专利名称：感应式电源供应器中数据传输的方法
技术领域：
本发明是提供一种感应式电源供应器中数据传输的方法，透过供电模块利用供电线圈传送电能与传输数据讯号，透过电磁波讯号连结至受电模块以受电线圈接收电能与传输数据讯号，达到同步充电、传输数据的目的。
背景技术：
生活环境进入数字时代，各种数字式产品更充斥在生活周遭，例如数字相机、行动电话、音乐播放器(MP3、MP4)等各种可携式电子装置，且各种可携式电子装置、产品均朝向轻、薄、短、小的设计理念，但如要达到可随时携带使用目的首先必须要解决的即是用电的问题，一般最普遍的方式就是在可携式电子装置内装设充电电池，在电力耗尽时，能重新充电，但现今每个人都具有复数个可携式电子装置，每个可携式电子装置都各自有特定相容的充电器，每当购买新的可携式电子装置，就需要额外购买一个相对应的充电器，便会增加经济上的负担，且又需占用大量空间来进行收纳，更因复数电子装置的充电器都一同收纳， 当需要特定充电器时，又会产生耗费时间寻找比对的缺失。但充电器于使用时，必须以连接接口(插头)插接到电源插座，再将另一端的连接器插接到可携式电子装置，使其可携式电子装置进行充电，待充电完成后，才将充电子装置上的电器移除，然因充电器需要在有电源插座的地方才可进行电性插接、充电，导致充电地点受到限制，如果处于室外即无法进行充电。又一般电子装置除了充电之外，也必须进行相关功能的设定或数据的编辑、传送等，除了透过电子装置直接进行设定、输入之外，有些电子装置(如音乐播放器〔MP3、MP4 等〕、数字相机、电子表、携带型游戏机、无线游戏手把、控制器等)并无法直接进行设定，必须透过另外的电子产品(电脑、个人数字助理等)才能进行功能设定、数据的传输，而一般电子装置在进行充电的同时，并无法同步进行数据的传输，必须分开进行。而如中国台湾公开编号第201004086号的“具电池类型侦测功能的感应式电源供应系统”发明公开案，是于2009年2月20日提出申请，申请案号第98105373号，并公开于 2010年1月16日的公开公报，是揭露一种负载式电阻调变讯号的方法，用于感应式电源供应系统中，将次级线圈讯号回馈到初级讯号的方法，但在实际运用时，是存在有下列的缺失(1)电阻调变装置会在调变讯号时消耗功率，调制讯号动态范围要大小由负载电阻值决定，在于感应式电源供应系统中初级线圈要分析讯号大小，会随着次级线圈距离增加而降低，所以当距离加大后需要较大的调制动态，才有办法解析数据，即降低电阻值以致放大调制过程中的负载效应，但此种方式会有所极限的限制，因为调制负载电阻已经接近短路状态，无法再降低。(2)在电阻负载调制过程中，形同受电端电源正极与接地接近短路效应，造成有瞬间的大电流穿过整流器与其回路上的稳压装置，使用下来温度升高会造成相关零组件的损坏。
(3)而电阻负载由于电性上的限制，需要设于整流器的后方，又有滤波电容跨接于其二端，则稳压的效果造成讯号调制反应速度缓慢，在可解析的状态下，需要较高的载波频率才可运作。(4)其信号的传送，为由次级受电线圈讯号回馈到初级供电线圈讯号，作为单向传送数据的方法，并无法由初级供电线圈讯号传送到次级受电线圈讯号传送数据的方法。因此，如何解决习用电子装置在充电、设定及数据传输等作业在实施、运作上不便的问题与缺失，且充电与数据传输必须分开进行、使用不同的电子产品或设备的困扰，即为从事此行业的相关厂商所亟欲研究改善的方向所在。
发明内容
故，发明人有鉴于上述的问题与缺失，乃搜集相关数据，经由多方评估及考量，并以从事于此行业累积的多年经验，经由不断试作及修改，始研发出此种可针对电子装置同步进行充电、设定与数据传输的感应式电源供应器中数据传输的方法的发明。