信号调制方法及信号整流及调制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种信号调制方法及信号整流及调制装置，尤其涉及一种错动式信号调制方法及其信号整流及调制装置。
【背景技术】
[0002]感应式电源供应器中，为了安全运作，需要在供应端确认其供电线圈上感应区域为正确的受电装置，且在可以接收电力的状况下才进行电力发送，为了使供电端能够辨识受电端是否为正确的受电装置，需要通过传送数据码来进行识别。数据码的传送是通过供电端驱动供电线圈产生谐振，发送电磁能量传送到受电端，以进行电力传送，而在受电端接收电力时，可通过信号调制技术改变接收线圈上的阻抗状态，再通过反馈影响供电线圈上的谐振载波信号变化，以传送数据码。
[0003]上述数据码是由多个调制信号所构成。在现有技术中，受电端同时在感应线圈两端进行信号调制。例如，在美国专利公开案US 2013/0342027 Al的受电模块20中，受电微处理器21同时开启对应于感应线圈两端的开关组件A6及B6，以同时对感应线圈两端进行调制。详细来说，在调制期间，开关组件A6及B6会同时导通，使得信号调制电阻A3及B3同时进行调制，此时，由于控制二极管A4及B4的运作，下桥开关组件A2及B2会同时停止进行整流。在此情况下，若欲使反射到供电线圈的信号振幅加大，需要增加调制时间，然而调制时间的加长代表整流器停止工作的时间加长，使其对后端供电能力降低。另一方面，当信号调制电阻A3及B3的阻值愈小时，反射到供电端的信号愈大，同时带来的是调制期间损耗的功率愈大。也就是说，加大反射信号的另一个实现方式为缩小信号调制电阻，但缩小的幅度仍受限于功率损耗的瓶颈。
[0004]此外，用来进行整流的下桥开关组件A2及B2分别通过保护电阻BI及Al连接至感应线圈，并通过线圈电压来控制下桥开关组件A2及B2的栅极电压，以控制下桥开关组件A2及B2导通或断开来进行整流运作。然而，若欲提高下桥开关组件A2及B2的运作速度，需降低保护电阻Al及BI的大小以提高下桥开关组件A2及B2的栅极充放电速度。在此情形下，阻值较低的保护电阻Al及BI将使得齐纳二极管A5及B5承受较大的功率而容易烧毁，整流开关的切换速度因此而受限。
[0005]另一方面，在美国专利公开案US 2013/0342027 Al的受电模块20中，稳压电路25需要稳压电容251来维持输出电压的稳定，由于稳压电容251往往具有较大的电容值，在稳压电容251与整流与信号反馈电路23之间设置有断路保护电路24，以在供电端与受电端感应初期整流与信号反馈电路23开始输出电力时，可先将电力提供给受电微处理器21使用，避免稳压电容251吸收过多电荷而无法顺利启动受电微处理器21。此外，在受电线圈271刚离开供电端时，稳压电容251仍存在大量电荷，此电荷会逆流至受电微处理器21，使受电微处理器21无法判别目前是否处在感应供电阶段。再者，上述电路结构可能存在另一个问题，即刚开始感应到电力时，断路保护电路24是关闭的，也就是说，整流与信号反馈电路23端在没有大电容辅助吸收电荷的情况下，瞬间的高电压可能会造成电路组件损毁。此外，在断路保护电路24打开的瞬间，稳压电容251开始大量吸收电荷，使得受电微处理器21的工作电压瞬间降低，可能会造成受电微处理器21停止运作或产生其它不良影响。
[0006]请参考图1，图1为信号调制的波形示意图。如图1所示，波形Wl_l为美国专利公开案US 2013/0342027 Al的受电模块20中的开关组件A6及B6的栅极信号，其在高电位时同时导通开关组件A6及B6，以产生调制信号。波形Wl_2则表示上述调制信号反射到供电端再通过信号解析电路13处理后得到的信号。由波形Wl_2可知，每一调制信号反馈到供电端的信号变化量大小不一，这是因为在现有技术中，调制控制信号(即开关组件A6及B6的栅极信号)与线圈振荡周期无任何对应关系。换句话说，调制信号是随机性地出现在供电线圈的振荡周期上，使得每一调制区间所反射的供电线圈振荡周期的起点与振荡数量都不固定，进而使受到调制改变供电线圈振幅的变化量也不固定。根据美国专利公开案US2013/0342027 Al的内容，由于供电端可根据线圈信号的变化量来动态调整信号判别的电平，大小不一的线圈振幅变化量容易造成信号的误判。
[0007]进一步地，请参考图2，图2为信号调制的一调制区间的信号波形示意图。如图2所示，波形W2_l为美国专利公开案US 2013/0342027 Al的受电模块20中的开关组件A6及B6的栅极信号，其在高电位时同时导通开关组件A6及B6，以产生调制信号。波形W2_2为下桥开关组件B2的栅极电压。由上述可知，在进行调制时，控制二极管A4及B4的运作使得下桥开关组件A2及B2同时停止进行整流，即下桥开关组件A2及B2的栅极电压应为零电位，以断开下桥开关组件A2及B2。然而，如图2的波形W2_2所示，在调制期间(即开关组件A6及B6的栅极信号为高电位时)，下桥开关组件B2的栅极仍有残存电压，无法完全达到零电位，造成下桥开关组件B2无法完全断开，进而使调制过程中产生多余的功率消耗。
