[发明专利]电能无线传输中基于频率分裂的电能和信号同步传输方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种感应耦合电能和信号同步传输方法，具体是指一种电能无线传输中基于频率分裂的电能和信号同步传输方法。

背景技术

1.感应耦合电能传输技术简介与信号传输需求

感应耦合电能传输(以下简称ICPT)技术是一种以高频电磁场为电能载体，将电能以磁能的形式从电源端无线传送到负载端的电能传输新技术。该技术具有安全、可靠及灵活等优点。感应耦合电能传输技术在轨道交通、电动汽车、消费电子以及生物医疗等领域有着广泛的应用前景，已成为电气工程领域的研究热点之一，其背景技术可参考文献《中国电机工程学报》2015年5月，第35卷第10期公开的论文：无线电能传输技术的研究现状与应用，作者：浙江大学电气工程学院，范兴明，莫小勇，张鑫。

然而在很多实际应用中我们还需要利用感应耦合电能传输通道来完成信号(如控制信号)的传输。研究发现由于感应电能传输系统中磁能转换机构及高频电能逆变器的存在，会对信号传输中的信号载波有较强的电磁干扰和高频电磁兼容等问题，因此需要研究适应于感应电能传输系统中基于电能传输通道的信号有效传输方法，实现电能与信号的同步传输。感应式电能与信号同步传输技术就是在非接触电能传输的同时传输基带信号，电能与信号共用一个电磁耦合机构和感应线圈。而目前还没有人提出利用无线电能传输系统中的频率分裂固有特性实现电能和信号的同步有效传输。

2.频率分裂条件

如图1所示，若传输系统工作角频率为ω，根据基尔霍夫电压定律(KVL)，则有：

uin=Z11iP-jωMiS0=Z22iS-jωMiP---(1)]]>

其中，初级线圈回路自阻抗Z₁₁和次级线圈回路自阻抗Z₂₂分别为：