本发明的感应式电源供应器中数据传输的方法，该无线感应装置包括供电模块、 受电模块，该供电模块为设有供电微处理器以及与之连接的供电资讯整合单元、显示单元， 且供电微处理器分别连接供电驱动单元、供电讯号解析组合，并以供电驱动单元、供电讯号解析组合分别连接至谐振电路，再于谐振电路设有可传输电能、数据讯号的供电线圈，而相对供电线圈于受电模块设有可接收电能、传输数据讯号的受电线圈，受电线圈连接谐振电路，且谐振电路分别连接讯号处理单元、受电单元，再以讯号处理单元连接至受电微处理器后，透过受电微处理器连接至受电资讯整合单元，且供电模块与受电模块之间，进行供电与数据讯号传输的方法为包括(AOl)由供电微处理器设定程序中，先执行传送数据编码程序与接收数据解码程序初始化，并定义脉波长度，完毕后再进入待机状态，并于预定时间执行步骤(A02)；(A02)由供电微处理器设定程序中先自动变频扫描侦测谐振电路连接供电线圈的谐振点频率、调制状态频率、一般充电状态频率，先发送一小段充电状态频率到供电驱动单元使谐振电路产生振荡透过供电线圈发出电磁波讯号；(A03)在供电线圈上经由供电讯号解析组合解析讯号判读是否有来自受电模块的回馈数据讯号，若有则执行步骤(A04)，若无则执行步骤(A02)；(A04)由供电微处理器连续发送充电状态频率到供电驱动单元使谐振电路产生振荡透过供电线圈发出电磁波讯号传送到受电模块进行供电；(A05)由供电微处理器检查供电资讯整合单元是否有数据要传送，若有则执行步骤(A07)，若无则执行步骤(A06)；(A06)由供电微处理器检查供电讯号解析组合是否有接收到讯号，若有、则执行步骤(A08)，若无、则执行步骤(A04)；(A07)供电微处理器执行数据传送程序，调制讯号，并于传输完数据后执行步骤 (A09)；(A08)供电微处理器执行数据解码程序，完成接收后执行步骤(A09)；(A09)供电微处理器确认数据内容，判断程序需求后将数据送到供电资讯整合单元，或送到显示单元作数据显示的动作；
(AlO)供电微处理器以供电控制程序监控充电状态，若侦测到受电模块不在感应范围内，则执行步骤(A02)。本发明的主要目的和效果乃在于该无线感应装置，是由供电模块所设供电微处理器连接于电源电路、供电资讯整合单元、供电驱动单元、供电讯号解析组合，并以供电驱动单元、供电讯号解析组合分别连接至谐振电路，再于谐振电路连接供电线圈可传送电能、传输数据讯号，而于受电模块设有受电线圈可接收电能、传输数据讯号，且受电线圈连接谐振电路，则谐振电路分别连接讯号处理单元、受电单元，即为以讯号处理单元连接至受电微处理器后，透过受电微处理器连接至具传输接口的受电资讯整合单元，受电单元即分别连接至充电管理电路、蓄电池及微处理器，且传输模块与受电模块之间，达到以无线传输方法完成供电、传输数据讯号的目的。本发明的次要目的和效果乃在于该无线感应装置，进行供电与数据讯号传输的方法是利用供电模块的电源电路将电能分别传送至供电微处理器、供电驱动单元，并进行变频式频率切换输出，即为将供电驱动单元的频率讯号经由谐振电路透过供电线圈进行传送，且在供电模块以供电输入接口将讯号数据传送至供电微处理器时，则由供电微处理器操控供电驱动单元，以将数据讯号传输至谐振电路，经由供电线圈进行传输数据讯号，而供受电模块的受电线圈接收供电模块所传送的电磁波进行数据讯号的接收与发送传输，并将接收的电磁波能量，经由谐振电路传输至受电单元，并对蓄电池进行充电；当接收传输的数据讯号，透过讯号处理单元传输至受电微处理器，处理后再将数据讯号传输至受电资讯整合单元，通过传输接口进行设定、数据编辑、传输等作业。本发明的再一目的和效果乃在于该无线感应装置的供电模块，是透过输送接口与外部预设电子装置〔电脑、个人数字助理(PDA)等〕、键盘、滑鼠或遥控器等，将设定讯号、数据讯号等输入后，再由供电模块在的供电线圈在传输电能的过程中，同步将数据讯号传输至受电模块，透过受电模块的受电线圈接收电能及数据讯号，达到在充电过程中，亦可进行电子装置的设定、数据编辑等作业的目的。
