【摘要】：隨著家用電器和便攜式電子設(shè)備的廣泛應(yīng)用,不同類型的電源適配器和充電插孔會(huì)導(dǎo)致家庭電路走線復(fù)雜、充電現(xiàn)場(chǎng)雜亂無(wú)章、安全隱患嚴(yán)重,直接影響了家庭生活環(huán)境的簡(jiǎn)約性、美觀性以及日常操作的便捷性。而感應(yīng)耦合電能傳輸(Inductive Coupled Power Transfer,ICPT)作為一種非接觸電能傳輸技術(shù),極大的提高了供電的安全性和靈活性,且解決了不同電器供電設(shè)備的不兼容問(wèn)題。隨著家庭生活舒適性、便利性、智能性要求的提高,物聯(lián)化的智能家居系統(tǒng)成為未來(lái)家庭設(shè)計(jì)的主要趨勢(shì)。智能家居實(shí)現(xiàn)了各家用設(shè)備的互聯(lián)智能控制,但其電能傳輸仍受有線供電方式的約束,因此,ICPT技術(shù)與智能家居技術(shù)的有機(jī)結(jié)合,可真正實(shí)現(xiàn)智能家居中電器設(shè)備的無(wú)尾化。而為了實(shí)現(xiàn)電器設(shè)備的各種智能化定制功能,可將ICPT系統(tǒng)中的電能傳輸技術(shù)與信號(hào)傳輸技術(shù)相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)各電器的供電、控制一體化,從而在無(wú)線供電的基礎(chǔ)上通過(guò)同一智能控制面板實(shí)現(xiàn)對(duì)各設(shè)備控制信號(hào)的傳輸,解決不同電器遙控設(shè)備不兼容的問(wèn)題,代替智能家居系統(tǒng)中的遙控控制功能�；诖搜芯勘尘�,本文提出了針對(duì)家用設(shè)備非接觸供電的正交多載波感應(yīng)耦合電能信號(hào)同步傳輸系統(tǒng)(Inductive Coupled Power and Signal Transfer System with Orthogonal Multi-carrier,OMC-ICPST),該系統(tǒng)針對(duì)ICPT系統(tǒng)利用逆變電路實(shí)現(xiàn)高頻化能量傳輸?shù)奶攸c(diǎn),充分利用逆變輸出電壓中諧波成分能量小、頻率高的特點(diǎn)進(jìn)行信號(hào)傳輸,利用其中基波能量大的特點(diǎn)進(jìn)行電能傳輸。系統(tǒng)中的電能傳輸與信號(hào)調(diào)制彼此獨(dú)立、互不影響,且電能與信號(hào)通過(guò)同一松耦合磁路機(jī)構(gòu)從發(fā)射端傳輸至拾取端,可有效減小系統(tǒng)體積和系統(tǒng)中的電磁干擾、降低信號(hào)傳輸?shù)恼`碼率。此外,通過(guò)參數(shù)設(shè)計(jì),可使電能載波與信號(hào)載波處于正交狀態(tài),從而有效減小系統(tǒng)無(wú)功容量,提高傳輸能力。針對(duì)此系統(tǒng),首先,論文在對(duì)現(xiàn)有的ICPT系統(tǒng)電能信號(hào)同步傳輸技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法、應(yīng)用場(chǎng)景、優(yōu)劣勢(shì)等進(jìn)行詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上,對(duì)載波的提取技術(shù)以及信號(hào)的調(diào)制解調(diào)方案進(jìn)行了設(shè)計(jì)和分析,以移幅鍵控、非相干解調(diào)和正交多載波傳輸技術(shù)作為系統(tǒng)信號(hào)傳輸?shù)闹饕桨?設(shè)計(jì)出了適用于家用電器無(wú)線供電的OMC-ICPST系統(tǒng)。然后,針對(duì)OMC-ICPST系統(tǒng)通過(guò)感應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)電能傳輸導(dǎo)致的松耦合磁路機(jī)構(gòu)漏磁高、系統(tǒng)無(wú)功功率大的問(wèn)題,對(duì)系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行諧振設(shè)計(jì),使電能環(huán)節(jié)和信號(hào)環(huán)節(jié)分別諧振于基波頻率和諧波頻率,從而使電能載波與信號(hào)載波處于正交狀態(tài),有效補(bǔ)償系統(tǒng)中的無(wú)功功率,提高電能傳輸?shù)哪芰托�。其�?論文針對(duì)系統(tǒng)的電能傳輸性能和信號(hào)傳輸性能,分別以電壓穩(wěn)定度、工作效率、信號(hào)傳輸速率、載噪比和誤碼率作為效能指標(biāo),以松耦合變壓器參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn),對(duì)用于信號(hào)載波耦合和拾取的信號(hào)耦合變壓器參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),在以信號(hào)傳輸性能為主要衡量指標(biāo)的前提下,設(shè)計(jì)了傳輸功率為75 W的OMC-ICPST系統(tǒng)。最后,論文對(duì)所設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn),證明了所設(shè)計(jì)系統(tǒng)在信號(hào)傳輸過(guò)程中可保持諧振特性以及電能傳輸?shù)姆�(wěn)定性,實(shí)現(xiàn)了工作效率74%、電壓穩(wěn)定系數(shù)94%、波特率6 k Bd、載噪比12.78 d B、誤碼率0.44%的電能信號(hào)傳輸。
【圖文】：

