目的即在於提供一種可同時進行感應電力傳送工作並檢測是 否存在金屬異物的感應式電源供應器及其金屬異物檢知方法。本發明公開一種感應式電源供應器，用來進行一感應電力傳送工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塊，用來接收一穩定電壓源；一存儲模塊，用來存儲一默認數據；一處理模塊，耦接於該輸入電源模塊與該存儲模塊，用來根據該默認數據以及一反饋信號，產生一控制信號；一驅動模塊，耦接於該輸入電源模塊與該處理模塊，用來根據該控制信號，轉換該穩定電壓源為一驅動電壓；一感應線圈，耦接於該驅動模塊，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工作；以及一反饋模塊，耦接於該感應線圈，用來根據該感應線圈所接收的該驅動電壓，產生該反饋信號；其中，該默認數據是為該感應式電源供應器的一初始狀態且包含有該初始狀態中該驅動電壓所對應的一弦波振幅，而進行該感應電力傳送工作中若存在該金屬異物，將影響該反饋信號所對應的一弦波振幅，使該處理模塊對應產生該控制信號。本發明還公開一種用於一感應式電源供應器的方法，該感應式電源供應器包含有一處理模塊、一感應線圈以及一默認數據，用來進行一感應電力傳送工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信號，切換該感應式電源供應器於一設定工作與一感應電力傳送工作間；以及當該感應式電源供應器進行該設定工作時，該處理模塊是進行一第一工作流程，而當該感應式電源供應器進行該設定工作時，該處理模塊是進行一第二工作流程；其中，該默認數據是為該感應式電源供應器的一初始狀態，並形成一初始查找表，該第一工作流程是修改該感應式電源供應器的該初始查找表以形成一修改查找表，該第二工作流程是根據修改查找表，檢測該感應式電源供應器中是否存在該金屬異物。
圖I為本發明實施例一感應式電源供應器的示意圖。圖2為本發明實施例中電容與感應線圈對應產生的一振幅曲線的示意圖。圖3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的不同振幅曲線的示意圖。
圖4為本發明實施例中電容與感應線圈的等效電容值與等效電感值發生變化時產生的不同振幅曲線的示意圖。圖5為本發明實施例中電容與感應線圈默認有一誤差範圍的振幅曲線的示意圖。圖6為本發明實施例另一感應式電源供應器的示意圖。圖7為本發明實施例一切換流程的流程圖。圖8為本發明實施例一第一工作流程的流程圖。圖9為本發明實施例一第二工作流程的流程圖。
其中，附圖標記說明如下10、60感應式電源供應器100輸入電源模塊1000接收單元102存儲模塊104處理模塊106驅動模塊1060驅動單元108感應線圈110反饋模塊1110第一檢測單元1112第二檢測單元600切換模塊602提示模塊70切換流程700、702、704、706、800、802、804、步驟806、808、810、900、902、904、906、908、91080第一工作流程90第二工作流程A1、A2、A3、A4、A2_H、A2_L弦波振幅Amax、Almax A4max最大弦波振幅A2_D下限弦波振幅A2_U上限弦波振幅CD、CDl程序代碼F0、F1、F2、F3、F4工作時鐘R1、R2電阻SffU Sff2開關電晶體S_C控制信號S_DV、V1 V4驅動電壓S_DV2諧振弦波S_FB、S_FB1反饋信號
S_IS初始狀態VIN輸入電壓VS穩定電壓源WO、W0_H、W0_L、Wl W4振幅曲線W0_D 下限振幅曲線W0_U 上限振幅曲線
具體實施例方式請參考圖I,圖I為本發明實施例一感應式電源供應器10的示意圖。如圖I所不，感應式電源供應器10包含有一輸入電源模塊100、一存儲模塊102、一處理模塊104、一·驅動模塊106、一感應線圈108以及一反饋模塊110。詳細來說，輸入電源模塊100是耦接於處理模塊104與驅動模塊106且接收一穩定電壓源VS，再經電阻Rl、R2進行分壓工作，是將穩定電壓源VS轉成較低的電壓VIN傳送至處理模塊104，以作為後續工作的參考，且直接提供穩定電壓源VS至驅動模塊106，在此同時，輸入電源模塊100的一接收單元1000以轉換穩定電壓源VS至處理模塊104為電源所使用。存儲模塊102包含有一初始狀態S_IS，而初始狀態S_IS是為感應式電源供應器10進行一感應電力傳送工作前多個參數的默認值。