[发明专利]共享通道无线电能与数据同步传输系统及传输方法

权利要求书

1.一种共享通道无线电能与数据同步传输系统，包括电能发射电路、电能接收电路、数据发送电路和数据接收电路；所述电能发射电路中输入直流电源将电能传递给发射线圈；所述电能接收电路中接收线圈接收发射线圈发射的电能并传递给电池负载；数据发射电路中通过控制开关管S_D1与S_D2将直流电压U_DP转换为高频交流电，电容C_DP与变压器T_DP一次侧绕组实现高频振荡，将高频信号放大，变压器T_DP二次侧绕组将该高频信号输送至发射线圈；数据接收电路中变压器T_DS绕组检测到高频信号，变压器T_DS的线圈与电容C_DS谐振将该高频信号放大，在检测电阻R_S上测量高频信号，经带通滤波器后得到高频信号U_HF，U_HF经过包络检波器和滞回电压比较器将高频信号转换为数字信号，其特征在于：发射端时钟信号以发射线圈电压U_p作为参考信号，将发射线圈电压U_p经过低通滤波器后通过比较器与零电压进行比较，当U_p信号大于零时，为正半周，比较器输出高电平，当小于零时，为负半周，比较器输出低电平，比较器输出结果作为发射端时钟信号，发射端时钟信号、待发送数据信号和高频驱动信号通过与门后的输出信号作为开关管S_D1与S_D2的驱动信号；接收端时钟信号以接收线圈端电压U_S作为参考信号，将接收线圈端电压U_S经过低通滤波器后通过比较器与零电压进行比较，比较器输出结果作为接收端时钟信号，数据接收电路输出的数字信号与接收端时钟信号送入微处理器进行数据解析。

2.根据权利要求1所述的一种共享通道无线电能与数据同步传输系统，其特征在于：数据接收电路中U_HF经过包络检波器、低通滤波器和滞回电压比较器将高频信号转换为数字信号。

3.根据权利要求2所述的一种共享通道无线电能与数据同步传输系统，其特征在于：所述电能发射电路中输入直流电源经过电能发射调节电路和网络补偿模块将电能传递给发射线圈，所述电能接收电路中接收线圈接收发射线圈发射的电能并经过补偿网络和整流滤波电路传递给电池负载，所述电能发射调节电路控制电能发射功率，所述补偿网络用于补偿发射线圈或接收线圈的感抗，使补偿后的阻抗接近阻性或弱感性。

4.一种采用权利要求1、2或3所述共享通道无线电能与数据同步传输系统的传输方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：电能和数据发射，具体为：

当U_p为正半周时发射端时钟信号为高电平，当U_p为负半周时发射端时钟信号为低电平，时钟信号频率与U_p频率相同，发射端时钟信号、待发送数据信号和高频驱动信号通过与门后的输出信号控制开关管S_D1与S_D2的开通和关断，当待发送数据信号为“1”且发射端时钟信号为高电平时，发射线圈电压U_p叠加变压器T_DP二次侧绕组输出的高频信号；

步骤2：电能和数据接收，具体为：

接收线圈接收发射线圈传输的发射线圈电压U_p和叠加的高频信号，变压器T_DS绕组检测到高频信号，变压器T_DS线圈与电容C_DS谐振将所述高频信号放大，在检测电阻R_S上测量高频信号，经带通滤波器后得到高频信号U_HF，U_HF经过包络检波器、低通滤波器和滞回电压比较器将高频信号转换为数字信号；

步骤3：步骤2得到的数字信号作为待解析数字信号，将待解析数字信号与接收端时钟信号送入微处理器进行数据解析，在接收端时钟信号为高电平时，开始对高电平时间t_H以及低电平时间t_L进行计时，在接收端时钟信号为低电平时停止计时，当t_Ht_L，则数据解析结果为“1”，当t_Ht_L，则数据解析结果为“0”。