图1为本发明供电模块的方块图；图2为本发明受电模块的方块图；图3为本发明的简易电路图；图4为本发明的步骤流程图(一)；图5为本发明的步骤流程图(二)；图6为本发明的步骤流程图(三)；图7为本发明的步骤流程图(四)；图8为本发明的讯号频率调制变化示意图；图9A为本发明全/半桥切换的调制讯号示意图；图9B为本发明变频的调制讯号示意图；图9C为本发明谐振反馈的调制讯号示意图；图9D为本发明数据讯号解码的示意图。附图标记说明1-供电模块；11-供电微处理器；16-供电资讯整合单元；12-供电驱动单元；161-供电输入接口 ； 121-全/半桥驱动电路；162-输送接口 ； 122-M0SFET阵列；1621-电源连接器；123-M0SFET阵列；1622-供电输送资讯源；13-供电讯号解析组合；17-电源电路； 131-比较器电路；171-供应电源；132-解调幅检波电路；18-谐振电路；14-电压检测电路； 181-供电线圈；15-显示单元；2-受电模块；21-受电微处理器；2313-开关元件；22-受电单元；232-受电讯号解析组合；221-电压侦测电路；2321-解调幅检波电路；222-充电管理电路；2322-比较器电路；223-电流侦测保护系统；24-受电资讯整合单元；224-断路保护电路；241-受电输入系统；225-稳压电路；25-谐振电路；226-蓄电池；251-受电线圈； 227-整流滤波电路；26-受电输出部；23-讯号处理单元J61-传输接口 ；231-调幅载波调制电路；2611-受电端；2311-电感；262-资讯源；2312- 二极管。
具体实施例方式为达成上述目的及功效，本发明所采用的技术手段及其构造，兹绘图就本发明的较佳实施例详加说明其特征、功能与实施方法如下，以利完全了解。请参阅图1到7所示，是分别为本发明供电模块的方块图、受电模块的方块图、简易电路图、步骤流程图(一)、步骤流程图(二)、步骤流程图(三)、步骤流程图(四)，由图中所示可以清楚看出，本发明的无线感应装置是包括供电模块1、受电模块2，其中该供电模块1是具有供电微处理器11，于供电微处理器11中设有操作程序、控制程序等相关软件程序，且供电微处理器11是分别连接于供电驱动单元12、供电讯号解析组合13、电压检测电路14、显示单元15、供电资讯整合单元16及电源电路17，而供电驱动单元12是设有全/半桥驱动电路121，该全/半桥驱动电路121分别连接于供电微处理器11、 二组MOSFET阵列122、123，以透过二组MOSFET阵列122、123分别连接至谐振电路18，且供电驱动单元12的全/半桥驱动电路121、二组MOSFET阵列122、123，并分别连接电源电路 17 ；至于供电讯号解析组合13是利用比较器电路131分别连接供电微处理器11、解调幅检波电路132，再以解调幅检波电路132连接至谐振电路18 ；而供电资讯整合单元16是分别连接有供电输入接口 161、输送接口 162，且输送接口 162分别连接电源连接器1621、供电输送资讯源1622，再以电源连接器1621连接于电源电路17，且电源电路17是另连接有供电源171 ；并于谐振电路18连接有可传送电能、传输数据讯号的供电线圈181。该受电模块2是设有受电微处理器21，受电微处理器21设有操作程序、控制程序等相关软件程序，于受电微处理器21是分别连接于受电单元22、讯号处理单元23、受电资讯整合单元对，而受电单元22是以电压侦测电路221、充电管理电路222、电流侦测保护系统223及断路保护电路224，分别连接于受电微处理器21，并利用充电管理电路222、电流侦测保护系统223、断路保护电路224，分别连接于稳压电路225，且充电管理电路222、电流侦测保护系统223，亦分别连接于蓄电池226，再以电压侦测电路221、断路保护电路224，分别连接于整流滤波电路227，且整流滤波电路227则连接于谐振电路25，即由谐振电路25 分别连接受电线圈251、讯号处理单元23的调幅载波调制电路231、受电讯号解析组合232 的解调幅检波电路2321，解调幅检波电路2321为连接于比较器电路2322，经由比较器电路 2322连接于受电微处理器21，由受电微处理器21连接的受电资讯整合单元对，连接受电输出部26，于受电输出部沈是利用传输接口沈1、资讯源沈2、受电输入系统241分别连接于受电资讯整合单元24，并由传输接口 261分别连接受电端沈11及电流侦测保护系统223。
