磁耦合諧振式無線電能與信號同步傳輸方法研究.pdf

1、古往今來，能源的利用和傳輸是人類研究的一個重點，而無線電能傳輸技術(shù)為能源的利用和傳輸打開了一道新的大門。該技術(shù)克服了以往電氣設(shè)備對線路的依賴，簡化了電路結(jié)構(gòu)，開創(chuàng)了一種新的能量傳輸方式，為人類科技的發(fā)展注入了新的活力。
　　磁耦合諧振式無線電能傳輸作為無線電能傳輸中一種重要的方式，已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于許多領(lǐng)域，如家用電器、植入式醫(yī)療設(shè)備、電動汽車、可穿戴設(shè)備等，在實際的工業(yè)生產(chǎn)中，電能無線傳輸時，也需要信號的無線傳輸。而目前多是在電

2、能傳輸通道之外，增加額外的傳輸通道實現(xiàn)的。這種方式導(dǎo)致設(shè)備笨重冗雜，靈活性變差，可靠性降低，還增加了成本。為改變此種狀況，本文主要提出了基于同一通道的無線電能和信號傳輸方法，設(shè)計了在無線電能傳輸?shù)倪^程中信號雙向傳輸系統(tǒng)，并對信號是否能夠隨電能進行有效傳輸以及信號和電能傳輸特性進行了實驗研究。
　　首先，介紹了磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)的基本組成及工作原理，又對當前的無線電能和信號同步傳輸方法的分類及原理進行研究，通過對其優(yōu)缺點的

3、比較、分析，設(shè)計了一套基于磁耦合諧振式的無線電能和信號同步傳輸系統(tǒng)。
　　其次，設(shè)計了信號的正向傳輸系統(tǒng)（原邊到副邊）。通過比較現(xiàn)有通信方式，選擇ASK（移幅鍵控）調(diào)制解調(diào)方式進行信號加載和復(fù)原。然后分別設(shè)計信號調(diào)制電路、諧振器、信號提取線圈、信號解調(diào)電路，并在此系統(tǒng)上進行實驗研究。
　　再次，設(shè)計了信號的反向傳輸系統(tǒng)（副邊到原邊）。通過研究副邊補償?shù)母淖儗υ呡斎腚娏鞯挠绊懀岢隽艘环N反向信號加載和復(fù)原的方法:先通過改變副

4、邊補償進行反向信號的加載，再根據(jù)原邊電流的變化進行信號復(fù)原。本文對不同的補償方式和補償元件進行特性分析，選擇并聯(lián)電阻作為補償方式，在此基礎(chǔ)上設(shè)計了補償加載電路，并在此系統(tǒng)上進行實驗驗證。
　　最后，對電能和信號傳輸特性進行實驗分析。先研究磁耦合諧振式無線電能傳輸平臺的距離特性、頻率特性，再研究諧振器線圈Q值對電能傳輸?shù)挠绊?、信號提取線圈位置變化對信號提取效果的影響，此外還研究了信號正向和反向的傳輸特性以及信號傳輸時對電能傳輸產(chǎn)生的