[發明專利]能量和信息雙向無線傳輸的方法

有效

• 申請號: 201410228183.2
• 申請日: 2014-05-27
• 公開（公告）號: CN103972995A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 朱春波;張劍韜;宋凱;魏國;逯仁貴;郭宗芝
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H02J17/00
• 分類號: H02J17/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 岳泉清

1.能量和信息雙向無線傳輸的方法，該方法基于無線傳輸裝置實現，所述無線傳輸裝置包括網側無線能量裝置(1)和負載側無線能量裝置(2)，網側無線能量裝置(1)的電信號輸入端與電網的電信號輸出端耦合連接，網側無線能量裝置(1)與負載側無線能量裝置(2)通過磁耦合方式無線連接，負載側無線能量裝置(2)連接負載；

其特征在于，所述網側無線能量裝置(1)包括第一DC/DC變換電路(1-1)、第一變換器(1-2)、第一諧振電路(1-3)、第一控制器(1-4)和第一信號識別電路(1-5)；負載側無線能量裝置(2)包括第二DC/DC變換電路(2-1)、第二變換器(2-2)、第二諧振電路(2-3)、第二控制器(2-4)和第二信號識別電路(2-5)；

無線傳輸方法的具體過程為：當電網接收電能時，第一控制器(1-4)將識別碼開關信號輸出至第一DC/DC變換電路(1-1)，第一控制器(1-4)同時將變頻開關信號輸出至第一變換器(1-2)，第一諧振電路(1-3)將第一DC/DC變換電路(1-1)接收的識別碼開關信號與電網提供的電能相疊加，并轉換成能在空氣介質中傳輸的磁能量，同時將磁能量通過無線傳輸至負載側無線能量裝置(2)；負載側無線能量裝置(2)中的第二諧振電路(2-3)將無線接收的磁能量轉換成交流電信號，第二信號識別電路(2-5)對該交流電信號進行識別獲取識別碼開關信號，并將此識別碼開關信號輸出至第二控制器(2-4)，第二控制器(2-4)根據接收的識別碼開關信號識別電網的充電需求，將電網充電控制信號輸出至第二變換器(2-2)和第二DC/DC變換電路(2-1)；

當負載接收電能時，第二控制器(2-4)將識別碼開關信號輸出至第二DC/DC變換電路(2-1)，第二控制器(2-4)同時將變頻開關信號輸出至第二變換器(2-2)，第二諧振電路(2-3)將第二DC/DC變換電路(2-1)接收的識別碼開關信號與負載提供的電能相疊加，并轉換成能在空氣介質中傳輸的磁能量，同時將磁能量通過無線傳輸至網側無線能量裝置(1)；網側無線能量裝置(1)中的第一諧振電路(1-3)將無線接收的磁能量轉換成交流電信號，第一信號識別電路(1-5)對該交流電信號進行識別獲取識別碼開關信號，并將此識別碼開關信號輸出至第一控制器(1-4)，第一控制器(1-4)根據接收的識別碼開關信號識別負載的充電需求，將負載充電控制信號輸出至第一變換器(1-2)和第一DC/DC變換電路(1-1)。

2.根據權利要求1所述能量和信息雙向無線傳輸的方法，其特征在于，所述第一DC/DC變換電路(1-1)和第二DC/DC變換電路(2-1)結構相同，均為降壓變換電路，該降壓變換電路中設置一降壓開關，第一DC/DC變換電路(1-1)和第二DC/DC變換電路(2-1)接收的識別碼開關信號均輸入至降壓開關。

3.根據權利要求1所述能量和信息雙向無線傳輸的方法，其特征在于，所述第一信號識別電路(1-5)和第二信號識別電路(2-5)的結構相同，均包括采樣電路(3)、鎖相環(4)和檢波電路(5)，采樣電路(3)對第一諧振電路(1-3)或第二諧振電路(2-3)輸出的交流電信號進行采樣，采樣后的電信號輸出至鎖相環(4)中進行相位比較，獲取與頻率大小相對應的鎖相電壓波形，該鎖相電壓波形經檢波電路(5)濾波后獲取識別碼開關信號。

4.根據權利要求1所述能量和信息雙向無線傳輸的方法，其特征在于，所述識別碼開關信號包括一位校驗碼和多位識別碼，該校驗碼包括開通信號，每一位識別碼均包括開通信號和關斷信號。

5.根據權利要求4所述能量和信息雙向無線傳輸的方法，其特征在于，當電網接收電能時，第一控制器(1-4)分別將識別碼開關信號和變頻開關信號輸出至第一DC/DC變換電路(1-1)和第一變換器(1-2)中，當該識別碼為開通信號時，第一變換器(1-2)輸出的變頻開關信號為第一頻率開關信號，當該識別碼為關斷信號時，第一變換器(1-2)輸出的變頻信號為第二頻率開關信號，則：第一頻率開關信號的頻率小于第二頻率開關信號的頻率。

6.根據權利要求4所述能量和信息雙向無線傳輸的方法，其特征在于，當負載接收電能時，第二控制器(2-4)分別將識別碼開關信號和變頻開關信號輸出至第二DC/DC變換電路(2-1)和第二變換器(2-2)中，當該識別碼為開通信號時，第二變換器(2-2)輸出的變頻開關信號為第一頻率開關信號，當該識別碼為關斷信號時，第二變換器(2-2)輸出的變頻信號為第二頻率開關信號，則：第一頻率開關信號的頻率小于第二頻率開關信號的頻率。