本发明涉及感应式电源技术领域，特别是涉及一种应用于感应式电源供应系统的供电装置及其射频磁性卡片识别方法。
背景技术
在感应式电源供应系统中，是借由供电装置以驱动电路驱动供电线圈产生谐振后发送电磁能量，再通过受电装置的线圈接受供电线圈经谐振产生的电磁能量，以将能量转换为直流电而进行电力传送。
在日常生活中，利用射频磁性卡片的方式实现的智能卡，可利用例如近场通讯(nearfieldcommunication；nfc)的技术进行沟通。然而，多数射频磁性卡片仅需接收微小电磁能量即可驱动。当射频磁性卡片接收到过大的电磁能量时，将导致芯片毁损。如用户误将射频磁性卡片插入感应式电源供应系统的供电装置的供电线圈上，且供电装置并未设置有侦测机制时，将容易在传送电源讯号时破坏射频磁性卡片的芯片。
因此，如何设计一个新的应用于感应式电源供应系统的供电装置及其射频磁性卡片识别方法，以解决上述的缺失，乃为此业界亟待解决的问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供应用于感应式电源供应系统的供电装置及其射频磁性卡片识别方法，以判断射频磁性卡片的存在，避免供电线圈产生的电源信号对射频磁性卡片造成损坏。
本发明的目的在于提供一种应用于感应式电源供应系统的供电装置，包括：供电线圈、参考线圈、供电驱动模块、辅助驱动模块、谐振频率测量模块、电压测量模块以及处理模块。供电驱动模块电性耦接于该供电线圈，配置以驱动供电线圈。辅助驱动模块电性耦接于该参考线圈，配置以在该供电驱动模块处于不工作状态时，驱动参考线圈。谐振频率测量模块电性耦接于供电线圈，配置以根据与供电线圈相关的容感参数测量供电线圈的谐振频率。电压测量模块电性耦接于参考线圈，配置以追踪并锁定参考线圈最大的振荡电压。处理模块在判断谐振频率稳定且振荡电压下降超过特定比例时，使供电驱动模块处于不工作状态。
在一实施例中，处理模块在判断谐振频率稳定且振荡电压下降超过特定比例时，判断供电线圈的供电范围内存在射频磁性卡片。
在一实施例中，电压测量模块包含：数字模拟转换器以及比较器。数字模拟转换器配置以产生参考电压。比较器电性耦接于数字模拟转换器以及参考线圈，配置以接收参考电压以及振荡电压，以追踪并锁定振荡电压。
在一实施例中，比较器配置以根据振荡电压以及参考电压的比较结果，以回授机制控制数字模拟转换器以参考电压追踪并锁定振荡电压。
在一实施例中，供电装置还包含分压模块，电性耦接于参考线圈以及比较器间，比较器接收的振荡电压为参考线圈的电压的分压。
在一实施例中，处理模块在判断谐振频率不稳定或振荡电压下降未超过特定比例时，使供电驱动模块处于工作状态，以驱动供电线圈传送电源信号。
在一实施例中，处理模块判断谐振频率是否与频率锁定值相等，并在谐振频率与频率锁定值相等时判断谐振频率稳定。处理模块在谐振频率与频率锁定值不相等时判断谐振频率不稳定，进一步将频率锁定值更新为所测量到最新的谐振频率。
在一实施例中，处理模块判断振荡电压是否大于电压锁定值，并在振荡电压不大于电压锁定值时，撷取特定比例的电压锁定值以设定为临界值，进一步在振荡电压小于临界值时，判断振荡电压下降超过特定比例，以及在振荡电压不小于临界值时，判断振荡电压并未下降超过特定比例。处理模块在振荡电压大于电压锁定值时判断振荡电压并未下降超过特定比例，进一步将电压锁定值更新为所测量到最新的振荡电压。
本发明的另一目的在于提供一种射频磁性卡片识别方法，应用于感应式电源供应系统的供电装置，包括：使供电装置的供电线圈由电性耦接于供电线圈的供电驱动模块驱动；使电性耦接于供电线圈的谐振频率测量模块根据与供电线圈相关的容感参数测量供电线圈的谐振频率；使供电装置的参考线圈在供电驱动模块处于不工作状态时，由电性耦接于参考线圈的辅助驱动模块驱动；使电性耦接于参考线圈的电压测量模块追踪并锁定参考线圈最大的振荡电压；以及使处理模块在判断谐振频率稳定且振荡电压下降超过特定比例时，使供电驱动模块处于不工作状态。
