發(fā)布時間：2020-03-29 21:36

【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導(dǎo)致家庭電路走線復(fù)雜、充電現(xiàn)場雜亂無章、安全隱患嚴(yán)重,直接影響了家庭生活環(huán)境的簡約性、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)成為未來家庭設(shè)計的主要趨勢。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,從而在無線供電的基礎(chǔ)上通過同一智能控制面板實(shí)現(xiàn)對各設(shè)備控制信號的傳輸,解決不同電器遙控設(shè)備不兼容的問題,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調(diào)制彼此獨(dú)立、互不影響,且電能與信號通過同一松耦合磁路機(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、降低信號傳輸?shù)恼`碼率。此外,通過參數(shù)設(shè)計,可使電能載波與信號載波處于正交狀態(tài),從而有效減小系統(tǒng)無功容量,提高傳輸能力。針對此系統(tǒng),首先,論文在對現(xiàn)有的ICPT系統(tǒng)電能信號同步傳輸技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法、應(yīng)用場景、優(yōu)劣勢等進(jìn)行詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上,對載波的提取技術(shù)以及信號的調(diào)制解調(diào)方案進(jìn)行了設(shè)計和分析,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)信號傳輸?shù)闹饕桨?設(shè)計出了適用于家用電器無線供電的OMC-ICPST系統(tǒng)。然后,針對OMC-ICPST系統(tǒng)通過感應(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)無功功率大的問題,對系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行諧振設(shè)計,使電能環(huán)節(jié)和信號環(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載波處于正交狀態(tài),有效補(bǔ)償系統(tǒng)中的無功功率,提高電能傳輸?shù)哪芰托�。其�?論文針對系統(tǒng)的電能傳輸性能和信號傳輸性能,分別以電壓穩(wěn)定度、工作效率、信號傳輸速率、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),對用于信號載波耦合和拾取的信號耦合變壓器參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,在以信號傳輸性能為主要衡量指標(biāo)的前提下,設(shè)計了傳輸功率為75 W的OMC-ICPST系統(tǒng)。最后,論文對所設(shè)計系統(tǒng)進(jìn)行了仿真實(shí)驗,證明了所設(shè)計系統(tǒng)在信號傳輸過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%的電能信號傳輸。
【圖文】：

圖 1-2 基于無線電能傳輸技術(shù)的智能家居系統(tǒng)Figure 1-2 Smart home system with wireless power transfer technolog整套智能家居的無線供電技術(shù)目前仍處于理論與實(shí)驗階段的家用電器設(shè)備目前已逐漸步入成品化階段。年，，英國一家公司發(fā)明了一塊形如鼠標(biāo)墊的無線充電器，器可同時給多個設(shè)備充電。圖 1-3 無線充電器Figure 1-3 Wireless charger

圖 1-2 基于無線電能傳輸技術(shù)的智能家居系統(tǒng)ure 1-2 Smart home system with wireless power transfer techn套智能家居的無線供電技術(shù)目前仍處于理論與實(shí)驗家用電器設(shè)備目前已逐漸步入成品化階段。英國一家公司發(fā)明了一塊形如鼠標(biāo)墊的無線充電器可同時給多個設(shè)備充電。
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TM724

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2606545