大神之作：新型調(diào)制/解調(diào)技術(shù)發(fā)威，中功率無線充電效率升級(jí)

　　前段所提為在受電端采行之調(diào)制方法，用意在受電端與供電端線圈感應(yīng)后，反射最大調(diào)制訊號(hào)與最不干擾電力之傳送，其訊號(hào)反射到供電線圈后在其上產(chǎn)生振幅波動(dòng)。此段所介紹的是，如何將該波動(dòng)轉(zhuǎn)換成能讓供電端主控IC進(jìn)行解碼之訊號(hào)。

　　參考圖4供電端模組方塊圖，此范例為在一個(gè)直流24伏特(V)供電驅(qū)動(dòng)之供電端架構(gòu)，開關(guān)驅(qū)動(dòng)元件U4、U5為全橋驅(qū)動(dòng)線圈與諧振電容C1，理想狀況下線圈與C1中間應(yīng)為正弦波訊號(hào)，但因?yàn)榍笮剩渚€圈與電容采用低阻抗元件配置，所以于開關(guān)訊號(hào)切換瞬間為直拉型的電壓切換訊號(hào)，而該訊號(hào)為非諧振成分，因此在第一道處理為去除驅(qū)動(dòng)電壓成分取出純諧振訊號(hào)。

　　圖4　供電端模組

　　在圖4中由兩個(gè)運(yùn)算放大器OPA1、OPA2構(gòu)成兩個(gè)差動(dòng)放大電路，其OPA1動(dòng)作為由R608與R609進(jìn)行分壓驅(qū)動(dòng)電源作為差動(dòng)參考點(diǎn);另外，由R610與R605對(duì)線圈諧振訊號(hào)進(jìn)行分壓作為放大訊號(hào)輸入，在此有一配置為R608、R609與R610、R605之分壓比例皆為50比1，其用意在于取出與電源驅(qū)動(dòng)電壓與諧振訊號(hào)中開關(guān)電壓失真相等后，透過差動(dòng)放大出諧振訊號(hào)高于電源驅(qū)動(dòng)電之成分進(jìn)行放大。

　　放大后輸出分成兩路，其一為經(jīng)由D701后與R703、R704、C704構(gòu)成簡單檢波電路取出訊號(hào)之有效直流電壓，參考圖5該電壓為V_dc訊號(hào)。

　　圖5　供電線圈訊號(hào)波峰取樣放大

　　另外一路由D603透過分壓電阻R603、R604后輸入到OPA2作為差動(dòng)放大輸入端，其訊號(hào)為圖5中之V_hw訊號(hào)再經(jīng)OPA2放大后輸出為V_hwa訊號(hào)，D603、D701用來控制V_dc與V_hw有相同的壓降，而R603、R604、R703、R704用來設(shè)定分壓比例使得V_dc能保持在略低于V_hw之訊號(hào)，確保OPA2可以只放大波峰中高低變化之部分。

　　OPA2輸出訊號(hào)再傳送到D601、R612、C612為一檢波電路，參考圖6中經(jīng)過D601訊號(hào)為V_env該訊號(hào)為波峰訊號(hào)之檢波結(jié)果，但該訊號(hào)之直流穩(wěn)態(tài)非固定值，所以在透過C613、R614、R615構(gòu)成之去交連耦合電路得到之波形為V_trig，而該波型最后傳到TX-U1進(jìn)行解碼處理，在圖6中能看到原供電線圈上之訊號(hào)V_coil轉(zhuǎn)換到V_trig之差異。

　　圖6　供電線圈訊號(hào)檢波與交連耦合

　　另外，在參考圖7中，V_coil上有間距不等的觸發(fā)訊號(hào)，經(jīng)由設(shè)計(jì)解調(diào)電路V_trig解析出清楚觸發(fā)訊號(hào)，而TX_U1在接收此連續(xù)觸發(fā)訊號(hào)組合進(jìn)行解碼之動(dòng)作。

　　圖7　供電線圈訊號(hào)與取出觸發(fā)訊號(hào)波形

　　圖8中對(duì)應(yīng)從受電端調(diào)制訊號(hào)到供電端解調(diào)訊號(hào)之對(duì)應(yīng)，其中能看出調(diào)制訊號(hào)時(shí)間很短，卻可在供電端上解調(diào)出相當(dāng)大與清楚之觸發(fā)訊號(hào)，此為本文所介紹新型訊號(hào)調(diào)制與解調(diào)方法之目的，在最小的調(diào)制下完成最大的訊號(hào)解調(diào)，此設(shè)計(jì)能有效的完成在中功率電磁感應(yīng)式無線充電中透過線圈傳遞控制資料。

　　圖8　受電端調(diào)制訊號(hào)對(duì)應(yīng)到供電端解調(diào)訊號(hào)