无线送电装置及其方法与流程

文档序号:12160991阅读:429来源:国知局
无线送电装置及其方法与流程

本发明提供一种无线送电装置及其方法,特别是一种具有以低速时脉信号实现高精度的二通道脉波宽度调变(Pulse Width Modulation,PWM)产生器的无线送电装置。



背景技术:

习知,电子产品多是以有线充电方式进行充电。然而,以有线充电方式对电子产品进行充电时,由于各电子产品的充电埠的规格可能因电子产品的种类不同而无法共用送电装置。此外,即便是相同种类的电子产品,其充电埠的规格亦可能因品牌不同而各自相异,进而亦无法共用送电装置。是以,近年来,无线充电技术逐渐备受重视而开始崭露头角。

无线充电(wireless charging)又可称为无线能量传输(wireless energy transmission),其是透过近场感应的方式,例如:电感耦合(inductive coupling),由无线送电装置将能量传送至电子装置的一种技术。由于电子装置与无线送电装置之间无需电线连接,因此电子装置与无线送电装置皆可以无导电接点的设计来实现,而可避免发生触电的情形。

于一般无线送电装置中,多是透过脉波宽度调整(Pulse Width Modulation,PWM)电路所产生的控制信号来调整无线充电装置传送至电子装置的传输能量大小。由于控制信号的责任周期(duty cycle,占空比)的每一调整量会对应影响到无线送电装置传送至电子装置的传输能量的大小,进而影响到无线送电装置的传输能量的准确度。因此,如何使脉波宽度调变电路所产生的控制信号的责任周期可被精准地调整,以使得无线送电装置传送至电子装置的传输能量可准确地输出,实为本技术领域的人员所欲琢磨的重要课题。



技术实现要素:

有鉴于此,在本发明的一实施例中提供一种无线送电装置,包含电源转换电路、谐振电路、检测电路以及控制电路。电源转换电路用以根据第一控制信号与第二控制信号将输入信号转换为调变信号。谐振电路用以根据调变信号产生电源信号。检测电路用以根据谐振电路的电源资讯产生第一预设周期参数与第二预设周期参数。控制电路用以根据时脉信号与第一预设周期参数来产生第一控制信号,且控制电路用以根据时脉信号、第二预设周期参数与预设延迟参数来产生第二控制信号。其中,第一控制信号的责任周期是对应于第一预设周期参数,第二控制信号的责任周期是对应于第二预设周期参数,第一控制信号的责任周期与第二控制信号的责任周期的精度是高于时脉周期,第一控制信号与第二控制信号之间具有第一时间差,且第一时间差对应于预设延迟参数。

在无线送电装置的一实施态样中,上述的第一预设周期参数包含第一粗调参数与第一细调参数,第二预设周期参数包含第二粗调参数与第二细调参数,且上述的控制电路包含信号产生器、延迟模组、第一输出模组与第二输出模组,其中信号产生器用以根据时脉信号与第一粗调参数产生第一粗调输出信号,并根据时脉信号、第二粗调参数与预设延迟参数产生第二粗调输出信号,其中第一粗调输出信号具有对应于第一粗调参数的责任周期,第二粗调输出信号具有对应于第二粗调参数的责任周期,且第一粗调输出信号与第二粗调输出信号具有第一时间差;延迟模组用以根据时脉信号产生N个延迟信号,其中相邻的二延迟信号之间具有第二时间差,且时脉信号与相邻的延迟信号之间亦具有第二时间差,N为大于或等于1的正整数;第一输出模组用以根据第一粗调输出信号、时脉信号、N个延迟信号与第一细调参数产生第一控制信号;第二输出模组用以根据第二粗调输出信号、时脉信号、N个延迟信号与第二细调参数产生第二控制信号。

在无线送电装置的一实施态样中,上述的延迟模组为延迟线,其中所述的延迟线具有N个延迟级,且延迟线依据时脉信号由 每一延迟级产生对应的延迟信号。

在无线送电装置的一实施态样中,上述的第一输出模组包含N+1个第一取样单元、第一信号选择单元以及第一信号产生单元;其中第一个第一取样单元用以根据时脉信号与第一粗调输出信号产生第一个第一细调输出信号,第M个第一取样单元用以根据第M-1个延迟信号与第M-1个第一细调输出信号产生第M个第一细调输出信号,其中M包含大于1且小于等于N+1的所有正整数;信号选择单元用以根据第一细调参数选取此些第一细调输出信号的其中之一;信号产生器用以根据第一个第一细调输出信号与被选择的第一细调输出信号产生第一控制信号。

在无线送电装置的一实施态样中,上述的第二输出模组包含N+1个第二取样单元、第二信号选择单元以及第二信号产生单元;其中第一个第二取样单元用以根据时脉信号与第二粗调输出信号产生第一个第二细调输出信号,第M个第二取样单元用以根据第M-1个延迟信号与第M-1个第二细调输出信号产生第M个第二细调输出信号,其中M包含大于1且小于等于N+1的所有正整数;信号选择单元用以根据第二细调参数选取此些第二细调输出信号的其中之一;信号产生器用以根据第一个第二细调输出信号与被选择的第二细调输出信号产生第二控制信号。

在无线送电装置的一实施态样中,上述的信号产生器包含第一信号产生单元、触发单元与第二信号产生单元;其中第一信号产生单元用以根据时脉信号与第一粗调参数产生第一粗调输出信号;触发单元用以根据时脉信号与预设延迟参数产生触发信号;第二信号产生单元用以根据触发信号、时脉信号与第二粗调参数产生第二粗调输出信号。

