基于共享通道的ICPT系统能量信号并行传输技术研究

发布时间：2017-08-07 15:26

  本文关键词：基于共享通道的ICPT系统能量信号并行传输技术研究

  更多相关文章： 感应式电能传输 信号传输 高频载波注入式传输技术 共享通道 阻波技术

【摘要】：作为无线电能传输(Wireless Power Transfer,WPT)技术领域的一项重要的分支,感应耦合式电能传输(Inductive Coupling Power Transfer,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。论文以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。
【关键词】：感应式电能传输 信号传输 高频载波注入式传输技术 共享通道 阻波技术
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM724
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 绪论8-15
• 1.1 研究背景及意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-13
• 1.2.1 国外研究现状9-11
• 1.2.2 国内研究现状11-13
• 1.3 论文研究目的及内容13-14
• 1.3.1 研究目的13
• 1.3.2 主要研究内容13-14
• 1.4 本章小结14-15
• 2 ICPT系统信号传输技术及原理概述15-23
• 2.1 双通道传输模式原理及概述15-16
• 2.2 共享通道传输模式原理及概述16-22
• 2.2.1 调幅式传输技术原理及概述16-17
• 2.2.2 调谐式传输技术原理及概述17-19
• 2.2.3 分时复用传输技术原理及概述19-20
• 2.2.4 注入式传输技术原理及概述20-22
• 2.3 本章小结22-23
• 3 电能信号共享通道并行传输技术23-34
• 3.1 系统介绍23-24
• 3.2 系统原理分析24-27
• 3.2.1 阻波技术原理24-25
• 3.2.2 系统电能传输原理25-26
• 3.2.3 系统信号传输原理26-27
• 3.3 系统传输过程分析27-31
• 3.3.1 电能传输机理模型27-29
• 3.3.2 信号传输机理模型29-30
• 3.3.3 电能传输对信号正向传输过程的影响30-31
• 3.3.4 电能传输对信号反向传输过程的影响31
• 3.4 信号传输速率分析31-32
• 3.5 本章小结32-34
• 4 系统设计、优化与实现34-47
• 4.1 系统关键参数设计34-37
• 4.1.1 系统约束条件分析34-36
• 4.1.2 参数优化设计过程分析36-37
• 4.2 系统实现电路设计37-46
• 4.2.1 信号调制解调方法分析38-44
• 4.2.2 信号载波频率选择44
• 4.2.3 信号传输实现电路44-46
• 4.3 本章小结46-47
• 5 系统仿真与实验分析47-56
• 5.1 系统仿真分析47-51
• 5.1.1 系统电能传输通道仿真分析47-48
• 5.1.2 系统信号传输通道仿真分析48-49
• 5.1.3 系统电能传输过程对信号传输影响仿真分析49-51
• 5.2 系统实验分析51-55
• 5.3 本章总结55-56
• 6 结论与展望56-58
• 6.1 全文工作总结56
• 6.2 后续工作展望56-58
• 致谢58-59
• 参考文献59-63
• 附录63
• A. 在攻读学位期间发表的论文63
• B. 在攻读学位期间取得的科研项目及成果63
• C. 在攻读学位期间取得的奖励和荣誉63

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本文编号：635329