感应式电源供应器及其金属异物检测方法
【专利摘要】本发明公开了一种感应式电源供应器及其金属异物检测方法，用来检测该感应式电源供应器的一电力发送范围内是否存在金属异物。该方法包括中断该感应式电源供应器的至少一驱动信号，以停止对该感应式电源供应器的一供电线圈进行驱动；在该供电线圈停止驱动中的一第一期间内，取得一第一衰减斜率，并在该供电线圈停止驱动中的一第二期间内，取得一第二衰减斜率；以及根据该第一衰减斜率及该第二衰减斜率来判断该感应式电源供应器的该电力发送范围内是否存在金属异物。
【专利说明】
感应式电源供应器及其金属异物检测方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种用于感应式电源供应器的方法，尤其涉及一种可侦测感应式电源 供应器的电力发送范围内是否存在金属异物的方法。
【背景技术】
[0002] 感应式电源供应器包括供电端与受电端，供电端通过驱动电路推动供电线圈产生 谐振，进而发出射频电磁波，再通过受电端的线圈接收电磁波能量后进行电性转换，以产生 直流电源提供给受电端装置。一般来说，线圈两面都可发送与接收电磁波，因此线圈的非感 应面往往会加装磁性材料，使电磁能量集中在感应侧，磁性材料贴近于线圈会加大线圈电 感量，进而提升电磁感应能力。另外，电磁能量若施加于金属体上，会对其产生加热效果，其 原理与电磁炉相同。因此，磁性材料的另一效用在于阻隔电磁能量，以避免其干扰线圈后端 装置的运作，同时避免电磁能量对周遭金属产生加热作用而发生危险。
[0003] 在感应式电源供应器中，供电端与受电端分别通过线圈感应进行电力与控制信号 的传送，安全性为必要的考虑因素。然而，在实际应用时，用户可能有意或无意地在两个感 应线圈之间插入金属异物。供电过程中若出现金属异物时，线圈产生的电磁能量会对其造 成巨大的加热作用，而发生燃烧或爆炸等意外。因此，业界非常重视此安全议题，且相关商 品必须具备侦测金属异物是否存在的能力，当金属异物存在时，需要关闭电源输出以进行 保护。
[0004] 现有技术是通过供电端输出功率与受电端接收功率的量测，进行功率损耗的计 算，并通过计算出的功率损耗与预定临界值进行判断，若功率损耗超过临界值时，则判别为 存在金属异物。然而，上述判别金属异物的方法往往无法达到有效的保护功能，例如，当硬 币、钥匙或回形针等体积较小的金属异物存在供电端的电力发送范围内时，上述方法可能 无法有效判别出来。若将判别的临界值设定得较严谨时，微小的噪声干扰即可能被误判为 金属异物，造成不必要的断电。鉴于此，现有技术实有改进的必要。
【发明内容】
[0005] 因此，本发明的主要目的即在于提供一种可侦测感应式电源供应器的电力发送范 围内是否存在金属异物的方法及其感应式电源供应器，以实现更有效的金属异物侦测，进 而提升感应式电源供应器的保护效果。
[0006] 本发明公开了一种用于一感应式电源供应器的方法，用来检测该感应式电源供应 器的一电力发送范围内是否存在金属异物。该方法包括中断该感应式电源供应器的至少一 驱动信号，以停止对该感应式电源供应器的一供电线圈进行驱动;在该供电线圈停止驱动 中的一第一期间内，取得一第一衰减斜率，并在该供电线圈停止驱动中的一第二期间内，取 得一第二衰减斜率；以及根据该第一衰减斜率及该第二衰减斜率来判断该感应式电源供应 器的该电力发送范围内是否存在金属异物。
[0007] 本发明还公开了一种感应式电源供应器，其包括一供电模块，该供电模块包括一 供电线圈、一谐振电容、至少一供电驱动单元及一处理器。该谐振电容耦接于该供电线圈， 可用来搭配该供电线圈进行谐振。该至少一供电驱动单元耦接于该供电线圈及该谐振电 容，可用来发送至少一驱动信号到该供电线圈，以驱动该供电线圈产生能量，并中断该至少 一驱动信号以停止对该供电线圈进行驱动。该处理器可用来接收该供电线圈上的一线圈信 号，并执行以下步骤:在该供电线圈停止驱动中的一第一期间内，取得一第一衰减斜率，并 在该供电线圈停止驱动中的一第二期间内，取得一第二衰减斜率；以及根据该第一衰减斜 率及该第二衰减斜率来判断该感应式电源供应器的该电力发送范围内是否存在金属异物。
[0008] 本发明还公开了一种用于一感应式电源供应器的方法，用来检测该感应式电源供 应器的一电力发送范围内是否存在金属异物。该方法包括中断该感应式电源供应器的至少 一驱动信号，以停止对该感应式电源供应器的一供电线圈进行驱动;设定一参考电压电平； 在该供电线圈停止驱动时，侦测该供电线圈的一线圈信号，以取得该线圈信号连续两次上 升到超过该参考电压电平的时间点;根据该线圈信号连续两次上升到超过该参考电压电平 的时间点，取得该线圈信号在该供电线圈停止驱动时的一振荡周期长度；以及根据该振荡 周期长度，取得该供电线圈停止驱动时该线圈信号的一衰减斜率。
【附图说明】
[0009] 图1为本发明实施例一感应式电源供应器的示意图。
[0010] 图2为本发明实施例一金属异物判断流程的示意图。
[0011] 图3为本发明实施例感应式电源供应器的供电线圈运作的波形示意图。
[0012] 图4为本发明实施例在供电线圈停止驱动时判断线圈信号衰减斜率的波形示意 图。
[0013] 图5为本发明实施例在金属异物存在的情况下，在供电线圈停止驱动时判断线圈 信号衰减斜率的波形示意图。
[0014] 图6为本发明实施例在大型金属异物存在的情况下，在供电线圈停止驱动时判断 线圈信号衰减斜率的波形示意图。
[0015] 图7为本发明另一实施例在供电线圈停止驱动时判断线圈信号衰减斜率的波形示 意图。
[0016] 图8为本发明实施例一峰值电压判断流程的示意图。
[0017] 图9为本发明实施例一金属异物判断详细流程的示意图。
[0018] 图10为本发明实施例另一感应式电源供应器的示意图。
[0019] 图11为图10的感应式电源供应器中供电线圈停止驱动时判断线圈信号衰减斜率 的波形示意图。
[0020] 其中，附图标记说明如下：
[0021] 1〇〇、1〇〇' 感应式电源供应器
[0022] 1 供电模块
[0023] 111 处理器
[0024] 112 时钟产生器
[0025] 113,114 供电驱动单元
[0026] 115 谐振电容
[0027] 116 供电线圈
[0028] 117、217 磁导体
[0029] 130 分压电路
[0030] 131、132 分压电阻
[0031] Ml~Μ4、ΜΓ、Μ2' 比较器模块
[0032] 141、142、143、144 比较器
[0033] 151、152、153、154 数字模拟转换器
[0034] C1 线圈信号
[0035] D1、D2 驱动信号
[0036] VI~V4 波峰电压电平
[0037] CR1~CR4 比较结果
[0038] V_ref 参考电压电平
[0039] 2 受电模块
[0040] 21 负载单元
[0041] 216 受电线圈
[0042] 3 金属异物
[0043] 20 金属异物判断流程
[0044] 200 ~214 步骤
[0045] A、B、C 时间区间
[0046] tl、t2 时间点
[0047] 80 峰值电压判断流程
