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TWI605664B - 諧振式無線電源發送電路及其控制方法 - Google Patents

諧振式無線電源發送電路及其控制方法 Download PDF

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TWI605664B
TWI605664B TW105120429A TW105120429A TWI605664B TW I605664 B TWI605664 B TW I605664B TW 105120429 A TW105120429 A TW 105120429A TW 105120429 A TW105120429 A TW 105120429A TW I605664 B TWI605664 B TW I605664B
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劉國基
魏維信
岑嘉宏
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立錡科技股份有限公司
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Description

諧振式無線電源發送電路及其控制方法
本發明係有關一種諧振式無線電源發送電路，特別是指一種具有一相位偵測控制之諧振式無線電源發送電路。本發明也有關於用於諧振式無線電源發送電路中之相位偵測控制電路以及相位偵測控制方法。
第1圖顯示一種先前技術之諧振式無線電源發送電路（諧振式無線電源發送電路1），其包含一直流直流轉換器15、一諧振電路，以及一阻抗匹配電路，其中諧振電路包括一發送線圈L，直流直流轉換器轉換一輸入電源VS而產生一輸出電源VSW，該諧振電路以及阻抗匹配電路藉由諧振作用將該輸出電源VSW轉換成為一無線輸出電源，藉由該發送線圈L發送至一無線場，以達成無線電源傳輸。
第1圖中所示之先前技術，其缺點在於，由於如第1圖所示之諧振式無線電源發送電路1係採用諧振之原理，在例如但不限於以下的情形之下，可能會造成前述諧振電路之輸入阻抗不匹配，而發生偏離諧振(off resonance)：諧振式無線電源接收電路（未示出）耦合位置不同，或是多個諧振式無線電源接收電路同時耦合接收功率等等。偏離諧振若未做修正或控制，會導致功率耗損。若諧振式無線電源發送電路1發生偏離諧振，諧振迴路中的電抗元件（reactive component，例如但不限於發送線圈L、阻抗匹配電容Cm等）之電流會超前或落後其電壓，亦即諧振電抗元件之電流與電壓具有相位差，則實際傳送出去的功率會因此下降。
第2圖顯示美國專利US20120223585A1中，一種先前技術之相位偵測電路（相位偵測電路150），其根據一電流變壓器154所產生之訊號以及一電壓偵測電路，用以偵測發送電流，相位偵測電路150包括一數位電路以偵測輸入訊號之電壓與電流之相位差，並產生一輸出用以控制電源傳輸控制電路之驅動頻率。
第2圖中所示之先前技術，其缺點在於，在高頻無線電源的應用上，電流變壓器154的頻寬會受限，此外，採用電流變壓器會提高製造成本。
本發明相較於第1圖之先前技術，具有相位偵測功能，因此可提供阻抗匹配調整而具有較高的操作效率。本發明相較於第2圖之先前技術，僅需要較少的元件數目，並且無需變壓器，可操作於較高頻的應用上，例如6.78MHz 或13.56MHz。
就其中一個觀點言，本發明提供了一種諧振式無線電源發送電路，該諧振式無線電源發送電路包含：一負載電路；一電源轉換電路，耦接於一輸入電源和該負載電路之間，其中該電源轉換電路為一半橋式或全橋式電源轉換電路，包含複數功率開關以及一電流感測元件，該複數功率開關以一操作頻率切換，以將該輸入電源轉換為一輸出電源，用以驅動該負載電路，使該負載電路具有一負載電流，該負載電流與該操作頻率之間具有一負載電流相位差；以及一相位偵測控制電路，於該複數功率開關皆為不導通時之一空滯時間中，偵測該電流感測元件之電流流入端與電流流出端之間之一感測電壓，其中該感測電壓對應於該負載電流相位差。
在一較佳實施例中，該輸入電源耦接於一輸入正端與一接地點之間，該輸出電源耦接於一輸出正端與一輸出負端之間；其中該電源轉換電路包含以下之一：(A) 該電源轉換電路係為一半橋式轉換電路，該複數功率開關包含第一功率開關以及第二功率開關，其分別皆具有電流流入端與電流流出端，其中該第一功率開關之電流流出端與該第二功率開關之電流流入端互相耦接於該輸出正端，該第二功率開關之電流流出端耦接於該輸出負端，該第一功率開關之電流流入端耦接於該輸入正端，該輸出負端耦接於該接地點；(B) 該電源轉換電路係為一全橋式轉換電路，該複數功率開關包含第一功率開關，第二功率開關，第三功率開關以及第四功率開關，其分別皆具有電流流入端與電流流出端，其中該第一功率開關之電流流出端與該第二功率開關之電流流入端互相耦接於該輸出正端，該第三功率開關之電流流出端與該第四功率開關之電流流入端互相耦接於該輸出負端，該第一功率開關之電流流入端與該第三功率開關之電流流入端互相耦接於該輸入正端，該第二功率開關之電流流出端與該第四功率開關之電流流出端互相耦接於該接地點；其中該電流感測元件係為該複數功率開關其中之一，且該感測電壓對應於該對應之功率開關之電流流入端與電流流出端之間之電壓差。
在一較佳實施例中，該相位偵測控制電路於該電流感測元件由導通而切換為不導通之一切換時間點起，至該複數功率開關之一由不導通而切換為導通之時間點止之一段時間中，偵測該感測電壓。
在一較佳實施例中，該負載電路係為一諧振電路，該諧振電路包含：一發送電路，包含至少一發送線圈；以及一阻抗匹配電路，與該發送電路耦接，其中該發送電路與該阻抗匹配電路以諧振作用將該負載電流轉換成為一無線輸出電源，藉由該發送線圈發送至一無線場，以達成無線電源傳輸；其中該阻抗匹配電路包含：一或複數之電容器，及／或一或複數之可變電容器(varactor)，及／或一或複數之切換電容電路；其中該切換電容電路包括至少一電容器以及至少一電容控制開關，且可藉由電容控制開關之導通與不導通而控制該切換電容電路之電抗值。
在一較佳實施例中，該相位偵測控制電路更根據該感測電壓而產生一阻抗控制訊號，用以控制該阻抗匹配電路而調整其阻抗，使得該負載電流相位差調節於一預設之相位差值。
在一較佳實施例中，該諧振電路具有一諧振輸入阻抗，其中該相位偵測控制電路調節該負載電流相位差，使得該諧振輸入阻抗為匹配。
