参考图(六)中qi规格书中受电端接收电力与数据反馈架构,其中可以看到有两种设计架构,分别是电阻式与电容式两种。电阻式调制反馈讯号的方式源自被动式RFID技术,利用接收线圈阻抗切换反馈讯号到发射线圈进行读取,运用在感应式电力上由美国ACCESS BUSINESS GROUP(Fulton)所申请之美国专利公开号20110273138 WIRELESS CHARGING SYSTEM(台湾公开号201018042无线充电系统)内容中有提到系利用切换开关位于接收端整流器后方的负载电阻,即图(六)中的Rcm使线圈上的阻抗特性变化反馈到供电线圈上,经由供电线圈上的侦测电路进行解析变化,再有供电端上的处理器内软件进行译码动作。参考图(七)在专利说明书中,Fig.7中表示供电线圈上的讯号状况,当Rcm上的开关导通时,拉低受电线圈上的阻抗反馈到供电线圈上使其振幅变大,在编码的方式采用UART通讯方式中asynchronous serial format(异步串联格式)进行编码,即在固定的计时周期下该时间点是否有发生调制状态变化进行判读逻辑数据码,但这个编码方式可以发线将会有一段周期的时间持续在调制状态。参考图(八)为qi规格书中的数据传输格式,可以看到是由一个2KHz的计时频率进行数据调制与译码的数据传送频率,经由推算在一个调至状态下最长会有一个周期的时间在调制状态。UART通讯方式中调制状态的长短并没有影响到系统中的功能,但在感应式电力系统中调制状态会影响到供电的状态,原因是供电端的主载波本身是用来传送电力的,透过供电端与受电端线圈耦合的效果能传送强大的电流驱动力,而受电端的电阻负载需要承受驱动电流进行反馈,当功率加大后在Rcm上所承受的功率也会增加,且在调制期间原要通往受电端输出的电流也会被Rcm所分流,所以在调制期间受电端的输出能力会被损耗;另外调制的时间会因为传送频率提高而缩短,因为在感应式电源系统中主载波的工作频率受于组件与电磁干扰法规限制下只能在较低的频率下运作(约100~200KHz),而数据是靠主载波上的调制状态传送,所以数据传送频率需要远低于主载波频率下才能顺利运作,在前述条件的冲突下可以发现当感应电力系统设计的功率提高后,电阻负载的数据调制方式为不可行,因为在调制电路上的电阻器会有相当长的周期在导通的状态造成功率消耗。
前段所提当功率加大后因为受电端上的讯号调制用负载电阻需要吸收较大的电流会产生功率损耗问题所以较为不可行,且为了反馈讯号容易被辩识需要有较大的反馈量使线圈上有较大的调制深度,这个设计下需将使接收端上的负载电阻设定较低的阻抗用来吸收更多的能量产生反馈,在这个循环下要提升感应式电源供应器之可用功率将遇到瓶颈。所以有厂商提出另一个电容式讯号调制方法。由香港ConvenientPower HK Ltd申请之美国专利公开号20110065398 UNIVERSAL DEMODULATION AND MODULATION FOR DATA COMMUNICATION IN WIRELESS POWER TRANSFER(用于无线电力中的数据调制与解调方法),参考图(九)说明其内容所提的在先前设计在受电端产生调制反馈能量的负载电阻改成电容,其因为采用电容调制时会在供电端发射线圈上产生电流与电压相位差变化,所以可以利用分析此变化来进行译码;这样的设计可以不需要产生很大的调制深度即可达到反馈数据的目的,所以即使在较长的调制期间并不会消耗过多的能量。这个技术中需要在供电端上取出三个值进行分析:1.为供电线圈上的交流电压值2.为供电线圈上的交流电流值3.为驱动供电线圈的电源电流,其中电流值需要将供电线圈到接地端串连一个电感,量测电感两端的电压值来测定电流,而这三个数值的变化量都很微小,所以从供电线圈取回讯号后需要透过多重的放大电路进行解析,这部份也造成电路成本的提高,参考图(十)、(十一)中可以看到这两种讯号调制的方法所造成供电线圈上所发生的讯号变化。
前述的资料传送方法中,电阻反馈式利用较强的反馈讯号可以使讯号容易被辨识但会损耗较多的功率;电容反馈式利用细微的反馈变化损耗较少的功率却容易受到噪声干扰。这两个方式在提高传送供率的应用有所困难,另外有厂商Fu Da Tong Technology Co., Ltd申请之美国专利公开号20110065398 UNIVERSAL DEMODULATION AND MODULATION FOR DATA COMMUNICATION IN WIRELESS POWER TRANSFER(高功率感应式电源供应器中数据传输之方法),参考图(十三),其技术主要是将调制讯号的格式设计成非对称的数据传送,将调制反馈也就是消耗功率的时间缩短,利用较深的反馈讯号与噪声排除的软件控制方法可以在高功率系统中稳定的传送数据讯号,且在供电端的讯号解析部份不需要放大电路,可以降低生产成本。