基于耦合线圈复用的ICPT系统能量信号分时传输技术

发布时间：2017-08-23 01:21

  本文关键词：基于耦合线圈复用的ICPT系统能量信号分时传输技术

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【摘要】：无线电能传输(Wireless Power Transfer,WPT)技术具有安全、灵活、可靠性高、易维护及环境亲和力强的优点,《时代》周刊将其评选为2014年对世界最具有影响力的发明之一。本文针对无线电能传输技术能量与信号同线圈传输问题展开研究,以解决在特定的应用场合中,比如石油钻探平台、人工心脏的通讯等场合,单纯的能量无线传输无法满足系统工作要求,需要加入信号无线传输功能,更希望利用能量传输的耦合线圈进行信号的传输,以简化耦合机构的复杂度、提高系统的可靠性,本文的研究内容有利于无线电能传输技术的应用推广。围绕耦合线圈复用能量信号分时传输技术的实现,本文主要从原理上分析ICPT系统基本补偿电路工作特性,着重分析现有的ICPT系统能量信号同步传输电路拓扑,分析ICPT系统基本补偿电路的初次级线圈谐振电流相位特性,给出了适用于耦合线圈复用的能量信号分时传输技术的电路拓扑。在选用ICPT系统SN拓扑电路的基础上,分析了该拓扑电路的工作原理。利用频闪映射建模方法及周期不动点理论,给出了ICPT系统SN电路拓扑软开关工作周期的计算方法。分析信号传输过程中,信号的传输对能量传输的影响情况,相同的信号传输时间里,不同系统负载电阻以及输出滤波电容对能量输出电压波动影响不同。给出能量传输时间的确定方法,以及能量传输时间对信号传输速率的影响因素,及其信号传输波特率计算方法。建立了耦合线圈复用的能量信号分时传输仿真模型,分析仿真结果,基于理论分析与仿真,搭建了实验验证电路,实验验证了能量信号分时传输方案的可行性。
【关键词】：无线电能传输(WPT) 信号传输 分时传输 软开关
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【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 研究目的及研究内容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系统能量与信号传输技术分析15-25
• 2.1 增设信号线圈能量信号并行传输15-16
• 2.2 调制开关电能通道调幅调制信号16-19
• 2.3 多软开关工作点功率传输差异调制19-22
• 2.4 能量载波的高速信号传输22-23
• 2.5 本章小结23-25
• 3 能量信号分时传输技术25-44
• 3.1 能量信号分时传输原理25-26
• 3.2 能量信号分时传输电路拓扑选取26-31
• 3.2.1 ICPT系统次级串联补偿27-28
• 3.2.2 ICPT系统次级并联补偿28-29
• 3.2.3 ICPT系统SN拓扑29-31
• 3.3 ICPT系统耦合线圈功能切换31-35
• 3.3.1 能量回路的功能切换32-33
• 3.3.2 信号回路的功能切换33-34
• 3.3.3 功能切换驱动控制时序34-35
• 3.4 基于分时传输的信号传输35-43
• 3.4.1 传统信号调制解调技术35-39
• 3.4.2 信号电路拓扑39-40
• 3.4.3 分时传输信号调制与解调40-43
• 3.5 本章小结43-44
• 4 能量信号分时传输时间及信号传输速率分析44-52
• 4.1 ICPT系统能量软开关工作特性44-49
• 4.2 信号传输对能量影响49-50
• 4.3 信号传输波特率50-51
• 4.4 本章小结51-52
• 5 仿真与实验研究52-60
• 5.1 仿真模型建立及研究53-55
• 5.1.1 ICPT系统SN拓扑频闪映射仿真53-54
• 5.1.2 能量信号分时传输SIMULINK仿真54-55
• 5.2 实验验证55-59
• 5.3 本章小结59-60
• 6 结论与展望60-62
• 6.1 全文工作总结60
• 6.2 后续工作展望60-62
• 致谢62-63
• 参考文献63-67
• 附录67
• A. 攻读硕士学位期间发表的论文67
• B. 攻读硕士学位期间承担或参与的科研项目67
• C. 作者在攻读学位期间获得的奖励和荣誉67

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 周锦锋;孙跃;苏玉刚;戴欣;翟渊;;感应耦合电能与信号同步传输技术[J];重庆工学院学报(自然科学版);2009年04期

2 翟渊;孙跃;苏玉刚;王智慧;李玉鹏;;具有恒压特性的磁共振模式无线供电系统[J];电工技术学报;2014年09期

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本文编号：722178