本文關鍵詞：磁耦合諧振式無線電能與信號同步傳輸方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：古往今來,能源的利用和傳輸是人類研究的一個重點,而無線電能傳輸技術為能源的利用和傳輸打開了一道新的大門。該技術克服了以往電氣設備對線路的依賴,簡化了電路結構,開創(chuàng)了一種新的能量傳輸方式,為人類科技的發(fā)展注入了新的活力。磁耦合諧振式無線電能傳輸作為無線電能傳輸中一種重要的方式,已經被廣泛地應用于許多領域,如家用電器、植入式醫(yī)療設備、電動汽車、可穿戴設備等,在實際的工業(yè)生產中,電能無線傳輸時,也需要信號的無線傳輸。而目前多是在電能傳輸通道之外,增加額外的傳輸通道實現(xiàn)的。這種方式導致設備笨重冗雜,靈活性變差,可靠性降低,還增加了成本。為改變此種狀況,本文主要提出了基于同一通道的無線電能和信號傳輸方法,設計了在無線電能傳輸的過程中信號雙向傳輸系統(tǒng),并對信號是否能夠隨電能進行有效傳輸以及信號和電能傳輸特性進行了實驗研究。首先,介紹了磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)的基本組成及工作原理,又對當前的無線電能和信號同步傳輸方法的分類及原理進行研究,通過對其優(yōu)缺點的比較、分析,設計了一套基于磁耦合諧振式的無線電能和信號同步傳輸系統(tǒng)。其次,設計了信號的正向傳輸系統(tǒng)(原邊到副邊)。通過比較現(xiàn)有通信方式,選擇ASK(移幅鍵控)調制解調方式進行信號加載和復原。然后分別設計信號調制電路、諧振器、信號提取線圈、信號解調電路,并在此系統(tǒng)上進行實驗研究。再次,設計了信號的反向傳輸系統(tǒng)(副邊到原邊)。通過研究副邊補償的改變對原邊輸入電流的影響,提出了一種反向信號加載和復原的方法：先通過改變副邊補償進行反向信號的加載,再根據原邊電流的變化進行信號復原。本文對不同的補償方式和補償元件進行特性分析,選擇并聯(lián)電阻作為補償方式,在此基礎上設計了補償加載電路,并在此系統(tǒng)上進行實驗驗證。最后,對電能和信號傳輸特性進行實驗分析。先研究磁耦合諧振式無線電能傳輸平臺的距離特性、頻率特性,再研究諧振器線圈Q值對電能傳輸的影響、信號提取線圈位置變化對信號提取效果的影響,此外還研究了信號正向和反向的傳輸特性以及信號傳輸時對電能傳輸產生的影響。
【關鍵詞】：磁耦合諧振式 信號正向傳輸 信號反向傳輸 電能和信號同步傳輸 傳輸品質
【學位授予單位】：天津工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM724
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-19
• 1.1 無線電能傳輸技術9-14
• 1.1.1 電磁波輻射式10
• 1.1.2 電磁感應式10-12
• 1.1.3 磁耦合諧振式12-14
• 1.2 無線電能與信號傳輸技術國內外研究狀況14-16
• 1.3 本課題的研究目的和意義16-17
• 1.4 本文研究的主要內容17-19
• 第二章 無線電能與信號同步傳輸原理分析19-27
• 2.1 磁耦合諧振式無線電能傳輸原理分析19-22
• 2.1.1 系統(tǒng)結構分析19-20
• 2.1.2 電路模型分析20-22
• 2.2 無線電能與信號傳輸方法原理及分析22-26
• 2.2.1 電能和信號分離通道傳輸22-23
• 2.2.2 電能和信號同一通道傳輸23-26
• 2.3 磁耦合諧振式無線電能與信號同步傳輸系統(tǒng)26
• 2.4 本章小結26-27
• 第三章 信號正向傳輸方法設計27-49
• 3.1 通信方式選擇27-33
• 3.1.1 ASK移幅鍵控28-29
• 3.1.2 FSK移頻鍵控29-30
• 3.1.3 PSK移相鍵控30-33
• 3.2 信號源設計33-35
• 3.3 功放設計35-37
• 3.4 調制與解調設計37-45
• 3.4.1 調制電路設計37-38
• 3.4.2 諧振器線圈設計38-40
• 3.4.3 信號提取線圈設計40-41
• 3.4.4 解調電路設計41-45
• 3.5 實驗分析45-48
• 3.6 本章小結48-49
• 第四章 信號反向傳輸方法設計49-59
• 4.1 反向傳輸原理49-51
• 4.2 補償優(yōu)化51-55
• 4.2.1 串聯(lián)補償與并聯(lián)補償比較51-53
• 4.2.2 補償元件選擇53-54
• 4.2.3 電阻模塊選擇54-55
• 4.3 選通開關設計55-56
• 4.4 實驗分析56-58
• 4.5 本章小結58-59
• 第五章 電能和信號同步傳輸特性分析59-75
• 5.1 磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)特性分析59-61
• 5.1.1 頻率特性60-61
• 5.1.2 距離特性61
• 5.2 諧振器對電能傳輸的影響分析61-63
• 5.3 信號提取線圈位置特性影響分析63-66
• 5.3.1 角度特性63-64
• 5.3.2 高度特性64-65
• 5.3.3 距離特性65-66
• 5.4 信號傳輸速率研究66-69
• 5.4.1 信號正向傳輸速率分析66-67
• 5.4.2 信號反向傳輸速率分析67-69
• 5.5 信號傳輸對電能傳輸的影響分析69-73
• 5.5.1 信號正向傳輸對電能傳輸的影響分析69-71
• 5.5.2 信號反向傳輸對電能傳輸的影響分析71-73
• 5.6 本章小結73-75
• 第六章 結論與展望75-77
• 參考文獻77-81
• 發(fā)表論文和參加科研情況81-83
• 致謝83

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