[發(fā)明專利]基于多諧振技術(shù)的無線能量和信號同步傳輸系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410016053.2
• 申請日: 2014-01-14
• 公開（公告）號: CN103701227A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 魏國;郭堯;朱春波;逯仁貴;宋凱;栗營利
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H02J17/00
• 分類號: H02J17/00;G08C17/04
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 張宏威

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無線電能傳輸技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種無線能量和信號同步傳輸系統(tǒng)。

背景技術(shù)

無線電能傳輸技術(shù)已經(jīng)廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)、消費電子領(lǐng)域中。從小功率的手機無線充電到大功率的電動汽車無線充電，從水下AUV的無線供電到空間設(shè)備的非接觸供電，無線電能傳輸技術(shù)以其突出的靈活性、安全性和高效性獲得越來越多的應(yīng)用。在無線電能傳輸過程中，副邊需要實時向原邊反饋信號，原邊也要不斷向副邊傳遞信息，而這一信息的傳遞過程也要采用無線傳輸。傳統(tǒng)的方式是采用無線通信模塊（如ZigBee、藍牙、WiFi等），通過外接天線實現(xiàn)信息的無線收發(fā)，這類通信方式采用電磁波傳輸信號，而在實際應(yīng)用中，能量發(fā)射端往往需要安裝在地下、水下等環(huán)境中，此時電磁波的路徑損耗增加、信道狀態(tài)動態(tài)變化，傳統(tǒng)的無線通信方式已經(jīng)不再可靠。

現(xiàn)有技術(shù)方案：為了實現(xiàn)能量和信號的同步傳輸，克服傳統(tǒng)電磁波無線通信的局限性，現(xiàn)有的技術(shù)方案是對傳輸能量進行幅度調(diào)制，通過磁場傳輸信號。這種方式能夠解決水下等介質(zhì)中無法通信的問題，但是其傳輸能量受幅度調(diào)制的影響，不能獲得穩(wěn)定的功率輸出。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有的能量和信號的同步傳輸方法的傳輸能量受幅度調(diào)制的影響，不能獲得穩(wěn)定的功率輸出的問題，從而提供一種基于多諧振技術(shù)的無線能量和信號同步傳輸系統(tǒng)。

基于多諧振技術(shù)的無線能量和信號同步傳輸系統(tǒng)，它是能量和全雙工通信同步傳輸系統(tǒng)，它包括交流功率源電路A、原邊信號檢測電路B、原邊信號發(fā)生電路C、原邊諧振匹配電路D、副邊諧振匹配電路E、副邊信號發(fā)生電路F、副邊信號檢測電路G和負載接收電路H；

交流功率源電路A包括電感L8、電容C8和交流功率源；

原邊信號檢測電路B包括電感L6、電感L7、電容C6、電容C7和第二信號檢測電路；

原邊信號發(fā)生電路C包括電感L4、電感L5、電容C4、電容C5和第一信號源；

原邊諧振匹配電路D包括電感L1、電感L2、電感L3、電容C1、電容C2和電容C3；

副邊諧振匹配電路E包括電感L9、電感L10、電感L11、電容C9、電容C10和電容C11；

副邊信號發(fā)生電路F包括電感L12、電感L13、電容C12、電容C13和第二信號源；

副邊信號檢測電路G包括電感L14、電感L15、電容C14、電容C15和第一信號檢測電路；

負載接收電路H包括電感L16和電容C16；

交流功率源的一端與電容C8的一端連接；所述電容C8的另一端與電感L8的一端連接；所述電感L8的另一端同時與電容C6的一端、電感L6的一端、電容C4的一端、電感L4的一端和電感L1的一端連接；

交流功率源的另一端同時與電容C7的一端、第一信號源的一端、電容C3的一端和電感L3的一端連接；第二信號檢測電路與檢測電容C7并聯(lián)；

電容C6的另一端同時與電感L6的另一端和電感L7的一端連接；

所述電感L7的另一端與電容C7的另一端連接；

電容C4的另一端同時與電感L4的另一端和電感L5的一端連接；

電感L5的一端與電容C5的一端連接；

電容C5的另一端與第一信號源的另一端連接；

電感L1的另一端與電容C1的一端連接；

電容C1的另一端同時與電容C2的一端和電感L2的一端連接；

所述電感L2的另一端同時與電容C2的另一端、電容C3的另一端和電感L3的另一端連接；

電感L1和電感L9均為線圈結(jié)構(gòu)，所述電感L1和電感L9之間能夠發(fā)射/接收能量和信息；

電感L9的一端同時與電感L12的一端、電容C12的一端、電感L14的一端、電容C14的一端和電感L16的一端連接；

電感L9的另一端與電容C9的一端連接；

電容C9的另一端同時與電感L10的一端和電容C10的一端連接；

電感L10的另一端同時與電感L10的另一端、電感L11的一端和電容C11的一端連接；

電感L11的另一端同時與電容C11的另一端、第二信號源的一端、電容C15的一端和負載的一端連接；第一信號檢測電路與電容C15并聯(lián)；

電感L12的另一端同時與電容C12的另一端和電感L13的一端連接；

電容L13的另一端與電容C13的一端連接；

所述電容C13的另一端與第二信號源的另一端連接；

電感L14的另一端同時與電容C14的另一端和電感L15的一端連接；

電感L15的另一端與電容C15的另一端連接；