在无线送电装置的一实施态样中,上述的第二时间差为时脉信号的周期/(N+1),且N是等于7。

在无线送电装置的一实施态样中,上述的谐振电路包含谐振线圈与谐振电容,其中谐振线圈的一端耦接于电源转换电路,且 谐振电容耦接于谐振线圈的另一端与共接端之间。

在本发明的另一实施例中提供一种无线送电方法,包含根据第一控制信号的责任周期与第二控制信号的责任周期将输入信号转换为调变信号,其中第一控制信号与第二控制信号间具有第一时间差、利用谐振电路根据调变信号发射电源信号、根据谐振电路的电源资讯产生对应的第一预设周期参数与第二预设周期参数、根据时脉信号与第一预设周期参数产生第一控制信号,其中第一控制信号的责任周期对应于第一预设周期参数,且第一控制信号的责任周期的精度高于时脉信号,以及根据时脉信号、预设延迟参数与第二预设周期参数产生第二控制信号,其中第一时间差对应于预设延迟参数,第二控制信号的责任周期对应于第二预设周期参数,且第二控制信号的责任周期的精度高于时脉信号

在无线送电方法的一实施态样中,上述的第一预设周期参数包含第一粗调参数与第一细调参数,且上述产生第一控制信号的步骤包含根据时脉信号与第一粗调参数产生第一粗调输出信号,其中第一粗调输出信号具有对应于第一粗调参数的责任周期、根据时脉信号依序产生N个延迟信号,其中相邻的二延迟信号之间具有第二时间差,且时脉信号与相邻的延迟信号之间亦具有第二时间差,其中N为大于或等于1的正整数、根据时脉信号与第一粗调输出信号产生第一个第一细调输出信号、根据第M-1个延迟信号与第M-1个第一细调输出信号产生第M个第一细调输出信号,其中M包含大于1且小于等于N+1的所有正整数、依据第一细调参数选择此些第一细调输出信号的其中之一,以及根据第一个第一细调输出信号与被选择的第一细调输出信号产生第一控制信号。

在无线送电方法的一实施态样中,上述的第二预设周期参数包含第二粗调参数与第二细调参数,且上述产生第二控制信号的步骤包含根据时脉信号与预设延迟参数产生触发信号、根据触发信号、时脉信号与第二粗调参数产生第二粗调输出信号,其中第二粗调输出信号具有对应于第二粗调参数的责任周期、根据时脉信号依序产生N 个延迟信号,其中相邻的二延迟信号之间具有第二时间差,且时脉信号与相邻的延迟信号之间亦具有第二时间差,其中N为大于或等于1的正整数、根据时脉信号与第二粗调输出信号产生第一个第二细调输出信号、根据第M-1个延迟信号与第M-1个第二细调输出信号产生第M个第二细调输出信号,其中M包含大于1且小于等于N+1的所有正整数、依据第二细调参数选择此些第一细调输出信号的其中之一,以及根据第一个第一细调输出信号与被选择的第二细调输出信号产生第二控制信号。

在无线送电方法的一实施态样中,上述的第二时间差为时脉信号的周期/(N+1),且上述的N等于7。

综上所述,根据本发明一实施例的无线送电装置及其方法,控制电路仅需使用低频的时脉信号,而不需使用到高频的时脉信号或其他额外的锁相回路(phase locked loop,PLL)、延迟锁定回路(delay locked loop,DLL)等复杂架构的电路,即可产生具有高精度且相互错位的二控制信号的来调控无线送电装置所产生的电源信号,而使得无线送电装置传送至电子装置的传输能量可平准确地输出,且降低了无线送电装置的成本耗费。

以下在实施方式中详细叙述本发明的详细特征及优点,其内容足以使任何熟习相关技艺者了解本发明的技术内容并据以实施,且根据本说明书所揭露的内容、申请专利范围及图式,任何熟习相关技艺者可轻易地理解本发明相关的目的及优点。

附图说明

图1为本发明一实施例的无线送电装置的概要示意图。

图2为图1中控制电路的一实施例的概要示意图。

图3为图2中第一粗调输出信号、第二粗调输出信号与时脉信号的一实施例的波形概要示意图。

图4为图2中时脉信号与延迟信号的一实施例的波形概要示意图。

图5为图2中第一细调输出信号与第一控制信号的一实施例的波形概要示意图。

图6为图2中第二细调输出信号与第二控制信号的一实施例的波形概要示意图。

图7为本发明一实施例的无线送电方法的流程示意图。

图8为图7中步骤S50的一实施例的流程示意图。

具体实施方式

图1为本发明一实施例的无线送电装置的概要示意图。请参阅图1,无线送电装置100包含电源转换电路110、谐振电路120、检测电路130与控制电路140。其中,谐振电路120包含依序串接的谐振线圈121以及谐振电容122。

电源转换电路110的输入端电性连接至前级电路150,并接收来自前级电路150的输入信号Vi,且电源转换电路110的控制端电性连接至控制电路140,并接收来自控制电路140的第一控制信号Vc1与第二控制信号Vc2。谐振电路120的谐振线圈121的第一端电性连接至电源转换电路110,并接收来自电源转换电路110的调变信号Vm。谐振电路120的谐振电容122的第一端电性连接至谐振线圈121的第二端,且谐振电路120的谐振电容122的第一端电性连接至共接端Gnd。检测电路130电性连接至谐振线圈121的第二端,并接收来自谐振电路120的电源资讯Dp。控制电路140的输入端电性连接至检测电路130的输出端,并接收来自检测电路130的第一预设周期参数P1、第二预设周期参数P2以及预设延迟参数P3。控制电路140的时脉端电性连接至时脉源(图未示),并接收来自时脉源的时脉信号clk。

前级电路150用以产生输入信号Vi。于此,前级电路150可为一种电源供应单元,例如电池,且前级电路150所产生的输入信号Vi可为一种电压信号或电流信号。

电源转换电路110用以根据第一控制信号Vc1与第二控制信号Vc2对输入信号Vi进行转换,以产生对应的调变信号Vm。于此,电源转换电路110可为由二功率开关M1、M2所组成的半桥式转换器, 且此二功率开关M1、M2是分别由第一控制信号Vc1与第二控制信号Vc2所控制。在一实施例中,当第一控制信号Vc1导通功率开关M1时,第二控制信号Vc2并无法导通功率开关M2,亦即第一控制信号Vc1与第二控制信号Vc2的相位可相互错开。然而,本发明并非以此为限,电源转换电路110亦可以由四个功率开关所组成的全桥式转换器来实现。