[0048] 800 ~824 步骤
[0049] 90 金属异物判断详细流程
[0050] 900 ~918 步骤
【具体实施方式】
[0051] 请参考图1，图1为本发明实施例一感应式电源供应器100的示意图。如图1所示，感 应式电源供应器100包括一供电模块1及一受电模块2。供电模块1包括一供电线圈116及一 谐振电容115。其中，供电线圈116可用来发送电磁能量到受电模块2以进行供电，谐振电容 115耦接于供电线圈116,可用来搭配供电线圈116进行谐振。此外，在供电模块1中，可选择 性地采用磁性材料所构成的一磁导体117,用来提升供电线圈116的电磁感应能力，同时避 免电磁能量影响线圈非感应面方向的物体。
[0052] 为控制供电线圈116及谐振电容115的运作，供电模块1还包括一处理器111、一时 钟产生器112、供电驱动单元113及114、一分压电路130及比较器模块Ml~M4。供电驱动单元 113及114耦接于供电线圈116及谐振电容115,可分别发送驱动信号D1及D2到供电线圈116， 其可接收处理器111的控制，用以驱动供电线圈116产生并发送能量。供电驱动单元113及 114两者同时运作时，可进行全桥驱动。在部分实施例中，也可仅开启供电驱动单元113及 114其中一者，或是仅布置一个供电驱动单元113或114,以进行半桥驱动。时钟产生器112耦 接于供电驱动单元113及114,可用来控制供电驱动单元113及114发送驱动信号D1及D2或中 断驱动信号D1及D2。时钟产生器11 2可以是一脉冲宽度调变产生器（Pulse Width Modulation generator，PWM generator)或其它类型的时钟产生器，用来输出一时钟信号 到供电驱动单元113及114。处理器111可接收供电线圈116上的线圈信号C1(即供电线圈116 及谐振电容115之间的电压信号）的相关信息，并根据线圈信号C1来判断感应式电源供应器 100的电力发送范围内是否存在一金属异物3。分压电路130包括分压电阻131及132,其可对 供电线圈116上的线圈信号C1进行衰减以后，将其输出到处理器111及比较器模块Ml~M4。 在部分实施例中，若处理器111及比较器模块Ml~M4等电路具有足够的耐压，也可不采用分 压电路130,直接由处理器111接收供电线圈116上的线圈信号C1。此外，比较器模块Ml~M4 分别由一比较器及一数字模拟转换器(Digital to Analog Converter，DAC)所构成，可用 来追踪线圈信号Cl的峰值。至于其他可能的组成组件或模块，如供电单元、显示单元等，可 视系统需求而增加或减少，故在不影响本实施例的说明下，略而未示。
[0053] 请继续参考图1。受电模块2包括一受电线圈216,其可用来接收供电线圈116的供 电。在受电模块2中，也可选择性地采用磁性材料所构成的一磁导体217,以提升受电线圈 216的电磁感应能力，同时避免电磁能量影响线圈非感应面方向的物体。受电线圈216并将 接收到的电力传送到后端的负载单元21。在受电模块2中，其他可能的组成组件或模块，如 稳压电路、谐振电容、整流电路、信号反馈电路、受电端处理器等，可视系统需求而增加或减 少，故在不影响本实施例的说明下，略而未示。
[0054] 不同于现有技术中，供电端与受电端需同时进行功率量测，以通过功率损耗来判 断金属异物，本发明只需要在供电端进行线圈信号的判读，即可判断供电线圈的电力发送 范围内是否存在金属异物。请参考图2,图2为本发明实施例一金属异物判断流程20的示意 图。如图2所示，金属异物判断流程20可用于一感应式电源供应器的供电端(如图1的感应式 电源供应器100的供电模块1 )，其包括以下步骤：
[0055] 步骤200:开始。
[0056]步骤202:中断感应式电源供应器100的驱动信号D1及D2,以停止对供电线圈116进 行驱动。
[0057] 步骤204:设定一参考电压电平V_ref。
[0058]步骤206:在供电线圈116停止驱动时，侦测供电线圈116的线圈信号Cl，以取得线 圈信号C1连续两次上升到超过参考电压电平V_ref的时间点。
[0059] 步骤208:根据线圈信号C1连续两次上升到超过参考电压电平V_ref的时间点，取 得线圈信号C1在供电线圈116停止驱动时的一振荡周期长度。
[0060] 步骤210:根据振荡周期长度，在供电线圈116停止驱动中的一第一期间内，取得一 第一衰减斜率，并在供电线圈116停止驱动中的一第二期间内，取得一第二衰减斜率。
[0061] 步骤212:根据第一衰减斜率及第二衰减斜率来判断感应式电源供应器100的电力 发送范围内是否存在金属异物3。
[0062] 步骤214:结束。
[0063]根据金属异物判断流程20,在感应式电源供应器100的供电模块1中，驱动信号D1 及D2在驱动过程中会中断一段时间，此时，供电驱动单元113及114会停止对供电线圈116进 行驱动(步骤202)。一般来说，当供电线圈116正常驱动时，供电驱动单元113及114所输出的 驱动信号D1及D2是互为反相的方波，在此情况下，供电线圈116上的线圈信号C1会呈现稳定 的上下振荡，其振荡频率等于驱动信号D1及D2的频率，如图3的时间区间A所示。上述振荡频 率可由处理器111或时钟产生器112来控制。当供电线圈116停止驱动时，因供电线圈116与 谐振电容115之间仍存在能量，线圈信号C1会继续振荡并逐渐衰减。图3的时间区间B绘出了 线圈信号C1进行衰减振荡的情形，当驱动信号D1及D2中断时，原先以方波形式输出的驱动 信号D1及D2同时停留在低电位并停止驱动供电线圈116,此时，线圈信号C1开始衰减并持续 振荡，其振荡频率可由供电线圈116与谐振电容115搭配所产生的电感值L及电容值C来决 定，即
[0065] 接着，可设定一参考电压电平V_ref (步骤204)，举例来说，参考电压电平￥_^€可 由系统预先设定或由处理器111进行设定。当供电线圈116停止驱动时，处理器111可侦测供 电线圈116的线圈信号C1，以取得线圈信号C1连续两次上升到超过参考电压电平V_ref的时 间点（步骤206)。一般来说，参考电压电平￥_^€可设定为等于或接近于零电位。进一步地， 处理器111即可根据线圈信号C1连续两次上升到超过参考电压电平V_ref的时间点，取得线 圈信号C1在供电线圈116停止驱动时的一振荡周期长度(步骤208)。即，当参考电压电平V_ ref接近于线圈信号Cl的中间电压时(接近于零电位），线圈信号Cl连续两次上升到超过参 考电压电平V_ref的时间点的距离会等于线圈信号C1的振荡周期长度。根据振荡周期长度， 处理器111可在供电线圈116停止驱动中的一第一期间内，取得一第一衰减斜率，并在供电 线圈116停止驱动中的一第二期间内，取得一第二衰减斜率(步骤210)，其中，第二期间位于 第一期间以后。处理器111即可根据第一衰减斜率及第二衰减斜率来判断感应式电源供应 器100的电力发送范围内是否存在金属异物3(步骤212)。接着，在图3的时间区间C中，可通 过移相方式或变频方式重新启动驱动信号D1及D2,以避免线圈信号C1的振幅瞬间大幅上升 而造成电路组件烧毁。
