[发明专利]一种用于声载波无线传输的自适应AC-DC转换装置及方法

说明书

本发明公开了一种用于声载波无线传输的自适应AC‑DC转换装置及方法，所述装置包括：电压电流监测模块、自适应控制器和可调AC‑DC转换模块；所述电压电流监测模块用于实时监测并获取可调AC‑DC转换模块的输入电压、输入电流、输出电压和输出电流信号，并将信号实时输入到自适应控制器；所述自适应控制器用于实时接收电压电流监测模块输出的信号，使用最优化算法计算可调AC‑DC转化电路中可调元器件的参数值并输入可调AC‑DC电路；最终使可调AC‑DC转换模块以及负载设备的阻抗和声载波无线传输系统的前置部分的阻抗匹配；所述可调AC‑DC转换模块，用于接收声载波无线传输系统的前置部分输出的电压和自适应控制器输出的可调元器件的参数值，调整电路中的可调元器件的参数。

技术领域

本发明声载波无线传输领域，特别涉及一种用于声载波无线传输的自适应AC-DC转换装置及方法。

背景技术

随着科技的发展，仪器设备在各个领域得到广泛使用，空间分布的广度也越来越大，对仪器设备进行有线供电供能的方案难以满足所有应用场景。因此无线供电供能技术受到了重视，最为常见的是基于电磁耦合的无线能量传输技术。但应用此技术进行无线能量传输会受到电磁屏蔽效应的影响，无法应用于水下、密闭金属箱体内外等场景下的无线能量传输。因此不受电磁屏蔽影响的声载波无线传输方案得到了研究。

由于包括各类声换能器在内的大多数负载设备需要直流供电，在声载波无线传输系统中需要加入AC-DC模块进行交直流转换，否则声载波无线传输系统难以得到实际应用。

声载波无线传输作为射频传输有其特殊性，其所需的AC-DC转换是一个高频交流电到直流电的转换，必须考虑阻抗匹配问题。在射频传输线路中，阻抗不匹配会产生信号反射，导致信号失真和能量传输效率下降。

现有的AC-DC电路可以解决声载波无线传输静态阻抗匹配的问题。但由于实际应用中要驱动的负载设备的阻抗特性和需求的供电条件各不相同，使用静态阻抗匹配的AC-DC电路会导致声载波无线传输系统适应性差，无法对不同的负载都保持高效供能。适应性差、调试复杂、供电供能效率不稳定，使得声载波无线传输系统难以产品化。

综上所述，需要一种能适应不同负载设备的AC-DC转换装置，保证声载波无线传输的高效性和稳定性。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提出能够自适应不同负载设备的、能量转换效率高的应用于声载波无线传输的自适应AC-DC转换装置及方法。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案如下：

本发明的实施例1提出了一种用于声载波无线传输的自适应AC-DC转换装置，所述装置包括：电压电流监测模块、自适应控制器和可调AC-DC转换模块；所述可调AC-DC转换模块分别连接声载波无线传输系统的前置部分和负载设备；

所述电压电流监测模块，用于实时监测并获取可调AC-DC转换模块的输入电压、输入电流、输出电压和输出电流信号，并将信号实时输入到自适应控制器；

所述自适应控制器，用于实时接收电压电流监测模块输出的信号，使用最优化算法计算可调AC-DC转化电路中可调元器件的参数值，并将可调元器件的参数值输入可调AC-DC电路；最终使可调AC-DC转换模块以及负载设备的阻抗和声载波无线传输系统的前置部分的阻抗匹配；

所述可调AC-DC转换模块，用于接收声载波无线传输系统的前置部分输出的电压和自适应控制器输出的可调元器件的参数值，调整电路中的可调元器件的参数。

作为上述装置的一种改进，所述可调AC-DC转换模块包含两个电路输入端、可调元器件、开关网络、电机和两个输出端，可调元器件包括：四组大小相同的可调电容和一个可调电感；

一个电路输入端，用于连接声载波无线传输系统的前置部分，另一个电路输入端，用于接收自适应控制器输出的电容参数值和电感值；