專利名稱：無線電力傳輸裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于ー種無線電カ傳輸裝置，尤指ー種具有反饋控制的無線電力傳輸裝置。
背景技術(shù)：
近年來應(yīng)用無線電カ傳輸?shù)姆墙佑|式無線充電技術(shù)已廣泛使用于家電產(chǎn)品以及智能型手機(jī)與平板電腦之類的移動裝置。請參考圖1。圖1為現(xiàn)有技術(shù)無線充電模塊100的示意圖。無線充電模塊100包含電カ傳送端102、電カ接收端104及傳輸單元106。傳輸單元106利用感應(yīng)線圈108及110作為天線，發(fā)送及接收電力。無線充電模塊100的設(shè)計(jì)并加入無線射頻辨識系統(tǒng)(RFID)，利用感應(yīng)線圈108及110將反饋的RFID信號由電カ接收端104傳遞至電カ傳送端102，以控制電カ傳送。由于反饋的RFID信號的工作頻率位于百萬赫茲(Mhz)等級且是通過與發(fā)送及接收電カ同一組的感應(yīng)線圈發(fā)射及接收RFID信號，所以感應(yīng)線圈需要同時(shí)傳送感應(yīng)電壓及RFID信號，造成RFID信號會因?yàn)楦袘?yīng)線圈上電カ傳輸?shù)母袘?yīng)電壓造成波形失真，進(jìn)而干擾反饋的RFID信號導(dǎo)致反饋控制發(fā)生錯(cuò)誤與不穩(wěn)定，且當(dāng)傳輸電力的瓦數(shù)越大時(shí)這種干擾會越加嚴(yán)重，使得無線充電技術(shù)的應(yīng)用受到限制而無法做到較大瓦數(shù)的電カ輸出。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明ー實(shí)施例公開的無線電カ傳輸裝置包含電カ傳送端、第一傳輸單兀、電カ接收端、反饋調(diào)節(jié)単元、接收控制単元及第ニ傳輸單元。電カ傳送端用以產(chǎn)生電力，第一傳輸單元耦接于該電カ傳送端用以無線方式傳輸該電カ傳送端產(chǎn)生的電力，電カ接收端耦接于該第一傳輸單元用以接收并整流來自該第一傳輸單元的電カ。反饋調(diào)節(jié)単元包含反饋接收電路及命令調(diào)整電路。反饋接收電路耦接于該電カ接收端用以接收來自該電カ接收端的反饋信號，命令調(diào)整電路耦接于該反饋接收電路用以產(chǎn)生交流的控制信號。接收控制単元包含反饋判斷電路及控制調(diào)整電路。反饋判斷電路用以接收該控制信號，控制調(diào)整電路耦接于該反饋判斷電路與該電カ傳送端之間用以產(chǎn)生驅(qū)動信號。第二傳輸單元耦接于該反饋調(diào)節(jié)單元及該接收控制單元之間用以無線方式傳輸該控制信號至該電カ傳送端。本發(fā)明另一實(shí)施例公開的無線電カ傳輸裝置包含電カ傳送端、第一傳輸單兀、電カ接收端、反饋電路、相位反饋電路、控制電路及穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路。電カ傳送端用以產(chǎn)生電力，第一傳輸單元耦接于該電カ傳送端用以無線方式傳輸該電カ傳送端產(chǎn)生的電力，電カ接收端耦接于該第一傳輸單元用以接收并整流來自該第一傳輸單元的電力。反饋電路耦接于該電カ接收端用以檢測該電カ接收端整流后的電壓產(chǎn)生反饋控制信號，相位反饋電路耦接于該電カ接收端用以檢測該電カ接收端輸入電壓的相位產(chǎn)生相位信號，控制電路耦接于該反饋電路及該相位反饋電路之間用以根據(jù)該反饋控制信號及該相位信號產(chǎn)生補(bǔ)償電壓，穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路耦接于該控制電路及該電カ接收單元用以根據(jù)該補(bǔ)償電壓產(chǎn)生調(diào)節(jié)電壓以同相或反相調(diào)整該電カ接收單元整流前的輸出電壓。本發(fā)明公開的實(shí)施例無需額外使用無線射頻辨識系統(tǒng)(RFID)設(shè)計(jì)即可將控制信號由電カ接收端傳輸至電カ傳送端，且不需與電カ傳輸使用相同的第一傳輸單元，可減少干擾，進(jìn)而減少反饋控制發(fā)生錯(cuò)誤與不穩(wěn)定，提高無線電力傳輸?shù)姆€(wěn)定度與提升傳輸功率。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)無線充電模塊的示意圖。圖2為本發(fā)明ー實(shí)施例說明無線電カ傳輸裝置的示意圖。圖3A為電カ傳送端一實(shí)施例的示意圖。圖3B為電カ傳送端另ー實(shí)施例的示意圖。圖4A為第一補(bǔ)償電路的ー實(shí)施例的示意圖。圖4B為第一補(bǔ)償電路的另一實(shí)施例的示意圖。圖5A為電カ接收端ー實(shí)施例的示意圖。