在一較佳實施例中，該相位偵測控制電路包含：一相差判斷電路，包括一比較電路以及一偵測時間電路，其中該比較電路將該感測電壓與一參考電壓相比較而產生一比較結果，該偵測時間電路根據該比較結果與一預設之偵測時間點而確定並閂鎖一相差判斷訊號，其中該預設之偵測時間點係為於該空滯時間內之一預設之時間點；一訊號轉換電路，其包括一邏輯電路，根據該相差判斷訊號與一時間長度訊號而產生該阻抗控制訊號。
在一較佳實施例中，該相位偵測控制電路更根據一相位設定訊號而產生該參考電壓，使得該負載電流相位差調節於該預設之相位差值。
在一較佳實施例中，該相位偵測控制電路更根據該感測電壓而產生一頻率控制訊號，用以控制該操作頻率，使得該負載電流相位差調節於一預設之相位差值。
在一較佳實施例中，該複數功率開關之各功率開關之工作週期皆大致上接近但低於50時間%。
就另一個觀點言，本發明也提供了 一種相位偵測控制電路，用以偵測或偵測控制一諧振式無線電源發送電路，該諧振式無線電源發送電路包含：一負載電路；以及一電源轉換電路，耦接於一輸入電源和該負載電路之間，其中該電源轉換電路為一半橋式或全橋式電源轉換電路，包含複數功率開關以及一電流感測元件，該複數功率開關以一操作頻率切換，以將該輸入電源轉換為一輸出電源，用以驅動該負載電路，使該負載電路具有一負載電流，該負載電流與該操作頻率之間具有一負載電流相位差； 該相位偵測控制電路，於該複數功率開關皆為不導通時之一空滯時間中，偵測該電流感測元件之電流流入端與電流流出端之間之一感測電壓，其中該感測電壓對應於該負載電流相位差；該相位偵測控制電路包含：一相差判斷電路，包括一比較電路以及一偵測時間電路，其中該比較電路將該感測電壓差與一參考電壓相比較而產生一比較結果，該偵測時間電路根據該比較結果與一預設之偵測時間點而確定並閂鎖一相差判斷訊號，其中該預設之偵測時間點係為於該空滯時間內之一預設之時間點；一訊號轉換電路，其包括一邏輯電路，根據該相差判斷訊號與一時間長度訊號而產生一阻抗控制訊號。
就另一個觀點言，本發明也提供了一種用以驅動一諧振式無線電源發送電路之驅動電路，該諧振式無線電源發送電路包含：一負載電路；該驅動電路包含：一電源轉換電路，耦接於一輸入電源和該負載電路之間，其中該電源轉換電路為一半橋式或全橋式電源轉換電路，包含複數功率開關以及一電流感測元件，該複數功率開關以一操作頻率切換，以將該輸入電源轉換為一輸出電源，用以驅動該負載電路，使該負載電路具有一負載電流，該負載電流與該操作頻率之間具有一負載電流相位差；以及一相位偵測控制電路，於該複數功率開關皆為不導通時之一空滯時間中，偵測該電流感測元件之電流流入端與電流流出端之間之一感測電壓，其中該感測電壓對應於該負載電流相位差。
就另一個觀點言，本發明也提供了 一種用以控制一諧振式無線電源發送電路之方法，該諧振式無線電源發送電路包含：一負載電路；以及一電源轉換電路，耦接於一輸入電源和該負載電路之間，其中該電源轉換電路為一半橋式或全橋式電源轉換電路，包含複數功率開關以及一電流感測元件，該複數功率開關以一操作頻率切換，以將該輸入電源轉換為一輸出電源，用以驅動該負載電路，使該負載電路具有一負載電流，該負載電流與該操作頻率之間具有一負載電流相位差； 該控制方法包含：於該複數功率開關皆為不導通時確定一空滯時間中；於該空滯時間中，偵測該電流感測元件之電流流入端與電流流出端之間之一感測電壓，其中該感測電壓對應於該負載電流相位差。
在一較佳實施例中，該控制方法更包含：根據該感測電壓而產生一阻抗控制訊號，用以控制該阻抗匹配電路而調整其阻抗，使得該負載電流相位差調節於一預設之相位差值。
在一較佳實施例中，該控制方法更包含：根據該感測電壓而產生一頻率控制訊號，用以控制該操作頻率，使得該負載電流相位差調節於一預設之相位差值。
在一較佳實施例中，該諧振電路具有一諧振輸入阻抗，其中該控制方法更包含：調節該負載電流相位差，使得該諧振輸入阻抗為匹配。
在一較佳實施例中，產生該阻抗控制訊號之步驟包含：根據該感測電壓而確定並閂鎖一相差判斷訊號；根據該相差判斷訊號與一時間長度訊號而產生該阻抗控制訊號；其中確定並閂鎖一相差判斷訊號之步驟包含：將該感測電壓與一參考電壓相比較而產生一比較結果；根據該比較結果與一預設之偵測時間點而確定並閂鎖一相差判斷訊號，其中該預設之偵測時間點係為於該偵測空滯時間內之一預設之時間點。
在一較佳實施例中，產生該阻抗控制訊號之步驟更包含：根據一相位設定訊號而產生該參考電壓，使得該負載電流相位差調節於該預設之相位差值。
底下藉由具體實施例詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。
請參閱第3A圖，圖中所示為本發明之諧振式無線電源發送電路的一種實施例（諧振式無線電源發送電路2），其包含一電源轉換電路10，一負載電路30，以及一相位偵測控制電路20；其中電源轉換電路10包含複數功率開關，其中該複數功率開關接受一開關控制訊號VSC控制以切換一輸入電源40，而於輸出正端VOP與輸出負端VON之間產生輸出電源VSW，用以驅動一負載電路30；其中開關控制訊號VSC具有一操作頻率FP 以及一切換相位，該複數功率開關例如根據該操作頻率FP而切換。
負載電路30具有一負載阻抗ZLD，且在輸出電源VSW的驅動下具有一負載電流ILD，其中該負載電流ILD具有一負載電流相位，該切換相位與該負載電流相位之間具有一負載電流相位差PDLD，其係為該負載電流相位與該切換相位之相位差。
在負載阻抗ZLD為匹配（亦即，負載阻抗ZLD之虛部係數為零）的情況下，該負載電流相位與該切換相位為同相位，亦即，該負載電流相位差PDLD為零；而在負載阻抗ZLD為非匹配（亦即，負載阻抗ZLD之虛部係數不為零）的情況下，該負載電流相位與該切換相位為非同相位，亦即，該負載電流相位差PDLD不為零，其可能為超前或是落後。
在一實施例中，電源轉換電路10係為一半橋式電源轉換電路，如第3A圖所示，本實施例中，該複數功率開關包含功率開關S1以及S2，其分別皆具有電流流入端與電流流出端，其中S1之電流流出端與S2之電流流入端互相耦接於輸出正端VOP，S2之電流流出端耦接於輸出負端VON，S1之電流流入端與電源40耦接於輸入正端VSP，本實施例中，輸出負端VON與輸入電源40耦接於一接地點GND。
