透過供電端與受電端的新型解調與調製技術，來改善線圈傳遞控製資料的方式，可有效提高中功率磁感應無線充電速度。

zaiwuxianchongdianzhongjiandanfenchenggongdianduanyushoudianduan，gongdianduanweidianlizhuanhuanchengdiancibonengliangfasong
，ershoudianduanjieshouqidiancibonenglianghou，jinxingdianxingzhuanhuan
，jiangdianlishuchudaohouduantigonggeishoudianzhuangzhichongdianhuoyunxingshiyong。

控製訊號為無線充電係統基礎

在(zai)電(dian)磁(ci)感(gan)應(ying)式(shi)無(wu)線(xian)電(dian)力(li)係(xi)統(tong)中(zhong)
，於(yu)受(shou)電(dian)端(duan)所(suo)需(xu)能(neng)量(liang)大(da)小(xiao)或(huo)開(kai)啟(qi)或(huo)關(guan)閉(bi)充(chong)電(dian)功(gong)能(neng)會(hui)隨(sui)受(shou)電(dian)裝(zhuang)置(zhi)使(shi)用(yong)狀(zhuang)況(kuang)而(er)改(gai)變(bian)。對(dui)應(ying)其(qi)供(gong)電(dian)端(duan)線(xian)圈(quan)上(shang)可(ke)以(yi)透(tou)過(guo)不(bu)同(tong)調(tiao)節(jie)能(neng)量(liang)大(da)小(xiao)之(zhi)設(she)計(ji)進(jin)行(xing)發(fa)送(song)能(neng)量(liang)以(yi)進(jin)行(xing)搭(da)配(pei)。由(you)於(yu)受(shou)電(dian)端(duan)與(yu)供(gong)電(dian)端(duan)並(bing)沒(mei)有(you)實(shi)體(ti)連(lian)接(jie)，但(dan)功(gong)能(neng)上(shang)供(gong)電(dian)端(duan)又(you)須(xu)要(yao)得(de)知(zhi)受(shou)電(dian)端(duan)狀(zhuang)態(tai)以(yi)從(cong)事(shi)功(gong)率(lv)調(tiao)節(jie)，因(yin)此(ci)為(wei)完(wan)成(cheng)受(shou)電(dian)端(duan)傳(chuan)送(song)控(kong)製(zhi)訊(xun)號(hao)到(dao)供(gong)電(dian)端(duan)再(zai)經(jing)解(jie)析(xi)後(hou)進(jin)行(xing)控(kong)製(zhi)形(xing)成(cheng)一(yi)個(ge)控(kong)製(zhi)回(hui)路(lu)，無(wu)線(xian)通(tong)訊(xun)成(cheng)為(wei)無(wu)線(xian)充(chong)電(dian)係(xi)統(tong)必(bi)備(bei)之(zhi)功(gong)能(neng)。

電(dian)磁(ci)感(gan)應(ying)式(shi)無(wu)線(xian)充(chong)電(dian)架(jia)構(gou)為(wei)供(gong)電(dian)端(duan)發(fa)射(she)電(dian)磁(ci)能(neng)量(liang)即(ji)載(zai)波(bo)訊(xun)號(hao)
，受(shou)電(dian)端(duan)在(zai)接(jie)收(shou)電(dian)磁(ci)能(neng)量(liang)的(de)同(tong)時(shi)，也(ye)對(dui)載(zai)波(bo)訊(xun)號(hao)進(jin)行(xing)調(tiao)製(zhi)，將(jiang)其(qi)編(bian)碼(ma)後(hou)的(de)通(tong)訊(xun)資(zi)料(liao)反(fan)射(she)到(dao)載(zai)波(bo)訊(xun)號(hao)之(zhi)中(zhong)，供(gong)電(dian)端(duan)再(zai)從(cong)供(gong)電(dian)線(xian)圈(quan)上(shang)載(zai)波(bo)訊(xun)號(hao)解(jie)析(xi)出(chu)通(tong)訊(xun)資(zi)料(liao)進(jin)行(xing)控(kong)製(zhi)，此(ci)技(ji)術(shu)為(wei)業(ye)界(jie)目(mu)普(pu)遍(bian)產(chan)品(pin)運(yun)作(zuo)原(yuan)理(li)，市(shi)麵(mian)上(shang)眾(zhong)多(duo)的(de)Qi係列產品即使用此方式。