圖5B為電カ接收端另一實(shí)施例的示意圖。圖6A為反饋調(diào)節(jié)單元一實(shí)施例的示意圖。圖6B為反饋調(diào)節(jié)單元另ー實(shí)施例的示意圖。圖6C為反饋調(diào)節(jié)單元另ー實(shí)施例的示意圖。圖7為接收控制單元一實(shí)施例的示意圖。圖8為本發(fā)明另ー實(shí)施例說明無線電カ傳輸裝置的示意圖。圖9為反饋電路ー實(shí)施例的示意圖。圖1OA為相位反饋電路一實(shí)施例的示意圖。圖1OB為相位反饋電路另ー實(shí)施例的示意圖。圖1OC為相位反饋電路另ー實(shí)施例的示意圖。圖1OD為相位反饋電路另ー實(shí)施例的示意圖。圖1OE為相位調(diào)整電路動作的示意圖。圖11為控制電路ー實(shí)施例的示意圖。圖12A為穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路ー實(shí)施例的示意圖。圖12B為穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路另ー實(shí)施例的示意圖。圖12C為說明穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路動作的示意圖。圖12D為說明穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路動作的另一不意圖。其中，附圖標(biāo)記:100無線充電模塊102,202,802 電カ傳送端104,204,804 電カ接收端106傳輸單元108、110 感應(yīng)線圈200,800 無線電カ傳輸裝置206,806 第一傳輸單元2062,8062 第一感應(yīng)元件
2064,8064 第二感應(yīng)元件212反饋調(diào)節(jié)單元2122反饋接收電路2124命令調(diào)整電路214接收控制單元2142反饋判斷電路2144控制調(diào)整電路216第二傳輸單兀2162第一導(dǎo)電兀件2164第二導(dǎo)電元件d距離302 全橋式轉(zhuǎn)換器304第一補(bǔ)償電路312 半橋式轉(zhuǎn)換器306 P型晶體管308 N型晶體管Vtjuta交流電源502 全橋整流裝置504第二補(bǔ)償電路512 半橋整流裝置Vdca直流電源Sfb 反饋信號S。控制信號Vdcl 第一直流信號GND參考準(zhǔn)位Dl 第一ニ極管D2第二ニ極管 Cl 第一電容FMl數(shù)字頻率調(diào)整器Vfrel第一頻率信號C2第二電容LI 第一電感OPl第一放大器Rl 第一電阻R2第二電阻DMl 工作周期調(diào)整電路L2第二電感Ql 開關(guān)單元Vdc2第二直流信號Vfre2工作周期信號0P2第二放大器R3 第三電阻R4第四電阻Sdrv 驅(qū)動信號CMPl比較器Vphase相位信號Vamp振幅信號812 反饋電路814相位反饋電路816 控制電路810穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路Vin 輸入電壓Vtjut整流前的電壓Vdc 整流后的電壓Vfb反饋控制信號0P3 第三放大器R電阻Vcom 預(yù)定電壓準(zhǔn)位信號Vp相位信號0P4 第四放大器0P5第五放大器0P6 第六放大器PRl相位調(diào)整電路Vphe相位調(diào)整信號Vz方波信號Vd 補(bǔ)償電壓Ml乘法器0P7 第七放大器OPA第八放大器Vreg 調(diào)節(jié)電壓PRI—次側(cè)線圈SEC 二次側(cè)線圈
具體實(shí)施方式
請參考圖2。圖2為本發(fā)明ー實(shí)施例說明無線電カ傳輸裝置200的示意圖。無線電カ傳輸裝置200可包含電カ傳送端202、第一傳輸單元206、電カ接收端204、反饋調(diào)節(jié)單元212、接收控制単元214及第ニ傳輸單元216。第一傳輸單元206可包含第一感應(yīng)元件2062及第ニ感應(yīng)元件2064，反饋調(diào)節(jié)単元212可包含反饋接收電路2122及命令調(diào)整電路2124，接收控制単元214可包含反饋判斷電路2142及控制調(diào)整電路2144，第二傳輸單元216可包含第一導(dǎo)電兀件2162及第ニ導(dǎo)電兀件2164。電カ傳送端202為可將直流電源轉(zhuǎn)換為具有預(yù)定的頻率與電壓振幅的交流電源的裝置。圖3A為電カ傳送端202 —實(shí)施例的示意圖，圖3A包含全橋式轉(zhuǎn)換器302及第一補(bǔ)償電路304。圖3B為電カ傳送端202另ー實(shí)施例的示意圖，圖3B包含半橋式轉(zhuǎn)換器312及第ー補(bǔ)償電路304。