于此,电源转换电路110是根据第一控制信号Vc1的责任周期(duty cycle,占空比)与第二控制信号Vc2的责任周期的大小来产生对应的调变信号Vm。举例而言,当第一控制信号Vc1的责任周期与第二控制信号Vc2的责任周期越大,电源转换电路110可对输入信号Vi进行转换的时间就越长,因此对应转换出的调变信号Vm的能量亦越大;反之,当第一控制信号Vc1的责任周期与第二控制信号Vc2的责任周期越小,电源转换电路110可对输入信号Vi进行转换的时间就越短,因此对应转换出的调变信号Vm的能量亦越小。

在本实施例中,前述的前级电路150可为直流电源供应单元,且所提供的输入信号Vi为直流电源信号,而电源转换电路110可为直流转交流转换器,且转换出的调变信号Vm为交流电源信号。

谐振电路120用以根据电源转换电路110所产生的调变信号Vm产生对应的电源信号Vp,并将电源信号Vp发送至收电装置(图未示)。于此,谐振电路120虽仅绘示一谐振线圈121与一谐振电容122,但实际上谐振线圈121与一谐振电容122的数量是可依据设计的不同而改变,且谐振线圈121耦接谐振电容122的顺序方式亦可改为由谐振电容122耦接谐振线圈121的顺序方式,本发明并不以此为限。

检测电路130用以根据谐振电路120的电源资讯Dp产生对应的第一预设周期参数P1、第二预设周期参数P2与预设延迟参数P3。检测电路130可包含处理单元131与检测单元132。

在本实施例中,检测电路130的检测单元132可为一种直流感测电路,用以侦测于节点N1的直流电压或直流电流,而检测电路130的处理单元131便可根据检测单元132于节点N1侦测到的直流电 压或直流电流的大小来调整其输出的第一预设周期参数P1、第二预设周期参数P2与预设延迟参数P3,藉以改变于节点N1的直流电压或直流电流,于此,此时的电源资讯Dp即为前述的直流电压或直流电流。然而,本发明不以此为限,在另一实施例中,检测电路130的检测单元132亦可为一种温度感测电路,用以侦测于节点N1的温度,而检测电路130的处理单元131便可根据于节点N1侦测到的温度大小来调整其输出的第一预设周期参数P1、第二预设周期参数P2与预设延迟参数P3,藉以改变于节点N1的温度,于此,此时的电源资讯Dp即为前述的温度。

此外,检测电路130中可包含储存单元133,用以储存一对照表,且此对照表中包含电源资讯Dp与第一预设周期参数P1、第二预设周期参数P2与预设延迟参数P3的对应关系。因此,处理单元131可根据电源资讯Dp的数值而自对照表中撷取出对应的第一预设周期参数P1、第二预设周期参数P2与预设延迟参数P3输出。

控制电路140用以根据时脉信号clk以及检测电路130所输出的第一预设周期参数P1、第二预设周期参数P2与预设延迟参数P3来产生对应的第一控制信号Vc1与第二控制信号Vc2,以控制前述的电源转换电路110中各功率开关M1、M2的导通期间。于此,第一控制信号Vc1的责任周期是对应于第一预设周期参数P1,且第二控制信号Vc2的责任周期是对应于第二预设周期参数P2。此外,第一控制信号Vc1与第二控制信号Vc2的间具有第一时间差t1,且第一时间差t1是对应于预设延迟参数P3。

图2为图1中控制电路的一实施例的概要示意图。请参阅图1与图2,控制电路140包含信号产生器141、延迟模组142、第一输出模组143以及第二输出模组144。

信号产生器141的输入端电性连接至检测电路130的处理单元131,并接收来自处理单元131的第一预设周期参数P1、第二预设周期参数P2与预设延迟参数P3。信号产生器141的信号端电性连接至时脉源,并接收来自时脉源的时脉信号clk。延迟模组142的电性连 接至时脉源,并接收来自时脉源的时脉信号clk。第一输出模组143的时脉端电性连接至时脉源,并接收来自时脉源的时脉信号clk。第一输出模组143的控制端电性连接至检测电路130的处理单元131,并接收来自处理单元131的第一预设周期参数P1。第一输出模组143的第一输入端电性连接至信号产生器141,并接收来自信号产生器141的第一粗调输出信号Voc1,且第一输出模组143的至少一第二输入端电性连接至延迟模组142,并接收来自延迟模组142的至少一延迟信号。第二输出模组144的时脉端电性连接至时脉源,并接收来自时脉源的时脉信号clk。第二输出模组144的控制端电性连接至检测电路130的处理单元131,并接收来自处理单元131的第二预设周期参数P2。第二输出模组144的第一输入端电性连接至信号产生器141,并接收来自信号产生器141的第二粗调输出信号Voc2,且第二输出模组144的至少一第二输入端电性连接至延迟模组142,并接收来自延迟模组142的至少一延迟信号。于此,第一预设周期参数P1包含第一粗调参数P11与第一细调参数P12,且第二预设周期参数P2包含第二粗调参数P21与第二细调参数P22。

在本实施例中,信号产生器141包含第一信号产生单元1411、触发单元1412以及第二信号产生单元1413。其中,第一信号产生单元1411电性连接至时脉源,并接收来自时脉源的时脉信号clk,且第一信号产生单元1411电性连接至检测电路130的处理单元131,并接收来自处理单元131的第一预设周期参数P1,进而可根据第一预设周期参数P1中的第一粗调参数P11产生第一粗调输出信号Voc1。触发单元1412电性连接至时脉源,并接收来自时脉源的时脉信号clk,且触发单元1412电性连接至检测电路130的处理单元131,并接收来自处理单元131的预设延迟参数P3,进而可根据预设延迟参数P3产生触发信号Vt。第二信号产生单元1413电性连接至时脉源,并接收来自时脉源的时脉信号clk,且第二信号产生单元1413电性连接至检测电路130的处理单元131,并接收来自处理单元131的第二预设周期参数P2,又第二信号产生单元1413电性连接至触发单元1412,并接收来 自触发单元1412的触发信号Vt,进而可根据触发信号Vt、第二预设周期参数P2中的第二粗调参数P21产生第二粗调输出信号Voc2。