功率開關S1以及S2互為反相而進行切換，在一實施例中，功率開關S1與S2之工作週期 (duty cycle)分別大致上接近但低於50時間%，其中工作週期大致上接近但低於50時間%係指，功率開關S1與S2之工作週期大致上相等，且接近50時間%，然而一般而言，為了避免短路電流等問題，在功率開關S1與S2的切換之間，具有一空滯時間 (dead time)，在空滯時間內，功率開關S1與S2皆為不導通，使得功率開關S1與S2之工作週期 (duty cycle)分別大致上接近50時間%，但皆非精準地等於50時間%。此空滯時間例如但不限於為全週期的5時間%以下。
電源轉換電路10中，該複數功率開關其中之一（例如但不限於圖中所示之功率開關S2，在一實施例中，S2可為一MOSFET開關）係為一電流感測元件11，其電流流入端、電流流出端以及控制端，分別對應於該對應之功率開關（即，S2）之電流流入端、電流流出端以及控制端，該電流感測元件11並具有一感測電流ISEN以及一感測電壓VSEN，該感測電流ISEN係為對應於該對應之功率開關之一導通電流（如S2之汲源極電流），而該感測電壓VSEN係為對應於該對應之功率開關之電流流入端與電流流出端之電壓差（如S2之汲源極電壓差）。
相位偵測控制電路20耦接於該電流感測元件11之電流輸入端與電流輸出端之間，相位偵測控制電路20於功率開關S1與S2皆為不導通的前述空滯時間內，確定一偵測時間點TM，並於該偵測時間點TM，偵測該感測電壓VSEN之位準而確定負載電流相位差PDLD；在一實施例中，對電流感測元件11來說，本發明之相位差偵測時間點TM，較佳為於空滯時間中的一偵測空滯時間TDD期間內（參閱第4B圖），其中該偵測空滯時間TDD係為，該電流感測元件11由導通而切換為不導通之切換時間點起，至該複數功率開關之一由不導通而切換為導通之時間點止之一段時間，且此段時間中該複數功率開關皆不導通，下同。
請參閱第3B圖，圖中顯示之本發明之諧振式無線電源發送電路，其中負載電路之一具體實施例（負載電路30’），本實施例中，負載電路30’係為一諧振電路，其包含一發送電路31以及一阻抗匹配電路32；其中該發送電路31，包含至少一發送線圈L，該發送電路31與該阻抗匹配電路32互相耦接，並以諧振作用將該輸出電源VSW轉換成為一諧振電流（諧振電流對應於前述之負載電流ILD），並將該負載電流ILD轉換成為一無線輸出電源（未示出），藉由該發送線圈L發送至一無線場（未示出），而達成無線電源傳輸，其中開關控制訊號VS1g與VS2g係對應於前述之開關控制訊號VSC，且VS1g與VS2g分別用以控制功率開關S1與S2；負載電路30’根據發送線圈L之電感值以及阻抗匹配電路之阻抗值之不同組合，而具有不同的負載阻抗ZLD；其中諧振電流具有一諧振電流相位差（諧振電流相位差對應於前述之負載電流相位差PDLD）。
第4A與4B圖顯示對應於第3B圖本發明之諧振式無線電源發送電路之模擬波形示意圖，其中輸入電源40之輸出電壓位準為24V，電源轉換電路10之操作頻率FP為6.78MHz；波形VS1g與VS2g分別顯示功率開關S1之閘極控制電壓與功率開關S2（對應於電流感測元件11）之閘極控制電壓（對應於電流感測元件11之控制端電壓），其為高位準時，功率開關S1與功率開關S2為導通，其為低位準時，功率開關S1與功率開關S2為不導通，下同；本實施例中，功率開關S1與S2之工作週期 (duty cycle)分別大致上接近但低於50時間%，而分別負責負載電流ILD之正半週期與負半週期，如圖所示，電流感測元件11 (S2)之感測電流ISEN在操作頻率FP的半週期內係為與負載電流ILD反相之弦波。本實施例中以三種不同的負載阻抗值，ZLD=25 ohm， 25+j4 ohm 以及 25-j4 ohm，進行模擬，其中負載電流ILD顯示對應於前述三種不同的負載阻抗ZLD之三條負載電流曲線，同時分別造成三種不同的負載電流相位差PDLD，分別為匹配，落後以及超前，感測電流ISEN亦顯示對應於前述三種不同的負載阻抗ZLD之三條感測電流曲線。
在前述的偵測空滯時間TDD期間內，若負載阻抗ZLD為匹配，負載電流相位差PDLD應大致上為零，亦即，負載電流ILD在此時亦應大致上為零，相對的，在偵測空滯時間TDD期間內，若負載阻抗ZLD為不匹配，負載電流相位差PDLD亦不為零，亦即，負載電流ILD在此時亦不為零，由於該複數功率開關在偵測空滯時間TDD期間內皆為不導通，因此，此期間內該不為零的負載電流ILD會對例如但不限於電流感測元件11之雜散電容充電，因而使得電流感測元件11之感測電壓VSEN，如圖所示，在偵測空滯時間TDD期間內會有所變化，且其變化相關於前述之不同的負載電流相位差PDLD，因此可藉由感測電壓VSEN的量測而偵測負載電流相位差PDLD。
第4B圖顯示第4A圖波形於偵測空滯時間TDD期間內之局部放大示意圖，本實施例中，如圖中所示，隨著負載電流相位差PDLD的落後愈多，在偵測空滯時間TDD期間內，感測電壓VSEN上升的愈多，因此相位偵測控制電路20可於偵測空滯時間TDD期間內之一偵測時間點（例如但不限於圖中之偵測時間點TM），偵測該感測電壓VSEN之位準而確定負載電流相位差PDLD，其中該偵測時間點TM較佳為接近偵測空滯時間TDD即將結束之際（例如但不限於本實施例中功率開關S1之開關控制訊號VS1g之上升緣之前），此時感測電壓VSEN具有較大的電壓位準，因而在偵測時可具有較高的抗噪能力。
請參閱第5圖，圖中所示為本發明之諧振式無線電源發送電路的一種實施例（諧振式無線電源發送電路4），其中電流感測元件11（其對應於功率開關S2）係為一N通道金氧半場效電晶體(N-MOSFET)，CPSI為電流感測元件11之電流流入端與電流流出端（其對應於功率開關S2之汲極與源極）之間的雜散電容，LPSI 為焊線與電路板之雜散電感，本實施例之負載電路30包含諧振電路之等效電感LE、等效電阻RE以及等效電容CE。
第6A與6B圖顯示對應於第5圖本發明之諧振式無線電源發送電路4之模擬波形示意圖，本實施例與前述第4A與4B圖之實施例模擬類似，亦以三種不同的負載阻抗值，ZLD=25 ohm， 25+j4 ohm 以及 25-j4 ohm，進行模擬，其對應之訊號關係亦為相似，其差別在於本實施例在模擬中加入雜散電路，如前述之雜散電容CPSI以及雜散電感LPSI等，因此在電流感測元件11切換時（例如但不限於圖中所示TDD附近），其感測電流ISEN會有阻尼震盪漣波(ringing)，需說明的是，在此情況下，本發明中，於偵測空滯時間TDD期間內，仍可有效地偵測該感測電壓VSEN之位準而確定負載電流相位差PDLD，如第6A圖中所示，即使感測電流ISEN之阻尼震盪漣波甚大，感測電壓VSEN之上升幅度與波形，較佳地並未受太大的影響，而仍可藉其有效地偵測負載電流相位差PDLD。