P型晶體管306與N型晶體管308可為金氧半場效晶體管(MOSFET)、雙載子晶體管(BJT)或絕緣柵雙載子晶體管(IGBT)。Vwta為電カ傳送端202輸出到第一感應(yīng)元件2062的交流電源。圖4A為第一補(bǔ)償電路304的一實(shí)施例的示意圖，圖4A的第一補(bǔ)償電路304由與轉(zhuǎn)換器并聯(lián)的電容及電感構(gòu)成。圖4B為第一補(bǔ)償電路304的另ー實(shí)施例的示意圖。圖4B的第一補(bǔ)償電路304由與轉(zhuǎn)換器串聯(lián)的電容及電感構(gòu)成。第一補(bǔ)償電路304亦可不加入電感而只以電容與轉(zhuǎn)換器串聯(lián)或并聯(lián)構(gòu)成。第一傳輸單兀206用以無線方式傳輸電力傳送端202產(chǎn)生的電力。第一感應(yīng)兀件2062耦接于電カ傳送端202 ;第二感應(yīng)元件2064耦接于電カ接收端204。第一感應(yīng)元件2062及第ニ感應(yīng)元件2064可為以多股絞線繞制的感應(yīng)線圈且可使磁場方向持續(xù)交替以通過磁場耦合方式感應(yīng)電力到電カ接收端204，每個(gè)感應(yīng)元件可分別以多個(gè)感應(yīng)線圈并聯(lián)或串聯(lián)。電カ接收端204為可將交流電源轉(zhuǎn)換直流電源的裝置。電カ接收端204耦接于第一傳輸單元206，用以接收并整流來自第一傳輸單元206的電力。圖5A為電カ接收端204一實(shí)施例的示意圖，圖5A包含全橋整流裝置502及第ニ補(bǔ)償電路504。圖5B為電カ接收端204另ー實(shí)施例的示意圖，圖5B包含半橋整流裝置512及第ニ補(bǔ)償電路504。電カ接收端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為電カ接收端204由第二感應(yīng)元件2064輸入的交流電源，Vdea為電カ接收端204輸出的直流電源。第二補(bǔ)償電路504可由與整流裝置并聯(lián)的電容及電感構(gòu)成，也可由與整流裝置串聯(lián)的電容及電感構(gòu)成，第二補(bǔ)償電路504亦可不加入電感而只以電容與整流裝置串聯(lián)或并聯(lián)形成。反饋調(diào)節(jié)單元212的反饋接收電路2122耦接于電カ接收端204，用以接收反饋信號Sfb。反饋信號Sfb可為來自電カ接收端204中任何電路節(jié)點(diǎn)的電壓或電流，所以反饋信號Sfb可為直流或交流型式的電壓或電流信號。反饋調(diào)節(jié)単元212的命令調(diào)整電路2124耦接于反饋接收電路2122，用以產(chǎn)生交流的控制信號S。。圖6A為反饋調(diào)節(jié)單元212 —實(shí)施例的示意圖。圖6A的反饋接收電路2122可包含整流電路，耦接于電カ接收單元204，用以接收反饋信號Sfb及將反饋信號Sfb整流為第一直流信號Vdel。整流電路可包含第一ニ極管D1，具有耦接至電カ傳送端204的第一端，用以接收反饋信號Sfb，以及耦接至參考準(zhǔn)位GND的第二端；第ニニ極管D2，具有第一端以及耦接至第一ニ極管Dl的第一端的第二端；第一電容Cl，具有耦接至第二ニ極管D2的第一端的第一端以及耦接至參考準(zhǔn)位GND的第二端。圖6A的命令調(diào)整電路2124可包含數(shù)字頻率調(diào)整器FMl及諧振電路。數(shù)字頻率調(diào)整器FMl耦接于反饋接收電路2122及第ニ傳輸單元216的第一導(dǎo)電元件2162之間，用以接收第一直流信號Vdcl并產(chǎn)生對應(yīng)的第一頻率信號VfMl。數(shù)字頻率調(diào)整器FMl的電路動作為使其輸出的第一頻率信號VfMl的頻率隨著第一直流信號Vdcl電壓準(zhǔn)位的變化而產(chǎn)生對應(yīng)的頻率變化。諧振電路由第二電容C2及第ー電感LI構(gòu)成，耦接于數(shù)字頻率調(diào)整器FMl，用以接收第一頻率信號Vtol并產(chǎn)生對應(yīng)于第一頻率信號Vfrel的振幅，輸出為控制信號S。。圖6B為反饋調(diào)節(jié)單元212另ー實(shí)施例的示意圖。圖6B的反饋接收電路2122可包含與圖6A相同的元件，耦接于電カ接收單元204，用以接收及將反饋信號Sfb整流為第一直流信號Vdel。圖6B的命令調(diào)整電路2124可包含數(shù)字頻率調(diào)整器FMl及第ー放大電路。數(shù)字頻率調(diào)整器FMl耦接方式與圖6A相同，不再贅述。第一放大電路可由第一放大器OPl、第ー電阻Rl及第ニ電阻R2構(gòu)成。第一放大電路耦接于數(shù)字頻率調(diào)整器FMl，用以放大第一頻率信號Vfrel并輸出為控制信號S。。