[0066] 值得注意的是，若感应式电源供应器100的电力发送范围内不存在金属异物时，线 圈信号C1在驱动信号D1及D2中断驱动的情况下会自然衰减并持续振荡，其信号衰减斜率会 维持固定。另一方面，若感应式电源供应器100的电力发送范围内存在金属异物时，线圈信 号C1在驱动信号D1及D2中断驱动的情况下也会持续衰减，但衰减行为与前者不同。详细来 说，当金属异物存在时，线圈信号C1会先以较大的斜率衰减，且衰减斜率会逐渐缩小。
[0067] 若欲取得线圈信号C1的衰减斜率，需先取得线圈信号C1的波峰位置及其峰值，以 判断峰值的衰减。在供电线圈116正常驱动的期间（如图3的时间区间A)，线圈信号C1的周期 和频率可由驱动信号D1及D2进行控制，即，线圈信号C1的周期可和驱动信号D1及D2同步。在 此情形下，处理器111可在每一线圈驱动周期内取得线圈信号C1的波峰位置，其详细运作方 式记载于中国专利申请案201610296710.2。然而，在供电线圈116停止驱动的期间（如图3的 时间区间B)，线圈信号C1自谐振的周期和频率是由线圈电感量及谐振电容来决定。一般来 说，供电模块1所使用的谐振电容115往往存在一定程度的误差，因而无法取得准确的电容 值。此外，供电线圈116的电感值也会存在一定的误差，且实际在线圈上产生振荡的电感量 可能受到磁导体117、金属异物或负载等外界因素影响而出现差异。在此情形下，难以通过 理论上的运算来取得线圈信号C1实际进行振荡的频率。因此，本发明根据参考电压电平V_ ref的设定，来取得线圈信号Cl连续两次上升到超过参考电压电平V_ref的时间点，并据此 取得线圈信号Cl的振荡周期长度。
[0068]请参考图4,图4为本发明实施例在供电线圈116停止驱动时判断线圈信号C1衰减 斜率的波形示意图。图4绘出线圈信号C1、驱动信号D1及D2以及比较结果CR1~CR4。其中，比 较结果CR1~CR4分别为图1中比较器模块Ml~M4的输出。当供电线圈116停止驱动时，驱动 信号D1及D2停留在低电位。此时，处理器111可先通过比较器模块Ml来取得线圈信号C1连续 两次上升到超过参考电压电平乂_^€的时间点。如上所述，参考电压电平￥_^€较佳地被设 定于零电位附近，这是因为线圈信号C1为交流电信号，会在正电压及负电压上下振荡。当参 考电压电平V_ref为零电位时，线圈信号C1必然会通过参考电压电平V_ref。比较器模块Ml 包括一比较器141及一数字模拟转换器151。详细来说，处理器111可输出参考电压电平V_ ref到数字模拟转换器151，数字模拟转换器151再将参考电压电平V_ref的数字值转换为模 拟电压以后，由比较器141将参考电压电平￥_^€的模拟电压与线圈信号C1进行比较。因此， 比较器141可输出一方波信号到处理器，该方波信号的上升缘即可对应到线圈信号C1上升 到超过参考电压电平V_ref的时间点。进一步而言，处理器111可在一第一谐振周期中，在线 圈信号C1上升到超过参考电压电平V_ref的时间点上起始一定时器(如图4的时间点11)。接 着，在相邻于第一谐振周期的一第二谐振周期中，处理器111可在线圈信号C1上升到超过参 考电压电平V_r e f的时间点上停止该定时器(如图4的时间点12)。如此一来，定时器的计时 期间即可被设定为线圈信号C1的振荡周期长度。值得注意的是，本领域的技术人员应可知， 上述通过比较器模块Ml来取得线圈信号C1频率的方式仅为本发明众多实施方式当中的一 种，在其它实施例中，也可通过比较器模块M2、M3或M4来侦测线圈信号C1的振荡周期长度。 [0069]在取得线圈信号C1的振荡周期长度以后，处理器11可进一步根据上述比较器模块 Ml的判断结果来取得每一谐振周期中的波峰位置，并设定波峰电压电平VI~V4来追踪峰值 的电压。如图4所示，当供电线圈116停止驱动时，线圈信号C1会自然衰减并持续振荡。此时， 比较器模块Ml~M4可分别在四个不同位置追踪峰值。
[0070] 详细来说，在感应式电源供应器100的供电模块1中，驱动信号D1及D2每隔一段预 定时间会中断一次，并可设定中断的时间长度等于一预定值，以图4为例，驱动信号D1及D2 中断的时间长度大约可供线圈信号C1自行振荡15个周期。较佳地，当驱动信号D1及D2中断 并停止驱动供电线圈116以后，处理器111可在第2到第3个振荡周期中取得线圈信号C1上升 到超过参考电压电平V_ ref的时间点，进而取得线圈信号C1的振荡周期长度，并计算出后续 每一周期中的波峰位置。在其它实施例中，也可在其它振荡周期内进行周期长度的判断。接 着，在供电线圈116停止驱动的期间内，比较器模块Ml~M4可取出供电线圈116的线圈信号 C1振荡的多个峰值，并将此多个峰值分别与前一次供电线圈116停止驱动时产生的多个波 峰电压电平中相对应的一波峰电压电平进行比较。其中，每一比较器模块Ml~M4都可对应 到一峰值及一波峰电压电平，并用来比较该峰值与该波峰电压电平。因此，用来进行判别的 波峰电压电平的数量会等于比较器模块的数量，也会等于比较器模块取出的峰值数量，其 中，每一波峰电压电平分别用来追踪每一峰值的电压。在此例中，比较器模块Ml~M4共可用 来取出四个峰值，并使用四个波峰电压电平VI~V4来进行追踪。
[0071] 请继续参考图4,当处理器111取得线圈信号C1的振荡周期长度以及波峰位置以 后，比较器模块Ml~M4可分别取出线圈信号C1停止驱动后第7、第8、第12及第13个振荡周期 中的峰值，如图4所示。处理器111可将前一次供电线圈116停止驱动时更新的波峰电压电平 VI~V4分别输入到比较器模块Ml~M4,以供比较器模块Ml~M4进行比较。详细来说，在前一 阶段用来比较线圈信号C1与参考电压电平￥_^€的比较器模块Ml，此时可用来比较波峰电 压电平VI及线圈信号C1的第7个峰值。其中，数字模拟转换器151可从处理器111接收波峰电 压电平VI的数字值，再将其转换为模拟电压以后，由比较器141将波峰电压电平VI的模拟电 压与线圈信号C1进行比较，并输出比较结果CR1。接着，处理器111可根据比较结果CR1，判断 线圈信号C1的第7个峰值是否到达波峰电压电平VI。当该峰值到达波峰电压电平VI时，处理 器111可提高波峰电压电平VI的数值；当该峰值未到达波峰电压电平VI时，处理器111可降 低波峰电压电平VI的数值。如此一来，波峰电压电平VI可持续追踪线圈信号C1停止驱动后 第7个峰值的电压。