上述各模块于使用时，其进行供电与数据讯号传输的方法如下(300)由供电微处理器11设定程序中，先执行传送数据编码程序与接收数据解码程序初始化，并定义脉波长度，完毕后再进入待机状态，并于预定时间执行步骤(301)。(301)由供电微处理器11设定程序中先自动变频扫描侦测谐振电路18连接供电线圈181的谐振点频率Π、调制状态频率f2、一般充电状态频率f3，先发送一小段f3频率到供电驱动单元12使谐振电路18产生振荡透过供电线圈181发出电磁波讯号。(302)在供电线圈181上经由供电讯号解析组合13解析讯号判读是否有来自受电模块2的回馈数据讯号，若有则执行步骤(303)，若无则执行步骤(301)。(303)由供电微处理器11连续发送f3频率到供电驱动单元12使谐振电路18产生振荡透过供电线圈181发出电磁波讯号传送到受电模块2进行供电。(304)由供电微处理器11检查供电资讯整合单元16是否有数据要传送，若有则执行步骤(306)，若无则执行步骤(305)。(305)由供电微处理器11检查供电讯号解析组合13是否有接收到讯号，若有、则执行步骤(316)，若无、则执行步骤(303)。(306)供电微处理器11执行数据传送程序，调制讯号并送出开始讯号。(307)供电微处理器11启动计时器，计算已定义的开始讯号长度。(308)供电微处理器11输出调制设定长度的开始讯号。(309)供电微处理器11判断暂存器内转入位元要转的讯号为“1”或“0”，若为 “1”、即执行步骤(310)，若为“0”、即执行步骤(312)。(310)供电微处理器11即输出“1”的调制讯号。(311)供电微处理器11启动计时器计算已定义的“1”讯号长度，计算完后转态调制讯号，再进行步骤(314)。(312)供电微处理器11即输出“0”的调制讯号。(313)供电微处理器11启动计时器计算已定义的“0”讯号长度，计算完后转态调制讯号。(314)供电微处理器11判断是否传输完内部暂存器内全部的位元，若是，即关闭数据传送程序并执行步骤(330)，若否，即执行步骤(315)。(315)将暂存器内待传送数据之下一个位元发送至供电微处理器11，再进行步骤 (309)。(316)供电微处理器11执行数据解码程序，侦测讯号发生的调制变化。(317)供电微处理器11计算所接收调制后讯号的脉波长度。(318)供电微处理器11判断是否先前已接收过开始讯号，若否、即执行步骤
(319)，若是、即执行步骤(322)。(319)供电微处理器11判断脉波长度是否在开始讯号范围内，若是、即执行步骤
(320)，若否、即执行步骤(321)。(320)开始讯号确认，供电微处理器11开始储存接收位元，并转到执行步骤 (316)。(321)开始讯号失败，供电微处理器11直接结束程序，并执行步骤(330)。(322)供电微处理器11判断脉波长度是否在逻辑〔1〕讯号范围内，若是、即执行步骤(323)，若否、即执行步骤(324) 0(323)供电微处理器11判断收到逻辑〔1〕位元，并转入内部的数据暂存器，再执行步骤(327)。(324)供电微处理器11判断脉波长度是否在逻辑〔0〕讯号范围内，若是、即执行步骤(326)，若否、即执行步骤(325)。(325)出现杂讯，供电微处理器11清除未接收完成的位元数据，再执行步骤 (330)。(326)供电微处理器11判断收到逻辑位元〔0〕位元，并转入内部的数据暂存器。(327)数据暂存器储存接收的数据。(328)供电微处理器11判断是否接收完成指定位元，若是、即执行步骤(3 )，若否、即执行步骤(316)。(329)供电微处理器11将数据输出，供外部预设电子装置接收完整数据组。(330)供电微处理器11确认数据内容，判断程序需求后将数据送到供电资讯整合单元16，或送到显示单元15作数据显示的动作。(331)供电微处理器11以供电控制程序监控充电状态，若侦测到受电模块2不在感应范围内，则执行步骤(301)。