圖6C為反饋調(diào)節(jié)單元212另ー實(shí)施例的示意圖。圖6C的反饋接收電路2122可包含整流電路、工作周期調(diào)整電路DM1、第二電感L2及開關(guān)單元Q1。整流電路可包含與圖6A相同的元件，耦接于電カ接收單元204，用以接收反饋信號Sfb及將反饋信號Sfb整流為第二直流信號Vdc;2。工作周期調(diào)整電路DMl耦接于整流電路、第二電感L2及開關(guān)單元Q1。エ作周期調(diào)整電路DMl、第二電感L2及開關(guān)單元Ql構(gòu)成的電路，可接收第二直流信號Vde2，輸出對應(yīng)于第二直流信號Vtk2的電壓的工作周期信號Vfte2。工作周期調(diào)整電路DMl的動作為可產(chǎn)生ー個(gè)隨著第二直流信號Vtk2電壓準(zhǔn)位的變化而對應(yīng)變化的工作周期，再配合第二電感L2及開關(guān)單元Ql構(gòu)成的電路，使輸出的工作周期信號Vfte2會隨著第二直流信號Vtk2電壓準(zhǔn)位的變化而產(chǎn)生對應(yīng)的工作周期變化。圖6C的命令調(diào)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0P2、第三電阻R3及第四電阻R4構(gòu)成。第二放大電路耦接于反饋接收電路2122，用以放大工作周期信號Vfre2并輸出為控制信號S。。接收控制單元214的反饋判斷電路2142用以接收控制信號S。。接收控制單元214的控制調(diào)整電路2144耦接于反饋判斷電路2142與電カ傳送端202之間，用以產(chǎn)生驅(qū)動信號Stv以調(diào)整電カ傳送端202產(chǎn)生的電力。圖7為接收控制單元214 —實(shí)施例的示意圖。圖7的反饋判斷電路2142可包含比較器CMPl及整流電路。比較器CMPl耦接于第二傳輸單元216的第二導(dǎo)電元件2164與控制調(diào)整電路2144之間，用以接收第二傳輸單元216傳來的交流的控制信號S。并取出控制信號S。的電壓相位，輸出相位信號V—。整流電路可包含與圖6A相同的元件，耦接于第二傳輸單元216的第二導(dǎo)電元件2164與控制調(diào)整電路2144之間，用以接收第二傳輸單元216傳來的交流的控制信號S。并取出控制信號S。的電壓振幅，輸出振幅信號V_。圖7的控制調(diào)整電路2144可為模擬電路設(shè)計(jì)或數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)，用以分析控制信號S。的電壓振幅與頻率，解析其所代表的命令，進(jìn)而根據(jù)相位信號Vphase或振幅信號Vamp產(chǎn)生驅(qū)動信號Stv。驅(qū)動信號Stv為多組可變換工作周期與頻率的信號，用以驅(qū)動電カ傳送端202的轉(zhuǎn)換器將直流電源轉(zhuǎn)換成交流電源。第二傳輸單元216的第一導(dǎo)電元件2162耦接于反饋調(diào)節(jié)電路212，第二導(dǎo)電元件2164耦接于接收控制電路214。第一導(dǎo)電元件2162及第ニ導(dǎo)電元件2164的功能為以無線方式傳輸控制信號S。,第一導(dǎo)電兀件2162及第ニ導(dǎo)電兀件2164不互相稱接，且第一導(dǎo)電元件2162及第ニ導(dǎo)電元件2164之間的距離d可為任意值。因?yàn)榭刂菩盘朣。的傳輸必須準(zhǔn)確且不受干擾，且傳輸過程的功率損失要低，而使用感應(yīng)線圈可能會有較大的傳輸功率損失，所以第一導(dǎo)電兀件2162及第ニ導(dǎo)電兀件2164可使用導(dǎo)電基板,例如以印刷電路板的布線構(gòu)成，或?yàn)榻饘偬结?，以減少干擾及傳輸功率損失。第一導(dǎo)電元件2162及第ニ導(dǎo)電元件2164裝置在相互分離且不相連的產(chǎn)品外売。如此就不需使用RFID設(shè)計(jì)即可將控制信號Sc由電カ接收端204傳輸至電カ傳送端202,且不需與電カ傳輸共用相同的第一傳輸單兀206，可減少使用感應(yīng)線圈傳輸可能造成的干擾，進(jìn)而減少反饋控制發(fā)生錯(cuò)誤與不穩(wěn)定，提高無線電力傳輸?shù)姆€(wěn)定度與提升傳輸功率。請參考圖8。圖8為本發(fā)明另ー實(shí)施例說明無線電カ傳輸裝置800的示意圖。無線電カ傳輸裝置800可包含電カ傳送端802、第一傳輸單元806、電カ接收端804、反饋電路812、相位反饋電路814、控制電路816及穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路810。第一傳輸單元806可包含第一感應(yīng)元件8062及第ニ感應(yīng)元件8064。