在一实施例中，射频磁性卡片识别方法还包含：使处理模块在判断谐振频率稳定且振荡电压下降超过特定比例时，判断供电线圈的供电范围内存在射频磁性卡片。
在一实施例中，射频磁性卡片识别方法还包含：使电压测量模块的数字模拟转换器产生参考电压；以及使电压测量模块的比较器接收参考电压以及相关于参考线圈的振荡电压，以追踪并锁定振荡电压。
在一实施例中，射频磁性卡片识别方法还包含：使比较器根据振荡电压以及参考电压的比较结果，以回授机制控制数字模拟转换器以参考电压追踪并锁定振荡电压。
在一实施例中，射频磁性卡片识别方法还包含：使比较器接收参考线圈的电压的分压做为振荡电压。
在一实施例中，射频磁性卡片识别方法还包含：使处理模块在判断谐振频率不稳定或振荡电压下降未超过特定比例时，使供电驱动模块处于工作状态，以驱动供电线圈传送电源信号。
在一实施例中，射频磁性卡片识别方法还包含：使处理模块判断谐振频率是否与频率锁定值相等，并在谐振频率与频率锁定值相等时判断谐振频率稳定；以及使处理模块在谐振频率与频率锁定值不相等时判断谐振频率不稳定，进一步将频率锁定值更新为所测量到最新的谐振频率。
在一实施例中，射频磁性卡片识别方法还包含：使处理模块判断振荡电压是否大于电压锁定值，并在振荡电压不大于电压锁定值时，撷取特定比例的电压锁定值以设定为临界值，进一步在振荡电压小于临界值时，判断振荡电压下降超过特定比例，以及在振荡电压不小于临界值时，判断振荡电压并未下降超过特定比例；以及使处理模块在振荡电压大于电压锁定值时判断振荡电压并未下降超过特定比例，进一步将电压锁定值更新为所测量到最新的振荡电压。
应用本发明的优点在于供电装置借由侦测供电线圈的谐振频率以及追踪并锁定参考线圈的振荡电压中最大的振荡电压，以在判断谐振频率稳定且振荡电压下降超过特定比例时，判断射频磁性卡片的存在，进一步使供电驱动模块不工作，避免供电线圈传送电源对射频磁性卡片造成损坏。
附图说明
图1为本发明一实施例中，一种感应式电源供应系统的方框图；以及
图2为本发明一实施例中，一种射频磁性卡片识别方法的流程图。
【符号说明】
1：感应式电源供应系统100：供电装置
102：供电线圈104：参考线圈
106：供电驱动模块108：辅助驱动模块
110：谐振频率测量模块112：电压测量模块
113a、113b：功率开关组件114a、114b：供电谐振电容
115：处理模块116a-116c：侦测谐振电容
118a、118b：电阻120：数字模拟转换器
122：比较器124：分压模块
130：微控制器140：电源供应器
150：受电装置152：受电线圈
154：负载模块160：射频磁性卡片
162：线圈164：芯片模块
170：提示模块ps：线圈信号
vd：振荡电压vr：比较结果
vref：参考电压200：射频磁性卡片识别方法
201-212：步骤
具体实施方式
请参照图1。图1为本发明一实施例中，一种感应式电源供应系统1的方框图。感应式电源供应系统1包含供电装置100以及受电装置150。其中，供电装置100配置以产生电源，并以无线的形式传送至受电装置150，以供电至受电装置150。
供电装置100包括：供电线圈102、参考线圈104、供电驱动模块106、辅助驱动模块108、谐振频率测量模块110、电压测量模块112以及处理模块115。
