[发明专利]基于变换器电感或变压器漏感实现近场通信的方法和系统

说明书

本发明公开了一种基于变换器电感或变压器漏感实现近场通信的方法和系统，所述变换器中至少包含一个电感或变压器元件A1和一个开关器件，变换器通过经功率/信息复合PWM调制的开关器件驱动信号将调制的信息传递至电感或变压器元件A1的电流，并以近场磁场方式向外部空间发送。最后通过检测所述近场磁场实现数据的接收。可以对电力电子变换器进行数据调制实现近场通信，信号接收端不需要增设电容将功率与信息解耦，并且对信号接收端的数量没有严格限制。在此基础上可实现多种数据调制方式，包括FSK、PSK、DPSK、FH‑DPSK调制等。

技术领域

本发明属于无线近场通信技术领域，具体涉及基于变换器电感或变压器漏感实现近场通信的方法和系统。

背景技术

随着信息技术的发展，信息通讯的网络已经逐渐延伸到更为广泛的物理世界，物联网的兴起与发展更是要求各种用电设备与其它外部设备都能进行数据通信。为了简化电气连接，可以采用电力线载波通信技术(PLC)实现数据传输。但传统的PLC通信需要额外的信号调制与解调电路，增加了电路的复杂程度，且对于小功率小体积设备，增加额外电路降低了设备的功率密度与性价比。目前，可以利用电力电子电路，将数字信号调制在开关器件的驱动信号上，从而实现PLC通信功能。相较于传统的PLC通信技术，该技术方案的优点是不需要额外的PLC调制电路。

申请号为201210055396.0的中国专利提出了一种使用变换器电源输入输出侧的开关纹波进行能量与信息同步传输的设计方案，针对多个输入并联的Boost电路，利用开关纹波传输信息实现载波通信。文献(吴建德，杜进，王睿驰，李楚杉，何湘宁.基于开关纹波调制的电源线通信技术[J].电工技术学报,2014,04:166-172)以及文献(Wu J,Du J,Lin Z,et al.Power Conversion and Signal Transmission Integration Method Based onDual Modulation of DC–DC Converters[J].IEEE Transactions on IndustrialElectronics,2015,62(2):1291-1300)针对开关纹波通信方式，提出了一种对功率载波进行FSK调制实现纹波通信的方法；文献(Xiangning He,Ruichi Wang,Jiande Wu,WuhuaLi.Nature of power electronics and integration of power conversion withcommunication for talkative power[J].Nature Communications,2020)提出了一种跳频差分相移键控(Frequency-Hopping Differential-Phase-Shift-Keying，FH-DPSK)调制机制，用于PWM载波的多进制DPSK调制。

但上述专利和文献中信号发送端与接收端都存在电气连接，属于有线通信，若信号产生设备与信号接收设备之间没有电气连接，则无法进行信息的传输。另外，信号接收端需要利用隔直电容实现功率与数字信号的解耦，并且当存在多路信号接收端时，需要通过多路连线实现信号的接收。故若为电力电子变换器设计通用的无线数据通信的方法和系统，不需要将功率和信息解耦，并且对接收端的数量没有严格限制，则可以极大的拓宽能量信息复合传输技术的适用范围。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明提出了基于变换器电感或变压器漏感实现近场通信的方法和系统，可以简化信号接收端的隔直电容，并且对接收端的数量没有严格限制。

所述变换器中至少包含一个电感或变压器元件A1和一个开关器件，变换器通过经功率/信息复合PWM调制的开关器件驱动信号将调制的信息传递至电感或变压器元件A1的电流，并以近场磁场方式向外部空间发送。最后通过检测所述近场磁场实现数据的接收。

进一步地，所述的电力电子变换器电路包括Buck、Boost、Buck-Boost、Flyback等。