本實(shí)施例的反饋電路812、相位反饋電路814、控制電路816可以模擬電路設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)亦可整合于同一模擬集成電路或同一數(shù)字集成電路中實(shí)現(xiàn)。電カ傳送端802及第一傳輸單元806的電路架構(gòu)與作用與圖2的電カ傳送端202及第一傳輸單元206相同，不再贅述。電カ接收端804耦接于第一傳輸單元806，用以接收并整流來自第一傳輸單元806的電力。Vin為電カ接收端804輸入電壓，Vwt為電カ接收端804整流前的電壓，Vde為電カ接收端804整流后的電壓。 反饋電路812耦接于電カ接收端804，用以檢測電カ接收端804整流后的輸出電壓Vd。，以產(chǎn)生反饋控制信號Vfb。反饋控制信號Vfb可為直流電壓信號。圖9為反饋電路812 —實(shí)施例的示意圖。反饋電路812可包含第三放大電路。第三放大電路包含第三放大器0P3、第一電阻R1、第二電阻R2及多個(gè)電阻R。反饋電路812將整流后的輸出電壓Vde經(jīng)過第一電阻Rl及第ニ電阻R2分壓，再將分壓后的信號與預(yù)定電壓準(zhǔn)位信號V_比較，將比較后的差值于第三放大器0P3的輸出端產(chǎn)生反饋控制信號Vfb輸出至控制電路816，差值可為正準(zhǔn)位或負(fù)準(zhǔn)位的信號，如此控制電路816可以輸出同相及反相的補(bǔ)償電壓Vd至穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路810，以控制電カ接收端804整流后的輸出電壓Vde的電壓值。可調(diào)整多個(gè)電阻R的阻值以調(diào)整反饋控制信號Vfb的輸出振幅。另ー實(shí)施例中，反饋電路812可以減法器實(shí)現(xiàn)。相位反饋電路814耦接于電カ接收端804，用以檢測電カ接收端804的輸入電壓Vin的相位而產(chǎn)生相位信號vp。相位信號Vp可為交流電壓信號。圖1OA為相位反饋電路814 —實(shí)施例的示意圖。圖1OA的相位反饋電路814可包含第四放大電路。第四放大電路可由第四放大器0P4及多個(gè)電阻R構(gòu)成正相放大器，通過調(diào)整多個(gè)電阻R的阻值使相位信號Vp大于輸入電壓Vin。圖1OB為相位反饋電路814另ー實(shí)施例的示意圖。圖1OB的相位反饋電路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0P5及多個(gè)電阻R構(gòu)成，第六放大電路可由第六放大器0P6及多個(gè)電阻R構(gòu)成。通過調(diào)整多個(gè)電阻R的阻值使相位信號Vp小于輸入電壓Vin。調(diào)整相位信號Vp的目的是要提供控制電路816及穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路810可穩(wěn)定更廣的電壓范圍。圖1OC為相位反饋電路814另ー實(shí)施例的示意圖。圖1OB的相位反饋電路814包含圖1OA的第四放大電路及相位調(diào)整電路PRl。相位調(diào)整電路PRl耦接于第四放大電路。相位調(diào)整電路PRl包含零點(diǎn)檢測電路(zero cross detector)及帶通濾波器(bandpassfilter, BPF)，零點(diǎn)檢測電路可取出輸入電壓Vin的零相位點(diǎn)，再經(jīng)過帶通濾波器調(diào)整零相位點(diǎn)的相位，使相位調(diào)整電路PRl輸出的相位調(diào)整信號Vpte與輸入電壓Vin的零相位點(diǎn)具有相位差。圖1OD為相位反饋電路814另ー實(shí)施例的示意圖。圖1OD的相位反饋電路814包含圖1OB的第五放大電路及第六放大電路及相位調(diào)整電路PRl。相位調(diào)整電路PRl耦接于第五放大電路。相位調(diào)整電路PRl的電路架構(gòu)及作用與圖1OC相同，不再贅述。圖1OE為相位調(diào)整電路PRl動作的示意圖。由圖1OE可知，輸入電壓Vin通過零點(diǎn)檢測電路可產(chǎn)生同相位的方波信號vz，再經(jīng)過帶通濾波器調(diào)整方波信號Vz的相位或振幅及濾波后，產(chǎn)生相位調(diào)整信號Vpte，輸出至放大電路。如此相位調(diào)整信號Vpte及相位信號Vp與輸入電壓Vin即具有相位差，而使控制電路816可以輸出具有相位差的補(bǔ)償電壓Vd至穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路810?？刂齐娐?16耦接于反饋電路812及相位反饋電路814之間，用以根據(jù)反饋控制信號Vfb及相位信號Vp產(chǎn)生補(bǔ)償電壓Vd。