而上述的供电模块1，其电源电路17，是可接收外部供电源171的供电，而外部供电源171可为市电、预设连接器连接的预设电子装置的电源，而该预设电子装置为电脑、电源供应器、蓄电池的供电元件；又，供电模块1的供电驱动单元12是包括全/半桥驱动电路 121、切换全/半桥频率的二组MOSFET阵列122、123，通过全/半桥驱动电路121分别驱动二组MOSFET阵列的电路122、123，则透过二组MOSFET阵列122、123在供电模式中，驱动供电线圈181振荡能量，以向外发射、提供电能，此外，供电微处理器11可于预定时间自动变频扫描侦测谐振电路18连接供电线圈181的谐振点频率fl、调制状态频率f2、一般充电状态频率f3，其预定时间可为1秒、2秒或其他较长的时间，预定时间为闲置不送频率，只有送长度1/100秒的时间的f3频率用以侦测2受电模块是否在感应范围内，藉此让供电模块1 运作时间缩短来达到节能的效果。至于供电模块1的供电讯号解析组合13，为设有将接收数据讯号进行解析的解调幅检波电路132、进行模拟/数字讯号转换的比较器电路131，可将供电线圈181接收的数据讯号透过比较器电路131进行模拟/数字的转换，再传输至供电微处理器11，并由供电微处理器11将数据讯号透过显示单元15进行显示，而显示单元15是液晶显示幕、发光二极管(LED)显示幕、冷光片显示幕等，供显示讯号的显示元件；另，供电模块1的供电资讯整合单元16，所连接的供电输入接口 161，是可为键盘、滑鼠、遥控器、指标控制器等可输入讯号的输入元件；且供电资讯整合单元16、电源电路17，分别连接电源/数据输入的输送接口 162，是可为通用串行总线(USB)、外部串行先进技术附件(eSATA)、高解析度多媒体接口 (HDMI)等，可传输数据讯号的传输接口 162。再者，受电模块2于受电输出部沈所设的传输接口沈1，是可为通用串行总线 (USB)、外部串行先进技术附件(eSATA)、高解析度多媒体接口(HDMI)等，供传输数据讯号的讯号传输接口 261 ；而受电输出部沈所设的资讯源沈2，是可为电脑、个人数字助理 (PDA)等，可进行数据讯号制作、编辑、设定、处理的机具。
且，受电输出部沈于传输接口 261所设的受电端沈11，对外部预设电子装置进行无线感应的充电，则外部预设电子装置是可为移动电话、音乐播放器(MP3、MP4或MP5等)、 数码相机、电子表、携带型游戏机、无线游戏手把、控制器等，各种需要充电以及进行简单设定、编辑、数据讯号处理、传输的预设电子装置。又，如图1、2、3、8、9A、9B、9C、9D所示，其分别为本发明供电模块的方块图、受电模
块的方块图、简易电路图、讯号频率调制变化示意图、全/半桥切换的调制讯号示意图、变频的调制讯号示意图、谐振反馈的调制讯号示意图、数据讯号解码的示意图，本发明的供电模块1、受电模块2进行讯号传输的方式，其中供电模块1可于固定频率中透过供电驱动单元12的全/半桥驱动电路121，对二组MOSFET阵列122、123进行切换，切换为半桥时呈一般状态，切换全桥时为推动产生加倍振幅以呈调制状态；而供电模块1又可利用微幅改变输出频率，让振幅放大呈调制状态，而微调回原频率或切换为半桥时就可以缩小到原来的振幅，而经由谐振电路18透过供电线圈181，将调变讯号传送至受电模块2的受电线圈251， 且当调变的振幅放大，于受电线圈251上所接收的讯号振幅也会随之放大；反之，若调变的振幅缩小，即受电线圈251上接收的讯号振幅也会缩小。而在受电模块2的数据讯号的调制方法，是在受电线圈251 —端的调幅载波调制电路231内电性连接有电感2311及二极管2312，利用开关元件2313 (在本例中采用MOSFET 元件)进行数据讯号的调制，当开关元件2313切换成闭路后，电感2311造成受电线圈251 的谐振特性飘移，则在短时间内将受电线圈251 二端讯号降至低点，产生相当大幅度的动态调制变化，则此讯号会反馈到供电模块1的供电线圈181，即于受电线圈251的谐振特性飘移的状态下，而供电模块1的供电线圈181短暂失去谐振反应，导致振幅放大，必须在数据讯号调制结束之后，供电线圈181、受电线圈251即会恢复成讯号调制前的状态，进行供电的电能传输。上述讯号调制的方式，可为全/半桥切换、变频或利用电感造成线圈谐振特性飘移等方式，其供电模块1及受电模块2皆可使用上述三种方式对进号进行调制，本发明于供电模块1上使用全/半桥切换或变频，受电模块2上则使用电感2311造成受电线圈251的谐振特性飘移，其是为较佳实施方式，其方式仅需具有让讯号振幅增大以进行数据传输的功能即可，非因此即局限本发明的专利范围，如利用其他修饰及等效结构变化，均应同理包含于本发明的专利范围内，特此说明。