[0072]同理，比较器模块M2可用来比较波峰电压电平V2及线圈信号C1的第8个峰值。比较 器模块M2包括一比较器142及一数字模拟转换器152。数字模拟转换器152可从处理器111接 收波峰电压电平V2的数字值，再将其转换为模拟电压以后，由比较器142将波峰电压电平V2 的模拟电压与线圈信号C1进行比较，并输出比较结果CR2。接着，处理器111可根据比较结果 CR2,判断线圈信号C1的第8个峰值是否到达波峰电压电平V2。当该峰值到达波峰电压电平 V2时，处理器111可提高波峰电压电平V2的数值；当该峰值未到达波峰电压电平V2时，处理 器111可降低波峰电压电平V2的数值。如此一来，波峰电压电平V2可持续追踪线圈信号C1停 止驱动后第8个峰值的电压。比较器模块M3可用来比较波峰电压电平V3及线圈信号C1的第 12个峰值。比较器模块M3包括一比较器143及一数字模拟转换器153。数字模拟转换器153可 从处理器111接收波峰电压电平V3的数字值，再将其转换为模拟电压以后，由比较器143将 波峰电压电平V3的模拟电压与线圈信号C1进行比较，并输出比较结果CR3。接着，处理器111 可根据比较结果CR3,判断线圈信号C1的第12个峰值是否到达波峰电压电平V3。当该峰值到 达波峰电压电平V3时，处理器111可提高波峰电压电平V3的数值；当该峰值未到达波峰电压 电平V3时，处理器111可降低波峰电压电平V3的数值。如此一来，波峰电压电平V3可持续追 踪线圈信号C1停止驱动后第12个峰值的电压。比较器模块M4可用来比较波峰电压电平V4及 线圈信号C1的第13个峰值。比较器模块M4包括一比较器144及一数字模拟转换器154。数字 模拟转换器154可从处理器111接收波峰电压电平V4的数字值，再将其转换为模拟电压以 后，由比较器144将波峰电压电平V4的模拟电压与线圈信号C1进行比较，并输出比较结果 CR4。接着，处理器111可根据比较结果CR4,判断线圈信号C1的第13个峰值是否到达波峰电 压电平V4。当该峰值到达波峰电压电平V4时，处理器111可提高波峰电压电平V4的数值；当 该峰值未到达波峰电压电平V4时，处理器111可降低波峰电压电平V4的数值。如此一来，波 峰电压电平V4可持续追踪线圈信号C1停止驱动后第13个峰值的电压。
[0073]在上述峰值判断过程中，更新后的波峰电压电平VI~V4可存储在处理器111中的 寄存器，以供下次判断使用。如此一来，在每一次供电线圈116停止驱动时，处理器111都会 根据比较结果CR1~CR4来更新波峰电压电平VI~V4,使波峰电压电平VI~V4持续追踪线圈 信号C1的峰值电压。因此，当波峰电压电平VI~V4都可顺利追踪相对应的峰值电压时，处理 器111即可通过波峰电压电平VI~V4来取得线圈信号C1的衰减斜率。
[0074]进一步地，由于波峰电压电平VI~V4是用来追踪线圈信号C1的峰值电压，在波峰 电压电平VI~V4稳定时即可被视为线圈信号C1的峰值电压，因此，处理器111可根据波峰电 压电平VI~V4来计算第一衰减斜率及第二衰减斜率。详细来说，处理器111可将波峰电压电 平VI与波峰电压电平V2的差除以第7个波峰与第8个波峰的距离（即线圈信号Cl的1个振荡 周期长度），以计算出第一衰减斜率，并将波峰电压电平V3与波峰电压电平V4的差除以第12 个波峰与第13个波峰的距离（即线圈信号C1的1个振荡周期长度），以计算出第二衰减斜率。 如上所述，当供电线圈116停止驱动时，线圈信号C1在金属异物存在与不存在的情况下会产 生不同的衰减行为。其中，当金属异物不存在时，线圈信号C1的衰减斜率会维持固定；当金 属异物存在时，线圈信号C1会先以较大斜率衰减，且衰减斜率会逐渐缩小。在上述峰值判断 过程中，处理器111可在线圈信号C1衰减前期取得第7个及第8个峰值电压，进而取得第一衰 减斜率;并在线圈信号C1衰减后期取得第12个及第13个峰值电压，进而取得第二衰减斜率。 在一实施例中，可设定一金属异物判断累加器，作为判断金属异物的指标。当线圈信号C1衰 减前期的第一衰减斜率减去衰减后期的第二衰减斜率而得的数值大于一第一临界值时(代 表前期衰减斜率较大），处理器111可判断金属异物存在，并提高金属异物判断累加器的数 值;反之，当线圈信号C1衰减前期的第一衰减斜率减去衰减后期的第二衰减斜率而得的数 值小于一第一临界值时(代表衰减斜率几乎不变），处理器111可判断金属异物不存在，并降 低金属异物判断累加器的数值。进一步地，当金属异物判断累加器的数值持续累加到超过 一第二临界值时，处理器111即可判断感应式电源供应器100的电力发送范围内存在金属异 物，进而执行断电或其它保护措施。
[0075] 如图4所示，当供电线圈116停止驱动（即驱动信号D1及D2中断）时，线圈信号C1以 固定的斜率自然衰减，代表金属异物不存在的情况。
[0076] 请参考图5,图5为本发明实施例在金属异物存在的情况下，在供电线圈116停止驱 动时判断线圈信号C1衰减斜率的波形示意图。同样地，图5也包括线圈信号C1、驱动信号D1 及D2以及比较结果CR1~CR4。由图5中线圈信号C1的波形可知，线圈信号C1会先以较大的斜 率衰减，且衰减斜率逐渐缩小，代表金属异物存在的情况。需注意的是，金属异物的存在会 影响线圈信号C1的振荡频率，因此每一次供电线圈116停止驱动时，都需要判断线圈信号C1 连续两次上升到超过参考电压电平V_ref的时间点，进而取得该次供电线圈116停止驱动期 间采用的振荡周期长度。由于每次供电线圈116停止驱动的时间极短，在极短时间内，可视 为供电线圈116振荡频率不会发生变化。
[0077] 请参考图6,图6为本发明实施例在大型金属异物存在的情况下，在供电线圈116停 止驱动时判断线圈信号C1衰减斜率的波形示意图。同样地，图6也包括线圈信号C1、驱动信 号D1及D2以及比较结果CR1~CR4。图6绘出感应式电源供应器100的电力发送范围内存在大 型金属异物的情况。由图6中线圈信号C1的波形可知，线圈信号C1会先以较大的斜率衰减， 且衰减斜率迅速缩小。相较于图5的情况，在图6的实施例中，第一衰减斜率及第二衰减斜率 会存在更大的差异，代表感应式电源供应器100的电力发送范围内存在较大的金属异物，具 有更尚的危险性。
[0078] 在一实施例中，上述金属异物判断累加器数值的调整方式可随着第一衰减斜率及 第二衰减斜率的差异多寡来进行调整。也就是说，若第一衰减斜率减去第二衰减斜率的数 值较大时，处理器111以较大幅度提高金属异物判断累加器的数值;若第一衰减斜率减去第 二衰减斜率的数值较小但仍超过第一临界值时，处理器111以较小幅度提高金属异物判断 累加器的数值。通过这样的方式，具有高危险性的大型金属异物可使金属异物判断累加器 迅速达到第二临界值使感应式电源供应器100迅速断电。此外，稍微影响衰减斜率的噪声也 不易大幅度改变金属异物判断累加器的数值而造成错误的断电。
[0079] 值得注意的是，本发明可通过波峰电压电平来追踪峰值电压，并使用波峰电压电 平来取得线圈信号的衰减斜率，以判断线圈信号的衰减行为，进而判断感应式电源供应器 的电力发送范围内是否存在金属异物。在此情形下，需要准确地判断出波峰的位置并取出 峰值。然而，由于线圈信号振荡的速度极快，且每一次振荡都伴随一定程度的衰减，此外，在 驱动信号中断的情况下，线圈信号振荡的频率往往不同于驱动信号的频率而无法受控于处 理器。因此，在线圈信号高速振荡时，一般模拟数字转换器（Analog to Digital Converter，ADC)的采样速度不够快且往往存在一定的采样时间，因而难以准确地取出线圈 信号的峰值。在此情况下，本发明通过比较器模块来追踪线圈信号，并根据线圈信号是否超 过波峰电压电平来调整波峰电压电平的数值，使波峰电压电平持续追踪线圈信号的特定峰 值，并随着比较器模块的比较结果来进行微调。如此一来，本发明可有效地根据波峰电压电 平来判断线圈信号的衰减行为，进而判断感应式电源供应器的电力发送范围内是否存在金 属异物。