于此,第一信号产生单元1411可以计数器来实现,例如:具有载入数值功能的计数器。因此,在一实施例中,第一信号产生单元1411可载入第一粗调参数P11,且基于时脉信号clk的频率对第一粗调参数P11的数值作计数,以产生第一粗调输出信号Voc1。其中,第一粗调输出信号Voc1的责任周期对应于第一粗调参数P11。

触发单元1412亦可以计数器,例如:具有载入数值功能的下数计数器(down counter),搭配反或闸(NOR gate)来实现。因此,在一实施例中,触发单元1412可透过下数计数器载入预设延迟参数P13,以基于时脉信号clk的频率自载入的预设延迟参数P13的数值向下计数,并于计数完后透过反或闸来产生触发信号Vt。

而第二信号产生单元1413大致上与第一信号产生单元1411相同,而亦可以计数器来实现。于此,第二信号产生单元1413于接收到来自触发单元1412的触发信号Vt后开始作动,而可载入第二粗调参数P21,且基于时脉信号clk的频率对第二粗调参数P21的数值作计数,以产生第二粗调输出信号Voc2。其中,第二粗调输出信号Voc2的责任周期对应于第二粗调参数P21。

于此,前述的第一粗调输出信号Voc1的周期大致上为第一粗调参数P11与时脉信号clk的周期的乘积的两倍,亦即第一粗调输出信号Voc1的周期可以后式表示:TVOC1=2*第一粗调参数*Tclk,其中TVOC1为第一粗调输出信号Voc1的周期,Tclk为时脉信号clk的周期。同样地,前述的第二粗调输出信号Voc2的周期大致上为第二粗调参数P21与时脉信号clk的周期的乘积的两倍,亦即第二粗调输出信号Voc2的周期可以后式表示:TVOC2=2*第二粗调参数*Tclk,其中TVOC2为第二粗调输出信号Voc2的周期,Tclk为时脉信号clk的周期。

因此,基于同一时脉信号clk的频率下,当检测电路130所输出的第一粗调参数P1或第二粗调参数越大时,第一信号产生单元1411所产生的第一粗调输出信号Voc1或第二信号产生单元1413所产 生的第二粗调输出信号Voc2的周期越大,换言之,第一粗调输出信号Voc1或第二粗调输出信号Voc2的频率越小。

图3为图2中第一粗调输出信号、第二粗调输出信号与时脉信号的一实施例的波形概要示意图。请参阅图2与图3,由于第二信号产生单元1413于接收到触发信号Vt后才开始作动,故第二信号产生单元1413所产生的第二粗调输出信号Voc2与第一粗调输出信号Voc1之间会具有第一时间差t1。于此,第一时间差t1大致上为预设延迟参数P3与时脉信号clk的周期的乘积,换言之,第二粗调输出信号Voc2会被延迟时脉信号clk的周期的整数倍。

在本实施例中,第一粗调输出信号Voc1的责任周期与第二粗调输出信号Voc2的责任周期实质上为50%。

延迟模组142用以根据时脉信号clk而依序产生N个延迟信号,其中N为大于或等于1的正整数。在一实施例中,延迟模组142可以具有N个延迟级的延迟线来实现。以下,是以N等于7为例,即延迟模组142可为由七个延迟级1421~1427所组成的延迟线,且延迟模组142可透过依序串接的七个延迟级1421~1427来根据时脉信号clk而依序产生七个延迟信号Vd1~Vd7,但本发明并非以此为限,延迟级及其产生的延迟信号的数量端视需求设计而定。

如图2所示,每一个延迟级1421~1427可产生对应之延迟信号Vd1~Vd7。第一个延迟级1421电性连接至时脉源,且接收来自时脉源的时脉信号clk,以产生第一个延迟信号Vd1输出,其中第一个延迟信号Vd1与时脉信号clk之间具有一第二时间差t2;第二个延迟级1422电性连接至第一个延迟级1421的输出端,且接收来自第一个延迟级1421的第一个延迟信号Vd1,以产生第二个延迟信号Vd2输出,其中第二个延迟信号Vd2与第一个延迟信号Vd1亦具有第二时间差t2,以此依序类推至第七个延迟级1427。

图4为图2中时脉信号与延迟信号的一实施例的波形概要示意图。请搭配参阅图2与图4,每个相邻的二延迟信号之间皆具有第二时间差t2,且时脉信号clk与相邻的延迟信号(即,第一个延迟信 号Vd1)之间亦具有第二时间差t2。换言之,时脉信号clk、七个延迟信号Vd1~Vd7之间依序具有第二时间差t2。其中,第二时间差t2大致上为时脉信号clk的周期除以(N+1),亦即第二时间差t2可以后式表示:第二时间差t2=Tclk/(N+1),且N≥1,其中Tclk为时脉信号clk的周期。

第一输出模组143用以根据第一信号产生单元1411所产生的第一粗调输出信号Voc1、时脉信号clk、延迟信号Vd1~Vd7以及第一细调参数P12产生微调后的第一控制信号Vc1。在本实施例中,第一输出模组143可包含N+1个第一取样单元、第一信号选择单元1432以及第一信号产生单元1433。

