[发明专利]一种基于共享信道的全双工通信ICPT系统

说明书

本发明公开了一种基于共享信道的全双工通信ICPT系统，包括电源电路、原边电能谐振电路、副边电能谐振电路和负载电路，原边电能谐振电路中的电能发射线圈的部分绕组作为原边信号传输线圈，在其两端并联有原边信号通道电路，从而构成原边信号谐振电路，副边电能谐振电路中的电能接收线圈的部分绕组作为副边信号传输线圈，在其两端并联有副边信号通道电路，从而构成副边信号谐振电路，原边信号谐振电路和副边信号谐振电路构成的信号谐振网络至少具有两个谐振点，通过本发明公开的系统结构可以使电能传输和信号传输分别工作在相互独立的谐振网络，且部分电能传输网络具有阻波功能，所以信号传输不会影响电能的传输，保证了信号传输和电能传输的质量。

技术领域

本发明涉及无线电能传输技术领域，更具体地说，涉及一种基于共享信道的全双工通信ICPT系统。

背景技术

无线电能传输(Wireless Power Transfer,WPT)技术是将电能以无线的方式进行传输，相比传统的电缆取电方式，更加安全灵活。目前，WPT技术越来越受到关注，其相关应用也愈加丰富，对其应用研究主要集中在植入式医疗设备、电动汽车、消费电子产品等领域。其中，感应耦合电能传输(ICPT)技术应用最为广泛，利用电磁共振原理实现电能从原边到副边的无线传输，在大功率、适当间距的应用场景中，具有较好的性能。

随着无线电能传输技术研究的深入以及对电能传输品质要求的不断提高，在进行电能无线传输的同时，需要进行原副边的通信，来更好的保障系统的各方面性能。尤其是某些特殊场合，需要原副边的全双工通信，这就对WPT系统的通信提出了更高的要求。实现全双工通信的一种方式是电能与信号分别用不同的通道进行传输，如利用射频技术(如蓝牙、Wi-Fi、ZigBee等)，或者增设一组独立的线圈来传输信号。但这这些方式会增加系统复杂度和空间尺寸，电磁兼容性也较差，因此如何基于简单的系统结构在实现电能传输的同时实现信号的全双工通信成为亟待解决的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于共享信道的全双工通信ICPT系统。

为实现上述目的，本发明所采用的具体技术方案如下：

一种基于共享信道的全双工通信ICPT系统，包括能量注入电路、原边电能谐振电路、副边电能谐振电路以及负载电路，所述原边电能谐振电路包括原边电能谐振补偿模块以及与该原边电能谐振补偿模块串联的电能发射线圈，所述电能发射线圈的线圈电感为L_p，所述副边电能谐振电路包括副边电能谐振补偿模块以及与该副边电能谐振补偿模块串联的电能接收线圈，所述电能接收线圈的线圈电感为L_s；

所述电能发射线圈的部分绕组作为原边信号传输线圈，其对应的电感为L_p2，在其两端并联有原边信号通道电路，从而构成原边信号谐振电路，所述电能接收线圈的部分绕组作为副边信号传输线圈，其对应的电感为L_s2，在其两端并联有副边信号通道电路，从而构成副边信号谐振电路，所述原边信号谐振电路和所述副边信号谐振电路构成的信号谐振网络至少具有两个谐振点；

所述原边信号通道电路中设置有原边信号谐振补偿模块、原边信号加载模块和原边信号解调模块，所述副边信号通道电路中设置有副边信号谐振补偿模块、副边信号加载模块和副边信号解调模块。

可选的，所述原边电能谐振补偿模块包括电容C_p，副边电能谐振补偿模块包括电容C_s。