如上所述，反饋控制信號Vfb可為直流電壓形式的信號，而相位信號Vp可為交流形式的信號。圖11為控制電路816 —實(shí)施例的示意圖?？刂齐娐?16可包含乘法器Ml、第七放大器0P7、第八放大器OPA及多個(gè)電阻R。控制電路816將反饋控制信號Vfb及相位信號Vp通過乘法器Ml相乘以計(jì)算預(yù)定補(bǔ)償電壓值，再經(jīng)過第七放大器0P7、第八放大器OPA的高功率放大器及多個(gè)電阻R組成的正相放大器將預(yù)定補(bǔ)償電壓值放大并輸出為補(bǔ)償電壓Vd。若反饋控制信號Vfb越大，則預(yù)定補(bǔ)償電壓值越高；若反饋控制信號Vfb為正值，則預(yù)定補(bǔ)償電壓值為同相；若反饋控制信號Vfb為負(fù)值，則預(yù)定補(bǔ)償電壓值為反相。第七放大器0P7為電壓隨耦器用以穩(wěn)定預(yù)定補(bǔ)償電壓值，第八放大器OPA的高功率放大器用以輸出補(bǔ)償電壓Vd至穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路810以穩(wěn)定整流前的輸出電壓V。#穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路810耦接于電カ接收端804及控制電路816，用以根據(jù)補(bǔ)償電壓Vd產(chǎn)生調(diào)節(jié)電壓VMg，以與輸入電壓Vin同相或反相的電壓，調(diào)整電カ接收單元804整流前的輸出電壓V-。圖12A為穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路810 —實(shí)施例的示意圖。圖12A的穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路810為變壓器，變壓器具有一次側(cè)線圈PRI及二次側(cè)線圈SEC，一次側(cè)線圈PRI用以接收控電路816提供的補(bǔ)償電壓Vd，二次側(cè)線圈SEC串接于輸入電壓Vin與整流前的輸出電壓Vtjut之間，以線圈閘數(shù)比來調(diào)整補(bǔ)償電壓Vd與調(diào)節(jié)電壓VMg的比例，使穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路810有更廣域的電壓調(diào)節(jié)范圍。圖12B為穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路810另ー實(shí)施例的示意圖。圖12B的穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路810為電容，電容直接串接于輸入電壓Vin與整流前的輸出電壓Vwt之間，此處的補(bǔ)償電壓Vd即為調(diào)節(jié)電壓V,eg。除了圖12A及圖12B的實(shí)施例外，穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路810亦可以其他被動元件與耦合元件實(shí)現(xiàn)。圖12C為說明穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路810動作的示意圖。圖12C中，輸入電壓Vin低于整流前的輸出電壓Vwt所需要的電壓值，此時(shí)穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路810可提供與輸入電壓Vin同相的調(diào)整電壓Vreg串聯(lián)加入輸入電壓Vin，使整流前的輸出電壓Vwt穩(wěn)定在需要的電壓值。圖12D為說明穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路810動作的另ー示意圖。圖12D中，輸入電壓Vin高于整流前的輸出電壓Vrat所需要的電壓值，此時(shí)穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路810可提供與輸入電壓Vin反相的調(diào)整電壓Vreg串聯(lián)抵銷輸入電壓Vin，使整流前的輸出電壓Vrat穩(wěn)定在需要的電壓值。除圖12C及圖12D的實(shí)施例外，本發(fā)明的相位反饋電路814亦可于檢測輸入電壓Vin相位后,產(chǎn)生與輸入電壓Vin有相位差的相位信號Vp，通過控制電路816及穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路810，產(chǎn)生與輸入電壓Vin有相位差的調(diào)節(jié)電壓VMg，以調(diào)整整流前的輸出電壓Vrat,即可達(dá)到補(bǔ)償無線電カ傳輸裝置800的功率因數(shù)的功能。綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例無需額外増加無線射頻晶片(RFID)的設(shè)置即可將控制信號S。由電カ接收端204傳輸至電カ傳送端202，且不需與電カ傳輸使用相同的第一傳輸単元206，可減少干擾，進(jìn)而減少反饋控制發(fā)生錯(cuò)誤與不穩(wěn)定，提高無線電力傳輸?shù)姆€(wěn)定度與提升傳輸功率。本發(fā)明實(shí)施例可以電路架構(gòu)簡單的穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路810以與輸入電壓Vin同相或反相的電壓，雙向調(diào)整整流前的輸出電壓Vrat，穩(wěn)定整流前的輸出電壓Vrat，進(jìn)而穩(wěn)定整流后的輸出電壓Vd。，所以于電カ接收端804不需加入電路架構(gòu)復(fù)雜的直流對直流轉(zhuǎn)換器以穩(wěn)定整流后的輸出電壓Vd。。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求保護(hù)范圍所做的均等變化與修改，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種無線電力傳輸裝置，其特征在于，包含: 一電力傳送端，用以產(chǎn)生電力； 一第一傳輸單元，耦接于該電力傳送端，用以無線方式傳輸該電力傳送端產(chǎn)生的電力； 一電力接收端，耦接于該第一傳輸單元，用以接收并整流來自該第一傳輸單元的電力； 一反饋調(diào)節(jié)單元，包含: 一反饋接收電路，耦接于該電力接收端，用以接收來自該電力接收端的一反饋信號；及 一命令調(diào)整電路，耦接于該反饋接收電路，用以產(chǎn)生一交流的控制信號； 一接收控制單元，包含: 一反饋判斷電路，用以接收該控制信號 '及 一控制調(diào)整電路，耦接于該反饋判斷電路與該電力傳送端之間，用以產(chǎn)生一驅(qū)動信號調(diào)整該電力傳送端產(chǎn)生的電力；及 一第二傳輸單元，耦接于該反饋調(diào)節(jié)單元及該接收控制單元之間，用以無線方式傳輸該控制信號至該接收控制單元。
2.按權(quán)利要求1所述的無線電力傳輸裝置，其特征在于，該反饋信號為直流或交流型 式。
3.按權(quán)利要求1所述的無線電力傳輸裝置，其特征在于，該反饋信號為電壓或電流型式。
4.按權(quán)利要求1所述的無線電力傳輸裝置，其特征在于，該第一傳輸單兀包含: 一第一感應(yīng)兀件，稱接于該電力傳送端；及 一第二感應(yīng)元件，耦接于該電力接收端，其中該第一及第二感應(yīng)元件為線圈且藉由磁場耦合方式感應(yīng)電力。
5.按權(quán)利要求1所述的無線電力傳輸裝置，其特征在于，該反饋接收電路包含: 一整流電路，耦接于該電力接收端，用以整流該反饋信號，包含: 一第一二極管，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(zhǔn)位；一第二二極管，具有一第一端以及一第二端耦接至該第一二極管的該第一端；及一第一電容，具有一第一端耦接至該第二二極管的該第一端以及一第二端耦接至該參考準(zhǔn)位。
6.按權(quán)利要求5所述的無線電力傳輸裝置，其特征在于，該命令調(diào)整電路包含: 一數(shù)字頻率調(diào)整器，耦接于該反饋接收電路以及該第二傳輸單元之間，根據(jù)該整流后的反饋信號產(chǎn)生一頻率信號；及 一諧振電路，耦接于該數(shù)字頻率調(diào)整器，用以根據(jù)該頻率信號產(chǎn)生該控制信號。
7.按權(quán)利要求5所述的無線電力傳輸裝置，其特征在于，該命令調(diào)整電路包含: 一數(shù)字頻率調(diào)整器，耦接于該反饋接收電路以及該第二傳輸單元之間，根據(jù)該整流后的反饋信號產(chǎn)生一頻率信號；及 一放大電路，耦接于該數(shù)字頻率調(diào)整器，用以放大該頻率信號以產(chǎn)生該控制信號。
8.按權(quán)利要求5所述的無線電力傳輸裝置，其特征在于，該反饋接收電路更包含: 一工作周期調(diào)整電路，耦接于該整流電路；ー電感，耦接于該整流電路 '及 一開關(guān)單元，根據(jù)該整流后的反饋信號產(chǎn)生ー工作周期信號。
9.按權(quán)利要求8所述的無線電カ傳輸裝置，其特征在于，該命令調(diào)整電路包含: 一放大電路，耦接于該反饋接收電路，用以放大該工作周期信號以產(chǎn)生該控制信號。