各第一取样单元分别具有一输入端D、时脉端CK与输出端Q。其中,第一个第一取样单元1431a的输入端D电性连接至第一信号产生单元1411,以接收来自第一信号产生单元1411的第一粗调输出信号Voc1,第一个第一取样单元1431a的时脉端CK电性连接至时脉源,以接收来自时脉源的时脉信号clk,且第一个第一取样单元1431a可根据第一粗调输出信号Voc1与时脉信号clk产生第一个第一细调输出信号Vf11;而第M个第一取样单元的输入端D电性连接至第M-1个第一取样单元的输出端Q,以接收来自第M-1个第一取样单元的第一细调输出信号,第M个第一取样单元的时脉端CK电性连接至延迟模组142中第M-1个延迟级的输出端,以接收来自第M-1个延迟级的延迟信号,且第M-1个第一取样单元可根据第M-1个第一细调输出信号以及第M-1个延迟信号产生第M个第一细调输出信号。于此,前述M可为包含大于1且小于等于N的所有正整数。以下,接续以N等于7为例来进行说明,其中M包含大于1且小于等于7的所有正整数。

在本发明一实施例中,第一输出模组143可包含八个第一取样单元1431a~1431h,且共可产生八个第一细调输出信号Vf11~Vf18。其中,第一个第一取样单元1431a基于时脉信号clk的频率对第一粗调输出信号Voc1取样,并产生第一个第一细调输出信号Vf11;第二个第一取样单元1431b基于第一个延迟信号Vd1的频率对 第一个第一细调输出信号Vf11取样,并产生第二个第一细调输出信号Vf12;第三个第一取样单元1431c基于第二个延迟信号Vd2的频率对第二个第一细调输出信号Vf12取样,并产生第三个第一细调输出信号Vf13;第四个第一取样单元1431d基于第三个延迟信号Vd3的频率对第三个第一细调输出信号Vf13取样,并产生第四个第一细调输出信号Vf14;依此依序类推至第八个第一取样单元1431f。

于此,第二个第一取样单元1431b基于第一个延迟信号Vd1与时脉信号clk间的第二时间差t2,其产生的第二个第一细调输出信号Vf12亦与第一个第一细调输出信号Vf11间具有第二时间差t2;第三个第一取样单元1431c基于第二个延迟信号Vd2与第一个延迟信号Vd1间的第二时间差t2,其产生的第三个第一细调输出信号Vf13亦与第二个第一细调输出信号Vf12间具有第二时间差t2,以此依序类推。

此外,前述的所有第一细调输出信号Vf11~Vf18的波形大致上相等于第一粗调输出信号Voc1的波形,且各第一细调输出信号Vf11~Vf18的责任周期与第一粗调输出信号Voc1的责任周期大致上相等而可为50%。

在一些实施例中,第一输出模组143中的各第一取样单元可以D型正反器来实现。

第一信号选择单元1432具有控制端与输入端,其中第一信号选择单元1432的控制端电性连接至检测电路130的处理单元131,并接收来自处理单元131的第一细调参数P12,且第一信号选择单元1432的输入端电性连接至N+1个第一取样单元的输出端Q,并接收来自N+1个第一取样单元的所有第一细调输出信号。因此,第一信号选择单元1432可根据第一细调参数P12所对应的数值而于所有第一细调输出信号中选出其中一个第一细调输出信号来输出。

在一些实施例中,第一信号选择单元1432可以多工器(Multiplexer,MUX)来实现。

第一信号产生单元1433具有二输入端,其中第一信号产生单元1433的一输入端电性连接至第一个第一取样单元1431a的输出 端,并接收来自第一个第一取样单元1431a的第一个第一细调输出信号Vf11,而第一信号产生单元1433的另一输入端则电性连接至第一信号选择单元1432,并接收被第一信号选择单元1432选择输出的第一个第一细调输出信号Vf11。因此,第一信号产生单元1433可根据第一个第一细调输出信号Vf11与被选择的第一细调输出信号产生微调后的第一控制信号Vc1。

图5为图2中第一细调输出信号与第一控制信号的一实施例的波形概要示意图。请搭配参阅图2至图5,以下以N等于7为例,在本发明的一实施例中,时脉信号clk的频率可为40兆赫(MHz),即时脉信号clk的周期大致上为25奈秒(nS),且第一预设周期参数P1可为12位元的参数,例如:(111111110001)2。其中,第一预设周期参数P1中前9个位元为第一粗调参数P11,且第一预设周期参数P1中最后3位元为第一细调参数P12。

因此,第一信号产生单元1411可载入第一粗调参数P11,且基于时脉信号clk的频率而根据第一粗调参数P11进行计数,以产生具有对应于第一粗调参数P11的第一粗调输出信号Voc1。由于此时第一粗调参数P11为(111111111)2,即第一粗调参数P11的数值为512,故第一粗调输出信号Voc1的责任周期的宽度大致上等于512乘以时脉信号clk的周期,即第一粗调输出信号Voc的责任周期的宽度大致上为12.8微秒(μS)。此外,延迟模组142可根据时脉信号clk产生七个延迟信号Vd1~Vd7,而时脉信号clk、延迟信号Vd1~Vd7依序两两之间具有第二时间差t2,且第二时间差t2大致上为时脉信号clk的周期除以8,亦即此时第二时间差t2大致上为3.125奈秒(nS)。

次之,第一输出模组143中的第一个第一取样单元1431a可根据时脉信号clk对第一粗调输出信号Voc1取样而产生第一个第一细调输出信号Vf11,且第一输出模组143中的第二个第一取样单元1431b至第八个第一取样单元1431h则分别根据对应的延迟信号对前一个第一取样单元所产生的第一细调输出信号取样,以产生第一细调输出信号Vf12~Vf18,如图5所示,此时,每一第一细调输出信号之 间亦具有第二时间差t2,且第二时间差t2大致上为3.125奈秒(nS)。

接续,第一信号选择单元1432可载入第一细调参数P12,并根据第一细调参数P12的数值选取对应的第一细调输出信号输出。由于此时第一细调参数P12为(001)2,即第一细调参数P12的数值此时为1且对应至第二个第一细调输出信号Vf12,故第一信号选择单元1432可根据第一细调参数P12的数值而将对应的第二个第一细调输出信号Vf12输出至第一信号产生单元1433。而第一信号产生单元1433便可根据第一个第一细调输出信号Vf11以及第二个第一细调输出信号Vf12产生第一控制信号Vc1,且此时第一控制信号Vc1的责任周期的宽度对应于第一预设周期参数P1。于此,第一控制信号Vc的责任周期的宽度大致上等于12.8微秒(μS)加上3.125奈秒(nS),即12.803125微秒(μS)。