處理模塊104耦接於存儲模塊102與反饋模塊110，用來接收初始狀態S_IS中多個參數的默認值與反饋模塊110所產生的一反饋信號S_FB，以對應產生控制信號S_C至驅動模塊106。驅動模塊106的一驅動單元1060是用來接收控制信號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數據信號的主載波。較佳地，感應線圈108包含有一等效電感值，是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與可充電產品間的感應電力傳送工作。反饋模塊110耦接於感應線圈108且包含有一第一檢測單元1110與一第二檢測單元1112，其中第一檢測單元1110是將檢測驅動電壓S_DV所對應的一弦波振幅的變化，轉換為反饋信號S_FB並傳輸至處理模塊104，且反饋信號S_FB是代表感應線圈108使用的諧振弦波S_DV2的電壓信號，至於第二檢測單元1112是同時檢測來自受電端的一反饋數據信號，以對應轉換為另一反饋信號S_FB1並傳輸至處理模塊104，即反饋信號S_FB1是代表來自受電端的反饋數據信號。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的振幅將產生不同的變化情形。據此，本實施例的存儲模塊102是預先存儲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的驅動電壓S_DV所對應的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與可充電產品間是正在進行感應電力傳送工作時，反饋模塊110將進一步轉換此時穩定電壓源VS所對應的諧振弦波S_DV2的振幅的變化情形為反饋信號S_FB，再由處理模塊104比對初始狀態S_IS與反饋信號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工作的判斷機制。請參考圖2，圖2為本發明實施例中電容C與感應線圈108對應產生的一振幅曲線的示意圖，其中振幅曲線是顯示於一二維坐標上，而二維坐標利用多個工作時鐘作為其X軸，並利用多個弦波振幅作為其Y軸，至於電容C與感應線圈108是工作於驅動電壓S_DV。如圖2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的組成，並由感應電容與感應電感分別對應的等效電容值與等效電感值，利用輸入電源模塊100所接收的穩定電壓源VS通過驅動模塊106產生開關電源時鐘所驅動產生諧振弦波S_DV2，將可於二維坐標中描繪出感應線圈108所對應的一電容電感匹配來產生一振幅曲線W0，其中振幅曲線WO包含有一最大弦波振幅Amax並對應至一工作時鐘H)，而為了工作方便，於設定工作時鐘來工作振幅曲線WO上，使用者通常使用於大於工作時鐘H)避免產生最大弦波振幅使系統過載損毀，例如圖2所示的工作時鐘Fl、F2、F3、F4且可分別對應至弦波振幅Al、A2、A3、A4。請再參考圖3，圖3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Vl V4下對應的不同振幅曲線Wl W4的示意圖，其中驅動電壓Vl V4是為一遞增數列。如圖3所示，當驅動電壓是由Vl逐漸增加到V4時，振幅曲線Wl W4於工作時鐘H)所對應的最大弦波振幅Almax A4max也沿Y軸方向向上平移而增加，當然，若為不同的工作時鐘，例如為工作時鐘F2時也存在有相同的遞增情形。在此情·況下，本實施例是可根據不同的穩定電壓源VS以及不同的工作時鐘，建立於不同振幅曲線Wl W4上所對應的弦波振幅的數值，進而形成一查找表，並於存儲模塊102中通過一非揮發性內存(Non-volatile memory, NVRAM),例如 EEPROM 來對應存儲。請再參考圖4，圖4為本發明實施例中電容C與感應線圈108的等效電容值與等效電感值發生變化時產生的不同振幅曲線的示意圖。如圖4所示，其是類似於圖2所示的實施例，同樣將感應線圈108工作於驅動電壓S_DV下，于振幅曲線WO上觀察固定工作時鐘F2將有弦波振幅A2。