第6B圖顯示第6A圖波形於偵測空滯時間TDD期間內之局部放大示意圖，本實施例中，如圖中所示，隨著負載電流相位差PDLD的落後愈多，在偵測空滯時間TDD期間內，感測電壓VSEN上升的愈多，因此相位偵測控制電路20可藉由於偵測空滯時間TDD期間內之偵測時間點（例如但不限於圖中之偵測時間點TM），偵測該感測電壓VSEN之位準而確定負載電流相位差PDLD，其中該偵測時間點TM較佳為接近偵測空滯時間TDD即將結束之際（例如但不限於本實施例中功率開關S1之開關控制訊號VS1g之上升緣之前），此時感測電壓VSEN具有較大的電壓位準，因而在偵測時可具有較高的抗噪能力，且本實施例中感測電壓VSEN之上升幅度與波形，較佳地並未受感測電流ISEN之阻尼震盪漣波而有太大的影響。
請參閱第7圖，圖中所示為本發明之諧振式無線電源發送電路的一種實施例（諧振式無線電源發送電路5），本實施例中，阻抗匹配電路32包含至少一可變電容電路321，其中該可變電容電路321可包含至少一可變電容器(varactor)，或是至少一切換電容電路（未示出），或是上述可使該可變電容電路之電抗為可調整之組合，其中切換電容電路包括至少一電容以及至少一電容控制開關之組合，該可變電容電路321之阻抗可藉由控制該電容控制開關之導通與不導通，或是藉由控制該可變電容器之控制訊號（例如但不限於壓控可變電容器之控制電壓）而改變之。
請繼續參閱第7圖，相位偵測控制電路20更根據其偵測該感測電壓VSEN之位準而確定之負載電流相位差PDLD，而產生一阻抗控制訊號ZCO，用以控制上述可變電容電路321之電容控制開關或是可變電容器，而控制阻抗匹配電路32之阻抗，而調節前述之負載阻抗值ZLD，使得負載電流相位差PDLD調節對應於一預設之相位差值，其中所述「預設」之相位差值可為一固定值、或可調整之可變動值，下同；在一實施例中，該預設之相位差值較佳為零相位差，使得諧振式無線電源發送電路5之諧振輸入阻抗為匹配，即，負載阻抗ZLD之虛部大致上為零；需說明的是，藉由例如相位偵測控制電路20等回授電路的調節，使得負載阻抗ZLD之虛部之目標值為零，然而由於例如但不限於電路的不理想性等因素，受調節的負載阻抗ZLD之虛部大致上為零，而非精確地為零。
請參閱第11圖，在一實施例中，相位偵測控制電路20則是根據其偵測該感測電壓VSEN之位準而確定之負載電流相位差PDLD，而產生一頻率控制訊號FCO，用以控制前述複數功率開關（例如但不限於第11圖及其他前述實施例中之電源轉換電路10之功率開關S1與S2）之該操作頻率FP，使得負載電流相位差PDLD調節對應於一預設之相位差值。
請參閱第8圖，圖中所示為本發明之諧振式無線電源發送電路，其中相位偵測控制電路（例如但不限於第7圖及其他前述實施例中之相位偵測控制電路20）的一種具體的實施例（相位偵測控制電路20’），其包含一相差判斷電路21以及一訊號轉換電路22，相差判斷電路21包括一比較電路CP以及一偵測時間電路211，比較電路CP將該感測電壓VSEN與一參考電壓VREF相比較而產生一比較結果CPO，該偵測時間電路211根據該比較結果CPO與前述之偵測時間點TM而確定一相差判斷訊號PDS，其中相差判斷訊號PDS對應於負載電流相位差PDLD；訊號轉換電路22將相差判斷訊號PDS轉換為阻抗控制訊號ZCO，可用以控制前述阻抗匹配電路32之阻抗，而調節負載電流相位差PDLD使其對應於一預設之相位差值。
在一實施例中，如第8圖所示，偵測時間電路211可包含一閂鎖電路LATCH，其以EN為其閂鎖控制訊號，其中EN係對應於前述之偵測時間點TM，使得偵測時間電路211可於偵測時間點TM時，確定相差判斷訊號PDS；在一實施例中，如第8圖所示，訊號轉換電路22可包含一邏輯電路U3（例如但不限於圖中所示之及閘），其根據一時間長度控制訊號TC而將相差判斷訊號PDS轉換為阻抗控制訊號ZCO，用以控制前述阻抗匹配電路32之阻抗，而調節負載電流相位差PDLD使其對應於一預設之相位差值。
需說明的是，本實施例中，該預設之相位差值亦相關於參考電壓VREF之位準，因此，在一實施例中，參考電壓VREF之位準可為一可調整值，其可例如但不限於根據一相位設定訊號PSS而設定之，進而藉該參考電壓VREF位準之設定，而調整該預設之相位差值至一較佳之相位差值，亦即，負載電流相位差PDLD可調節而對應於該較佳之相位差值。
第9圖顯示對應於第8圖本發明之相位偵測控制電路20’之模擬波形示意圖，其中波形VS1g與VS2g分別顯示功率開關S1之閘極控制電壓與功率開關S2（對應於電流感測元件11）之閘極控制電壓（對應於電流感測元件11之控制端電壓），其為高位準時，功率開關S1與功率開關S2為導通，其為低位準時，功率開關S1與功率開關S2為不導通；其中閂鎖控制訊號EN之下降緣係對應於前述之偵測時間點TM（例如但不限於圖中所示之TMa，TMb），其係為於電流感測元件11由導通而切換為不導通（例如但不限於圖中所示之VS2g之下降緣）所緊接之偵測空滯時間（例如但不限於圖中所示之TDDa, TDDb）內，一預設之偵測時間點，本實施例中，相差判斷電路21於閂鎖控制訊號EN之下降緣，將感測電壓VSEN與參考電壓VREF相比較之比較結果CPO 取樣並閂鎖，而產生相差判斷訊號PDS ，直到下一個閂鎖控制訊號EN為高位準時，相差判斷訊號PDS才被重置（例如但不限於圖中所示，閂鎖控制訊號EN為高位準時，相差判斷訊號PDS重置為低位準）。
請參閱第9圖，於偵測時間點TMa時，參考電壓VREF高於感測電壓VSEN，因此相差判斷訊號PDS從偵測時間點TMa起為高位準直到閂鎖控制訊號EN再度為高位準而將其重置；接著於偵測時間點TMb時，參考電壓VREF低於感測電壓VSEN，因此相差判斷訊號PDS從偵測時間點TMb起為低位準直到閂鎖控制訊號EN再度為高位準而將其重置。
請繼續參閱第9圖，本實施例中，TC係為包含閂鎖控制訊號EN下降緣之一時間長度控制訊號，訊號轉換電路22根據時間長度控制訊號TC以及相差判斷訊號PDS，而於相差判斷訊號PDS於高位準時產生具有一預設時間長度之阻抗控制訊號ZCO，用以控制前述阻抗匹配電路32之阻抗，而調節負載電流相位差PDLD使其對應於一預設之相位差值，其中該預設時間長度係對應於時間長度控制訊號TC之時間長度。
在一實施例中，訊號轉換電路22可包含一數位／類比訊號轉換電路（未示出），其可將相差判斷訊號PDS轉換為阻抗控制訊號ZCO，其中阻抗控制訊號ZCO為一類比形式之訊號。
