基于耦合线圈复用的icpt系统能量信号分时传输技术

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1、基于耦合线圈复用的ICPT系统能量信号分时传输技术重庆大学硕士学位论文(学术学位)学生姓名：张宁指导教师：苏玉刚教授专业：控制科学与工程学科门类：工学重庆大学自动化学院二O一五年四月EnergyandSignalTime-divisionTransmissionTechnologyinICPTSystemWithMultiplexingCouplingCoilAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheMaster’sDe

2、greeofEngineeringByZhangNingSupervisedbyProf.SuYugangSpecialty:ControlScienceandEngineeringCollegeofAutomationofChongqingUniversity,Chongqing,China.April,2015重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要无线电能传输(WirelessPowerTransfer，WPT)技术具有安全、灵活、可靠性高、易维护及环境亲和力强的优点，《时代》周刊将其评选为2014年对世界最具有影响力的发明之一。本文针

3、对无线电能传输技术能量与信号同线圈传输问题展开研究，以解决在特定的应用场合中，比如石油钻探平台、人工心脏的通讯等场合，单纯的能量无线传输无法满足系统工作要求，需要加入信号无线传输功能，更希望利用能量传输的耦合线圈进行信号的传输，以简化耦合机构的复杂度、提高系统的可靠性，本文的研究内容有利于无线电能传输技术的应用推广。围绕耦合线圈复用能量信号分时传输技术的实现，本文主要从原理上分析ICPT系统基本补偿电路工作特性，着重分析现有的ICPT系统能量信号同步传输电路拓扑，分析ICPT系统基本补偿电路的初次级线圈谐振电流相位特性，给出了适用于耦

4、合线圈复用的能量信号分时传输技术的电路拓扑。在选用ICPT系统SN拓扑电路的基础上，分析了该拓扑电路的工作原理。利用频闪映射建模方法及周期不动点理论，给出了ICPT系统SN电路拓扑软开关工作周期的计算方法。分析信号传输过程中，信号的传输对能量传输的影响情况，相同的信号传输时间里，不同系统负载电阻以及输出滤波电容对能量输出电压波动影响不同。给出能量传输时间的确定方法，以及能量传输时间对信号传输速率的影响因素，及其信号传输波特率计算方法。建立了耦合线圈复用的能量信号分时传输仿真模型，分析仿真结果，基于理论分析与仿真，搭建了实验验证电路，实

5、验验证了能量信号分时传输方案的可行性。关键词：无线电能传输（WPT），信号传输，分时传输，软开关I重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTWirelesspowertransfer(WPT)technologyhastheadvantagesofsecurity,flexibility,highreliability,easymaintenanceandstrongenvironmentalaffinity,anditisvotedasoneofthemostinfluentialinventionoftheworldin2014

6、byTimemagazine.Thispaperstudyontheproblemofenergyandsignaltransmissionthroughthesamecouplingcoils.Thepureenergywirelesstransmissioncannotmeetthesystemrequirements,especiallyinsomespecificapplications,suchasoildrillingplatform,orartificialheartcommunicationoccasions.Itis

7、verynecessarytoaddsignalwirelesstransmissionfunction.Itisbettertousetheenergytransmissioncouplingcoilstoachievesignaltransmission.Thecomplexityofthecouplingmechanismissimplified,andthereliabilityofsystemisimproved.Theresearchcontentofthisarticleisconducivetopromotingthe

8、applicationofwirelesspowertransfertechnology.Asfortheimplementationofenergyandsignaltime-divisiontransmissiont