而在供电线圈181、受电线圈251具调幅反应变化后，即需要透过解调幅检波电路 132,2321及解码软件，将数据讯号转成数据码，该解调幅检波电路132、2321是利用复数电容、电阻及滤波器所组成的电路，所解析出的数据讯号为模拟式的讯号，因此要透过比较器电路131、2322，将模拟讯号转换成数字讯号，以将讯号传输至供电微处理器11、或为受电微处理器21，经由处理器内建解码软件，将比较器电路131、2322所输出的数字讯号作分析，因为讯号在经过无线传输后，其脉波宽度会偏移，所以在偏移的状况下，需要透过解码软件的设定，将偏移部分的误差，转换成正确的数字讯号逻辑“0”或逻辑“1”，或者判定为不可读的讯号的杂讯处理。如图1、2、3、9D所示，其分别为为本发明供电模块的方块图、受电模块的方块图、 简易电路图、数据讯号解码的示意图，而在供电模块1、受电模块2间进行调制讯号时，当讯号的位准高于比较器参考电压基准线的讯号，判为调制中讯号(HI)，而位准低于比较器参考电压基准线的讯号，即判为未调制讯号(LOW)，在无数据传输时解调幅检波电路132、 2321，即保持在低于比较器参考电压准位的状态(LOW)，当有数据讯号调制产生时必须在解调幅检波电路132、2321侦测到讯号位准变高于基准线的状态(HI)，则将讯号传输至供电微处理器11、或为受电微处理器21，利用解码软件进入解码处理。透过上述供电模块1、受电模块2间的数据传输，可以在受电模块2对预设电子装置进行充电时，与供电模块1之间进行数据讯号的相互传送，达到对受电模块2上的预设电子装置进行设定、编辑、数据讯号处理、传输等各种数据的传送。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，非因此局限本发明的专利范围，本发明无线感应供电及数据传输的方法，其是透过供电模块1的供电微处理器11，分别接收电源电路17的电能，或有资讯整合单元16所传输的数据讯号，并传送至供电驱动单元12透过谐振电路18，由供电线圈181向外发送，同时并利用供电线圈181接收外部的数据讯号，而供受电模块2的受电线圈251接收电能、数据讯号后，透过谐振电路25分别经由受电单元 22、讯号处理单元23传送至受电微处理器21，则透过受电输出部沈传送至预设电子装置， 以可达到对预设电子装置进行充电或数据讯号的传输的目的，并利用供电模块1的供电资讯整合单元16，由供电输入接口 161输入相关的设定、编辑、数据讯号处理、传输等讯号，而由供电线圈181传送至受电模块2的受电线圈251，具有对受电模块2上预设电子装置进行设定、操控、编辑的优点，以对预设电子装置进行必要的数据设定、传送，亦达到无线式的同步进行充电与数据传输的实用功效，故举凡可达成前述效果的流程、实施方法等，及相关的设备、装置，皆应受本发明所涵盖，此种简易修饰及等效结构变化，均应同理包含于本发明的专利范围内，特此说明。上述本发明的感应式电源供应器中数据传输的方法，于实际实施制造作业时，为可具有下列各项优点，如(一 )通过供电模块1的供电资讯整合单元16，输入的数据讯号至供电微处理器 11，再经由供电驱动单元12、谐振电路18而由供电线圈181向外发送，供受电模块2的受电线圈251接收，不会造成讯号功率的损耗，亦不致受调制动态范围大小的限制所影响，可以稳定的传输数据讯号。( 二)供电模块1、受电模块2在进行电能、数据讯号传输时，并不会产生瞬间的大电流贯穿电源回路，也不会造成各种零组件的损坏。(三)供电模块1、受电模块2间，在进行电能传送的同时，即可传送数据讯号，不会对电能或数据讯号产生干扰、并有较快的调制速度，在此电路下不需要太高的载波频率即可运作。(四)供电模块1、受电模块2之间，其电能、数据讯号的传送，是以供电线圈181、 受电线圈251进行双向的数据传送，实用效果更佳。