一種基于電磁耦合的無(wú)線能量-信號(hào)頻分復(fù)合傳輸方法研究.pdf

1、隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，無(wú)線能量傳輸(WPT,wirelesspowertransfer)技術(shù)在無(wú)線充電器和電動(dòng)汽車充電站等應(yīng)用中受到越來(lái)越廣泛的關(guān)注。一個(gè)設(shè)計(jì)良好的無(wú)線能量傳輸系統(tǒng)應(yīng)包括以下特點(diǎn):高的功率密度;高的傳輸效率;可控的系統(tǒng)輸出功率以及具有反饋控制機(jī)制。然而，在傳統(tǒng)的WPT系統(tǒng)中，原、副邊控制器之間缺少一種適應(yīng)強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境的可靠通信技術(shù)。另外，由于雙向無(wú)線能量傳輸系統(tǒng)受限于缺乏原、副邊同步機(jī)制，功率電路的設(shè)計(jì)和控制也存在一定困

2、難。針對(duì)以上問(wèn)題，本文在以下三個(gè)方面進(jìn)行了研究:
　　1.從基本雙線圈制無(wú)線能量傳輸補(bǔ)償拓?fù)涑霭l(fā)，重點(diǎn)研究電壓型補(bǔ)償拓?fù)浯?lián)串聯(lián)結(jié)構(gòu)(SS)和串聯(lián)并聯(lián)結(jié)構(gòu)(SP)的靜態(tài)工作特性，以及此類系統(tǒng)的頻率分裂現(xiàn)象、輸出特性和傳輸效率。給出了WPT系統(tǒng)特性與線圈寄生參數(shù)的關(guān)系，最后在500W的電壓型無(wú)線能量傳輸實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上驗(yàn)證了理論模型。
　　2.在傳統(tǒng)無(wú)線能量傳輸技術(shù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步探究了基于頻分復(fù)用方法的無(wú)線能量/信號(hào)傳輸技術(shù)。為了

3、實(shí)現(xiàn)在較大功率應(yīng)用中提高數(shù)據(jù)傳輸速率，本文提出了一種多頻段能量/信號(hào)頻分復(fù)用磁路技術(shù)。首先討論了通信單元對(duì)功率傳輸?shù)挠绊?，研究了在磁耦合功率傳輸環(huán)境下近場(chǎng)通信信道特性，并建立了通信信道模型和信噪比模型，最后在實(shí)驗(yàn)樣機(jī)上測(cè)試了該技術(shù)的有效性，實(shí)現(xiàn)了輸出狀態(tài)監(jiān)測(cè)和高速數(shù)據(jù)傳輸功能，降低了“頻率分裂”現(xiàn)象所帶來(lái)的不利影響。
　　3.為了進(jìn)一步增加系統(tǒng)控制裕度和能量流動(dòng)的靈活性，在變流器原、副邊采用雙有源橋結(jié)構(gòu)，并在所述無(wú)線能量/信號(hào)傳輸