需說明的是，前述第8與9圖中之實施例，其阻抗控制訊號ZCO，除了可如第7圖之實施例中，用以控制阻抗匹配電路32之阻抗，而調節負載電流相位差PDLD使其對應於該預設之相位差值之外，在一實施例中，亦可使第8與9圖中之該阻抗控制訊ZCO，對應於第11圖實施例中之頻率控制訊號FCO，用以控制該操作頻率FP，使得負載電流相位差PDLD調節對應於一預設之相位差值。
前述本發明之諧振式無線電源發送電路（例如但不限於第3A, 3B, 5, 7圖中所示之諧振式無線電源發送電路2, 3, 4, 5）中，電源轉換電路（例如但不限於上述圖中所示之電源轉換電路10）之實施例，皆係以半橋式電源轉換電路為例，需說明的是，其僅為說明舉例而非限制，上述之電源轉換電路亦可包含例如但不限於全橋式電源轉換電路而實施之，仍能達成前述所有操作與功能。
請參閱第10圖，圖中所示為本發明之諧振式無線電源發送電路的一種實施例（諧振式無線電源發送電路6），本實施例與第3A圖之諧振式無線電源發送電路2類似，其不同之處在於，其中電源轉換電路10’ 係為一全橋式電源轉換電路，本實施例中，該複數功率開關包含功率開關S1、S2、S3與S4，其分別皆具有電流流入端與電流流出端，其中S1之電流流出端與S2之電流流入端互相耦接於輸出正端VOP，S3之電流流出端與S4之電流流入端互相耦接於輸出負端VON，S1之電流流入端與S3之電流流入端以及電源40互相耦接於輸入正端VSP，S2之電流流出端與S4之電流流出端互相耦接於一接地點GND。
本實施例中，功率開關S1以及S2互為反相而進行切換，功率開關S3以及S4互為反相而進行切換，其中功率開關S1以及S4互為反相，在一實施例中，功率開關S1與S2之工作週期 (duty cycle)分別大致上接近但低於50時間%，功率開關S3與S4之工作週期 (duty cycle)分別大致上接近但低於50時間%，其中工作週期大致上接近但低於50時間%係指，功率開關S1與S2之工作週期大致上相等，且接近50時間%，而功率開關S3與S4之工作週期大致上相等，且接近50時間%，然而一般而言，為了避免短路電流等問題，在功率開關S1與S2的切換之間，以及功率開關S3與S4的切換之間，具有一空滯時間 (dead time)，在空滯時間內，功率開關S1、S2、S3與S4皆為不導通，使得功率開關S1、S2、S3與S4之工作週期 (duty cycle)分別大致上接近但低於50時間%，但皆非精準地等於50時間%。此空滯時間例如但不限於為全週期的5時間%以下。
電源轉換電路10’中，該複數功率開關其中之一（例如但不限於圖中所示之功率開關S2，在一實施例中，S2可為一MOSFET開關）係為一電流感測元件11，其電流流入端、電流流出端以及控制端，分別對應於該對應之功率開關（即，S2）之電流流入端、電流流出端以及控制端，該電流感測元件11並具有一感測電流ISEN以及一感測電壓VSEN，該感測電流ISEN係為對應於該對應之功率開關之一導通電流（如S2之汲源極電流），而該感測電壓VSEN係為對應於該對應之功率開關之電流流入端與電流流出端之電壓差（如S2之汲源極電壓差）。
請繼續參閱第10圖，相位偵測控制電路20耦接於該電流感測元件11之電流輸入端與電流輸出端之間，相位偵測控制電路20於一空滯時間（例如但不限於偵測空滯時間TDD）期間內，確定一偵測時間點TM，並於該偵測時間點TM，偵測該感測電壓VSEN之位準而確定負載電流相位差PDLD。
除了以第10圖之實施例舉例說明之外，前述本發明之諧振式無線電源發送電路之實施例中，半橋式電源轉換電路皆可以全橋式電源轉換電路取代而實施之，仍能達成前述所有操作與功能，在此不予贅述。
以上已針對較佳實施例來說明本發明，唯以上所述者，僅係為使熟悉本技術者易於了解本發明的內容而已，並非用來限定本發明之權利範圍。所說明之各個實施例，並不限於單獨應用，亦可以組合應用；舉其中一例，「可變電容器」和「切換電容電路」可以並用，使諧振式無線電源發送電路同時具有此二種阻抗匹配電路之調整性的優點。此外，在本發明之相同精神下，熟悉本技術者可以思及各種等效變化以及各種組合，舉例而言，前述之實施例中，係以半橋式或全橋式電源轉換電路之下橋(low side)功率開關(即S2)做為電流感測元件，但亦可以複數功率開關之其他開關而為之，例如前述半橋式電源轉換電路中之S1，或全橋式電源轉換電路中之S1，S3或S4，亦可作為電流感測元件，相位偵測控制電路20當然在此情況下，做為偵測負載電流相位差之感測電壓與其他控制或回授訊號之正負號關係亦應做對應之調整。此外，亦可以複數電流感測元件共同偵測負載電流相位差。又例如，本發明所稱「根據某訊號進行處理或運算或產生某輸出結果」，不限於根據該訊號的本身，亦包含於必要時，將該訊號進行電壓電流轉換、電流電壓轉換、及／或比例轉換等，之後根據轉換後的訊號進行處理或運算產生某輸出結果。由此可知，在本發明之相同精神下，熟悉本技術者可以思及各種等效變化以及各種組合，其組合方式甚多，在此不一一列舉說明。因此，本發明的範圍應涵蓋上述及其他所有等效變化。
1,2,3,4,5,6‧‧‧諧振式無線電源發送電路
11‧‧‧電流感測元件
10,10'‧‧‧電源轉換電路
15‧‧‧直流直流轉換器
150‧‧‧相位偵測電路
154‧‧‧電流變壓器
20,20'‧‧‧相位偵測控制電路
21‧‧‧相差判斷電路
211‧‧‧偵測時間電路
22‧‧‧訊號轉換電路
30, 30'‧‧‧負載電路
31‧‧‧發送電路
32‧‧‧阻抗匹配電路
321‧‧‧可變電容電路
40‧‧‧輸入電源
C,Cm‧‧‧阻抗匹配電容
CE‧‧‧等效電容
CP‧‧‧比較電路
CPO‧‧‧比較結果
CPSI‧‧‧雜散電容
EN‧‧‧閂鎖控制訊號
FP‧‧‧操作頻率
FCO‧‧‧頻率控制訊號
GND‧‧‧接地點
ILD‧‧‧負載電流
ISEN‧‧‧感測電流
L‧‧‧發送線圈
LATCH‧‧‧閂鎖電路
LE‧‧‧等效電感
LPSI‧‧‧雜散電感
PDLD‧‧‧負載電流相位差
PDS‧‧‧相差判斷訊號
PSS‧‧‧相位設定訊號
RE‧‧‧等效電阻
S1,S2,S3,S4‧‧‧功率開關
TC‧‧‧時間長度控制訊號
TDD,TDDa,TDDb‧‧‧偵測空滯時間
TM,TMa,TMb‧‧‧偵測時間點
U3‧‧‧邏輯電路
VON‧‧‧輸出負端
VOP‧‧‧輸出正端
VREF‧‧‧參考電壓
VS‧‧‧輸入電源
VS1g,VS2g,VS3g,VS4g‧‧‧開關控制訊號
VSC‧‧‧開關控制訊號
VSEN‧‧‧感測電壓
VSP‧‧‧輸入正端
VSW‧‧‧輸出電源
ZLD‧‧‧負載阻抗
ZCO‧‧‧阻抗控制訊號