受shou電dian端duan將jiang通tong訊xun資zi料liao調tiao製zhi到dao供gong電dian線xian圈quan上shang載zai波bo訊xun號hao中zhong，最zui大da的de優you點dian在zai於yu成cheng本ben，此ci方fang式shi毋wu須xu額e外wai的de通tong訊xun模mo組zu且qie在zai實shi作zuo通tong訊xun隻zhi須xu從cong受shou電dian端duan傳chuan送song到dao供gong電dian端duan，是shi單dan向xiang傳chuan送song即ji可ke完wan成cheng大da部bu分fen功gong能neng需xu求qiu

，而er最zui大da的de缺que點dian在zai於yu影ying響xiang供gong電dian線xian圈quan上shang載zai波bo訊xun號hao狀zhuang態tai，主zhu要yao為wei受shou電dian端duan上shang負fu載zai與yu感gan應ying諧xie振zhen因yin素su。

供電線圈的載波特性限製頻率低/訊號高電壓不利通訊

有別於一般專門為通訊設計使用的天線，無線充電是以電力傳送為主要目標的線圈設計後，再因功能需求在其上進行通訊功能開發。

在電磁感應式無線充電中供電線圈上訊號的特性為：頻率偏低並且不固定

、訊號高電壓並具有電流驅動力，而此兩種特性都不利於通訊方麵的用途。

電磁感應式所使用的頻率約在100∼300kHz之(zhi)間(jian)，相(xiang)對(dui)於(yu)其(qi)他(ta)通(tong)訊(xun)技(ji)術(shu)該(gai)頻(pin)率(lv)是(shi)非(fei)常(chang)低(di)的(de)，調(tiao)製(zhi)資(zi)料(liao)鮑(bao)率(lv)為(wei)求(qiu)可(ke)靠(kao)，通(tong)常(chang)要(yao)遠(yuan)低(di)於(yu)主(zhu)載(zai)波(bo)頻(pin)率(lv)，加(jia)上(shang)本(ben)通(tong)訊(xun)技(ji)術(shu)之(zhi)載(zai)波(bo)隻(zhi)為(wei)供(gong)電(dian)端(duan)提(ti)供(gong)頻(pin)率(lv)，受(shou)電(dian)端(duan)隻(zhi)能(neng)透(tou)過(guo)振(zhen)幅(fu)調(tiao)變(bian)(AM)jinxingtiaozhi，zaijiashangdianlichuansongbenshengonglvdaxiaoshitouguogaibianpinlvfangshi，jinertiaojiexianquanshangxiezhenzhizhenfuwanchengtigaohuojiangdigonglvshuchuzhigongneng，suoyizhuzaibopinlvbugudingzaijiashangzhenfubiandongdadezhuangkuangxia

，qigongdianduanxunhaojiexisuoxulvboqideshejibiandekunnan。

另外，要在供電線圈上提高功率，線圈電壓須推到100Vyishang，qiexianquanshangdedianliujuyouxiangdangdadedianliutuili，cainengjiangnengliangtuisongdaoshoudianduanxianquanshang，yinweigongdianxianquanshangzengjiagonglvhoutigaodianyayudadianliudezhuangkuangxia，shoudianduanyaozaiqishangzaitiaozhixunhaokunnanduyetigao，zaitiaozhiyuanlilaikanshoudianduanxugaibianshoudianxianquanshangdezukangjinxingfanshedaogongdianxianquanshangyingxiangqixunhaozhenfu，zukanggaibianyueda，fanshehoudezhenfugaibianyueda，qixunhaoyeyuerongyibianshi。

