基于共享通道的ICPT系统能量信号并行传输技术研究

摘要

作为无线电能传输（WPT）技术领域的一项重要的分支，感应耦合式电能传输（ICPT）技术凭借灵活性强、辐射小以及抗干扰能力强的特点，成为了当下WPT领域的研究热点。而在ICPT技术的应用需求中，例如：输出电压的反馈控制、负载的识别、工作状态信息的监控、不同模块（包括能量变换与控制模块）的同步协调等，这些都需要系统能够实现电能发送端与拾取端的信息交互。因此，需要在系统的电能发送端与接收端之间建立通信机制，在完成电能传输的同时，实现数字信号的传输。针对ICPT系统对信号传输的要求，本文提出一种在不影响系统电能传输稳定性的基础上，完成数字信号实时、双向传输的研究方案。
　　本文以ICPT系统为研究对象，结合其电能传输特点及应用需求，分析了在系统的电能供应端与用电设备端之间建立通信机制，实现信号传输的必要性，并对其国内外研究现状进行了概述。通过分析现有方案的局限性及不足之处，引出了本课题研究的重要意义。针对感应耦合式电能传输系统，提出了一种实现电能与信号共享传输通道实时、并行传输方案。基于注入式信号传输原理，采用阻波技术，将电能传输耦合机构作为电能与信号传输的共享通道，构建了信号传输通道，实现了在不影响系统电能传输稳定性的基础上完成信号实时、双向传输的目的。提出了实现信号实时、并行传输的电路拓扑，分析了电能与信号并行传输的原理及过程，并给出了关键参数的设计方法及实现电路，最后，利用MATLAB对所提方案的理论可行性进行了验证。设计并搭建了基于所提方案的硬件实验测试平台，对系统的电能与信号的传输性能进行了验证，实验结果显示各项性能达到了预期的实验效果，系统可以实现在不影响电能传输的前提下完成信号的实时、双向传输，这也验证了方案的实际可行性。

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目录

1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3论文研究目的及内容

1.4 本章小结

2 ICPT系统信号传输技术及原理概述

2.1双通道传输模式原理及概述

2.2共享通道传输模式原理及概述

2.3 本章小结

3 电能信号共享通道并行传输技术

3.1系统介绍

3.2系统原理分析

3.3系统传输过程分析

3.4信号传输速率分析

3.5本章小结

4 系统设计、优化与实现

4.1系统关键参数设计

4.2系统实现电路设计

4.3本章小结

5 系统仿真与实验分析

5.1系统仿真分析

5.2系统实验分析

5.3本章总结

6 结论与展望

6.1 全文工作总结

6.2 后续工作展望

致谢

参考文献

附录

A. 在攻读学位期间发表的论文

B. 在攻读学位期间取得的科研项目及成果

C. 在攻读学位期间取得的奖励和荣誉