[0080] 进一步地，由于波峰电压电平并非实际的峰值电压，因此，在部分情况下，特别是 当感应式电源供应器的负载发生变化或出现金属异物干扰，而造成线圈信号不稳定时，波 峰电压电平可能不等于峰值电压。详细来说，当线圈信号不稳定时，一峰值电压可能瞬间上 升，使得相对应的波峰电压电平小于该峰值电压且两者存在一定距离，此时，波峰电压电平 需连续上升多次，以追上峰值电压的大小。在此情形下，在连续多次供电线圈停止驱动的期 间，该峰值都到达相对应的波峰电压电平（即比较结果为发生触发），使得波峰电压电平需 持续上升，而在波峰电压电平持续上升的过程中无法取得正确的峰值电压，可暂时停止执 行上述根据衰减斜率来判断金属异物的步骤。同样地，当线圈信号不稳定时，一峰值电压可 能瞬间下降，使得相对应的波峰电压电平大于该峰值电压且两者存在一定距离，此时，波峰 电压电平需连续下降多次，以追上峰值电压的大小。在此情形下，在连续多次供电线圈停止 驱动的期间，该峰值都未到达相对应的波峰电压电平（即比较结果为无触发），使得波峰电 压电平需持续下降，而在波峰电压电平持续下降的过程中无法取得正确的峰值电压，可暂 时停止执行上述根据衰减斜率来判断金属异物的步骤。另一方面，当线圈信号稳定时，波峰 电压电平会顺利追踪相对应的峰值，并随着比较器模块的比较结果而上下微调，此时，波峰 电压电平会出现时而触发时而无触发的情况，代表线圈信号处在稳定的状态且波峰电压电 平可代表峰值电压。在此情形下，可根据波峰电压电平来取得第一衰减斜率及第二衰减斜 率，进而执行上述根据衰减斜率来判断金属异物的步骤。
[0081] 在一实施例中，可设定多个稳定状态参数，用来判断供电线圈的线圈信号是否处 在稳定状态，其中，每一稳定状态参数可对应于一波峰电压电平，且稳定状态参数愈大指示 线圈信号愈稳定。接着，处理器可在一段期间内，针对稳定状态参数及其相对应波峰电压电 平以及相对应峰值来进行判断，以判断峰值连续到达波峰电压电平的一最大连续触发次数 以及峰值连续未到达波峰电压电平的一最大连续未触发次数。由上述可知，若最大连续触 发次数或最大连续未触发次数较大，代表波峰电压电平持续上升或下降，尚未到达峰值电 压;若最大连续触发次数及最大连续未触发次数较小，代表波峰电压电平在相对应峰值附 近并持续追踪。在此情况下，处理器可在最大连续触发次数及最大连续未触发次数都小于 一预定值时，提高稳定状态参数;或在最大连续触发次数或最大连续未触发次数大于预定 值时，降低稳定状态参数。如此一来，若该多个稳定状态参数都大于一临界值时，代表所有 波峰电压电平都顺利追踪相对应的峰值，此时处理器可进一步计算线圈信号的第一衰减斜 率及第二衰减斜率，进而判断感应式电源供应器的电力发送范围内是否存在金属异物。若 该多个稳定状态参数中任一者小于临界值时，代表至少存在一波峰电压电平尚未到达相对 应的峰值，此时处理器可停止执行上述金属异物的判断方法。
[0082]除此之外，为提升波峰电压电平追踪峰值的速度，可在最新的数个比较结果中，判 断连续出现触发的次数或连续未发生触发的次数。若出现连续多个比较结果都为有触发且 连续触发的次数大于一预定次数时，代表峰值电压可能远大于波峰电压电平，此时可增加 波峰电压电平提升的速度，以加速追踪到峰值电压；同样地，若出现连续多个比较结果都为 无触发且连续无触发的次数大于一预定次数时，代表峰值电压可能远小于波峰电压电平， 此时可增加波峰电压电平降低的速度，以加速追踪到峰值电压。
[0083]值得注意的是，本领域技术人员应当知道，上述采用四个比较器模块Ml~M4及波 峰电压电平VI~V4来分别追踪线圈信号C1在供电线圈116停止驱动时第7、第8、第12及第13 个振荡周期中的峰值电压的实施方式仅为本发明众多实施方式当中的一种。在其它实施例 中，也可取出其它峰值来计算第一衰减斜率及第二衰减斜率。举例来说，可采用第4及第6个 振荡周期中的峰值来计算供电线圈停止驱动前期的第一衰减斜率，并采用第12及第14个振 荡周期中的峰值来计算供电线圈停止驱动后期的第二衰减斜率，以判断两衰减斜率的差 异。在另一实施例中，也可只通过三个峰值来计算出第一衰减斜率及第二衰减斜率。
[0084]请参考图7,图7为本发明另一实施例在供电线圈116停止驱动时判断线圈信号C1 衰减斜率的波形示意图。图7绘出线圈信号C1、驱动信号D1及D2以及比较结果CR1~CR3。在 此例中仅包括三个比较结果CR1~CR3,因此只需要三个比较器模块(如图1中的比较器模块 Ml~M3)即可实现。当供电线圈116停止驱动时，处理器111可先通过比较器模块Ml来取得线 圈信号C1连续两次上升到超过参考电压电平V_ref的时间点。接着，比较器模块Ml~M3可分 别取出线圈信号C1停止驱动后第5、第9及第13个振荡周期中的峰值，并追踪峰值而产生波 峰电压电平VI~V3。进一步地，处理器111可根据波峰电压电平VI~V3来计算第一衰减斜率 及第二衰减斜率。详细来说，处理器111可将波峰电压电平VI与波峰电压电平V2的差除以第 5个波峰与第9个波峰的距离（即线圈信号C1的4个振荡周期长度），以计算出第一衰减斜率， 并将波峰电压电平V2与波峰电压电平V3的差除以第9个波峰与第13个波峰的距离（即线圈 信号C1的4个振荡周期长度），以计算出第二衰减斜率。在此情形下，处理器111也可根据相 同方式，依照第一衰减斜率及第二衰减斜率的差异来调整金属异物判断累加器的数值，进 而判断感应式电源供应器100的电力发送范围内是否存在金属异物。
[0085]值得注意的是，中国专利申请案201610296710.2(参见该案图1)通过一数字模拟 转换器搭配一电压测量电路的比较器来产生参考电压，并通过运算放大器根据参考电压来 放大线圈信号的波峰部分，三个比较器模块再针对放大后的波峰部分进行比较，以判断调 制信号的接收。另一方面，本发明可在供电线圈的驱动信号中断时，通过多个比较器模块来 追踪线圈信号衰减的峰值电压，进而根据其衰减行为来判断金属异物是否存在(参见本发 明图1)。因此，中国专利申请案201610296710.2与本发明具有相似的电路结构，可使用相同 的电路组件来构成。在此情形下，本发明的感应式电源供应器及金属异物判断方法可与中 国专利申请案201610296710.2的感应式电源供应器及其调制信号判读方法相互整合。详细 来说，感应式电源供应器在正常运作时，可切换到正常运作模式，以通过中国专利申请案 201610296710.2所公开的调制信号判读方法以及电路连接方式来执行调制信号的判断。同 时，驱动信号会周期性地中断一小段期间，在驱动信号中断期间（即供电线圈停止驱动期 间）则切换到金属异物侦测模式，依照本发明的电路连接方式(如图1所示）以及金属异物侦 测方法来执行金属异物的判断。一般来说，处理器可控制驱动信号的中断与调制信号的接 收在不同时间之下进行，并设定各电路组件的连接方式在正常运作模式及金属异物侦测模 式之间切换。
