[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于耦合電感的功率信號(hào)復(fù)合傳輸系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310251539.X
• 申請(qǐng)日: 2013-06-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103368609A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王睿馳;杜進(jìn);王智博;吳建德;何湘寧
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H04B3/54
• 分類(lèi)號(hào): H04B3/54
• 代理公司: 杭州天勤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

1.一種基于耦合電感的功率信號(hào)復(fù)合傳輸系統(tǒng)，包括一直流總線和若干功率信號(hào)復(fù)合傳輸單元，其特征在于：所述的功率信號(hào)復(fù)合傳輸單元的輸入端或輸出端通過(guò)傳輸電感與直流總線連接；

若功率信號(hào)復(fù)合傳輸單元的輸入端通過(guò)傳輸電感與直流總線連接，則其輸出端接負(fù)載；若功率信號(hào)復(fù)合傳輸單元的輸出端通過(guò)傳輸電感與直流總線連接，則其輸入端接直流源。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率信號(hào)復(fù)合傳輸系統(tǒng)，其特征在于：所述的功率信號(hào)復(fù)合傳輸單元包括：

DC-DC變換電路，用于將直流總線上的直流電經(jīng)電壓變換后輸送給負(fù)載或?qū)⒅绷髟摧敵龅闹绷麟娊?jīng)電壓變換后注入直流總線，同時(shí)產(chǎn)生諧波信號(hào)至直流總線上；DC-DC變換電路的輸入端和輸出端對(duì)應(yīng)為功率信號(hào)復(fù)合傳輸單元的輸入端和輸出端；

采樣電路，用于采集DC-DC變換電路的輸出電壓和輸出電流；

載波檢測(cè)電路，用于從直流總線上接收其他功率信號(hào)復(fù)合傳輸單元產(chǎn)生的諧波信號(hào)，并對(duì)該諧波信號(hào)進(jìn)行濾波放大后輸出載波信號(hào)；

控制電路，用于對(duì)所述的載波信號(hào)或所述的輸出電壓和輸出電流進(jìn)行分析識(shí)別，進(jìn)而根據(jù)識(shí)別結(jié)果構(gòu)造產(chǎn)生開(kāi)關(guān)控制信號(hào)；

驅(qū)動(dòng)電路，用于對(duì)所述的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)進(jìn)行功率放大，進(jìn)而利用功率放大后的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)對(duì)DC-DC變換電路進(jìn)行控制。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的功率信號(hào)復(fù)合傳輸系統(tǒng)，其特征在于：

若功率信號(hào)復(fù)合傳輸單元的輸入端通過(guò)傳輸電感與直流總線連接且該單元DC-DC變換電路中的儲(chǔ)能電感位于輸入側(cè)，則所述的傳輸電感即為所述的儲(chǔ)能電感；

若功率信號(hào)復(fù)合傳輸單元的輸入端通過(guò)傳輸電感與直流總線連接且該單元DC-DC變換電路中的儲(chǔ)能電感位于輸出側(cè)，則所述的傳輸電感與所述的儲(chǔ)能電感耦合；

若功率信號(hào)復(fù)合傳輸單元的輸出端通過(guò)傳輸電感與直流總線連接且該單元DC-DC變換電路中的儲(chǔ)能電感位于輸出側(cè)，則所述的傳輸電感即為所述的儲(chǔ)能電感；

若功率信號(hào)復(fù)合傳輸單元的輸出端通過(guò)傳輸電感與直流總線連接且該單元DC-DC變換電路中的儲(chǔ)能電感位于輸入側(cè)，則所述的傳輸電感與所述的儲(chǔ)能電感耦合。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的功率信號(hào)復(fù)合傳輸系統(tǒng)，其特征在于：所述的DC-DC變換電路采用Boost電路或Buck電路。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的功率信號(hào)復(fù)合傳輸系統(tǒng)，其特征在于：所述的控制電路根據(jù)識(shí)別結(jié)果通過(guò)對(duì)占空比或開(kāi)關(guān)頻率進(jìn)行調(diào)整構(gòu)造開(kāi)關(guān)控制信號(hào)：

若功率信號(hào)復(fù)合傳輸單元進(jìn)行能量傳輸，則使開(kāi)關(guān)控制信號(hào)的開(kāi)關(guān)頻率恒定，調(diào)整開(kāi)關(guān)控制信號(hào)的占空比；

若功率信號(hào)復(fù)合傳輸單元進(jìn)行信息傳輸，則使開(kāi)關(guān)控制信號(hào)的占空比恒定，調(diào)整開(kāi)關(guān)控制信號(hào)在每個(gè)碼片周期中的開(kāi)關(guān)頻率；所述的碼片周期為開(kāi)關(guān)周期的整數(shù)倍。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的功率信號(hào)復(fù)合傳輸系統(tǒng)，其特征在于：所述的控制電路采用DSP。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的功率信號(hào)復(fù)合傳輸系統(tǒng)，其特征在于：所述的載波檢測(cè)電路包括兩個(gè)二階濾波器G1～G2和一電壓跟隨器；其中，二階濾波器G1、二階濾波器G2和電壓跟隨器依次連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的功率信號(hào)復(fù)合傳輸系統(tǒng)，其特征在于：所述的二階濾波器包括五個(gè)電阻R1～R5、兩個(gè)電容C1～C2和運(yùn)算放大器B1；其中，電阻R1的一端為二階濾波器的輸入端，電阻R1的另一端與電阻R2的一端和電容C1的一端相連，電阻R2的另一端與運(yùn)算放大器B1的正相輸入端、電阻R3的一端和電容C2的一端相連，電阻R3的另一端與電容C2的另一端相連并接地，電容C1的另一端與運(yùn)算放大器B1的輸出端和電阻R4的一端相連且為二階濾波器的輸出端，電阻R4的另一端與運(yùn)算放大器B1的反相輸入端和電阻R5的一端相連，電阻R5的另一端接地。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的功率信號(hào)復(fù)合傳輸系統(tǒng)，其特征在于：所述的電壓跟隨器包括三個(gè)電阻R6～R8、兩個(gè)二極管D1～D2和運(yùn)算放大器B2；其中，電阻R6的一端接電壓Vcc，電阻R6的另一端與電阻R7的一端和運(yùn)算放大器B2的正相輸入端相連且為電壓跟隨器的輸入端，電阻R7的另一端接地，電阻R8的一端與運(yùn)算放大器B2的反相輸入端和輸出端相連，電阻R8的另一端與二極管D1的陽(yáng)極和二極管D2的陰極相連且為電壓跟隨器的輸出端，二極管D1的陰極接電壓Vss，二極管D2的陽(yáng)極接地。