[0008]由上述可知，现有技术仍存在许多尚待解决的问题。因此，实有必要提出一种信号调制方法，使得受电模块更有效地产生调制信号，同时克服上述缺点。
【发明内容】
[0009]因此，本发明的主要目的即在于提供一种信号调制方法及其信号整流及调制装置，以有效地产生调制信号，并解决上述问题。
[0010]本发明公开了一种信号调制方法，用于一感应式电源供应器的一受电模块。该信号调制方法包括设定一调制信号所对应的多个调制区间；在该多个调制区间中的第i个调制区间对该受电模块的一感应线圈的一第一端进行调制，其中i为奇数；以及在该多个调制区间中的第j个调制区间对该受电模块的该感应线圈的一第二端进行调制，其中j为偶数；其中，在对该第一端进行调制时不调制该第二端，在对该第二端进行调制时不调制该第一端。
[0011]本发明还公开了一种信号调制方法，用于一感应式电源供应器的一受电模块。该信号调制方法包括设定一调制信号所对应的多个调制区间；比较该受电模块的一感应线圈的一第一端或一第二端的电压与一参考电压，以产生一比较结果；以及根据该比较结果，决定该多个调制区间开始及停止的时间点。
[0012]本发明还公开了一种信号整流及调制装置，用于一感应式电源供应器的一受电模块，该受电模块包括一感应线圈，用来从该感应式电源供应器的一供电模块接收电源。该整流及调制装置包括一第一整流晶体管、一第二整流晶体管、一第一整流控制模块、一第二整流控制模块、一第一调制控制模块、一第二调制控制模块、一参考电压产生器、一比较器以及一处理器。该第一整流晶体管耦接至该感应线圈的一第一端与一地端之间，用来对该感应线圈的该第一端进行整流。该第二整流晶体管耦接至该感应线圈的一第二端与该地端之间，用来对该感应线圈的该第二端进行整流。该第一整流控制模块耦接至该感应线圈的该第一端、该第二端及该第一整流晶体管，用来根据该感应线圈的该第一端与该第二端的电压，输出一第一整流控制信号，以控制该第一整流晶体管进行整流。该第二整流控制模块耦接至该感应线圈的该第一端、该第二端及该第二整流晶体管，用来根据该感应线圈的该第一端与该第二端的电压，输出一第二整流控制信号，以控制该第二整流晶体管进行整流。该第一调制控制模块耦接至该感应线圈的该第一端，用来对该第一端进行信号调制。该第二调制控制模块耦接至该感应线圈的该第二端，用来对该第二端进行信号调制。该参考电压产生器用来产生一参考电压。该比较器耦接至该参考电压产生器及该第一整流控制模块或该第二整流控制模块，用来比较该参考电压及该感应线圈的一线圈电压，以产生一比较结果。该处理器耦接至该比较器、该第一整流控制模块、该第二整流控制模块、该第一调制控制模块及该第二调制控制模块，用来根据该比较结果，控制该第一调制控制模块及该第二调制控制模块交替对该感应线圈的该第一端及该第二端进行调制。其中，该处理器在控制该第一调制控制模块对该感应线圈的该第一端进行调制的同时，通过该第二整流控制模块断开该第二整流晶体管，以暂停对该感应线圈的该第二端进行整流，在控制该第二调制控制模块对该感应线圈的该第二端进行调制的同时，通过该第一整流控制模块断开该第一整流晶体管，以暂停对该感应线圈的该第一端进行整流。
【附图说明】
[0013]图1为信号调制的波形示意图。
[0014]图2为信号调制的一调制区间的信号波形示意图。
[0015]图3为本发明实施例一受电模块的示意图。
[0016]图4A及图4B分别为图3的调制控制模块的一种实施方式的示意图。
[0017]图5A及图5B分别为图3的整流控制模块的一种实施方式的示意图。
[0018]图6为受电模块中进行信号调制时信号波形的示意图。
[0019]图7为受电模块中进行信号调制时信号波形的示意图。
[0020]图8A及图SB为受电模块中进行信号调制时信号波形的示意图。
[0021]图9为本发明实施例一信号调制流程的流程图。
[0022]其中，附图标记说明如下:
[0023]W1_1、W1_2、W2_1、W2_2、W6_l、波形
[0024]W6_2、W6_3、W7_l、W7_2、W7_3、
[0025]W7_4、W7_5、W7_6、W8_l、W8_2、
[0026]W8_3、W8_4、W8_5、W8_6
[0027]30受电模块
[0028]300感应线圈
[0029]R1、R2整流控制模块
[0030]Ml、M2调制控制模块
[0031]11,21整流二极管
[0032]12、22整流晶体管
[0033]121、221保护二极管
[0034]40稳压器
[0035]41稳压电容
[0036]50电源输出端
[0037]60处理器