據此，當電容C與感應線圈108的等效電容值與等效電感值是增加時，另一振幅曲線W0_H將對應產生，或者可視為振幅曲線WO向左平移為振幅曲線W0_H，觀察固定工作時鐘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的等效電容值與等效電感值是減少時，另一振幅曲線而立將對應產生，或者可視為振幅曲線WO向右平移為振幅曲線W0_L，觀察固定工作時鐘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與受電端的可充電產品間存在有金屬異物時，即金屬異物是位於感應線圈108交互作用於可充電產品的一映像平面上，但並未完全阻絕兩者間進行感應電力傳送工作與無線信號傳輸時，金屬異物將吸收部分的電磁波能量使等效的電感值下降，進而讓所對應的弦波振幅變大。因此，本實施例是可根據感應線圈108所對應的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與受電端的可充電產品間，以作為是否繼續進行感應式充電工作的判斷機制。較佳地，本發明所提供的感應式電源供應器10，也可用於感應線圈108並未電性耦接至任何受電端的可充電產品，並由反饋模塊110的第一檢測單元1110直接檢測諧振弦波S_DV2的振幅的變化情形，以判斷是否有任何金屬異物進入感應式電源供應器10的感應式充電工作的範圍內者，也為本發明的範疇。請參考圖5，圖5為本發明實施例中感應線圈108默認有一誤差範圍的振幅曲線的示意圖。如圖5所示,延續圖2所示的實施例，同樣將感應線圈108工作於驅動電壓5_DV下，于振幅曲線WO上觀察固定工作時鐘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的默認條件，將振幅曲線WO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，並對應於固定工作時鐘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時鐘F2下振幅曲線WO上的誤差範圍，即感應式電源供應器10可於感應電力傳送工作中，對應判斷感應線圈108所對應的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與受電端的可充電產品間，來作為是否繼續進行感應式充電工作的判斷機制。進一步，本實施例是可將上述於固定振幅曲線上WO且固定為工作時鐘F2的誤差範圍，結合圖3實施例中的查找表，以類推適用於不同振幅曲線、不同工作時鐘與不同的穩定電壓源下可對應至多個誤差範圍，且可存儲於存儲模塊102的非揮發性內存中，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工作的判斷機制。請同時參考圖I到圖5所述的實施例，本發明所提供的感應式電源供應器10，是由 存儲模塊102預先存儲有圖3結合圖5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、不同工作時鐘與不同的穩定電壓源下的多個誤差範圍，進而提供可充電產品於特定穩定電壓源VS下所對應的初始狀態S_IS，再通過反饋模塊110檢測感應線圈108的諧振弦波S_DV2的電壓為反饋信號S_FB，接著再於處理模塊104中同時比對初始狀態S_IS與反饋信號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工作的判斷機制。請參考圖6，圖6為本發明實施例另一感應式電源供應器60的示意圖。如圖6所示，處理模塊104也可另外耦接一切換模塊600與一提示模塊602，且存儲模塊102已存儲一程序代碼⑶，使處理模塊104執行上述程序代碼能通過一變頻方式，對應取得感應式電源供應器60的感應線圈108的初始工作電壓數據或工作時鐘等相關參數值，並形成一初始查找表包含有感應式電源供應器60的初始狀態S_IS，且該變頻方式已於臺灣專利公開號Tff 201123675「高功率無線感應式電源供應器的電源傳輸方法」的發明專利說明書中提出，在此不贅述。除此之外，存儲模塊102還包含另一程序代碼⑶1，並由感應式電源供應器60的處理模塊104來執行程序代碼CD1，以判斷當前的感應式電源供應器60是否要進行設定工作或是前述的感應電力傳送工作，在此實施例中，上述切換機制是預先存儲於處理模塊104或存儲模塊102中，以對應控制處理模塊104來進行兩者的切換工作。