感应式电源供应器及其适用的运行方法与流程

本公开属于一种电源供应器领域，特别涉及一种具有可变电容及整流控制的感应式电源供应器及其适用的运行方法。

背景技术：

1、感应式电源供应器(例如通过线圈感应方式传输能量的感应充电器)的主要架构为供电端配置驱动器，以驱动供电端的谐振电容与线圈进行谐振，使供电端的线圈发送电能，再由受电端的线圈接收电能后，经由受电端的谐振电容及线圈进行谐振来提高效能，再利用整流器将电能转换成适合负载使用的电力规格。

2、谐振电容与线圈的谐振频率的变化可影响感应式电源供应器最大可传递功率与效率，又实际运行上，线圈的电感量会因供电端与受电端两端的线圈的感应距离而变动，而感应式电源供应器的不同谐振频率才能最佳化效能，但目前感应式电源供应器中用来进行谐振的电容于生产时即已为固定值，并无法随线圈的感应距离的变化而对应调整，导致感应式电源供应器的效率无法维持在最佳化。

3、因此，如何发展一种可改善上述现有技术缺陷的具有可变电容及整流控制的感应式电源供应器及其运行方法，实为目前迫切的需求。

技术实现思路

1、本公开的目的为提供一种具有可变电容及整流控制的感应式电源供应器及其运行方法，该感应式电源供应器的受电端在供电端处于自谐振状态时，测量谐振频率而获取供电线圈与受电线圈之间的距离，进而根据供电端的供电线圈与受电端的受电线圈之间的距离大小而对应调整受电驱动模块的启用数量，以改变受电端的电容的运行个数，借此调整谐振频率，从而使感应式电源供应器不论供电线圈与受电端的受电线圈之间的距离远近都能达到高效能的效率。

2、为达前述目的，本公开提供一种感应式电源供应器，包含：供电端，连接于电源，且包含：供电线圈，在其两端分别具有第一节点和第二节点；以及供电驱动模块，包含供电谐振电容、供电开关电路及供电驱动器，其中，供电开关电路连接于供电电源，且电连接于供电谐振电容及供电驱动器之间，供电谐振电容还电连接于第一节点，并与供电线圈进行谐振；以及供电控制器，电连接于供电驱动模块，并提供供电驱动信号予供电驱动模块，使供电驱动器依据供电驱动信号驱动供电开关电路，其中供电控制器通过供电驱动信号启用或停用供电驱动模块，以对应控制供电端处于电力传输状态或自谐振状态；以及受电端，架构于以感应方式自供电端接收电力，且包含：受电线圈，电磁耦合于供电线圈，且在其两端分别具有第一节点和第二节点；复数个受电驱动模块，其中每一受电驱动模块包含受电电容、受电开关电路及受电驱动器，受电开关电路连接于感应式电源供应器的输出端，且电连接于受电电容及受电驱动器之间，受电电容还电连接于受电线圈的第一节点；受电控制器，电连接于复数个受电驱动模块，并分别提供复数个受电线圈驱动信号予复数个受电驱动模块，其中，在每一受电驱动模块中，受电驱动器依据受电线圈驱动信号驱动受电线圈开关电路；以及第一信号处理器，电连接于受电线圈的第一节点及受电控制器，且持续接收受电线圈上的受电谐振信号并提供给受电控制器，其中，受电控制器在受电谐振信号的谐振频率低于预设频率时判断供电端处于自谐振状态，在供电端处于自谐振状态时，受电控制器根据谐振频率获取供电线圈与受电线圈之间的距离，且根据距离，受电控制器调整受电驱动模块的启用数量。

3、为达前述目的，本公开另提供一种感应式电源供应器的运行方法，包含步骤：(s1)提供感应式电源供应器的供电端及受电端，其中供电端包含供电线圈、至少一供电驱动模块及供电控制器，至少一供电驱动模块包含供电谐振电容、供电关电路及供电驱动器，受电端包含受电线圈、复数个受电驱动模块、受电控制器及第一受电信号处理器，每一受电驱动模块包含受电电容、受电开关电路及受电驱动器；(s2)利用供电控制器提供供电驱动信号予供电驱动模块，使供电驱动器依据供电驱动信号驱动供电开关电路，并利用受电控制器分别提供复数个受电驱动信号予受电驱动模块，使每一受电驱动模块中的受电驱动器依据受电驱动信号驱动受电开关电路；(s3)利用供电控制器通过供电驱动信号启用或停用供电驱动模块，以对应控制供电端处于电力传输状态或自谐振状态；(s4)利用第一受电信号处理器持续接收受电线圈上的受电谐振信号并提供给受电控制器；以及(s5)利用受电控制器在受电谐振信号的谐振频率低于预设频率时，判断供电端处于自谐振状态，且在供电端处于自谐振状态时，利用受电控制器根据受电线圈上的受电谐振信号的谐振频率获取供电线圈与受电线圈之间的距离，且根据距离大小，受电控制器调整受电驱动模块的启用数量。

