针对双LCL型WPT系统的电能信号并行传输技术研究

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磁耦合无线电能传输(Magnetic Coupling Inductive Wireless Power Transfer,M-WPT)技术是无线电能传输(Wireless Power Transfer,WPT)技术的一个重要分支,凭借其灵活性、安全性以及稳定性等优势,成为了无线电能传输技术的研究热点。随着研究的深入以及现有应用场合对电能传输品质的高要求,在进行无线电能传输的同时,需要进行原副边信息交互以提升系统的性能。
  本文针对双LCL型M-WPT系统中基于共享耦合通道的电能信号并行问题,在不显著影响电能传输特性的条件下,采用一种电能信号并行电路拓扑,实现信号传输。该系统主要由电能传输通道和信号传输通道两部分组成。本文采用互感等效模型和基波分析法分别对这两部分进行了分析。对于系统的电能传输,本文论述了双LCL型谐振拓扑的恒流稳压特性,给出了参数计算公式以及基本传输特性分析。对于系统的信号传输,本文采用以电能补偿电容支路同时作为信号耦合电路,信号耦合电路对电能谐振补偿的影响;提出利用储能元器件的阻抗特性和LCL补偿拓扑的滤波能力,在不需要额外增加阻波电路的情况下,有效降低了电能传输对信号传输的影响。
  为了实现系统的半双工通信功能,本文分析了信号载波调制方式2ASK通信技术的可行性,提出了信号传输具体实现电路。通过分析信号传输电压增益、信噪比和信号传输速率,提出电路参数设计方法,降低电能传输和信号传输之间的交叉干扰。
  最后为验证本文理论的正确性和可行性,根据前文提出的参数设计方法搭建系统仿真平台,仿真结果表明系统实现电能信号并行传输,电能传输与信息传输的相互影响很小。
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