[发明专利]一种具有强解耦偏移适应性的无线电能信息同步传输装置

说明书

本发明公开一种具有强解耦偏移适应性的无线电能信息同步传输装置。所述能量发射端配合能量接收端使用；所述直流电源与逆变电路相连接，所述逆变电路分别与控制电路和补偿电路相连接，所述补偿电路与能量发射线圈相连接；所述能量接收线圈与补偿电容C₃相连接，所述补偿电容C₃与整流滤波电路相连接，所述整流滤波电路与电压传感器相连接，所述电压传感器与电流传感器相连接，所述电流传感器与负载相连接；所述信息发射端配合信息接收端使用；所述外围处理电路与信息发射线圈相连接；所述外围处理电路与信息接收线圈相连接。本发明为了解决现有无线电能传输系统中能量对信息传输造成的干扰大，传输功率小，信息传输速率低等问题。

技术领域

本发明属于无线电能传输领域；具体涉及一种具有强解耦偏移适应性的无线电能信息同步传输装置。

背景技术

无线电能传输技术摆脱了传统的导线连接，在生物医学、水下作业等领域有明显的技术优势，其未来发展空间非常广阔。在实际工程应用中，由于负载状况以及环境工况的改变，大多数无线电能传输装置在实现电能传输同时，还需要进行信息传输以实现输出电压反馈控制、负载检测、状态监控、多控制器同步等功能。

目前有两种电能信息并行传输方式：分离通道传输和共享通道传输。共享通道传输方式在耦合机构上并存着能量波和信号波，能量谐振电路的滤波特性(串型的带通特性，并型的带阻特性)会削弱信号载波，而且随着电能传输回路电流的提高，信号发送和接收变压器的承压增加，甚至出现信号载波被电能干扰淹没的现象，增加了系统设计复杂难度。此外，共享通道传输方式通常添加高频阻波器以阻止信号进入能量传输回路，会造成能量传输效率的降低，该通信技术只适用于低功率能量传输。分离通道传输中能量传输线圈和信息传输线圈在物理结构上相互独立，使得能量传输通道与信号传输通道在空间上相互隔离。理想状态下，能量传输通道只实现传能功能，信号传输通道只实现通信功能。但实际中信息发射侧与信息接收侧间的相对位置很难保持恒定，特别是在动态无线供电系统中，将导致能量线圈与信息线圈间的交叉耦合增大，对后级信息解调电路提出了较高的要求，不利于无线电能信息同步传输的发展和普及。

发明内容

本发明提出一种具有强解耦偏移适应性的无线电能信息同步传输装置，是为了解决现有无线电能传输系统中能量对信息传输造成的干扰大，传输功率小，信息传输速率低等问题；在实现电能信息同步高效传输的基础上，具备能量线圈和信息线圈间的强偏移解耦性。

本发明通过以下技术方案实现：

一种具有强解耦偏移适应性的无线电能信息同步传输装置，所述无线电能信息同步传输装置包括能量传输装置和信息传输装置；所述能量传输装置包含能量发射端和能量接收端，所述能量发射端配合能量接收端使用；

所述能量发射端包括直流电源、逆变电路、控制电路、补偿电路和能量发射线圈1，所述直流电源与逆变电路相连接，所述逆变电路分别与控制电路和补偿电路相连接，所述补偿电路与能量发射线圈1相连接；

所述能量接收端包括能量接收线圈3、补偿电容C₃、整流滤波电路、电压传感器、电流传感器和负载，所述能量接收线圈3与补偿电容C₃相连接，所述补偿电容C₃与整流滤波电路相连接，所述整流滤波电路与电压传感器相连接，所述电压传感器与电流传感器相连接，所述电流传感器与负载相连接；

所述信息传输装置包含信息发射端和信息接收端，所述信息发射端配合信息接收端使用；

所述信息发射端包括外围处理电路和信息发射线圈2，所述外围处理电路与信息发射线圈2相连接；

所述信息接收端包括外围处理电路和信息接收线圈4，所述外围处理电路与信息接收线圈4相连接。

进一步的，所述能量发射线圈1和能量接收线圈3结构对称；所述信息发射线圈2和信息接收线圈4结构对称。