在一些实施例中,前述的第一信号产生单元1433可为或闸(OR gate),以将第一个第一细调输出信号与第一信号选择单元1432所输出的被选择的第一细调输出信号合成为第一控制信号Vc1。

第二输出模组144可用以根据第二信号产生单元1413所产生的第二粗条输出信号Voc2、时脉信号clk、延迟信号Vd1~Vd7以及第二细调参数P22产生所需的第二控制信号Vc2。在本实施例中,第二输出模组144可包含N+1个第二取样单元、第二信号选择单元1442以及第二信号产生单元1443。其中,第二取样单元大致上相同于第一取样单元,第二信号选择单元1442大致上相同于第一信号选择单元1432,且第二信号产生单元1443大致上相同于第一信号产生单元1433。

各第二取样单元分别具有一输入端D、时脉端CK与输出端Q。其中,第一个第二取样单元1441a的输入端D电性连接至第二信号产生单元1413,以接收来自第二信号产生单元1413的第二粗调输出信号Voc2,第一个第二取样单元1441a的时脉端CK电性连接至时脉源,以接收来自时脉源的时脉信号clk,且第一个第二取样单元1441a可根据第二粗调输出信号Voc2与时脉信号clk产生第一个第二细调输 出信号Vf21;而第M个第二取样单元的输入端D电性连接至第M-1个第二取样单元的输出端Q,以接收来自第M-1个第二取样单元的第二细调输出信号,第M个第二取样单元的时脉端CK电性连接至延迟模组142中第M-1个延迟级的输出端,以接收来自第M-1个延迟级的延迟信号,且第M-1个第二取样单元可根据第M-1个第二细调输出信号以及第M-1个延迟信号产生第M个第二细调输出信号。于此,前述M可为包含大于1且小于等于N的所有正整数。

以下,是以N等于7为例来进行说明,其中M包含大于1且小于等于7的所有正整数。因此,在本发明一实施例中,第二输出模组144可包含八个第二取样单元1441a~1441h,且共可产生八个第二细调输出信号Vf21~Vf28,然而本发明并非以此为限,第二取样单元的数量端视设计需求而定,且第二取样单元的数量并不一定相等于第一取样单元的数量。

于此,第一个第二取样单元1441a基于时脉信号clk的频率对第二粗调输出信号Voc2取样,并产生第一个第二细调输出信号Vf21;第二个第二取样单元1441b基于第一个延迟信号Vd1的频率对第一个第二细调输出信号Vf21取样,并产生第二个第二细调输出信号Vf22;第三个第二取样单元1441c基于第二个延迟信号Vd2的频率对第二个第二细调输出信号Vf22取样,并产生第三个第二细调输出信号Vf23;第四个第二取样单元1441d基于第三个延迟信号Vd3的频率对第三个第二细调输出信号Vf23取样,并产生第四个第二细调输出信号Vf24;依此依序类推至第八个第二取样单元1441f。

于此,第二个第二取样单元1441b基于第一个延迟信号Vd1与时脉信号clk间的第二时间差t2,其产生的第二个第二细调输出信号Vf22亦与第一个第二细调输出信号Vf21间具有第二时间差t2;第三个第二取样单元1441c基于第二个延迟信号Vd2与第一个延迟信号Vd1间的第二时间差t2,其产生的第三个第二细调输出信号Vf23亦与第二个第二细调输出信号Vf22间具有第二时间差t2,以此依序类推。

此外,前述的所有第二细调输出信号Vf21~Vf28的波形 大致上相等于第二粗调输出信号Voc2的波形,且各第二细调输出信号Vf21~Vf28的责任周期与第二粗调输出信号Voc2的责任周期大致上相等而可为50%。

在一些实施例中,第二输出模组144中的各第二取样单元可以D型正反器来实现。

第二信号选择单元1442具有控制端与输入端,其中第二信号选择单元1442的控制端电性连接至检测电路130的处理单元131,并接收来自处理单元131的第二细调参数P22,且第二信号选择单元1442的输入端电性连接至N+1个第二取样单元的输出端Q,并接收来自N+1个第二取样单元的所有第二细调输出信号。因此,第二信号选择单元1442可根据第二细调参数P22所对应的数值而于所有第二细调输出信号中选出其中一个第二细调输出信号来输出。

在一些实施例中,第二信号选择单元1442可以多工器(Multiplexer,MUX)来实现。

第二信号产生单元1443具有二输入端,其中第二信号产生单元1443的一输入端电性连接至第一个第二取样单元1441a的输出端,并接收来自第一个第二取样单元1441a的第一个第二细调输出信号Vf21,而第二信号产生单元1443的另一输入端则电性连接至第二信号选择单元1442,并接收被第二信号选择单元1442选择输出的第二细调输出信号。因此,第二信号产生单元1443可根据第一个第二细调输出信号Vf21与被选择的第二细调输出信号产生微调后的第二控制信号Vc2。

图6为图2中第二细调输出信号与第二控制信号的一实施例的波形概要示意图。请搭配参阅图2至图6,在本发明的一实施例中,时脉信号clk的频率可为40兆赫(MHz),即时脉信号clk的周期大致上为25奈秒(nS),且第二预设周期参数P2可为12位元的参数,例如:(111111111011)2。其中,第二预设周期参数P2中前9个位元为第二粗调参数P21,且第二预设周期参数P2中最后3位元为第二细调参数P22。