[0086] 上述关于感应式电源供应器中断驱动信号并由比较器模块对波峰电压电平与峰 值电压进行比较，使波峰电压电平追踪峰值电压，并判断峰值电压是否稳定的方法可归纳 为一峰值电压判断流程80,如图8所示。峰值电压判断流程80可用于感应式电源供应器100 的供电模块1，其包括以下步骤：
[0087] 步骤800:开始。
[0088] 步骤802:在供电线圈116停止驱动时，处理器111将多个波峰电压电平VI~V4分别 输入相对应的比较器模块Ml~M4。
[0089]步骤804:比较器模块Ml~M4分别判断相对应的峰值是否到达相对应的波峰电压 电平VI~V4而发生触发。若是，则执行步骤806;若否，则执行步骤810。
[0090] 步骤806:提升波峰电压电平的数值。
[0091] 步骤808:若出现连续多个比较结果都为有触发且连续触发的次数大于一预定次 数时，增加波峰电压电平提升的速度。
[0092]步骤810:降低波峰电压电平的数值。
[0093]步骤812:若出现连续多个比较结果都为无触发且连续无触发的次数大于一预定 次数时，增加波峰电压电平降低的速度。
[0094]步骤814:在一期间内，判断一峰值连续到达相对应的波峰电压电平的一最大连续 触发次数以及该峰值连续未到达该波峰电压电平的一最大连续未触发次数。
[0095]步骤816:当该峰值的最大连续触发次数及最大连续未触发次数都小于一预定值 时，提高对应于该峰值的一稳定状态参数，或当该峰值的最大连续触发次数或最大连续未 触发次数大于该预定值时，降低该稳定状态参数。
[0096] 步骤818:判断每一峰值所对应的稳定状态参数是否都大于一临界值。若是，执行 步骤820;若否，执行步骤824。
[0097] 步骤820:执行根据第一衰减斜率及第二衰减斜率来判断感应式电源供应器的电 力发送范围内是否存在金属异物的步骤。
[0098]步骤822:存储更新后的波峰电压电平，以供下一次供电线圈116停止驱动时使用。
[0099] 步骤824:结束。
[0100] 当取得线圈信号上峰值的稳定状态并判断线圈信号稳定以后，处理器可进一步取 得衰减斜率并判断金属异物是否存在，其详细运作方式可归纳为一金属异物判断详细流程 90,如图9所示。金属异物判断详细流程90可用于感应式电源供应器100的供电模块1中的处 理器111，其包括以下步骤：
[0101] 步骤900:开始。
[0102]步骤902:计算第一衰减斜率，其等于波峰电压电平VI与波峰电压电平V2的差除以 相对应的第一波峰与第二波峰的距离。
[0103] 步骤904:计算第二衰减斜率，其等于波峰电压电平V3与波峰电压电平V4的差除以 相对应的第三波峰与第四波峰的距离。
[0104] 步骤906:判断第一衰减斜率减去第二衰减斜率而得的数值是否大于一第一临界 值。若是，则执行步骤908;若否，则执行步骤910。
[0105]步骤908:提高金属异物判断累加器的数值。
[0106] 步骤910:降低金属异物判断累加器的数值。
[0107] 步骤912:判断金属异物判断累加器的数值是否大于一第二临界值。若是，则执行 步骤914;若否，则执行步骤916。
[0108] 步骤914:判断感应式电源供应器100的电力发送范围内存在金属异物。
[0109] 步骤916:判断感应式电源供应器100的电力发送范围内不存在金属异物。
[0110] 步骤918:结束。
[0111] 值得注意的是，金属异物判断详细流程90中产生第一衰减斜率及第二衰减斜率的 方式仅为本发明众多实施方式当中的一种。在其它实施例中，也可测量其它波峰的峰值来 取得供电线圈停止驱动前期的衰减斜率及后期的衰减斜率，以比较衰减斜率是否改变。或 者，也可根据图7的方法，仅根据三个比较器模块以及三个波峰电压电平来实现第一衰减斜 率与第二衰减斜率的运算。在另一实施例中，也可使用更多个比较器模块来追踪更多峰值 电压，以取得更详细的线圈信号衰减行为，进而提升金属异物判断的准确度。
[0112] 在另一实施例中，可进一步减少比较器模块的数量，并缩短供电线圈停止驱动的 时间，以降低驱动信号中断对电力传送造成的影响。此外，由于比较器模块数量的减少，可 达到降低成本的功效。请参考图10,图10为本发明实施例一感应式电源供应器100'的示意 图。如图10所示，感应式电源供应器100'的电路结构相似于图1的感应式电源供应器100,故 具有相同功能的信号或组件都以相同符号表示。感应式电源供应器100'与感应式电源供应 器100的差异在于，感应式电源供应器100'仅包括两个比较器模块ΜΓ~M2'，其中，比较器 模块ΜΓ可用来判断线圈信号C1的振荡周期长度，比较器模块M2'可用来比对各个峰值的电 压与不同波峰电压电平。
[0113] 详细来说，在图1的感应式电源供应器100中，比较器模块Ml~M4分别对应到一峰 值及其相对应的波峰电压电平，并用来比较其对应峰值及波峰电压电平。相较之下，在图10 的感应式电源供应器100'中，比较器模块M2'可用来比较多个峰值及其相对应的波峰电压 电平。当处理器111取得线圈信号C1的振荡周期长度以后，处理器111即可知道供电线圈116 停止驱动时线圈信号C1谐振的峰值位置。因此，当供电线圈116停止驱动时，处理器111可在 各个欲进行比较的峰值位置分别输出相对应的波峰电压电平到比较器模块M2'，比较器模 ±夬]?2'即可依序将每一峰值与前一次供电线圈116停止驱动时产生的对应波峰电压电平进 行比较。举例来说，若欲通过4个波峰电压电平VI~V4来分别追踪4个峰值的电压，在一次供 电线圈116停止驱动的期间，处理器111可在4个波峰的位置分别输出波峰电压电平VI~V4 到比较器模块M2'，比较器模块M2'即可依序进行比较，并回传4次比较结果CR2到处理器 111，处理器111再根据4个比较结果CR2是否发生触发而对应调整波峰电压电平VI~V4的数 值，并根据波峰电压电平VI~V4的数值来进行金属异物的判断。
[0114] 除此之外，在图10的感应式电源供应器100'中，比较器模块ΜΓ则用来判断线圈信 号Cl的振荡周期长度。在此例中，比较器模块ΜΓ取得线圈信号Cl的振荡周期长度与比较器 模块M2'追踪峰值电压是在同一时间进行，以缩短供电线圈116停止驱动的时间。如上所述， 供电线圈116停止驱动时的振荡频率在短时间内不会发生变化，因此，处理器111可将前一 次供电线圈116停止驱动时取得的振荡周期长度用于线圈信号C1波峰位置的判断(供电线 圈116停止驱动的周期极短）。同样地，处理器111可输出参考电压电平V_ref到比较器模块 ΜΓ，以根据比较器模块ΜΓ的输出结果来判断线圈信号C1连续两次上升到超过参考电压电 平乂_^丨的时间点（即比较器模块ΜΓ的比较结果CR1的信号上升缘）。或者，处理器111也可 连续测量多次线圈信号C1上升到超过参考电压电平V_ ref的时间点，以通过多个线圈振荡 周期的平均值来计算振荡周期长度，进而提升判断振荡周期长度的准确度。在另一实施例 中，也可改用比较结果CR1的信号的下降缘作为振荡周期长度的判断依据，而不限于此。