但dan實shi作zuo上shang並bing非fei如ru此ci理li想xiang，為wei了le提ti高gao功gong率lv之zhi送song電dian效xiao率lv
，供gong電dian線xian圈quan使shi用yong低di阻zu抗kang導dao線xian與yu低di電dian感gan量liang配pei置zhi
，在zai其qi線xian圈quan上shang電dian流liu驅qu動dong力li相xiang當dang強qiang勁jin，即ji使shi受shou電dian端duan負fu載zai改gai變bian
，依yi然ran能neng提ti供gong相xiang當dang的de訊xun號hao振zhen幅fu以yi維wei持chi推tui力li
，此ci設she定ding造zao成cheng受shou電dian端duan要yao在zai載zai波bo上shang進jin行xing訊xun號hao調tiao製zhi變bian得de更geng困kun難nan，也ye就jiu是shi光guang靠kao改gai變bian線xian圈quan上shang的de阻zu抗kang無wu法fa有you效xiao反fan射she到dao供gong電dian線xian圈quan上shang的de載zai波bo形xing成cheng明ming顯xian改gai變bian
，載zai波bo振zhen幅fu上shang的de調tiao製zhi深shen度du不bu足zu，其qi訊xun號hao解jie析xi變bian得de困kun難nan。

再(zai)者(zhe)，供(gong)電(dian)線(xian)圈(quan)上(shang)的(de)訊(xun)號(hao)本(ben)身(shen)帶(dai)有(you)很(hen)大(da)雜(za)訊(xun)，雜(za)訊(xun)來(lai)源(yuan)相(xiang)當(dang)複(fu)雜(za)
，其(qi)主(zhu)要(yao)為(wei)供(gong)電(dian)端(duan)本(ben)身(shen)諧(xie)振(zhen)之(zhi)訊(xun)號(hao)抖(dou)動(dong)外(wai)
，還(hai)有(you)受(shou)電(dian)端(duan)負(fu)載(zai)反(fan)應(ying)所(suo)造(zao)成(cheng)，所(suo)以(yi)反(fan)射(she)到(dao)供(gong)電(dian)線(xian)圈(quan)調(tiao)製(zhi)訊(xun)號(hao)須(xu)遠(yuan)大(da)於(yu)其(qi)雜(za)訊(xun)，才(cai)有(you)可(ke)能(neng)被(bei)解(jie)析(xi)後(hou)進(jin)行(xing)解(jie)碼(ma)。在(zai)此(ci)說(shuo)明(ming)受(shou)電(dian)端(duan)調(tiao)製(zhi)訊(xun)號(hao)與(yu)供(gong)電(dian)端(duan)解(jie)調(tiao)訊(xun)號(hao)兩(liang)方(fang)麵(mian)都(dou)有(you)技(ji)術(shu)挑(tiao)戰(zhan)須(xu)克(ke)服(fu)，受(shou)電(dian)端(duan)須(xu)產(chan)生(sheng)明(ming)確(que)的(de)調(tiao)製(zhi)訊(xun)號(hao)；供電端也須有能力在線圈高電壓諧振訊號中取出解調方法。

中功率受電端改良方法：新型錯動式調製技術

qianshusuotiyaodadaocongshoudianduanxianquanfanshetongxunziliaodaogongdianxianquan
，xutouguotiaozhijishugaibianshoudianxianquanshangdezukangfangnengwancheng
，ergaibiantiaozukangdefangfazaiguoqudechangshizhong，weicaiyongkaiguanyuanjianwaijiafuzaiyutiaozhiqijianjiadaqixianquanshangdefuzaixiaoyingyongyufanshe。