第1圖顯示一種先前技術諧振式無線電源發送電路示意圖。 第2圖顯示一種先前技術諧振式無線電源發送電路示意圖。 第3A圖顯示本發明之具有相位偵測控制功能之諧振式無線電源發送電路之一實施例方塊圖及相關電路示意圖。 第3B圖顯示本發明之具有相位偵測控制功能之諧振式無線電源發送電路之一具體實施例示意圖。 第4A圖顯示對應於第3B圖之諧振式無線電源發送電路之波形示意圖。 第4B圖顯示對應於第4A圖之波形放大圖。 第5圖顯示本發明之具有相位偵測控制功能之諧振式無線電源發送電路之一具體實施例示意圖。 第6A圖顯示對應於第5圖之諧振式無線電源發送電路之波形示意圖。 第6B圖顯示對應於第6A圖之波形放大圖。 第7圖顯示本發明之具有相位偵測控制功能之諧振式無線電源發送電路之一具體實施例示意圖。 第8圖顯示本發明之諧振式無線電源發送電路，其中相位偵測控制電路之一具體實施例示意圖。 第9圖顯示對應於第8圖之相位偵測控制電路之波形示意圖。 第10圖顯示本發明之具有相位偵測控制功能之諧振式無線電源發送電路之一具體實施例示意圖。 第11圖顯示本發明之具有相位偵測控制功能之諧振式無線電源發送電路之一具體實施例示意圖。
無
2‧‧‧諧振式無線電源發送電路
11‧‧‧電流感測元件
10‧‧‧電源轉換電路
20‧‧‧相位偵測控制電路
30‧‧‧負載電路
40‧‧‧輸入電源
GND‧‧‧接地點
ILD‧‧‧負載電流
ISEN‧‧‧感測電流
PSS‧‧‧相位設定訊號
S1,S2‧‧‧功率開關
VON‧‧‧輸出負端
VOP‧‧‧輸出正端
VS‧‧‧輸入電源
VS1g,VS2g‧‧‧開關控制訊號
VSC‧‧‧開關控制訊號
VSEN‧‧‧感測電壓
VSP‧‧‧輸入正端
VSW‧‧‧輸出電源
ZLD‧‧‧負載阻抗

Claims (36)

  1. 一種諧振式無線電源發送電路，該諧振式無線電源發送電路包含：一負載電路；一電源轉換電路，耦接於一輸入電源和該負載電路之間，其中該電源轉換電路為一半橋式或全橋式電源轉換電路，包含複數功率開關以及一電流感測元件，該複數功率開關以一操作頻率切換，以將該輸入電源轉換為一輸出電源，用以驅動該負載電路，使該負載電路具有一負載電流，該負載電流與該操作頻率之間具有一負載電流相位差；以及一相位偵測控制電路，於該複數功率開關皆為不導通時之一空滯時間中，偵測該電流感測元件之電流流入端與電流流出端之間之一感測電壓，其中該感測電壓對應於該負載電流相位差；其中該輸入電源耦接於一輸入正端與一接地點之間，該輸出電源耦接於一輸出正端與一輸出負端之間；其中該電源轉換電路包含以下之一：(A)該電源轉換電路係為一半橋式轉換電路，該複數功率開關包含第一功率開關以及第二功率開關，其分別皆具有電流流入端與電流流出端，其中該第一功率開關之電流流出端與該第二功率開關之電流流入端互相耦接於該輸出正端，該第二功率開關之電流流出端耦接於該輸出負端，該第一功率開關之電流流入端耦接於該輸入正端，該輸出負端耦接於該接地點；(B)該電源轉換電路係為一全橋式轉換電路，該複數功率開關包含第一功率開關，第二功率開關，第三功率開關以及第四功率開關，其分別皆具有電流流入端與電流流出端，其中該第一功率開關之電流流出端與該第二功率開關之電流流入端互相耦接於該輸出正端，該第三功率開關之電流流出端與該第四功率開關之電流流入端互相耦接於該輸出負端，該第一功率開關之電流流入端與 該第三功率開關之電流流入端互相耦接於該輸入正端，該第二功率開關之電流流出端與該第四功率開關之電流流出端互相耦接於該接地點；其中該電流感測元件係為該複數功率開關其中之一，且該感測電壓對應於該對應之功率開關之電流流入端與電流流出端之間之電壓差。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之諧振式無線電源發送電路，其中該相位偵測控制電路於該電流感測元件由導通而切換為不導通之一切換時間點起，至該複數功率開關之一由不導通而切換為導通之時間點止之一段時間中，偵測該感測電壓。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之諧振式無線電源發送電路，其中該負載電路係為一諧振電路，該諧振電路包含：一發送電路，包含至少一發送線圈；以及一阻抗匹配電路，與該發送電路耦接，其中該發送電路與該阻抗匹配電路以諧振作用將該負載電流轉換成為一無線輸出電源，藉由該發送線圈發送至一無線場，以達成無線電源傳輸；其中該阻抗匹配電路包含：一或複數之電容器，及/或一或複數之可變電容器(varactor)，及/或一或複數之切換電容電路；其中該切換電容電路包括至少一電容器以及至少一電容控制開關，且可藉由電容控制開關之導通與不導通而控制該切換電容電路之電抗值。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之諧振式無線電源發送電路，其中該相位偵測控制電路更根據該感測電壓而產生一阻抗控制訊號，用以控制該阻抗匹配電路而調整其阻抗，使得該負載電流相位差調節於一預設之相位差值。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之諧振式無線電源發送電路，其中該諧振電路具有一諧振輸入阻抗，其中該相位偵測控制電路調節該負載電流相位差，使得該諧振輸入阻抗為匹配。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之諧振式無線電源發送電路，其中該相位偵測控制電路包含：一相差判斷電路，包括一比較電路以及一偵測時間電路，其中該比較電路將該感測電壓與一參考電壓相比較而產生一比較結果，該偵測時間電路根據該比較結果與一預設之偵測時間點而確定並閂鎖一相差判斷訊號，其中該預設之偵測時間點係為於該空滯時間內之一預設之時間點；一訊號轉換電路，其包括一邏輯電路，根據該相差判斷訊號與一時間長度訊號而產生該阻抗控制訊號。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之諧振式無線電源發送電路，其中該相位偵測控制電路更根據一相位設定訊號而產生該參考電壓，使得該負載電流相位差調節於該預設之相位差值。
  8. 如申請專利範圍第3項所述之諧振式無線電源發送電路，其中該相位偵測控制電路更根據該感測電壓而產生一頻率控制訊號，用以控制該操作頻率，使得該負載電流相位差調節於一預設之相位差值。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之諧振式無線電源發送電路，其中該複數功率開關之各功率開關之工作週期皆大致上接近但低於50時間%。