故，本发明为主要针对无线感应的供电模块、受电模块的设计，为通过供电模块的微处理器在接收电源电路的电能、供电资讯整合单元的数据讯号，即经由供电驱动单元透过谐振电路、供电线圈向外传送，供受电模块的受电线圈接收，以达到对受电模块上预设电子装置进行充电、数据讯号传输为主要保护重点，且利用供电驱动单元的全/半桥驱动电路分别驱动二组MOSFET阵列、变频或利用电感造成线圈谐振特性飘移的方式，将不同频率传输至谐振电路，以控制电能或数据讯号的传送，而具有透过供电线圈、受电线圈同时传输电能、数据讯号的功能。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，非因此即局限本发明的专利范围，故举凡运用本发明说明书及图式内容所为的简易修饰、替换及等效原理变化，均应同理包含于本发明的专利范围内，特此说明。 综上所述，本发明上述感应式电源供应器中数据传输的方法于实际实施、应用时， 为确实能达到其功效及目的，故本发明诚为一实用性优异的研发，为符合发明专利的申请要件，依法提出申请。
权利要求
1.一种感应式电源供应器中数据传输的方法，其特征在于，该无线感应装置包括供电模块、受电模块，该供电模块为设有供电微处理器以及与之连接的供电资讯整合单元、显示单元，且供电微处理器分别连接供电驱动单元、供电讯号解析组合，并以供电驱动单元、供电讯号解析组合分别连接至谐振电路，再于谐振电路设有可传输电能、数据讯号的供电线圈，而相对供电线圈于受电模块设有可接收电能、传输数据讯号的受电线圈，受电线圈连接谐振电路，且谐振电路分别连接讯号处理单元、受电单元，再以讯号处理单元连接至受电微处理器后，透过受电微处理器连接至受电资讯整合单元，且供电模块与受电模块之间，进行供电与数据讯号传输的方法为包括(AOl)由供电微处理器设定程序中，先执行传送数据编码程序与接收数据解码程序初始化，并定义脉波长度，完毕后再进入待机状态，并于预定时间执行步骤(A02)；(A02)由供电微处理器设定程序中先自动变频扫描侦测谐振电路连接供电线圈的谐振点频率、调制状态频率、一般充电状态频率，先发送一小段充电状态频率到供电驱动单元使谐振电路产生振荡透过供电线圈发出电磁波讯号；(A03)在供电线圈上经由供电讯号解析组合解析讯号判读是否有来自受电模块的回馈数据讯号，若有则执行步骤(A04)，若无则执行步骤(A02)；(A04)由供电微处理器连续发送充电状态频率到供电驱动单元使谐振电路产生振荡透过供电线圈发出电磁波讯号传送到受电模块进行供电；(A05)由供电微处理器检查供电资讯整合单元是否有数据要传送，若有则执行步骤 (A07)，若无则执行步骤(A06)；(A06)由供电微处理器检查供电讯号解析组合是否有接收到讯号，若有、则执行步骤 (A08)，若无、则执行步骤(A04)；(A07)供电微处理器执行数据传送程序，调制讯号，并于传输完数据后执行步骤 (A09)；(A08)供电微处理器执行数据解码程序，完成接收后执行步骤(A09)； (A09)供电微处理器确认数据内容，判断程序需求后将数据送到供电资讯整合单元，或送到显示单元作数据显示的动作；(AlO)供电微处理器以供电控制程序监控充电状态，若侦测到受电模块不在感应范围内，则执行步骤(A02)。
2.根据权利要求1所述感应式电源供应器中数据传输的方法，其特征在于，该供电微处理器执行数据传送程序时的方法为包括(BOl)供电微处理器执行数据传送程序，调制讯号并送出开始讯号； (B02)供电微处理器启动计时器，计算已定义的开始讯号长度； (B03)供电微处理器输出调制设定长度的开始讯号；(B04)供电微处理器判断暂存器内转入位元要转的讯号为“1”或“0”，若为“1”、即执行步骤出05)，若为“0”、即执行步骤(B07)；(B05)供电微处理器即输出“1”的调制讯号；(B06)供电微处理器启动计时器计算已定义的“1”讯号长度，计算完后转态调制讯号， 再进行步骤(B09)；(B07)供电微处理器即输出“0”的调制讯号；(B08)供电微处理器启动计时器计算已定义的“0”讯号长度，计算完后转态调制讯号； (B09)供电微处理器判断是否传输完内部暂存器内全部的位元，若是、即关闭数据传送程序并执行步骤(A09)，若否、即执行步骤(B 10)；(B 10)将暂存器内待传送数据之下一个位元发送至供电微处理器，再进行步骤 (B04)。