當然，上述切換機制也可通過一切換模塊600對應接收使用者自行輸入的一控制信號(圖中未示)，以切換處理模塊104來判斷是否要進行設定工作或是感應電力傳送工作者，也為本發明的範疇。進一步，感應式電源供應器60所適用的切換機制是可歸納為一切換流程70，請參考圖7所示。切換流程70包含有以下步驟步驟700:開始。步驟702 :根據切換模塊600的控制信號，以切換感應式電源供應器60於設定工作或是感應電力傳送工作間。步驟704 :當感應式電源供應器60是進行設定工作時，處理模塊104執行程序代碼CDl來進行一第一工作流程；當感應式電源供應器60是進行感應電力傳送工作時，處理模塊104執行程序代碼⑶I來進行一第二工作流程。步驟706:結束。
除此之外，步驟704的第一工作流程80的工作細節，可參考圖8所示。第一工作流程80包含有以下步驟步驟800:開始。步驟802 :利用電阻Rl、R2對穩定電壓源VS進行分壓工作，以將分壓後的一第一分壓值傳送至處理模塊104。
步驟804 :由處理模塊104將第一分壓值存儲於存儲模塊102中，並利用第一分壓值作為一數據標頭來建立誤差範圍查找表。步驟806 :根據第一分壓值，處理模塊104對應設定一工作時鐘值為感應式電源供應器60的最高工作時鐘值。步驟808 :驅動模塊106接收處理模塊104所設定的工作時鐘值，以對應產生驅動電壓S_DV，並由第一檢測單元1110是將諧振弦波S_DV2的電壓值轉換為反饋信號S_FB以存儲於存儲模塊102。步驟810 :根據諧振弦波S_DV2的電壓值，處理模塊104判斷反饋信號S_FB是否超過反饋模塊110的最高工作電壓值。若超過(或等於)反饋模塊110的最高工作電壓值，處理模塊104重啟切換流程70的工作；若未超過(即低於)反饋模塊110的最高工作電壓值，處理模塊104降低當前第一分壓值下所設定的工作時鐘值，以重新步驟808。請同時參考切換流程70與第一工作流程80，而存儲模塊102已存儲有誤差範圍查找表(即包含有感應式電源供應器60的初始狀態S_IS)。於步驟802中，當感應式電源供應器60進入設定工作時，輸入電源模塊100的電阻Rl、R2將對穩定電壓源VS進行分壓工作，並將分壓後的第一分壓值傳送至處理模塊104。於步驟804中，第一分壓值是由處理模塊104傳輸至存儲模塊102中來存儲，且於本實施例中，存儲模塊102是對應將第一分壓值建立為誤差範圍查找表中的一數據標頭，以作為後續查找之用。於步驟806中，處理模塊104(或者是根據切換模塊600的控制信號)是對應設定第一分壓值下的工作時鐘值為感應式電源供應器60目前的最高工作時鐘值(或較高的工作時鐘值)。於步驟808中，處理模塊104將設定完成的工作時鐘值傳輸至驅動模塊106，使驅動模塊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，同時反饋模塊110的第一檢測單元1110還轉換諧振弦波S_DV2的電壓值為反饋信號S_FB，以傳送回處理模塊104並於存儲模塊102中存儲。於步驟810中，處理模塊104是根據諧振弦波S_DV2的電壓值，判斷反饋信號S_FB是否超過(或等於)反饋模塊110最高工作電壓值，若目前的電壓值是超過(或等於)反饋模塊110的最高工作電壓值，處理模塊104可通過一中止信號(圖中未示)來中止目前的設定工作，並重回切換流程70的工作；若目前的電壓值未超過(即低於)反饋模塊110的最高工作電壓值，處理模塊104是降低當前第一分壓值下所設定的工作時鐘值，並重複進行步驟808，以記錄下一個時鐘所對應的諧振弦波的電壓值。故經過多筆數據存儲後，存儲模塊102中除了可預先寫入部分感應式電源供應器60的初始狀態S_IS外，還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，使用者可取得不同時鐘與不同穩定電壓源下所對應的振弦波電壓值及其所對應的多個誤差範圍(即建立誤差範圍查找表中多個數據標頭與其數據內容)，同時又可適性地根據使用者需求來新增不同參數數據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所對應的修改後的初始狀態S_IS。除此之外，步驟704的第二工作流程90的工作細節，可參考圖9所示。第二工作流程90包含有以下步驟步驟900:開始。步驟902 :利用電阻Rl、R2對穩定電壓源VS進行分壓工作，以將分壓後的一第二分壓值傳送至處理模塊104。步驟904 :處理模塊104判斷第二分壓值與存儲模塊102中誤差範圍查找表的多個數據標頭是否相符。若不相符，處理模塊104重啟切換流程70的工作；若相符，處理模塊104進行步驟906。