  10. 一種相位偵測控制電路，用以偵測或偵測控制一諧振式無線電源發送電路，該諧振式無線電源發送電路包含：一負載電路；以及一電源轉換電路，耦接於一輸入電源和該負載電路之間，其中該電源轉換電路為一半橋式或全橋式電源轉換電路，包含複數功率開關以及一電流感測元件，該複數功率開關以一操作頻率切換，以將該輸入電源轉換為一輸出電源，用以驅動該負載電路，使該負載電路具有一負載電流，該負載電流與該操作頻率之間具有一負載電流相位差；該相位偵測控制電路，於該複數功率開關皆為不導通時之一空滯時間中， 偵測該電流感測元件之電流流入端與電流流出端之間之一感測電壓，其中該感測電壓對應於該負載電流相位差；該相位偵測控制電路包含：一相差判斷電路，包括一比較電路以及一偵測時間電路，其中該比較電路將該感測電壓差與一參考電壓相比較而產生一比較結果，該偵測時間電路根據該比較結果與一預設之偵測時間點而確定並閂鎖一相差判斷訊號，其中該預設之偵測時間點係為於該空滯時間內之一預設之時間點；一訊號轉換電路，其包括一邏輯電路，根據該相差判斷訊號與一時間長度訊號而產生一阻抗控制訊號。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之相位偵測控制電路，其中該輸入電源耦接於一輸入正端與一接地點之間，該輸出電源耦接於一輸出正端與一輸出負端之間；其中該電源轉換電路包含以下之一：(A)該電源轉換電路係為一半橋式轉換電路，該複數功率開關包含第一功率開關以及第二功率開關，其分別皆具有電流流入端與電流流出端，其中該第一功率開關之電流流出端與該第二功率開關之電流流入端互相耦接於該輸出正端，該第二功率開關之電流流出端耦接於該輸出負端，該第一功率開關之電流流入端耦接於該輸入正端，該輸出負端耦接於該接地點；(B)該電源轉換電路係為一全橋式轉換電路，該複數功率開關包含第一功率開關，第二功率開關，第三功率開關以及第四功率開關，其分別皆具有電流流入端與電流流出端，其中該第一功率開關之電流流出端與該第二功率開關之電流流入端互相耦接於該輸出正端，該第三功率開關之電流流出端與該第四功率開關之電流流入端互相耦接於該輸出負端，該第一功率開關之電流流入端與該第三功率開關之電流流入端互相耦接於該輸入正端，該第二功率開關之電流流出端與該第四功率開關之電流流出端互相耦接於該接地點； 其中該電流感測元件係為該複數功率開關其中之一，且該感測電壓對應於該對應之功率開關之電流流入端與電流流出端之間之電壓差。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之相位偵測控制電路，其中該相位偵測控制電路於該電流感測元件由導通而切換為不導通之一切換時間點起，至該複數功率開關之一由不導通而切換為導通之時間點止之一段時間中，偵測該感測電壓。
  13. 如申請專利範圍第10項所述之相位偵測控制電路，其中該負載電路係為一諧振電路，該諧振電路包含：一發送電路，包含至少一發送線圈；一阻抗匹配電路，與該發送電路耦接，其中該發送電路與該阻抗匹配電路以諧振作用將該負載電流轉換成為一無線輸出電源，藉由該發送線圈發送至一無線場，以達成無線電源傳輸；其中該阻抗匹配電路包含：一或複數之電容器，及/或一或複數之可變電容器(varactor)，及/或一或複數之切換電容電路；其中該切換電容電路包括至少一電容器以及至少一電容控制開關，且可藉由電容控制開關之導通與不導通而控制該切換電容電路之電抗值。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之相位偵測控制電路，其中該相位偵測控制電路更根據該阻抗控制訊號，用以控制該阻抗匹配電路而調整其阻抗，使得該負載電流相位差調節於一預設之相位差值。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之相位偵測控制電路，其中該諧振電路具有一諧振輸入阻抗，其中該相位偵測控制電路調節該負載電流相位差，使得該諧振輸入阻抗為匹配。
  16. 如申請專利範圍第14項所述之相位偵測控制電路，其中該相位偵測控制電路更根據一相位設定訊號而產生該參考電壓，使得該負載電流相位差調節於該預設之相位差值。
  17. 如申請專利範圍第12項所述之相位偵測控制電路，更根據該感測電壓而產生一頻率控制訊號，用以控制該操作頻率，使得該負載電流相位差調節於一預設之相位差值。
  18. 如申請專利範圍第11項所述之相位偵測控制電路，其中該複數功率開關之各功率開關之工作週期皆大致上接近但低於50時間%。
  19. 一種用以驅動一諧振式無線電源發送電路之驅動電路，該諧振式無線電源發送電路包含：一負載電路；該驅動電路包含：一電源轉換電路，耦接於一輸入電源和該負載電路之間，其中該電源轉換電路為一半橋式或全橋式電源轉換電路，包含複數功率開關以及一電流感測元件，該複數功率開關以一操作頻率切換，以將該輸入電源轉換為一輸出電源，用以驅動該負載電路，使該負載電路具有一負載電流，該負載電流與該操作頻率之間具有一負載電流相位差；以及一相位偵測控制電路，於該複數功率開關皆為不導通時之一空滯時間中，偵測該電流感測元件之電流流入端與電流流出端之間之一感測電壓，其中該感測電壓對應於該負載電流相位差；其中該輸入電源耦接於一輸入正端與一接地點之間，該輸出電源耦接於一輸出正端與一輸出負端之間；其中該電源轉換電路包含以下之一：(A)該電源轉換電路係為一半橋式轉換電路，該複數功率開關包含第一功率開關以及第二功率開關，其分別皆具有電流流入端與電流流出端，其中該第一功率開關之電流流出端與該第二功率開關之電流流入端互相耦接於該輸出正端，該第二功率開關之電流流出端耦接於該輸 出負端，該第一功率開關之電流流入端耦接於該輸入正端，該輸出負端耦接於該接地點；(B)該電源轉換電路係為一全橋式轉換電路，該複數功率開關包含第一功率開關，第二功率開關，第三功率開關以及第四功率開關，其分別皆具有電流流入端與電流流出端，其中該第一功率開關之電流流出端與該第二功率開關之電流流入端互相耦接於該輸出正端，該第三功率開關之電流流出端與該第四功率開關之電流流入端互相耦接於該輸出負端，該第一功率開關之電流流入端與該第三功率開關之電流流入端互相耦接於該輸入正端，該第二功率開關之電流流出端與該第四功率開關之電流流出端互相耦接於該接地點；其中該電流感測元件係為該複數功率開關其中之一，且該感測電壓對應於該對應之功率開關之電流流入端與電流流出端之間之電壓差。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之驅動電路，其中該相位偵測控制電路於該電流感測元件由導通而切換為不導通之一切換時間點起，至該複數功率開關之一由不導通而切換為導通之時間點止之一段時間中，偵測該感測電壓。