在一实施例中，供电驱动模块106、辅助驱动模块108、谐振频率测量模块110、电压测量模块112以及处理模块115可整合于单一微控制器130中，且微控制器130可电性耦接于电源供应器140，以接收来自电源供应器140的电源并使内部包含的模块进行运作。然而，本发明并不以此为限。
供电驱动模块106电性耦接于供电线圈102，配置以驱动供电线圈102。在一实施例中，供电驱动模块106为波宽调变单元(pulsewidthmodulator)，并在处理模块115的控制下输出高低不同的振荡频率，以驱动供电线圈102。
在一实施例中，供电装置100还包含供电谐振电容114a及114b及功率开关组件113a及113b，分别电性耦接于供电线圈102两端中的一端以及供电驱动模块106间。
当供电驱动模块106在工作状态时，将驱动供电线圈102对受电装置150供电。在一实施例中，受电装置150包含受电线圈152以及负载模块154。受电线圈152配置以接收来自供电线圈102的电源，并由负载模块154进行转换。
当供电驱动模块106在不工作状态时，则停止驱动供电线圈102，以进一步停止对受电装置150供电。
辅助驱动模块108电性耦接于参考线圈104，配置以在供电驱动模块106处于不工作状态时，驱动参考线圈104。在一实施例中，辅助驱动模块108为波宽调变单元，并在处理模块115的控制下输出高低不同的振荡频率，以驱动参考线圈104。
在一实施例中，供电装置100还包含侦测谐振电容116a-116c。其中，侦测谐振电容116a、116b分别电性耦接于参考线圈104两端中的一端以及辅助驱动模块108间，侦测谐振电容116c则电性耦接于侦测谐振电容116a、116b间。侦测谐振电容116a-116c配置以在辅助驱动模块108进行驱动时，与参考线圈104共同谐振。
在一实施例中，供电装置100可选择性地包含电阻118a以及电阻118b，分别与侦测谐振电容116a以及侦测谐振电容116b相串联于参考线圈104之两端中的一端以及辅助驱动模块108间，配置以限制辅助驱动模块108端口的驱动电流，以提供保护作用。
在一实施例中，供电线圈102约工作在100千赫，而参考线圈104则约工作在13.56兆赫或6.78兆赫。因此，参考线圈104的工作频段相较于供电线圈102的工作频段为高。
谐振频率测量模块110电性耦接于供电线圈102，配置以根据与供电线圈102相关的容感参数测量判断供电线圈102的谐振频率。
在一实施例中，与供电线圈102相关的容感参数包括供电线圈102的电感量与供电谐振电容114a及114b的电容量的组合。
电压测量模块112电性耦接于参考线圈104，配置以追踪并锁定参考线圈104最大的振荡电压vd。在一实施例中，电压测量模块112包含数字模拟转换器120及比较器122。
数字模拟转换器120配置以产生参考电压vref。比较器电性耦接于数字模拟转换器120以及参考线圈104，配置以接收参考电压vref以及参考线圈104的振荡电压vd，以借由参考电压vref与振荡电压vd的比较结果vr追踪并锁定最大的振荡电压vd。
在一实施例中，供电装置100可选择性地包含分压模块124，电性耦接于参考线圈104以及比较器122间。比较器122接收的振荡电压vd为参考线圈104的电压的分压。然而需注意的是，如电压测量模块112的各组件如具有足够的耐压，也可不经由分压模块124，而直接接收参考线圈104的电压，来与参考电压vref进行比较。
处理模块115判断谐振频率是否稳定且振荡电压vd是否下降超过特定比例，以判断供电线圈102的供电范围内是否存在例如，但不限于图1中所绘示的射频磁性卡片160。需注意的是，虽然在图1中，射频磁性卡片160是与感应式电源供应系统1中的其他组件绘示在一起，但实际上射频磁性卡片160并非感应式电源供应系统1的一部分。