1.一种感应式电源供应器，包含：

2.如权利要求1所述的感应式电源供应器，其中该受电控制器预设一第一频率及一第二频率，其中该第一频率为该供电线圈与该受电线圈最靠近时该受电谐振信号的该谐振频率，该第二频率为该供电线圈与该受电线圈在所设定最远感应距离时该受电谐振信号的该谐振频率，该受电控制器还根据所检测到的该受电谐振信号的该谐振频率与该第一频率及该第二频率的比例关系计算该供电线圈与该受电线圈之间的距离。

3.如权利要求1所述的感应式电源供应器，其中该受电端还包含一辅助整流器，与该受电线圈及该受电控制器电连接，用以将该受电线圈的电能进行整流，以提供一直流电能给该受电控制器运行所需。

4.如权利要求3所述的感应式电源供应器，其中该受电端还包含复数个阻隔开关，每一该阻隔开关电连接于对应的该受电开关电路与该感应式电源供应器的该输出端之间，且受该受电控制器控制，该阻隔开关于该感应式电源供应器的该输出端的电压异常时受该控制器控制而关断。

5.如权利要求4所述的感应式电源供应器，其中该受电控制器收到该辅助整流器提供的该直流电能后，每一该受电驱动模块的一初始状态为停止运行，而每一该阻隔开关的初始状态为断开。

6.如权利要求1所述的感应式电源供应器，其中该受电控制器将该受电谐振信号连续两次正负电压转换所经过的时间设定为一谐振周期，并于该谐振周期符合一预设谐振周期的范围内时，计算在该谐振周期1/4的一第一时间位置及在该谐振周期3/4的一第二时间位置，该受电控制器更依据该感应式电源供应的输出需求控制每一该受电驱动模块的一上开关与一下开关的占空比，其中该受电控制器控制每一该受电驱动模块的该上开关与该下开关的其中之一开关的一导通时间的时间中心点对应于该第一时间位置，该上开关与该下开关中的另一开关的一导通时间的时间中心点对应于该第二时间位置。

7.如权利要求1所述的感应式电源供应器，其中该受电驱动模块的个数为两个而构成半桥架构，或该受电驱动模块的个数为四个而构成全桥架构。

8.一种感应式电源供应器的运行方法，包含步骤：

9.如权利要求8所述的运行方法，其中该受电控制器预设一第一频率及一第二频率，其中该第一频率为该供电线圈与该受电线圈最靠近时该受电谐振信号的该谐振频率，该第二频率为该供电线圈与该受电线圈在所设定最远感应距离时该受电谐振信号的该谐振频率，该受电控制器还根据所检测到的该受电谐振信号的该谐振频率与该第一频率及该第二频率的比例关系计算该供电线圈与该受电线圈之间的距离。

10.如权利要求8所述的运行方法，其中该受电端还包含一辅助整流器，与该受电线圈及该受电控制器电连接，用以将该受电线圈的电能进行整流，以提供一直流电能给该受电控制器运行所需。

11.如权利要求10所述的运行方法，其中该受电端还包含复数个阻隔开关，每一该阻隔开关电连接于对应的该受电开关电路与该感应式电源供应器的该输出端之间，且受该受电控制器控制，该阻隔开关于该感应式电源供应器的该输出端的电压异常时受该控制器控制而关断。

12.如权利要求11所述的运行方法，其中该受电控制器收到该辅助整流器提供的该直流电能后，每一该受电驱动模块的一初始状态为停止运行，而每一该阻隔开关的初始状态为断开。

13.如权利要求8所述的运行方法，其中该步骤(s2)还包含：

14.如权利要求8所述的运行方法，其中该受电驱动模块的个数为两个而构成半桥架构，或该受电驱动模块的个数为四个而构成全桥架构。