這(zhe)樣(yang)的(de)方(fang)式(shi)在(zai)功(gong)率(lv)加(jia)大(da)後(hou)會(hui)遇(yu)到(dao)瓶(ping)頸(jing)，當(dang)受(shou)電(dian)端(duan)後(hou)端(duan)負(fu)載(zai)很(hen)大(da)的(de)狀(zhuang)況(kuang)下(xia)其(qi)受(shou)電(dian)線(xian)圈(quan)等(deng)效(xiao)負(fu)載(zai)電(dian)阻(zu)已(yi)經(jing)很(hen)低(di)，若(ruo)為(wei)調(tiao)製(zhi)訊(xun)號(hao)再(zai)加(jia)大(da)負(fu)載(zai)其(qi)接(jie)近(jin)於(yu)將(jiang)線(xian)圈(quan)短(duan)路(lu)，如(ru)此(ci)操(cao)作(zuo)會(hui)增(zeng)加(jia)功(gong)率(lv)損(sun)耗(hao)與(yu)易(yi)燒(shao)毀(hui)元(yuan)件(jian)的(de)問(wen)題(ti)，再(zai)者(zhe)此(ci)方(fang)式(shi)調(tiao)製(zhi)訊(xun)號(hao)於(yu)線(xian)圈(quan)兩(liang)端(duan)同(tong)時(shi)加(jia)以(yi)負(fu)載(zai)的(de)方(fang)式(shi)等(deng)於(yu)與(yu)供(gong)電(dian)端(duan)硬(ying)碰(peng)硬(ying)
，強(qiang)力(li)反(fan)射(she)到(dao)供(gong)電(dian)圈(quan)的(de)訊(xun)號(hao)在(zai)大(da)功(gong)率(lv)下(xia)調(tiao)製(zhi)深(shen)度(du)也(ye)不(bu)容(rong)易(yi)提(ti)高(gao)。

在zai此ci提ti出chu一yi個ge改gai良liang式shi的de調tiao製zhi方fang法fa
，其qi有you兩liang個ge重zhong點dian。其qi一yi為wei調tiao製zhi訊xun號hao並bing非fei單dan在zai線xian圈quan上shang加jia重zhong負fu載zai，調tiao製zhi的de目mu標biao在zai於yu線xian圈quan阻zu抗kang的de改gai變bian，所suo以yi反fan向xiang降jiang低di線xian圈quan阻zu抗kang也ye是shi可ke以yi達da到dao調tiao製zhi之zhi目mu的de。其qi二er為wei調tiao製zhi訊xun號hao並bing非fei一yi定ding要yao同tong時shi同tong線xian圈quan兩liang端duan進jin行xing調tiao製zhi，可ke在zai線xian圈quan兩liang端duan進jin行xing交jiao替ti式shi的de調tiao製zhi，使shi其qi受shou電dian端duan反fan射she訊xun號hao到dao供gong電dian端duan線xian圈quan上shang的de諧xie振zhen進jin行xing交jiao替ti互hu動dong
，避bi免mian在zai大da功gong率lv下xia硬ying碰peng調tiao製zhi的de技ji術shu
，可ke以yi有you效xiao加jia大da調tiao製zhi深shen度du。

參考圖1為一實作電路圖，接收線圈(Coil)感應到電磁能量串接C1諧振電容連接到後端整流電路，其端點S1與S2為反相訊號，實作上從整流器看S1與S2為交替拉扯電壓訊號，在有負載的狀況下S1與S2波型接近於反相方波。而整流器設計為全橋式結構與傳統四個二極體整流器略有些不同

，其上端維持D1與D2兩個二極體當S1與S2為高電位時將電流帶往高端，而下端有別於一般整流器改成兩個開關元件
，其動作為當S1或S2為低電位時，其連接的開關元件Q13或Q23為導通狀態，使後端負載之接地電流可通往線圈。

[page]
以下整流器動作原理舉其中一端進行說明，兩端為對稱結構故為反相運作。當S1由高電位切到低電位，反之S2會從低電位切到高電位，此時動作應該Q13要進入導通，另外Q23要開路
，在過去常識中此電路稱為半橋同步整流，Q13與Q23互相透過對相訊號進行開關。

圖1中為改良電路能提高其切換性能，以Q12與Q22簡易搭配出加速電路。以Q12來說明
，當S1為高電位時Q12會進入導通而上端S12會被下拉到低電位
，而R121會消耗掉一些電流，但因為阻值大所以損耗不多。

當S1準備切到低電位時Q12會切到開入
，此時說明一個概念，其開關電路的閘極端可視為一個電容

，在切換的瞬間會有充放電時間，而采用MOSFET作(zuo)為(wei)開(kai)關(guan)元(yuan)件(jian)會(hui)有(you)一(yi)個(ge)特(te)性(xing)，便(bian)是(shi)能(neng)承(cheng)受(shou)大(da)電(dian)流(liu)與(yu)電(dian)壓(ya)
，該(gai)閘(zha)極(ji)端(duan)的(de)電(dian)容(rong)就(jiu)會(hui)大(da)，代(dai)表(biao)切(qie)換(huan)速(su)度(du)慢(man)，反(fan)之(zhi)速(su)度(du)快(kuai)的(de)元(yuan)件(jian)無(wu)法(fa)承(cheng)受(shou)大(da)電(dian)流(liu)與(yu)電(dian)壓(ya)
，在(zai)此(ci)舉(ju)例(li)為(wei)一(yi)般(ban)價(jia)位(wei)的(de)零(ling)件(jian)均(jun)接(jie)近(jin)此(ci)特(te)性(xing)。