3.根据权利要求1所述感应式电源供应器中数据传输的方法，其特征在于，该供电微处理器执行数据解码程序的方法为包括(COl)供电微处理器执行数据解码程序，侦测讯号发生的调制变化； (C02)供电微处理器计算所接收调制后讯号的脉波长度；(C03)供电微处理器判断所先前已接收过开始讯号，若否、即执行步骤(C04)，若是、即执行步骤(C07)；(C04)供电微处理器判断脉波长度是否在开始讯号范围内，若是、即执行步骤(C05)， 若否、即执行步骤(C06)；(C05)开始讯号确认，供电微处理器开始储存接收位元，并执行步骤(COl)； (C06)开始讯号失败，供电微处理器直接结束程序，并执行步骤(A09)； (C07)供电微处理器判断脉波长度是否在逻辑“1”讯号范围内，若是、即执行步骤 (C08)，若否、即执行步骤(C09)；(C08)供电微处理器判断收到逻辑“ 1，，位元，并转入内部的数据暂存器，再执行步骤 (C12)；(C09)供电微处理器判断脉波长度是否在逻辑〔0〕讯号范围内，若是、即执行步骤 (Cll)，若否、即执行步骤(ClO)；(ClO)出现杂讯，供电微处理器清除未接收完成的位元数据，再执行步骤(A09)； (Cll)供电微处理器判断收到逻辑位元“0”位元，并转入内部的数据暂存器； (C12)数据暂存器储存接收的数据；(C13)供电微处理器判断是否接收完成指定位元，若是、即执行步骤(C14)，若否、即执行步骤(COl)；(C14)供电微处理器将数据输出，供外部预设电子装置接收完整数据组，再执行步骤 (A09)。
4.根据权利要求1所述感应式电源供应器中数据传输的方法，其特征在于，该供电模块的供电驱动单元是包括全/半桥驱动电路、切换全/半桥频率的二组MOSFET阵列，通过全/半桥驱动电路分别驱动二组MOSFET阵列的电路，则透过二组MOSFET阵列在供电模式中，驱动供电线圈振荡能量，以向外发射、提供电能，且二组MOSFET阵列切换全/半桥为可对讯号进行调制，让讯号的振福增大形成数据传输。
5.根据权利要求1所述感应式电源供应器中数据传输的方法，其特征在于，该供电模块的供电驱动单元为可利用微幅改变输出频率进行讯号调制，让讯号的振福增大形成数据传输。
6.根据权利要求1所述感应式电源供应器中数据传输的方法，其特征在于，该供电模块的供电讯号解析组合在接收数据讯号后利用解调幅检波电路进行解码，并以比较器电路进行模拟/数字讯号转换。
7.根据权利要求1所述感应式电源供应器中数据传输的方法，其特征在于，该受电模块的讯号处理单元，为利用调幅载波调制电路进行讯号编码，并以解调幅检波电路解码谐振电路所接收的数据讯号，且利用连接受电微处理器的比较器电路进行模拟/数字数据讯号转换。
8.根据权利要求1所述感应式电源供应器中数据传输的方法，其特征在于，该受电模块是在受电线圈的一端加上电感及二极管，利用开关元件的切换成闭路后，电感造成受电线圈的谐振特性飘移，则在短时间内将受电线圈二端讯号降至低点，产生相当大幅度的动态调制变化，让受电模块将讯号反馈至供电模块。
全文摘要
感应式电源供应器中数据传输的方法，由供电模块所设供电微处理器连接于电源电路、供电资讯整合单元、供电驱动单元、供电讯号解析组合，并以供电驱动单元、供电讯号解析组合分别连接至谐振电路，再于谐振电路连接供电线圈，而受电模块与受电线圈连接谐振电路，谐振电路分别连接讯号处理单元、受电单元，受电微处理器连接讯号处理单元、受电资讯整合单元，透过供电微处理器扫描侦测供电线圈的谐振点，先发送一小段供电能量确认受电模块是否回馈讯号，有则进行供电，并由供电微处理器检查供电资讯整合单元是否有数据要传送及供电讯号解析组合是否有接收到讯号，来作讯号调制、传输或作数据解码及后续处理，达到以无线传输方法供电、传输数据讯号。
文档编号H02J17/00GK102263441SQ201010187269
公开日2011年11月30日 申请日期2010年5月27日 优先权日2010年5月27日
发明者蔡明球, 詹其哲 申请人:富达通科技股份有限公司