步驟906 :驅動模塊106接收處理模塊104所設定的工作時鐘值，以對應產生驅動電壓S_DV，並由第一檢測單元1110將諧振弦波S_DV2的電壓值傳送至處理模塊104，同時處理模塊104是根據當前設定的工作時鐘，擷取存儲模塊102中工作時鐘所對應的諧振弦波。步驟908 :處理模塊104是判斷諧振弦波S_DV2與工作時鐘所對應的諧振弦波間的一弦波振幅差值是否超過默認的誤差範圍。若未超過默認的誤差範圍，處理模塊104重啟切換流程70的工作；若已超過默認的誤差範圍，處理模塊104停止感應式電源供應器60的感應電力傳送工作。步驟910:結束。請同時參考切換流程70與第二工作流程90，且存儲模塊102已包含有修改後的誤差範圍查找表。於步驟902中，當感應式電源供應器60進入感應電力傳送工作時，輸入電源模塊100的電阻R1、R2將對穩定電壓源VS進行分壓工作，並將分壓後的第二分壓值傳送至處理模塊104。於步驟904中，處理模塊104將初步判斷第二分壓值與誤差範圍查找表的多個數據標頭是否相符。若第二分壓值與多個數據標頭間皆不相符，處理模塊104將重回切換流程70的步驟702 ;若第二分壓值與多個數據標頭間的一者是相符，處理模塊104將繼續進行步驟906。於步驟906中，驅動模塊106接收處理模塊104所設定的工作時鐘值，以對應產生驅動電壓S_DV，並由第一檢測單元1110將諧振弦波S_DV2的電壓值傳送回處理模塊104，同時處理模塊104也根據當前設定的工作時鐘，擷取存儲模塊102中工作時鐘所對應的諧振弦波，以為後續的比較工作。於步驟908中，處理模塊104將判斷諧振弦波S_DV2與工作時鐘所對應的諧振弦波間的弦波振幅差值是否超過默認的誤差範圍。若兩者間的弦波振幅差值未超過默認的誤差範圍，處理模塊104將重回切換流程70的步驟702 ;若兩者間的弦波振幅差值已超過默認的誤差範圍，處理模塊104將產生另一中止信號(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工作。除此之外，於步驟908中，當處理模塊104是判斷感應式電源供應器60停止感應電力傳送工作時，提示模塊602也將對應產生一提示信號(圖中未示)，例如一語音信號或一光信號等，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的工作方式可能發生異常，而需要使用者進行一手動校正工作。當然，本領域技術人員也可適性修改或增設其它的提示機制與對應的電路模塊，讓感應式電源供應器60除了能提示使用者外，還可對應通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組件者，也為本發明的範疇。當然，本領域技術人員也可根據使用者需求加入其它的切換機制(切換信號)，以新增不同的工作流程於第一工作流程80與第二工作流程90的前、後，以適性地完成不同的工作者，也為本發明的範疇。於本實施例中，存儲模塊102中已預存的初始狀態S_IS (即使用者已預先於存儲模塊102中存儲相關參數，以形成一初始誤差範圍查找表)，並根據切換模塊600的控制信號來適性地搭配第一工作流程80，於感應式電源供應器60實際工作中，新增不同振幅曲線、不同工作時鐘與不同的穩定電壓源下所對應的多個誤差範圍與受電端的相關設定(例如不同感應線圈的不同電容匹配曲線的變化情形)，讓使用者於實際工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)的內容。較佳地，本發明所提供的實施例並未進一步限制無線信號傳輸的工作機制，故本領域技術人員可適性地根據不同需求，於設定工作與感應電力傳送工作間，加入其它的控制流程/信號，以對應判斷是否進行無線信號傳輸，使感應式電源供應器10、60能達成同時進行感 應電力傳送工作與無線信號傳輸者，皆為本發明的範疇。綜上所述，本發明實施例是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工作中檢測是否存在金屬異物。