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工业文明的不断发展以及生活品质的不断提高使得人们对电能传输的要求越来越高,而作为传统供电模式的导体直接接触供电存在着接触不可靠性、导体裸露不安全性以及灵活性差等诸多弊端,已经日渐不能满足工业生产和生活的需要。 作为一种创新的电能传输技术,感应耦合电能传输技术(Inductively Coupled Power Transfer,ICPT)使得大气隙非电气直接接触的电能传输成为可能。相对于导体直接接触的供电模式,该技术拥有环境亲和性高、环境适应性强、灵活性高、低维护等特点,因此受到社会越来越多的关注。运用ICPT技术,供电电源可以通过较大的气隙向用电负载传输电能,然而在某些应用场合,还需要ICPT系统在对负载供电的同时传输信号。目前ICPT系统信号传输已经取得了一定的进展,但是仍然存在信号传输速率慢、抗干扰性差以及影响主电路正常工作等缺点。本文针对以上缺点,在现有ICPT系统信号传输技术的基础上,发展出一种新型的ICPT系统高速信号传输技术,该技术能在基本不影响主电路正常工作的前提下,进行实时高速的信号传输。 首先,介绍了ICPT能量信号同步传输技术的国内外研究现状,说明了本文的研究目的、研究意义及主要研究内容。简要阐述了ICPT系统基本工作原理、主电路拓扑结构,并且推导出主电路参数的计算公式。 其次,对现存的几种ICPT能量信号同步传输技术进行简要介绍和分析,并且对本文提出的ICPT信号高速传输技术的工作原理和基本结构进行了解释。推导出信道的传递函数,对信道的频域响应特性进行了研究,确定了本方案的主电路拓扑结构。而后对几种数字信号调制解调方法进行了仿真,通过对比和分析得出本系统中信号的调制解调方案。对电路的各个环节进行了设计,并且对信号加载电路进行了仿真以验证其可行性。 最后,搭建了硬件实验平台,通过对实验结果的分析以及实验波形图和仿真波形图的对比,验证了本方案的实际可行性。