在圖1中Q13與Q23為高電流元件速度慢，另外搭配Q12與Q22為低電流高速元件
，動作為S1切到低電位的瞬間，Q12閘極端電壓會透過D122快速釋放Q12就會快速開路後，此時S2也將切到高電位
，其S12電壓透過R121進行充電，而S12充電後使Q13進入導通，此段動作為一連貫動作。

另外
，說明當S2切入低電位時
，Q13閘極端電容之電壓會透過D121快速釋放使Q13加速進入開路之狀況，所以此區動作之原理為R121與R122是作為切入高電位時對閘極端充電導通用；而D121與D122為切入低電位時
，用來快速釋放閘極端電容之電壓加速開路，而Q12之動作類似蹺蹺板用來切換方向所使用。

另外
，Q131是用來暫停Q13導通所使用，Q131連接RX-U1進行控製，其從U1控製輸入高電位

，就以Q131導通效果，為使S12保持在低電位。

參考圖2其W6_3為線圈訊號、W6_2為S12即Q13之閘極端訊號
、W6_1為Q131閘極端訊號，當RX-U1輸出高電位到Q131便會使該區段S12訊號維持在低電位
，造成整流器在該區段不發生導通狀況，用意在於暫停整流動作。


呼hu應ying前qian段duan所suo述shu，在zai調tiao製zhi技ji術shu中zhong改gai變bian線xian圈quan阻zu抗kang，在zai後hou端duan輸shu出chu有you負fu載zai的de狀zhuang況kuang下xia透tou過guo暫zan停ting整zheng流liu，即ji可ke降jiang低di受shou電dian線xian圈quan上shang的de阻zu抗kang
，但dan此ci方fang式shi須xu於yu後hou端duan有you負fu載zai的de狀zhuang況kuang下xia才cai能neng起qi作zuo用yong，當dang後hou端duan為wei空kong載zai的de狀zhuang況kuang下xia暫zan停ting整zheng流liu，並bing不bu會hui改gai變bian線xian圈quan上shang的de阻zu抗kang。

所以另外要設計在空載下調製訊號的方法，加入R5
、R6zuoweikongzaixiadexunhaotiaozhiyong，qifenbiecongxianquanliangduanjinxingfuzaitiaozhi，youyushijiaotiyunzuo，suoyilianggedianzucaiyongbutongzuzhi
，yiduiyingzaibutongdefuzaizhuangkuangxiachanshengchabiedetiaozhiqiangdu。yincizhenggetiaozhijishujiandanshuomingweidanghouduanweikongzaihuoqingfuzaishi，jiuyouR5、R6擔任於調製期間加重受電線圈阻抗之工作，當後端輸出負載加重，其阻抗小於R5
、R6後，其調製作用將會喪失，所以透過暫停整流器運作的方式，以短暫降低受電線圈上的阻抗來產生調製效果。

參照圖3錯動式訊號圖，W7_3為受電線圈訊號、W7_1與W7_2分別為P04與P11訊號、W7_4為S1訊號，其與W7_3不同在於通過一個C1電容之諧振效果後取得較強電流推力，其波形也會接近方波訊號；W7_5與W7_6分別為S12與S22訊號，從圖3中可看到設計中的調製訊號從線圈兩端分別進行調製，並分成調製單端
、解除調製、調製另一單端後再解除調製完成，此設計的用意在於對受電線圈接收電力影響最小的情況下

，產生最大調製訊號。


相關閱讀：

實例講解：低成本、低功耗的同步解調器設計
網友分享：通透FM解調器不費事
射頻牛人教你無線數傳信號的發射和解調