无线电力传输装置及其操作方法 |
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| 申请号 | CN202211390208.X | 申请日 | 2022-11-08 | 公开(公告)号 | CN117955255A | 公开(公告)日 | 2024-04-30 |
| 申请人 | 立锜科技股份有限公司; | 发明人 | 林富祈; | ||||
| 摘要 | 一种无线电 力 传输装置及其操作方法，所述无线电力传输装置包括传输装置与控制装置。控制装置在第一软启动期间，产生驱动 信号 至传输装置，以驱动传输装置，感测传输装置的 电流 ，以取得电流信息，并依据电流信息，确定异物是否存在，且当确认异物存在时，控制装置不产生载波信号，当确认异物不存在时，控制装置于传输期间产生载波信号，且载波信号通过传输装置输出。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种无线电力传输装置，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 无线电力传输装置及其操作方法技术领域背景技术[0002] 一般来说，在无线电力传输系统中，无线电力传输端会提供一载波给无线电力接收端，以便无线电力接收端进行运作。然而，由于无线电力传输端与无线电力接收端之间可能会有异物(foreign object)存在，如此可能造成无线电力传输端产生较大的浪涌电流(inrush current)并且持续加热异物，使得无线电力传输端发生故障或被重置抑或是过热引起危害。 [0003] 因此，如何有效地确定是否有异物存在是当前重要的课题。 发明内容[0005] 本发明提供一种无线电力传输装置，包括传输装置与控制装置。控制装置在第一软启动期间，产生驱动信号至传输装置，以驱动传输装置，感测传输装置的电流，以取得电流信息，并依据电流信息，确定是否异物存在，且当确认异物存在时，控制装置不产生载波信号，当确认异物不存在时，控制装置于传输期间产生载波信号，且载波信号通过传输装置输出。 [0006] 本发明提供一种无线电力传输装置的操作方法，包括下列步骤。在第一软启动期间，产生驱动信号至传输装置，以驱动传输装置。感测传输装置的电流，以取得电流信息。依据电流信息，确定是否异物存在。当确认异物存在时，不产生载波信号。当确认异物不存在时，于传输期间产生载波信号，且载波信号通过传输装置输出。 [0007] 本发明所公开的无线电力传输装置及其操作方法，通过在第一软启动期间，产生驱动信号至传输装置，以驱动传输装置，感测传输装置的电流，以取得电流信息，并依据电流信息，确定是否异物存在，且当确认异物存在时，不产生载波信号，以及当确认异物不存在时，于传输期间产生载波信号，且载波信号通过传输装置输出。如此一来，可以有效地确定是否有异物存在，并依据异物是否存在而决定是否提供载波信号，以增加使用上的安全性及便利性。附图说明 [0009] 图2A为依据本发明的一实施例的无线电力传输装置的操作时序图。 [0010] 图2B为依据本发明的另一实施例的无线电力传输装置的操作时序图。 [0011] 图3A为依据本发明的一实施例的时间差与传输装置的电流的增加时间的对应关系示意图。 [0012] 图3B为依据本发明的另一实施例的时间差与传输装置的电流的感测时间的对应关系示意图。 [0013] 图4为依据本发明的一实施例的无线电力传输装置的操作方法的流程图。 [0014] 图5为图4的步骤S406的详细流程图。 [0015] 图6为图4的步骤S406的另一详细流程图。 [0016] 图7为依据本发明的另一实施例的无线电力传输装置的操作方法的流程图。 [0017] 附图标号： [0018] 100:无线电力传输装置 [0019] 110:传输装置 [0020] 111:逆变器 [0021] 112:线圈单元 [0022] 120:控制装置 [0023] 121:感测模块 [0025] 123:控制模块 [0026] 124:驱动模块 [0027] 125:处理模块 [0028] 126:感测电阻 [0029] 127:电流感测器 [0031] 129:转换器 [0032] 130:电源装置 [0033] T1:第一软启动期间 [0034] T2:传输期间 [0035] T3:第二软启动期间 [0036] T11:时间差 [0037] TP:预设时间值 [0038] S402～S410,S502～S506,S602～S610,S702～S708:步骤 具体实施方式[0039] 本说明书的技术用语参照本技术领域的习惯用语，如本说明书对部分用语有加以说明或定义，该部分用语的解释以本说明书的说明或定义为准。