[0115] 请参考图11，图11为感应式电源供应器100'中供电线圈116停止驱动时判断线圈 信号C1衰减斜率的波形示意图。图11绘出线圈信号C1、驱动信号D1及D2以及比较结果CR1及 CR2。其中，比较结果CR1及CR2分别为图10中比较器模块ΜΓ及M2'的输出。当供电线圈116停 止驱动时，处理器111可输出参考电压电平V_ref到比较器模块ΜΓ，以通过比较器模块ΜΓ 来取得线圈信号C1的振荡周期长度。处理器111并可在供电线圈116停止驱动以后，取出线 圈信号C1的第2、第3、第6及第7个振荡周期中的峰值电压。详细来说，在第2、第3、第6及第7 个波峰位置上，处理器111可将前一次供电线圈116停止驱动时更新的波峰电压电平VI~V4 依序在线圈信号C1的第2、第3、第6及第7个波峰出现的时间点输入到比较器模块M2'，并从 比较器模块M2 '依序接收比较结果CR2，并根据比较结果CR2对应更新波峰电压电平VI~V4 的数值，即，根据比较结果CR2在相对应的位置上是否发生触发来决定相对应波峰电压电平 VI~V4需上升或下降。
[0110]在此例中，驱动信号D1及D2的中断时间极短，大约可供线圈信号C1自行振荡7个周 期。进一步地，由于处理器111已知线圈信号C1在停止驱动时的振荡频率及波峰位置，因此， 可将驱动信号D1及D2的驱动频率设定为相等于线圈信号C1在停止驱动时的振荡频率。当供 电线圈116停止驱动期间结束时，处理器111可直接以相同频率启动驱动信号D1及D2的运 作，并将驱动信号D1及D2的波形接合在线圈信号C1的振荡波形。如此一来，不仅线圈信号C1 可迅速恢复驱动能力，当顺利接合时，线圈信号C1的振幅不会瞬间大幅上升而造成电路组 件烧毁。
[0117] 需注意的是，在图11的实施例中，驱动彳目号D1及D2停止驱动供电线圈116时都停留 在高电位;但在图4的实施例中，驱动信号D1及D2停止驱动供电线圈116时都停留在低电位。 此外，也可控制驱动信号D1及D2停止驱动供电线圈116时，一者停留在高电位而另一者停留 在低电位。上述控制驱动信号D1及D2中断的方式不应为本发明的限制。
[0118] 进一步地，上述用来追踪线圈信号C1停止驱动后第2、第3、第6及第7个振荡周期中 的峰值的波峰电压电平VI~V4可用来计算线圈信号C1的第一衰减斜率及第二衰减斜率，进 而根据衰减斜率的差异来判断金属异物是否存在。其详细运作方式可参考上述说明，在此 不赘述。此外，比较器模块M2'也可用来追踪其它振荡周期中的峰值，或采用其它方式来计 算第一衰减斜率及第二衰减斜率，而不限于此。
[0119] 综上所述，本发明公开了一种可侦测感应式电源供应器的电力发送范围内是否存 在金属异物的方法及其感应式电源供应器。在供电线圈运作的过程中，可中断驱动信号以 停止对供电线圈进行驱动。在供电线圈停止驱动时，处理器可取得供电线圈的信号进行振 荡的频率，并据此判断线圈信号的波峰位置。接着，处理器即可通过比较器模块以及波峰电 压电平来追踪峰值电压，进而通过多个波峰电压电平来计算出线圈信号的衰减斜率。在供 电线圈停止驱动过程中，若线圈信号的衰减斜率的变化大于一预定值，则可判断为金属异 物存在。如此一来，本发明通过线圈信号的衰减斜率的判断，可实现更有效的金属异物侦 测，进而提升感应式电源供应器的保护效果。
[0120]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技 术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修 改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种用于一感应式电源供应器的方法，用来检测该感应式电源供应器的一电力发送 范围内是否存在金属异物，该方法包括： 中断该感应式电源供应器的至少一驱动信号，以停止对该感应式电源供应器的一供电 线圈进行驱动； 在该供电线圈停止驱动中的一第一期间内，取得一第一衰减斜率，并在该供电线圈停 止驱动中的一第二期间内，取得一第二衰减斜率;以及 根据该第一衰减斜率及该第二衰减斜率来判断该感应式电源供应器的该电力发送范 围内是否存在金属异物。2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，该第二期间位于该第一期间以后，且根据该 第一衰减斜率及该第二衰减斜率来判断该感应式电源供应器的该电力发送范围内是否存 在金属异物的步骤包括： 当该第一衰减斜率减去该第二衰减斜率而得的数值大于一第一临界值时，提高一金属 异物判断累加器的数值； 当该第一衰减斜率减去该第二衰减斜率而得的数值小于该第一临界值时，降低该金属 异物判断累加器的数值;以及 当该金属异物判断累加器的数值大于一第二临界值时，判断该感应式电源供应器的该 电力发送范围内存在金属异物。3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，在该供电线圈停止驱动中的该第一期间内， 取得该第一衰减斜率，并在该供电线圈停止驱动中的该第二期间内，取得该第二衰减斜率 的步骤包括： 在该供电线圈停止驱动时，取出该供电线圈的一线圈信号振荡的多个峰值；以及 将该多个峰值分别与前一次该供电线圈停止驱动时产生的多个波峰电压电平中相对 应的一波峰电压电平进行比较。4. 如权利要求3所述的方法，其特征在于，该多个波峰电压电平的数量等于取出的该多 个峰值的数量，且该多个波峰电压电平分别用来追踪该多个峰值的电压。5. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括： 当该多个峰值中一峰值到达该多个波峰电压电平中相对应的一波峰电压电平时，提高 该波峰电压电平的数值，当该峰值未到达该波峰电压电平时，降低该波峰电压电平的数值， 使该波峰电压电平追踪该峰值的电压。6. 如权利要求3所述的方法，其特征在于，该多个峰值包括一第一峰值、一第二峰值、一 第三峰值及一第四峰值，其分别为该供电线圈停止驱动时该线圈信号进行自然振荡的一第 一波峰、一第二波峰、一第三波峰及一第四波峰的数值，其中，该第一衰减斜率等于该第一 波峰电压电平与该第二波峰电压电平的差除以该第一波峰与该第二波峰的距离，该第二衰 减斜率等于该第三波峰电压电平与该第四波峰电压电平的差除以该第三波峰与该第四波 峰的距离。7. 如权利要求3所述的方法，其特征在于，该多个峰值包括一第一峰值、一第二峰值及 一第三峰值，其分别为该供电线圈停止驱动时该线圈信号进行自然振荡的一第一波峰、一 第二波峰及一第三波峰的数值，其中，该第一衰减斜率等于该第一波峰电压电平与该第二 波峰电压电平的差除以该第一波峰与该第二波峰的距离，该第二衰减斜率等于该第二波峰 电压电平与该第三波峰电压电平的差除以该第二波峰与该第三波峰的距离。8. 