因此,第二信号产生单元1413于接收到来自触发单元1412的触发信号Vt后,便可载入第二粗调参数P21,且基于时脉信号clk的频率而根据第二粗调参数P21进行计数,以产生具有对应于第二粗调参数P21的第二粗调输出信号Voc2。由于此时第二粗调参数P21为(111111111)2,即第二粗调参数P21的数值为512,故第二粗调输出信号Voc2的责任周期的宽度大致上等于512乘以时脉信号clk的周期,即第二粗调输出信号Voc的责任周期的宽度大致上为12.8微秒(μS)。此外,延迟模组142可根据时脉信号clk产生七个延迟信号Vd1~Vd7,而时脉信号clk、延迟信号Vd1~Vd7依序两两之间具有第二时间差t2,且第二时间差t2大致上为时脉信号clk的周期除以8,亦即此时第二时间差t2大致上为3.125奈秒(nS)。

次之,第二输出模组144中的第一个第二取样单元1441a可根据时脉信号clk对第二粗调输出信号Voc2取样而产生第一个第二细调输出信号Vf21,且第二输出模组144中的第二个第二取样单元1441b至第八个第二取样单元1441h则分别根据对应的延迟信号对前一个第二取样单元所产生的第二细调输出信号取样,以产生第二细调输出信号Vf22~Vf28,如图6所示,此时,每一第二细调输出信号之间亦具有第二时间差t2,且第二时间差t2大致上为3.125奈秒(nS)。

接续,第二信号选择单元1442可载入第二细调参数P22,并根据第二细调参数P22的数值选取对应的第二细调输出信号输出。由于此时第二细调参数P22为(011)2,即第二细调参数P12的数值此时为3且对应至第四个第二细调输出信号Vf24,故第二信号选择单元1442可根据第二细调参数P22的数值而将对应的第四个第二细调输出信号Vf24输出至第二信号产生单元1443。而第二信号产生单元1443便可根据第一个第二细调输出信号Vf21以及第四个第二细调输出信号Vf24产生第二控制信号Vc2,且此时第二控制信号Vc2的责任周期的宽度对应于第二预设周期参数P2。于此,第二控制信号Vc的责任周期的宽度大致上等于12.8微秒(μS)加上9.375奈秒(即,3.375*3),即12.809375微秒(μS)。

此外,假设本实施例的预设延迟参数P3为(011)2,即预设延迟参数P3的数值此时为3,则前述的第二粗调输出信号Voc2是被延迟3个脉信号clk的周期后才产生,故第二粗调输出信号Voc2与第一粗调输出信号Voc1间的第一时间差t1可为75奈秒(nS),且第二控制信号Vc2与第一控制信号Vc1之间亦具有第一时间差t1(即75奈秒)。

在一些实施例中,前述的第二信号产生单元1443可为或闸(OR gate),以将第一个第二细调输出信号与第二信号选择单元1442所输出的被选择的第二细调输出信号合成为第二控制信号Vc2。

图7为本发明一实施例的无线送电方法的流程示意图。请参阅图1至图7,本发明一实施例的无线送电方法包含根据第一控制信号Vc1的责任周期与第二控制信号Vc2的责任周期将输入信号Vi转换为调变信号Vm(步骤S10)、利用谐振电路120根据调变信号Vm发射电源信号Vp(步骤S20)、根据谐振电路120的电源资讯Dp产生对应的第一预设周期参数P1、第二预设周期参数P2与预设延迟参数P3(步骤S30)、根据时脉信号clk与第一预设周期参数P1产生第一控制信号Vc1(步骤S40),以及根据时脉信号clk、预设延迟参数P3与第二预设周期参数P2产生第二控制信号Vc2(步骤S50)。

在步骤S10中,无线送电装置100的电源转换电路110可对应于第一控制信号Vc1的责任周期与第二控制信号Vc2的责任周期作动。因此,电源转换电路110可基于第一控制信号Vc1的责任周期的宽度大小与第二控制信号Vc2的责任周期的宽度大小而将输入信号Vi对应转换为调变信号Vm。于此,电源转换电路110可为半桥式转换器。

在步骤S20中,无线送电装置100透过谐振电路120依据调变信号Vm来产生并发射出对应的电源信号Vp。于此,谐振电路120可包含谐振线圈121与谐振电容122。

在步骤S30中,无线送电装置100的检测电路130可根据谐振电路120中的电源资讯Dp产生对应的第一预设周期参数P1、第二预设周期参数P2与预设延迟参数P3。于此,电源资讯Dp可为谐振电 路120于节点N1的直流电压、直流电流或温度等资讯,且检测电路130所产生的第一预设周期参数P1、第二预设周期参数P2与预设延迟参数P3可用以调整控制电路140所产生的第一控制信号Vc1与第二控制信号Vc2的责任周期。

在步骤S40中,控制电路140可根据时脉信号clk与第一预设周期参数P1来产生所需的第一控制信号Vc1,且第一控制信号Vc1的责任周期会对应于第一预设周期参数P1的数值。于此,第一预设周期参数P1包含第一粗调参数P11以及第一细调参数P12,其中第一粗调参数P11用以粗略调整第一控制信号Vc1的责任周期的宽度,且第一细调参数P12用以微调整第一控制信号Vc1的责任周期的宽度,以提高第一控制信号Vc1的精度。

在本发明的一实施例中,步骤S40包含可包含根据时脉信号clk与第一粗调参数P11产生第一粗调输出信号Voc1(步骤S41)、根据时脉信号clk产生N个延迟信号(步骤S42)、根据时脉信号clk与第一粗调输出信号Voc1产生第一个第一细调输出信号(步骤S43)、根据第M-1个延迟信号与第M-1个第一细调输出信号产生第M个第一细调输出信号(步骤S44)、依据第一细调参数P12选择此些第一细调输出信号的其中之一(步骤S45),以及根据第一个第一细调输出信号与被选择的第一细调输出信号产生第一控制信号Voc1(步骤S46)。

在步骤S41中,控制电路140可透过信号产生器141的第一信号产生单元1411基于时脉信号clk的频率而依据第一粗调参数P11产生第一粗调输出信号Voc1,其中第一粗调输出信号Voc1的责任周期对应于第一粗调参数P11。在本实施例中,第一信号产生单元1411可为计数器。于此,第一粗调输出信号号Voc1的周期大致上为第一粗调参数P1与时脉信号clk的周期的乘积的两倍,且第一粗调输出信号Voc1的责任周期实质为50%。