本申请的各个实施例分别具有一或多个技术特征。在可能实施的前提下，本领域技术人员可选择性地实施任一实施例中部分或全部的技术特征，或者选择性地将这些实施例中部分或全部的技术特征加以组合。 [0040] 在以下所列举的各实施例中，将以相同的标号代表相同或相似的元件或组件。 [0041] 图1为依据本发明的一实施例的无线电力传输装置的电路方块图。请参考图1，无线电力传输装置100可以至少包括传输装置110与控制装置120。 [0042] 传输装置110可以包括逆变器(inverter)111与线圈单元112。在本实施例中，逆变器111例如为半桥逆变器或全桥逆变器，但本发明实施例不限于此。线圈单元112可以耦接逆变器111，传输载波信号至信号接收装置(图未示)。在本实施例中，无线电力传输装置100可以无线的方式与信号接收装置进行通讯，并通过传输装置110的线圈单元112将载波信号传输至信号接收装置。另外，上述载波信号例如为有数位信息(digital ping)的载波信号。 [0043] 控制装置120耦接传输装置110。进一步来说，控制装置120可以包括感测模块121、开关模块122、控制模块123、驱动模块124与处理模块125。感测模块121耦接传输装置110，感测传输装置110的能量信息，以产生感测信息。开关模块122接收电源信号。控制模块123耦接开关模块122，并对开关模块122进行控制，以便开启或关闭开关模块122。在本实施例中，控制模块123例如为微控制器。另外，驱动模块124例如为脉波宽度调变器(pulse width modulator,PWM)。 [0044] 处理模块125耦接感测模块121、控制模块123与驱动模块124。处理模块125可以控制驱动模块124与控制模块123产生驱动信号至传输装置110，以便驱动传输装置110。处理模块125可以依据感测模块121的感测信息，确定是否有异物(图未示)存在，并依据异物是否存在，控制驱动模块124与控制模块123产生载波信号。在本实施例中，处理模块125例如为微处理器(microprocessor)。另外，上述异物例如为外部异物或金属异物。 [0045] 进一步来说，感测模块121可以包括感测电阻126、电流感测器127、电压感测器128与转换器129。感测电阻126耦接于开关模块122与传输装置110的逆变器111之间。电流感测器127耦接感测电阻126，感测流经感测电阻126上的电流(亦即传输装置110的逆变器111的电流)，以产生能量信息中的电流信息。 [0046] 电压感测器128耦接传输装置110的线圈单元112，感测线圈单元112的电压，以产生能量信息中的电压信息。转换器129耦接电流感测器127、电压感测器128与处理模块125，接收电流信息与电压信息，并将电流信息与电压信息提供至处理模块125，以便处理模块125据以确定是否有异物存在。在本实施例中，转换器129例如为模拟‑数字转换器(analog‑to‑digital converter,ADC)。另外，无线电力传输装置100还包括电源装置130。电源装置 130耦接开关模块122、控制模块123、驱动模块124、处理模块125，并提供电源信号。 [0047] 上述已描述无线电力传输装置100的内部元件及其耦接关系，以下将搭配时序图来说明无线电力传输装置100的操作。图2A为依据本发明的一实施例的无线电力传输装置的操作时序图。图2B为依据本发明的另一实施例的无线电力传输装置的操作时序图。 [0048] 请参考图1与图2A或图2B，在第一软启动期间T1，控制装置120可以产生驱动信号至传输装置110，以驱动传输装置110。也就是说，处理模块125可以控制驱动模块124与控制模块123，产生驱动信号至传输装置110。 [0049] 接着，在第一软启动期间T1内，控制装置120可以感测传输装置110的电流，以取得电流信息，并依据电流信息，确定是否有异物存在，亦即确认是否有异物靠近无线电力传输装置100。 [0050] 举例来说，在一些实施例中，在控制装置120取得电流信息后，控制装置120会确认电流信息中的传输装置110的电流是否达到预设电流值。也就是说，当有异物存在且靠近无线电力传输装置100时，传输装置110会感应异物且传输装置110的电流会急剧增加。当确认电流达到预设电流值时，控制装置120确认异物存在，表示有异物靠近无线电力传输装置100。当确认电流未达到预设电流值时，控制装置120确认异物不存在，表示没有异物靠近无线电力传输装置100。 [0051] 另外，在一些实施例中，在控制装置120取得电流信息后，控制装置120会确认电流信息中的传输装置110的电流是否达到预设电流值。也就是说，当有异物存在且靠近无线电力传输装置100时，传输装置110会感应异物且传输装置110的电流会急剧增加。 [0052] 当确认电流未达到预设电流值时，控制装置120确认异物不存在，表示没有异物靠近无线电力传输装置100。当确认电流达到预设电流值时，控制装置120可以取得电流到达预设电流值的时间值。接着，控制装置120可以将上述时间值与预设时间值进行比较，以确认时间值是否小于预设时间值。也就是说，当有异物存在且靠近无线电力传输装置100时，传输装置110会感应异物且传输装置110的电流会急剧增加，使得传输装置110的电流达到预设电流值的时间会早于预设值间值。 [0053] 当确认时间值小于预设时间值时，控制装置120会确认异物存在，表示有异物靠近无线电力传输装置100。当确认时间值未小于预设时间值时，确认异物不存在，表示没有异物靠近无线电力传输装置100。 [0054] 接着，当确认异物存在时，控制装置120不会产生载波信号，如图2A所示。当确认异物不存在时，控制装置120会于传输期间T2产生载波信号，且载波信号会通过传输装置110输出，如图2B所示。在本实施例中，第一软启动期间T1例如小于传输期间T2。举例来说，第一软启动期间T1可以小于或等于1/5的传输期间T2(亦即T1≦(1/5)×T2)，且传输期间T2例如为70毫秒(millisecond,ms)～90毫秒，但本发明实施例不限于此。 [0055] 另外，在控制装置120于传输期间T2产生载波信号后，控制装置120可以通过传输装置110检测是否有信号接收装置的回应信息，其中回应信息为信号接收装置因应于载波信号而产生的。也就是说，控制装置120可以检测信号接收装置邻近于传输装置110(无线电力传输装置100)或是远离传输装置110(无线电力传输装置100)。 [0056] 当控制装置120检测到有回应信息时，表示信号接收装置邻近于传输装置110(无线电力传输装置100)，则控制装置120可以持续提供载波信号，以维持信号接收装置的运作。当控制装置120检测到未有回应信息时，表示信号接收装置远离传输装置110(无线电力传输装置100)，则控制装置120会停止提供载波信号。 [0057] 在控制装置120不产生载波信号或停止提供载波信号后，在第二软启动期间T3，控制装置120可以产生驱动信号至传输装置110，以驱动传输装置110，进而再次检测是否有异物存在，并依据异物是否存在而决定是否提供载波信号。另外，第二软启动期间T3的操作方式与第一软启动期间T1的操作方式相同或相似，可参考第一软启动期间T1的实施例的说明，故在此不再赘述。 [0058] 在本实施例中，第二软启动期间T3的起始位置与第一软启动期间T1的结束位置或传输期间T2的结束位置之间可以具有时间差T11，如图2A或图2B。在一些实施例中，上述时间差T11的大小例如可依据异物是否存在而不同。举例来说，当控制装置120确认异物存在时，控制装置120可以将时间差T11设置较大。当控制装置120确认异物不存在时，控制装置120可以将时间差T11设置较小。 [0059] 在一些实施例中，上述时间差T11的大小例如与传输装置110的电流的感测时间相关。如图3A所示，在传输装置110的电流的感测时间到达预设时间值TP之前，当控制装置120确认传输装置110的电流已达到预设电流值时，控制装置120可以将时间差T11设置较大。在传输装置110的电流的感测时间到达预设时间值TP之后，当控制装置120确认传输装置110的电流未达到预设电流值时，控制装置120可以将时间差T11设置较小。 [0060] 如图3B所示，在传输装置110的电流的感测时间到达预设时间值TP之前，当控制装置120确认传输装置110的电流已达到预设电流值时，控制装置120可以将时间差T11设置较大。另外，在预设时间值TP之前，当控制装置120确认传输装置110的电流已达到预设电流值时，时间差T11的大小可以与感测时间的大小成反比。 [0061] 也就是说，当传输装置110的电流已达到预设电流值的感测时间越小时，控制装置120可以将时间差T11设置较大。当传输装置110的电流已达到预设电流值的感测时间越大时，控制装置120可以将时间差T11设置较小。在传输装置110的电流的感测时间到达预设时间值TP之后，当控制装置120已确认传输装置110的电流未达到预设电流值时，控制装置120可以将时间差T11设置较小。 [0062] 图4为依据本发明的一实施例的无线电力传输装置的操作方法的流程图。在步骤S402中，在第一软启动期间，产生驱动信号至传输装置，以驱动传输装置。在步骤S404中，感测传输装置的电流，以取得电流信息。在步骤S406中，依据电流信息，确定是否有异物存在。 [0063] 当确认异物存在时，进入步骤S408中，不产生载波信号。当确认异物不存在时，进入步骤S410，于传输期间产生载波信号，且载波信号通过传输装置输出。在一些实施例中，上述异物为例如外部异物或金属异物。另外，第一软启动期间例如小于传输期间。 [0064] 图5为图4的步骤S406的详细流程图。在步骤S502中，确认电流信息中的传输装置的电流是否达到预设电流值。当确认电流达到预设电流值时，进入步骤S504，确认异物存在。当确认电流未达到预设电流值时，进入步骤S506，确认异物不存在。 [0065] 图6为图4的步骤S406的另一详细流程图。在步骤S602中，确认电流信息中的传输装置的电流是否达到预设电流值。当确认电流未达到预设电流值时，进入步骤S604，确认异物不存在。当确认电流达到预设电流值时，进入步骤S606，取得电流到达预设电流值的时间值。在步骤S608中，确认时间值是否小于预设时间值。当确认时间值小于预设时间值时，进入步骤S610，确认异物存在。当确认时间值未小于预设时间值时，进入步骤S604，确认异物不存在。 [0066] 图7为依据本发明的另一实施例的无线电力传输装置的操作方法的流程图。在本实施例中，步骤S402～S410与图4的步骤S402～S410相同或相似，可参考图4的实施例的说明，故在此不再赘述。 [0067] 在步骤S702中，通过传输装置检测是否有信号接收装置的回应信息，其中回应信息为信号接收装置因应于载波信号而产生的。当检测有回应信息时，进入步骤S704，持续提供载波信号。当检测未有回应信息时，进入步骤S706，停止提供载波信号。 [0068] 承接步骤S408及步骤S706，在步骤S708中，在第二软启动期间，产生驱动信号至传输装置，以驱动传输装置。接着，执行步骤S404，以再次确认是否有异物存在的操作。在本实施例中，第二软启动期间的起始位置与第一软启动期间的结束位置或传输期间的结束位置之间具有时间差。在一些实施例中，上述时间差的大小例如依据异物是否存在而不同。进一步来说，当异物存在时，时间差例如较大，而当异物不存在时，时间差例如较小。 [0069] 综上所述，本发明所申请的无线电力传输装置及其操作方法，通过在第一软启动期间，产生驱动信号至传输装置，以驱动传输装置，感测传输装置的电流，以取得电流信息，并依据电流信息，确定是否异物存在，且当确认异物存在时，不产生载波信号，以及当确认异物不存在时，于传输期间产生载波信号，且载波信号通过传输装置输出。如此一来，可以有效地确定是否有异物存在，并依据异物是否存在而决定是否提供载波信号，以增加使用上的安全性及便利性。 [0070] 本发明虽以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明的范围，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视本申请权利要求所限定的范围为准。 |
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