  21. 如申請專利範圍第19項所述之驅動電路，其中該負載電路係為一諧振電路，該諧振電路包含：一發送電路，包含至少一發送線圈；一阻抗匹配電路，與該發送電路耦接，其中該發送電路與該阻抗匹配電路以諧振作用將該負載電流轉換成為一無線輸出電源，藉由該發送線圈發送至一無線場，以達成無線電源傳輸；其中該阻抗匹配電路包含：一或複數之電容器，及/或一或複數之可變電容器(varactor)，及/或一或複數之切換電容電路；其中該切換電容電路包括至少一電容器以及至少一電容控制開關，且可藉由電容控制開關之導通與不導通而控制該切換電容電路之電抗值。
  22. 如申請專利範圍第21項所述之驅動電路，其中該相位偵測控制電路更根據該感測電壓而產生一阻抗控制訊號，用以控制該阻抗匹配電路而調整其阻抗，使得該負載電流相位差調節於一預設之相位差值。
  23. 如申請專利範圍第22項所述之驅動電路，其中該諧振電路具有一諧振輸入阻抗，其中該相位偵測控制電路調節該負載電流相位差，使得該諧振輸入阻抗為匹配。
  24. 如申請專利範圍第22項所述之驅動電路，其中該相位偵測控制電路包含：一相差判斷電路，包括一比較電路以及一偵測時間電路，其中該比較電路將該感測電壓與一參考電壓相比較而產生一比較結果，該偵測時間電路根據該比較結果與一預設之偵測時間點而確定並閂鎖一相差判斷訊號，其中該預設之偵測時間點係為於該空滯時間內之一預設之時間點；一訊號轉換電路，其包括一邏輯電路，根據該相差判斷訊號與一時間長度訊號而產生該阻抗控制訊號。
  25. 如申請專利範圍第24項所述之驅動電路，其中該相位偵測控制電路更根據一相位設定訊號而產生該參考電壓，使得該負載電流相位差調節於該預設之相位差值。
  26. 如申請專利範圍第19項所述之驅動電路，其中該相位偵測控制電路更根據該感測電壓而產生一頻率控制訊號，用以控制該操作頻率，使得該負載電流相位差調節於一預設之相位差值。
  27. 如申請專利範圍第19項所述之驅動電路，其中該複數功率開關之各功率開關之工作週期皆大致上接近但低於50時間%。
  28. 一種用以控制一諧振式無線電源發送電路之方法，該諧振式無線電源發送電路包含：一負載電路；以及一電源轉換電路，耦接於一輸入電源和該 負載電路之間，其中該電源轉換電路為一半橋式或全橋式電源轉換電路，包含複數功率開關以及一電流感測元件，該複數功率開關以一操作頻率切換，以將該輸入電源轉換為一輸出電源，用以驅動該負載電路，使該負載電路具有一負載電流，該負載電流與該操作頻率之間具有一負載電流相位差；該控制方法包含：於該複數功率開關皆為不導通時確定一空滯時間；以及於該空滯時間中，偵測該電流感測元件之電流流入端與電流流出端之間之一感測電壓，其中該感測電壓對應於該負載電流相位差；其中該輸入電源耦接於一輸入正端與一接地點之間，該輸出電源耦接於一輸出正端與一輸出負端之間；其中該電源轉換電路包含以下之一：(A)該電源轉換電路係為一半橋式轉換電路，該複數功率開關包含第一功率開關以及第二功率開關，其分別皆具有電流流入端與電流流出端，其中該第一功率開關之電流流出端與該第二功率開關之電流流入端互相耦接於該輸出正端，該第二功率開關之電流流出端耦接於該輸出負端，該第一功率開關之電流流入端耦接於該輸入正端，該輸出負端耦接於該接地點；(B)該電源轉換電路係為一全橋式轉換電路，該複數功率開關包含第一功率開關，第二功率開關，第三功率開關以及第四功率開關，其分別皆具有電流流入端與電流流出端，其中該第一功率開關之電流流出端與該第二功率開關之電流流入端互相耦接於該輸出正端，該第三功率開關之電流流出端與該第四功率開關之電流流入端互相耦接於該輸出負端，該第一功率開關之電流流入端與該第三功率開關之電流流入端互相耦接於該輸入正端，該第二功率開關之電流流出端與該第四功率開關之電流流出端互相耦接於該接地點；其中該電流感測元件係為該複數功率開關其中之一，且該感測電壓對應於該對應之功率開關之電流流入端與電流流出端之間之電壓差。
  29. 如申請專利範圍第28項所述之方法，其中該空滯時間係為該電流感測元件由導通而切換為不導通之一切換時間點起，至該複數功率開關之一由不導通而切換為導通之時間點止之一段時間。
  30. 如申請專利範圍第28項所述之方法，其中該負載電路係為一諧振電路；該諧振電路包含一發送電路以及一阻抗匹配電路；其中該發送電路，包含至少一發送線圈；該發送電路與該阻抗匹配電路互相耦接並以諧振作用將該負載電流轉換成為一無線輸出電源，藉由該發送線圈發送至一無線場，以達成無線電源傳輸；其中該阻抗匹配電路包含：一或複數之電容器，及/或一或複數之可變電容器(varactor)，及/或一或複數之切換電容電路；其中該切換電容電路包括至少一電容器以及至少一電容控制開關，且可藉由電容控制開關之導通與不導通而控制該切換電容電路之電抗值。
  31. 如申請專利範圍第30項所述之方法更包含：根據該感測電壓而產生一阻抗控制訊號，用以控制該阻抗匹配電路而調整其阻抗，使得該負載電流相位差調節於一預設之相位差值。
  32. 如申請專利範圍第31項所述之方法，其中該諧振電路具有一諧振輸入阻抗，其中該方法更包含：調節該負載電流相位差，使得該諧振輸入阻抗為匹配。
  33. 如申請專利範圍第31項所述之控制方法，其中產生該阻抗控制訊號之步驟包含：根據該感測電壓而確定並閂鎖一相差判斷訊號；根據該相差判斷訊號與一時間長度訊號而產生該阻抗控制訊號；其中確定並閂鎖一相差判斷訊號之步驟包含：將該感測電壓與一參考電壓相比較而產生一比較結果； 根據該比較結果與一預設之偵測時間點而確定並閂鎖該相差判斷訊號，其中該預設之偵測時間點係為於該空滯時間內之一預設之時間點。
  34. 如申請專利範圍第33項所述之控制方法，其中產生該阻抗控制訊號之步驟更包含：根據一相位設定訊號而產生該參考電壓，使得該負載電流相位差調節於該預設之相位差值。
  35. 如申請專利範圍第28項所述之控制方法更包含：根據該感測電壓而產生一頻率控制訊號，用以控制該操作頻率，使得該負載電流相位差調節於一預設之相位差值。
  36. 如申請專利範圍第28項所述之控制方法，其中該複數功率開關之各功率開關之工作週期皆大致上接近但低於50時間%。
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