換句話說，本實施例是判斷反饋信號中所對應的弦波振幅以及感應式電源供應器的初始狀態下所對應的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工作，以避免感應電力傳送工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的可充電裝置間，使金屬異物避免過熱而有危險的疑慮。以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種感應式電源供應器，用來進行一感應電力傳送工作並檢測是否存在 一金屬異物，其特徵在於，該感應式電源供應器包含有 一輸入電源模塊，用來接收一穩定電壓源； 一存儲模塊，用來存儲一默認數據； 一處理模塊，耦接於該輸入電源模塊與該存儲模塊，用來根據該默認數據以及一反饋信號，產生一控制信號； 一驅動模塊，耦接於該輸入電源模塊與該處理模塊，用來根據該控制信號，轉換該穩定電壓源為一驅動電壓； 一感應線圈，耦接於該驅動模塊，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工作；以及· 一反饋模塊，耦接於該感應線圈，用來根據該感應線圈所接收的該驅動電壓，產生該反饋信號； 其中，該默認數據是為該感應式電源供應器的一初始狀態且包含有該初始狀態中該驅動電壓所對應的一弦波振幅，而進行該感應電力傳送工作中若存在該金屬異物，將影響該反饋信號所對應的一弦波振幅，使該處理模塊對應產生該控制信號。
2.如權利要求I所述的感應式電源供應器，其特徵在於，該感應線圈還耦接一電容來包含有一等效電容值與一等效電感值，而該初始狀態是根據該等效電容值與該等效電感值，於包含有多個工作時鐘與多個弦波振幅的一二維坐標上形成一振幅曲線，且該二維坐標的一橫軸是該多個工作時鐘而該二維坐標的一縱軸是該多個弦波振幅。
3.如權利要求2所述的感應式電源供應器，其特徵在於，於該二維坐標上，當該驅動電壓是增加時，該振幅曲線是沿該縱軸向上平移且該振幅曲線的一最大弦波振幅是增加。
4.如權利要求2所述的感應式電源供應器，其特徵在於，當該等效電容值與該等效電感值是增加時，於固定的該工作時鐘下該振幅曲線所對應的一弦波振幅是減少，而當該等效電容值與該等效電感值是減少時，於固定的該工作時鐘下該振幅曲線所對應的一弦波振幅是增加。
5.如權利要求2所述的感應式電源供應器，其特徵在於，當該金屬異物是位於該感應線圈的一映射平面上時，於每一該工作時鐘下該反饋信號的該弦波振幅是增加。
6.如權利要求5所述的感應式電源供應器，其特徵在於，該存儲模塊還包含有一程序代碼，用來判斷該反饋信號的該弦波振幅與該默認數據的該弦波振幅間的差值是否超過一誤差範圍。
7.如權利要求6所述的感應式電源供應器，其特徵在於，該存儲模塊是用來存儲一查找表，且該查找表包含有該二維坐標的該多個工作時鐘與該多個弦波振幅以及每一該多個工作時鐘與每一該多個弦波振幅所對應的該誤差範圍。
8.如權利要求6所述的感應式電源供應器，其特徵在於，當該反饋信號的該弦波振幅與該默認數據的該弦波振幅間的差值是大於該誤差範圍時，該處理模塊是產生一第一中止信號，使該感應式電源供應器停止該感應電力傳送工作。
9.如權利要求6所述的感應式電源供應器，其特徵在於，還包含有一提示模塊，當該反饋信號的該弦波振幅與該默認數據的該弦波振幅間的差值是大於該誤差範圍時，該提示模塊是對應產生一提示信號。
10.如權利要求I所述的感應式電源供應器，其特徵在於，還包含有一切換模塊，用來產生一切換信號，以切換於該處理模塊於一設定工作與該感應電力傳送工作間。
11.如權利要求10所述的感應式電源供應器，其特徵在於，該存儲模塊中還包含有一程序代碼，用來比較該反饋信號的一工作電壓與該默認數據的一工作電壓。
12.如權利要求11所述的感應式電源供應器，其特徵在於，當該反饋信號的該工作電壓是大於該默認數據的該工作電壓時，該處理模塊是產生一第二中止信號來結束該設定模式。
13.如權利要求I所述的感應式電源供應器，其特徵在於，該存儲模塊還包含有一非揮發性內存，對應存儲有該默認數據以及另一程序代碼，且該程序代碼是控制該處理模塊，以通過一變頻方式取得該感應式電源供應器的該初始狀態。
14.如權利要求I所述的感應式電源供應器，其特徵在於，不論該感應線圈是否電性耦接至該受電裝置，該反饋模塊是檢測一弦波振幅的變化情形，使該處理模塊判斷是否進行該感應式充電工作。