在一实施例中，射频磁性卡片160可为例如，但不限于借由近场通讯技术进行沟通的智能卡模块。在一实施例中，射频磁性卡片160可包含线圈162以及芯片模块164。其中，当辅助驱动模块108驱动参考线圈104时，将由线圈162接收到参考线圈104的信号，并提供射频磁性卡片160微小的电力，以驱动射频磁性卡片160中的芯片模块164产生调制的信号到线圈162，并通过线圈162反射在参考线圈104上。
以下将针对处理模块115的判断机制进行更详细的说明。
首先，处理模块115借由谐振频率测量模块110所侦测的谐振频率，判断谐振频率是否与一个频率锁定值相等。在一实施例中，频率锁定值为供电线圈102的谐振频率的纪录锁定值。
更详细地说，当谐振频率与频率锁定值不相等时，处理模块115将判断供电线圈102有不同的物体靠近，造成谐振频率改变而不稳定，进一步将频率锁定值更新为所测量到最新的谐振频率。而当谐振频率与频率锁定值相等时，处理模块115则将判断谐振频率稳定。
需注意的是，上述的「相等」不必需为100％相等。谐振频率与频率锁定值间可具有一合理范围的误差，在当谐振频率与频率锁定值十分接近，即差距小于一特定范围时，即可判断谐振频率与频率锁定值为「相等」。
进一步地，在同样的谐振频率下，处理模块115借由电压测量模块112所侦测的振荡电压vd，判断振荡电压vd是否大于一个电压锁定值。
在一实施例中，电压锁定值是在供电线圈102位于同一个谐振频率下，所撷取的最大的振荡电压vd。因此，相对于现在测量到的振荡电压vd，电压锁定值相当于前一次测量到的振荡电压vd。
更详细地说，当振荡电压vd大于电压锁定值时(即本次所测量到的振荡电压vd大于前一次测量到的振荡电压vd)，处理模块115判断振荡电压vd并未下降超过特定比例，进一步将电压锁定值更新为所测量到最新的振荡电压vd。
当振荡电压vd不大于电压锁定值时(即本次所测量到的振荡电压vd不大于前一次测量到的振荡电压vd)，处理模块115将撷取特定比例(例如，但不限于75％)的电压锁定值以设定为临界值。
处理模块115进一步在振荡电压vd小于临界值时，判断振荡电压vd下降超过特定比例，并在振荡电压vd不小于临界值时，判断振荡电压vd并未下降超过该特定比例。
因此，当处理模块115判断谐振频率稳定，且振荡电压vd下降超过特定比例，将判断供电线圈102的供电范围内存在射频磁性卡片160。此时，处理模块115将使供电驱动模块106处于不工作状态，以避免供电驱动模块106驱动供电线圈102产生的电源对射频磁性卡片160造成损坏。
在一实施例中，供电装置100可选择性地包含提示模块170。处理模块115可在判断侦测到射频磁性卡片160时，控制提示模块170通过例如，但不限于显示灯、蜂鸣器、喇叭、屏幕显示或其组合的方式提示用户将射频磁性卡片160移除。
在一实施例中，射频磁性卡片160的磁性载体会吸收参考线圈104上高频振荡的能量，但是不会影响供电线圈102的谐振频率。而当有其他的金属物体时，则会同时影响供电线圈102的谐振频率以及吸收参考线圈104上高频振荡的能量。因此，上述的测量与判断方式，将可先确定供电线圈102的谐振频率没有异动，才能排除其他金属物体的可能性，进一步根据参考线圈104的振荡电压vd来进行是否有射频磁性卡片160的判断。
本发明的供电装置100借由侦测供电线圈110的谐振频率以及追踪并锁定参考线圈112最大的振荡电压vd，以在判断谐振频率稳定且振荡电压vd下降超过特定比例时，判断射频磁性卡片160的存在，进一步使供电驱动模块106不工作，避免供电线圈102传送电源对射频磁性卡片160造成损坏。