如权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括： 通过对应于该多个峰值的多个稳定状态参数，判断该供电线圈的该线圈信号是否处在 一稳定状态，该多个稳定状态参数愈大指示该线圈信号愈稳定； 在一第三期间内，判断该多个峰值中一峰值连续到达该多个波峰电压电平中对应于该 峰值的一波峰电压电平的一最大连续触发次数以及该峰值连续未到达该波峰电压电平的 一最大连续未触发次数;以及 当该最大连续触发次数及该最大连续未触发次数都小于一预定值时，提高该多个稳定 状态参数中对应于该峰值的一稳定状态参数，或当该最大连续触发次数或该最大连续未触 发次数大于该预定值时，降低该稳定状态参数。9. 如权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括： 当该多个稳定状态参数都大于一临界值时，执行根据该第一衰减斜率及该第二衰减斜 率来判断该感应式电源供应器的该电力发送范围内是否存在金属异物的步骤;以及 当该多个稳定状态参数中任一稳定状态参数小于该临界值时，停止执行根据该第一衰 减斜率及该第二衰减斜率来判断该感应式电源供应器的该电力发送范围内是否存在金属 异物的步骤。10. -种感应式电源供应器，包括一供电模块，该供电模块包括： 一供电线圈； 一谐振电容，耦接于该供电线圈，用来搭配该供电线圈进行谐振； 至少一供电驱动单元，耦接于该供电线圈及该谐振电容，用来发送至少一驱动信号到 该供电线圈，以驱动该供电线圈产生能量，并中断该至少一驱动信号以停止对该供电线圈 进行驱动；以及 一处理器，用来接收该供电线圈上的一线圈信号，并执行以下步骤： 在该供电线圈停止驱动中的一第一期间内，取得一第一衰减斜率，并在该供电线圈停 止驱动中的一第二期间内，取得一第二衰减斜率;以及 根据该第一衰减斜率及该第二衰减斜率来判断该感应式电源供应器的该电力发送范 围内是否存在金属异物。11. 如权利要求10所述的感应式电源供应器，其特征在于，该第二期间位于该第一期间 以后，且该处理器还执行以下步骤，以根据该第一衰减斜率及该第二衰减斜率来判断该感 应式电源供应器的该电力发送范围内是否存在金属异物： 当该第一衰减斜率减去该第二衰减斜率而得的数值大于一第一临界值时，提高一金属 异物判断累加器的数值； 当该第一衰减斜率减去该第二衰减斜率而得的数值小于该第一临界值时，降低该金属 异物判断累加器的数值;以及 当该金属异物判断累加器的数值大于一第二临界值时，判断该感应式电源供应器的该 电力发送范围内存在金属异物。12. 如权利要求10所述的感应式电源供应器，其特征在于，还包括： 多个比较器模块，耦接于该处理器，其中每一比较器模块用来取出该供电线圈停止驱 动时该线圈信号振荡的多个峰值中相对应的一峰值，并将该峰值与前一次该供电线圈停止 驱动时产生的多个波峰电压电平中对应于该峰值的一波峰电压电平进行比较。13. 如权利要求10所述的感应式电源供应器，其特征在于，还包括： 一比较器模块，耦接于该处理器，用来分别取出该供电线圈停止驱动时该线圈信号振 荡的多个峰值，并依序将该多个峰值中的一峰值与前一次该供电线圈停止驱动时产生的多 个波峰电压电平中对应于该峰值的一波峰电压电平进行比较。14. 如权利要求12所述的感应式电源供应器，其特征在于，该多个波峰电压电平的数量 等于取出的该多个峰值的数量，且该多个波峰电压电平分别用来追踪该多个峰值的电压。15. 如权利要求14所述的感应式电源供应器，其特征在于，该处理器还执行以下步骤： 当该多个峰值中一峰值到达该多个波峰电压电平中相对应的一波峰电压电平时，提高 该波峰电压电平的数值，当该峰值未到达该波峰电压电平时，降低该波峰电压电平的数值， 使该波峰电压电平追踪该峰值的电压。16. 如权利要求12所述的感应式电源供应器，其特征在于，该多个峰值包括一第一峰 值、一第二峰值、一第三峰值及一第四峰值，其分别为该供电线圈停止驱动时该线圈信号进 行自然振荡的一第一波峰、一第二波峰、一第三波峰及一第四波峰的数值，其中，该第一衰 减斜率等于该第一波峰电压电平与该第二波峰电压电平的差除以该第一波峰与该第二波 峰的距离，该第二衰减斜率等于该第三波峰电压电平与该第四波峰电压电平的差除以该第 三波峰与该第四波峰的距离。17. 如权利要求12所述的感应式电源供应器，其特征在于，该多个峰值包括一第一峰 值、一第二峰值及一第三峰值，其分别为该供电线圈停止驱动时该线圈信号进行自然振荡 的一第一波峰、一第二波峰及一第三波峰的数值，其中，该第一衰减斜率等于该第一波峰电 压电平与该第二波峰电压电平的差除以该第一波峰与该第二波峰的距离，该第二衰减斜率 等于该第二波峰电压电平与该第三波峰电压电平的差除以该第二波峰与该第三波峰的距 离。18. 如权利要求12所述的感应式电源供应器，其特征在于，该处理器还执行以下步骤： 通过对应于该多个峰值的多个稳定状态参数，判断该供电线圈的该线圈信号是否处在 一稳定状态，该多个稳定状态参数愈大指示该线圈信号愈稳定； 在一第三期间内，判断该多个峰值中一峰值连续到达该多个波峰电压电平中对应于该 峰值的一波峰电压电平的一最大连续触发次数以及该峰值连续未到达该波峰电压电平的 一最大连续未触发次数;以及 当该最大连续触发次数及该最大连续未触发次数都小于一预定值时，提高该多个稳定 状态参数中对应于该峰值的一稳定状态参数，或当该最大连续触发次数或该最大连续未触 发次数大于该预定值时，降低该稳定状态参数。19. 如权利要求18所述的感应式电源供应器，其特征在于，该处理器还执行以下步骤： 当该多个稳定状态参数都大于一临界值时，执行根据该第一衰减斜率及该第二衰减斜 率来判断该感应式电源供应器的该电力发送范围内是否存在金属异物的步骤;以及 当该多个稳定状态参数中任一稳定状态参数小于该临界值时，停止执行根据该第一衰 减斜率及该第二衰减斜率来判断该感应式电源供应器的该电力发送范围内是否存在金属 异物的步骤。20. -种用于一感应式电源供应器的方法，用来检测该感应式电源供应器的一电力发 送范围内是否存在金属异物，该方法包括： 中断该感应式电源供应器的至少一驱动信号，以停止对该感应式电源供应器的一供电 线圈进行驱动； 设定一参考电压电平； 在该供电线圈停止驱动时，侦测该供电线圈的一线圈信号，以取得该线圈信号连续两 次上升到超过该参考电压电平的时间点； 根据该线圈信号连续两次上升到超过该参考电压电平的时间点，取得该线圈信号在该 供电线圈停止驱动时的一振荡周期长度；以及 根据该振荡周期长度，取得该供电线圈停止驱动时该线圈信号的一衰减斜率。21. 如权利要求20所述的方法，其特征在于，根据该线圈信号连续两次上升到超过该参 考电压电平的时间点，取得该线圈信号在该供电线圈停止驱动时的该振荡周期长度的步骤 包括： 在该供电线圈停止驱动时的一第一谐振周期中，在该线圈信号上升到超过该参考电压 电平的一第一时间点上起始一定时器； 在相邻于该第一谐振周期的一第二谐振周期中，在该线圈信号上升到超过该参考电压 电平的一第二时间点上停止该定时器；以及 取得该定时器的一计时期间，并将该计时期间设定为该振荡周期长度。22. 如权利要求20所述的方法，其特征在于，该参考电压电平设定为等于或接近于零电 位。
【文档编号】G01V3/11GK106094041SQ201610380143
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月1日
【发明人】蔡明球, 詹其哲
【申请人】富达通科技股份有限公司