圖 1-2 基于無(wú)線電能傳輸技術(shù)的智能家居系統(tǒng)Figure 1-2 Smart home system with wireless power transfer technolog整套智能家居的無(wú)線供電技術(shù)目前仍處于理論與實(shí)驗(yàn)階段的家用電器設(shè)備目前已逐漸步入成品化階段。年，，英國(guó)一家公司發(fā)明了一塊形如鼠標(biāo)墊的無(wú)線充電器，器可同時(shí)給多個(gè)設(shè)備充電。圖 1-3 無(wú)線充電器Figure 1-3 Wireless charger

圖 1-2 基于無(wú)線電能傳輸技術(shù)的智能家居系統(tǒng)ure 1-2 Smart home system with wireless power transfer techn套智能家居的無(wú)線供電技術(shù)目前仍處于理論與實(shí)驗(yàn)家用電器設(shè)備目前已逐漸步入成品化階段。英國(guó)一家公司發(fā)明了一塊形如鼠標(biāo)墊的無(wú)線充電器可同時(shí)給多個(gè)設(shè)備充電。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TM724

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前8條

1 張劍韜;朱春波;陳清泉;;應(yīng)用于無(wú)尾家電的非接觸式無(wú)線能量傳輸技術(shù)[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2014年09期

2 曹曼;;“無(wú)尾”技術(shù)助推家電走入自由時(shí)代[J];大眾用電;2013年02期

3 黃會(huì)群;董秀蓮;李聃;張俊英;;無(wú)線供電技術(shù)在家電上的應(yīng)用研究[J];電器;2012年S1期

4 孫躍;王琛琛;唐春森;戴欣;王智慧;;CPT系統(tǒng)能量與信號(hào)混合傳輸技術(shù)[J];電工電能新技術(shù);2010年04期

5 楊慶新;陳海燕;徐桂芝;孫民貴;傅為農(nóng);;無(wú)接觸電能傳輸技術(shù)的研究進(jìn)展[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2010年07期

6 張茂春;王進(jìn)華;石亞偉;;無(wú)線電能傳輸技術(shù)綜述[J];重慶工商大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2009年05期

7 周錦鋒;孫躍;蘇玉剛;戴欣;翟淵;;感應(yīng)耦合電能與信號(hào)同步傳輸技術(shù)[J];重慶工學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2009年04期

8 吳仲華;孫浩玉;張世平;;動(dòng)力及信號(hào)傳輸鉆桿信息傳輸關(guān)鍵技術(shù)研究[J];石油機(jī)械;2008年12期

本文編號(hào)：2606545