[发明专利]电场式无线电能及双向信号传输系统

摘要

一种电场式无线电能及双向信号传输系统，属于非电气接触电能传输技术领域，包括能量传输通道、前向信号传输通道和后向信号传输通道。能量传输通道包括功率发射电源、能量耦合机构、功率接收电路，前向、后向信号传输通道包括信号发射电源、信号耦合机构、信号接收电路。其中，能量传输通道和信号传输通道通过共模差模分离电路各自分别进行工作。本发明能够实现能量与双向信号的同步传输，能量通道和信号通道互不干扰；同时利用共模传输电能、差模传输信号的工作原理设计的无线电能及信号同时传输电路，不需要设计额外的信号通路和复杂的控制系统；采用耦合电感式共模差模分离电路，同时实现了对耦合电容的补偿，简化了补偿网络。

主权项

1.一种电场式无线电能及双向信号传输系统，其特征在于，所述的电场式无线电能及双向信号传输系统包括能量传输通道、前向信号传输通道和后向信号传输通道；能量传输通道包括功率发射电源、能量耦合机构、功率接收电路，前向、后向信号传输通道包括信号发射电源、信号耦合机构、信号接收电路；所述能量传输通道和信号传输通道通过共模差模分离电路各自分别进行工作，即功率发射电源发出能量通过共模传输通道和能量耦合机构传输到接收侧，信号发射电源发出信号通过差模传输通道和信号耦合机构传输到接收侧，两者可同时工作且互不干扰，实现互不影响情况下的能量和信号同时传输；所述功率发射电源为高频逆变电路，为能量耦合机构提供所需的高频能量，将整流得到的直流电压逆变为高频的交流后传输到耦合机构；根据所需传输功率等级选取不同的逆变拓扑结构；所述能量耦合机构，采用电场耦合形式的可以等效成4个电容的耦合结构；其中两个耦合电容等效为并联形式，另外两个电容也同样等效成并联形式；所述功率接收电路，包括高频整流电路，将接收到的交流电压采用高频二极管变换成直流，给负载提供能量供应；所述信号发射电源，为信号调制、放大电路，将高频交流电经过调制放大电路传输到信号耦合机构；所述的信号调制方式根据对载波调制的变量的不同包括振幅键控、移频键控和移相键控；所述信号耦合机构，利用能量耦合系统中等效为并联的两个电容实现耦合，其中前向耦合通道采用其中两个电容实现前向信号传输，后向通道采用另外两个电容实现后向信号传输；所述信号接收电路，包括高频整流电路、解调电路，将接收到的交流电压经过解调电路和整流电路变换成直流，最终输出信号。