10.按權(quán)利要求1所述的無線電カ傳輸裝置，其特征在干，該反饋判斷電路包含: ー比較器，耦接于該第二傳輸單元與該控制調(diào)整電路之間，用以根據(jù)該控制信號產(chǎn)生一相位信號；及 一整流電路，耦接于該第二傳輸單元與該控制調(diào)整電路之間，用以根據(jù)該控制信號以產(chǎn)生ー振幅信號， 其中該控制調(diào)整電路根據(jù)該相位信號及該振幅信號產(chǎn)生該驅(qū)動信號。
11.按權(quán)利要求1所述的無線電カ傳輸裝置，其特征在于，該第二傳輸單元包含: 一第一導(dǎo)電元件，稱接于該反饋調(diào)節(jié)單元；及 一第二導(dǎo)電元件，耦接于該接收控制單元； 其中該第一導(dǎo)電元件由電場耦合方式傳輸該控制信號至該第二導(dǎo)電元件。
12.按權(quán)利要求11所述的無線電カ傳輸裝置，其特征在于，該第一導(dǎo)電元件及第ニ導(dǎo)電元件為導(dǎo)電基板或金屬探針。
13.一種無線電カ傳輸裝置,其特征在于,包含: 一電カ傳送端，用以產(chǎn)生電カ； 一第一傳輸單元，耦接于該電カ傳送端，用以無線方式傳輸該電カ傳送端產(chǎn)生的電力； ー電カ接收端，耦接于該第一傳輸單元，用以接收并整流來自該第一傳輸單元的電力； 一反饋電路，耦接于該電カ接收端，用以檢測該電カ接收端整流后的輸出電壓，以產(chǎn)生一反饋控制信號； 一相位反饋電路，耦接于該電カ接收端，用以檢測該電カ接收端的輸入電壓的相位，以產(chǎn)生ー相位信號； ー控制電路，耦接于該反饋電路及該相位反饋電路之間，用以根據(jù)該反饋控制信號及該相位信號產(chǎn)生ー補(bǔ)償電壓；及 一穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路，耦接于該控制電路及該電カ接收單元，用以根據(jù)該補(bǔ)償電壓產(chǎn)生一調(diào)節(jié)電壓以同相或反相調(diào)整該電カ接收單元整流前的輸出電壓。
14.按權(quán)利要求13所述的無線電カ傳輸裝置，其特征在于，該反饋電路包含: 一放大器； 一第一電阻及一第二電阻，耦接于該放大器，用以分壓該電カ接收端整流后的輸出電壓；及 多個(gè)電阻，耦接于該放大器。
15.按權(quán)利要求13所述的無線電カ傳輸裝置，其特征在于，該反饋控制信號為直流電壓形式。
16.按權(quán)利要求13所述的無線電カ傳輸裝置，其特征在于，根據(jù)該反饋控制信號及該相位信號產(chǎn)生該補(bǔ)償電壓為將該反饋控制信號及該相位信號經(jīng)由運(yùn)算得到ー預(yù)定補(bǔ)償電壓值，再將該預(yù)定補(bǔ)償電壓值通過ー組放大電路輸出為該補(bǔ)償電壓。
17.按權(quán)利 要求13所述的無線電カ傳輸裝置，其特征在于，該相位信號為交流形式。
18.按權(quán)利要求17所述的無線電カ傳輸裝置，其特征在于，該相位反饋電路包含: 至少ー放大電路，用以檢測該電カ接收端輸入電壓產(chǎn)生該相位信號。
19.按權(quán)利要求18所述的無線電カ傳輸裝置，其特征在于，該相位反饋電路更包含: 一相位調(diào)整電路，耦接于該電力接收端及該至少一放大電路，包含一零點(diǎn)檢測電路及一帶通濾波器，用以檢測該輸入電壓的零相位點(diǎn)并且經(jīng)由該帶通濾波器產(chǎn)生ー相位調(diào)整信號。
20.按權(quán)利要求13所述的無線電カ傳輸裝置，其特征在于，該穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路為ー變壓元件或一電容。
21.按權(quán)利要求13所述的無線電カ傳輸裝置，其特征在于，該電カ接收端整流后的輸出電壓為直流形式。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種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、反饋調(diào)節(jié)單元、接收控制單元及第二傳輸單元。電力傳送端用以產(chǎn)生電力，第一傳輸單元用以無線方式傳輸該電力傳送端產(chǎn)生的電力，電力接收端用以接收并整流來自該第一傳輸單元的電力，反饋調(diào)節(jié)單元用以接收來自該電力接收端的反饋信號以產(chǎn)生交流的控制信號，接收控制單元用以接收該控制信號以產(chǎn)生驅(qū)動信號，第二傳輸單元用以無線方式傳輸該控制信號至該電力傳送端。
文檔編號H02J17/00GK103094995SQ20121053373
公開日2013年5月8日 申請日期2012年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月28日
發(fā)明者林晃蒂, 李岳翰, 李宗勛, 劉家維 申請人:友達(dá)光電股份有限公司