[发明专利]一种多设备间电能和信息同步无线传输系统和方法

说明书

一种多设备间电能和信息同步无线传输系统与方法。多设备间电能和信息同步无线传输系统包括主节点和多个从节点，采用磁耦合谐振无线传输技术原理。主节点和从节点的多谐振无线收发线圈具有两个共振频点，其中低频点主要用于主节点为各从节点供电，高频点用于主节点和各从节点间信息交互。

技术领域

本发明涉及一种多设备间电能和信息同步无线传输系统与方法。

背景技术

航空航天飞行器、车辆、船舶等装备的电气电子系统内部均为复杂的电能和信息交互网络，传统系统设计均采用电缆进行信息和电能的传输，从而构成复杂的电缆网，连接复杂，设计生产安装过程的工作量很大，且极易发生故障，此外这些电缆也占用了很大的重量和空间，严重影响装备性能。

目前国内外关于无线电能与信息同步传输技术开展了初步的研究，实现了基本的点对点传输，主要通过如下几种技术手段：增设信号线圈实现电能信号并行传输、调制开关电能通道调幅调制信号、多软开关工作点功率传输差异调制、能量载波。但目前的技术均无法满足复杂电气系统内电能和信息的交互需求。

发明内容

本发明的技术解决问题是：

本发明提出一种适用于航空航天飞行器、车辆、船舶等装备复杂电气系统的电能和信息同步无线传输方法，仅使用一套无线传输机构，即可实现全电气系统无缆化互联。

本发明的技术解决方案是：

一种多设备间电能和信息同步无线传输系统，包括：主节点和多个从节点；

主节点包括主设备、信号传输部分、电能传输部分和多谐振无线收发线圈；

从节点包括从设备、信号传输部分、电能接收部分和多谐振无线收发线圈；

在主节点向从节点供应电能时，主设备上电，并调节主节点的多谐振无线收发线圈和从节点的多谐振无线收发线圈的参数，使主节点的多谐振无线收发线圈和从节点的多谐振无线收发线圈在低频谐振点共振，主设备的电能经过电能传输部分到达主节点的多谐振无线收发线圈，并通过低频谐振点共振传输至从节点的多谐振无线收发线圈，随后通过电能接收部分传输至从设备；

在主节点向从节点传输信号时，在主节点向从节点供应电能的情况下，调节主节点的多谐振无线收发线圈和从节点的多谐振无线收发线圈的参数，使主节点的多谐振无线收发线圈和从节点的多谐振无线收发线圈在高频谐振点共振，主设备的信号通过主节点的信号传输部分加载至主节点的多谐振无线收发线圈，并通过高频谐振点共振传输至从节点的多谐振无线收发线圈，随后通过从节点的信号传输部分传输至从设备。

根据本发明的实施例，在主节点向从节点传输信号之前，先由主节点向从节点供应电能达到预定时间，使得从节点达到稳定工作状态。

根据本发明的实施例，电能传输部分包括高频逆变模块，用于将主设备提供的直流电转换为交流电，并传输至主节点的多谐振无线收发线圈。

根据本发明的实施例，电能接收部分包括整流滤波模块和稳压变换模块；

整流滤波模块用于接收从节点的多谐振无线收发线圈传输的交流电，并对交流电进行整流以形成直流电，并滤除直流电中的高频谐波，随后将滤波后的直流电传输至稳压变换模块；

稳压变换模块用于将滤波后的直流电变换为从设备所需的电压水平。

根据本发明的实施例，主节点的多谐振无线收发线圈和从节点的多谐振无线收发线圈均包括两组电容器和一组电感器，通过调节一组电容器的参数来实现低频谐振点共振，通过调节另一组电容器的参数来实现高频谐振点共振。