在步骤S42中,控制电路140的延迟模组142可根据时脉信号clk而依序产生N个延迟信号,其中N为大于或等于1的正整数。在本实施例中,延迟模组142可为由N个延迟级依序串接而成的延迟线, 且N个延迟信号依序两两之间具有第二时间差t2。于此,第二时间差t2可为时脉信号clk的周期除以(N+1)。在一实施例中,N的值可为7。

在步骤S43中,控制电路140的第一输出模组143中的第一个第一取样单元1431a可根据时脉信号clk与第一粗调输出信号Voc1产生第一个第一细调输出信号Vf11。

在步骤S44中,控制电路140的第一输出模组143中的第M个第一取样单元可根据第M-1个延迟信号与第M-1个第一细调输出信号产生第M个第一细调输出信号,其中M可为包含大于1且小于等于N的所有正整数。于此,所有第一细调输出信号的责任周期大致上与第一粗调输出信号Voc1的责任周期相等。

在步骤S45中,控制电路140的第一输出模组143中的第一信号选择单元1432可依据第一细调参数P12的数值于此些第一细调输出信号中选择一个输出。于此,第一信号选择单元1432可为多工器。

在步骤S46中,控制电路140的第一输出模组143中的第一信号输出单元1433可根据第一个第一细调输出信号Vf11与被选择的第一细调输出信号产生第一控制信号Vc1,且第一控制信号Vc1的责任周期对应于第一预设周期参数P1。

在步骤S50中,控制电路140更可根据时脉信号clk、预设延迟参数P3与第二预设周期参数P2来产生所需的第二控制信号Vc2。其中,预设延迟参数P3的数值为K,第二控制信号Vc2与第一控制信号Vc1之间相差K个时脉信号clk的周期,且第二控制信号Vc2的责任周期会对应于第二预设周期参数P2的数值。于此,第二预设周期参数P2包含第二粗调参数P21以及第二细调参数P22,其中第二粗调参数P21用以粗略调整第二控制信号Vc2的责任周期的宽度,且第二细调参数P22用以微调整第二控制信号Vc2的责任周期的宽度,以提高第二控制信号Vc2的精度。

图8为图7中步骤S50的一实施例的流程示意图。请参阅图2至图8,在本发明的一实施例中,步骤S50包含根据时脉信号clk与预设延迟参数P3产生触发信号Vt(步骤S51)、根据触发信号Vt、时 脉信号clk与第二粗调参数P21产生第二粗调输出信号Voc2(步骤S52)、根据时脉信号clk产生N个延迟信号(步骤S53)、根据时脉信号clk与第二粗调输出信号Voc2产生第一个第二细调输出信号Vf21(步骤S54)、根据第M-1个延迟信号与第M-1个第二细调输出信号产生第M个第二细调输出信号(步骤S55)、依据第二细调参数P22选择此些第二细调输出信号的其中之一(步骤S56),以及根据第一个第二细调输出信号Vf21与被选择的第二细调输出信号产生第二控制信号Vc2(步骤S57)。

然而,在本发明的另一实施例中,由于步骤S53与前述的步骤S42大致上相同,于此则可省略,故步骤S50可仅包含步骤S51、步骤S52、步骤S54、步骤S55、步骤S56以及步骤S57。

在步骤S51中,控制电路140可透过信号产生器141的触发单元1412基于时脉信号clk的频率而依据预设延迟参数P3产生触发信号Vt输出,以触发第二信号产生单元1413作动。

在步骤S52中,第二信号产生单元1413于接收到触发信号Vt而致动后,第二信号产生单元1413可基于时脉信号clk的频率而依据第二粗调参数P21产生第二粗调输出信号Voc2,其中第二粗调输出信号Voc2的责任周期对应于第二粗调参数P21。在本实施例中,第二信号产生单元1413可为计数器。于此,第二粗调输出信号Voc2的周期大致上为第二粗调参数P21与时脉信号clk的周期的乘积的两倍,且第二粗调输出信号Voc2的责任周期实质为50%。

在步骤S54中,控制电路140透过第二输出模组144中的第一个第二取样单元1441根据时脉信号clk取样第二粗调输出信号Voc2而产生第一个第二细调输出信号Vf21。

在步骤S55中,控制电路140可透过第M个第二取样单元基于第M-1个延迟信号取样第M-1个第二细调输出信号而产生第M个第二细调输出信号,其中M可为包含大于1且小于等于N的所有正整数。于此,所有第二细调输出信号的责任周期大致上与第二粗调输出信号Voc2的责任周期相等。

在步骤S56中,控制电路140可透过第二输出模组144中的第二信号选择单元1442根据第二细调参数P22于此些第二细调输出信号中选择一个输出。于此,第二信号选择单元1442可为多工器。

在步骤S57中,控制电路140可透过第二输出模组144中的第二信号输出单元1443根据第一个第二细调输出信号Vf21与被选择的第二细调输出信号产生第二控制信号Vc2,且第一控制信号Vc2的责任周期对应于第二预设周期参数P2。

综上所述,根据本发明一实施例的无线送电装置及其方法,控制电路仅需使用低频的时脉信号,而不需使用到高频的时脉信号或其他额外的锁相回路(phase locked loop,PLL)、延迟锁定回路(delay locked loop,DLL)等复杂架构的电路,即可产生具有高精度且相互错位的二控制信号的来调控无线送电装置所产生的电源信号,而使得无线送电装置传送至电子装置的传输能量可平准确地输出,且降低了无线送电装置的成本耗费。

本发明的技术内容已以较佳实施例揭示如上述,然其并非用以限定本发明,任何熟习此技艺者,在不脱离本发明的精神所做些许的更动与润饰,皆应涵盖于本发明的范畴内,因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

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