15.一種用於一感應式電源供應器的方法，該感應式電源供應器包含有一處理模塊、一感應線圈以及一默認數據，用來進行一感應電力傳送工作同時檢測該感應式電源供應器中是否存在一金屬異物，其特徵在於，該方法包含有 根據一控制信號，切換該感應式電源供應器於一設定工作與該感應電力傳送工作間；以及 當該感應式電源供應器進行該設定工作時，該處理模塊是進行一第一工作流程，而當該感應式電源供應器進行該感應電力傳送工作時，該處理模塊是進行一第二工作流程； 其中，該默認數據是為該感應式電源供應器的一初始狀態，並形成一初始查找表，該第一工作流程是修改該感應式電源供應器的該初始查找表以形成一修改查找表，該第二工作流程是根據修改查找表，檢測該感應式電源供應器中是否存在該金屬異物。
16.如權利要求15所述的方法，其特徵在於，該第一工作流程還包含有 對一穩定電壓源進行一分壓工作，以產生一第一分壓值； 默認該第一分壓值為一數據標頭，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，設定當前該處理模塊的一工作時鐘是為該感應式電源供應器的一最大工作時鐘； 傳輸該工作時鐘至一驅動模塊，以對應由該驅動模塊產生一驅動電壓至該感應線圈，並由一反饋模塊轉換該感應線圈的一電壓信號為一反饋信號；以及 判斷該感應線圈的該電壓信號是否超過該反饋模塊的一最高工作電壓，若該感應線圈的該電壓信號未超過該反饋模塊的該最高工作電壓時，降低當前該處理模塊所設定的該工作時鐘，以於不同該穩定電壓源下新增多個數據標頭來形成該修改查找表。
17.如權利要求16所述的方法，其特徵在於，該第二工作流程還包含有 對該穩定電壓源進行該分壓工作，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的一數據標頭，以決定是否繼續該第二工作流程。
18.如權利要求17所述的方法，其特徵在於，該第二工作流程還包含有 當決定繼續進行該第二工作流程時，該驅動模塊是根據當前該處理模塊的該工作時鐘來產生該驅動電壓至該感應線圈，而該反饋模塊是轉換當前該感應線圈的該電壓信號為該反饋信號至該處理模塊； 於該修改查找表中擷取當前該處理模塊的該工作時鐘所對應的一弦波振幅；以及 判斷該反饋信號以及該工作時鐘所對應的一弦波振幅差值是否超過一誤差範圍，當該弦波振幅差值是超過該誤差範圍時，該處理模塊是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工作。
19.如權利要求18所述的方法，其特徵在於，還包含有利用一提示模塊，當該弦波振幅差值是超過該誤差範圍時，該提示模塊是對應產生一提示信號。
20.如權利要求15所述的方法，其特徵在於，還包含有利用一切換模塊來產生一控制信號，以切換於該感應式電源供應器於該設定工作與該感應電力傳送工作間。
21.如權利要求15所述的方法，其特徵在於，該第一工作流程與該第二工作流程還編譯為一程序代碼，對應存儲於一存儲模塊中，並由該處理模塊執行該程序代碼，以進行該第一工作流程與該第二工作流程。
22.如權利要求21所述的方法，其特徵在於，該存儲模塊中還包含有一非揮發性內存，用來存儲該程序代碼、該初始查找表以及該修改查找表。
23.如權利要求15所述的方法，其特徵在於，該處理模塊還執行另一程序代碼，以通過一變頻方式取得該感應式電源供應器的該初始狀態，並形成該初始查找表。
24.如權利要求15所述的方法，其特徵在於，不論該感應線圈是否電性耦接至一受電裝置，該處理模塊是根據該感應線圈所對應的一弦波振幅的變化情形，判斷是否進行該感應式充電工作。
全文摘要
本發明公開了一種感應式電源供應器，用來進行一感應電力傳送工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塊，用來根據一默認數據以及一反饋信號，產生一控制信號；一驅動模塊，用來根據該控制信號，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工作；以及一反饋模塊，用來根據該感應線圈所接收的該驅動電壓，產生該反饋信號；其中，該默認數據是為該感應式電源供應器的一初始狀態且包含有該初始狀態中該驅動電壓所對應的一弦波振幅，而該金屬異物將影響該反饋信號所對應的一弦波振幅。
文檔編號G01V3/11GK102904475SQ201210350600
公開日2013年1月30日 申請日期2012年9月20日 優先權日2011年9月20日
發明者蔡明球, 詹其哲 申請人:富達通科技股份有限公司