磁耦合諧振式無(wú)線電能與信號(hào)同步傳輸方法研究.pdf

1、古往今來(lái)，能源的利用和傳輸是人類研究的一個(gè)重點(diǎn)，而無(wú)線電能傳輸技術(shù)為能源的利用和傳輸打開(kāi)了一道新的大門(mén)。該技術(shù)克服了以往電氣設(shè)備對(duì)線路的依賴，簡(jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu)，開(kāi)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(wú)線電能傳輸作為無(wú)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(dòng)汽車、可穿戴設(shè)備等，在實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)中，電能無(wú)線傳輸時(shí)，也需要信號(hào)的無(wú)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(shí)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(wú)線電能和信號(hào)傳輸方法，設(shè)計(jì)了在無(wú)線電能傳輸?shù)倪^(guò)程中信號(hào)雙向傳輸系統(tǒng)，并對(duì)信號(hào)是否能夠隨電能進(jìn)行有效傳輸以及信號(hào)和電能傳輸特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。
　　首先，介紹了磁耦合諧振式無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)的基本組成及工作原理，又對(duì)當(dāng)前的無(wú)線電能和信號(hào)同步傳輸方法的分類及原理進(jìn)行研究，通過(guò)對(duì)其優(yōu)缺點(diǎn)的

3、比較、分析，設(shè)計(jì)了一套基于磁耦合諧振式的無(wú)線電能和信號(hào)同步傳輸系統(tǒng)。
　　其次，設(shè)計(jì)了信號(hào)的正向傳輸系統(tǒng)（原邊到副邊）。通過(guò)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(jìn)行信號(hào)加載和復(fù)原。然后分別設(shè)計(jì)信號(hào)調(diào)制電路、諧振器、信號(hào)提取線圈、信號(hào)解調(diào)電路，并在此系統(tǒng)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。
　　再次，設(shè)計(jì)了信號(hào)的反向傳輸系統(tǒng)（副邊到原邊）。通過(guò)研究副邊補(bǔ)償?shù)母淖儗?duì)原邊輸入電流的影響，提出了一種反向信號(hào)加載和復(fù)原的方法:先通過(guò)改變副

4、邊補(bǔ)償進(jìn)行反向信號(hào)的加載，再根據(jù)原邊電流的變化進(jìn)行信號(hào)復(fù)原。本文對(duì)不同的補(bǔ)償方式和補(bǔ)償元件進(jìn)行特性分析，選擇并聯(lián)電阻作為補(bǔ)償方式，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了補(bǔ)償加載電路，并在此系統(tǒng)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　最后，對(duì)電能和信號(hào)傳輸特性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析。先研究磁耦合諧振式無(wú)線電能傳輸平臺(tái)的距離特性、頻率特性，再研究諧振器線圈Q值對(duì)電能傳輸?shù)挠绊?、信?hào)提取線圈位置變化對(duì)信號(hào)提取效果的影響，此外還研究了信號(hào)正向和反向的傳輸特性以及信號(hào)傳輸時(shí)對(duì)電能傳輸產(chǎn)生的