请参照图2。图2为本发明一实施例中，一种射频磁性卡片识别方法200的流程图。射频磁性卡片识别方法200可应用于图1所绘示，应用于感应式电源供应系统1的供电装置100中。射频磁性卡片识别方法200包含下列步骤(应了解到，在本实施方式中所提及的步骤，除特别叙明其顺序者外，均可依实际需要调整其前后顺序，甚至可同时或部分同时执行)。
在步骤201，开始进行侦测。
在步骤202，使供电线圈102由供电驱动模块106驱动，以使谐振频率测量模块110根据与供电线圈102相关的容感参数测量供电线圈102的谐振频率。
在一实施例中，与供电线圈102相关的容感参数包括供电线圈102的电感量与供电谐振电容114a及114b的电容量的组合。
在步骤203，使参考线圈104在供电驱动模块106处于不工作状态时，由辅助驱动模块108驱动，以使电压测量模块112追踪并锁定参考线圈104最大的振荡电压vd。
在步骤204，处理模块115判断谐振频率是否与频率锁定值相等。在一实施例中，频率锁定值为供电线圈102的谐振频率的纪录锁定值。
当谐振频率与频率锁定值不相等时，在步骤205，处理模块115将判断供电线圈102有不同的物体靠近，造成谐振频率改变而不稳定，进一步将频率锁定值更新为所测量到最新的谐振频率。
接着，处理模块115将结束本次侦测。在一实施例中，在步骤205后，流程将回至步骤201，以轮询的方式达到持续侦测的目的。
而当谐振频率与频率锁定值相等时，处理模块115将判断谐振频率稳定。需注意的是，上述的「相等」不必需为100％相等。谐振频率与频率锁定值间可具有一合理范围的误差，在当谐振频率与频率锁定值十分接近，即差距小于一特定范围时，即可判断谐振频率与频率锁定值为「相等」。因此，当处理模块115判断谐振频率与频率锁定值相等时，将在步骤207进一步判断参考线圈104最大的振荡电压vd是否大于电压锁定值。
在一实施例中，电压锁定值是在供电线圈102位于同一个谐振频率下，所撷取的最大的振荡电压vd。因此，相对于现在测量到的振荡电压vd，电压锁定值相当于前一次测量到的振荡电压vd。
当振荡电压vd大于电压锁定值时(即本次所测量到的振荡电压vd大于前一次测量到的振荡电压vd)，在步骤208，处理模块115将电压锁定值更新为所测量到最新的振荡电压vd。
接着，处理模块115将结束本次侦测。在一实施例中，在步骤205后，流程将回至步骤201，以轮询的方式达到持续侦测的目的。
当振荡电压vd不大于电压锁定值时(即本次所测量到的振荡电压vd不大于前一次测量到的振荡电压vd)，在步骤209，处理模块115将撷取特定比例(例如，但不限于75％)的电压锁定值以设定为临界值。
在步骤210，处理模块115判断振荡电压vd是否不小于临界值。
当处理模块115判断振荡电压vd不小于临界值时，将判断振荡电压vd并未下降超过特定比例，并在步骤206判断供电线圈102的供电范围内不存在射频磁性卡片160，以结束本次侦测。在一实施例中，在步骤206后，流程将回至步骤201，以轮询的方式达到持续侦测的目的。
当处理模块115判断振荡电压vd小于临界值时，将判断振荡电压vd下降超过特定比例，因而在步骤211判断供电线圈102的供电范围内存在射频磁性卡片160，并使供电驱动模块106处于不工作状态，以避免供电驱动模块106驱动供电线圈102产生的电源对射频磁性卡片160造成损坏。
在步骤212，处理模块115控制提示模块170提示用户将射频磁性卡片160移除。
在一实施例中，在步骤212结束后，流程可回至步骤201再次进行侦测，以轮询的方式达到持续侦测的目的。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的原则之内所作的任何修改，等同替换和改进等均应包含本发明的保护范围之内。