[发明专利]一种非接触电能与信号同步传输系统及其控制方法

摘要

一种非接触电能与信号同步传输系统及其控制方法，属于同步传输系统及其控制方法。该系统包括直流电压环节、高频逆变环节、原边能量变换环节、副边能量变换环节、原边信号调制环节、副边信号解调环节及负载；高频逆变环节后并联连接有原边能量变换环节及原边信号调制环节，分别构成基波和三次谐波提取通道；通过控制原边信号调制环节中开关器件的通断将信号加载到三次谐波通道电路中，经过全耦合变压器将信号电流耦合到原边能量变换环节；再将能量电流与信号电流由同一松耦合磁路机构同时传送到副边后，经副边能量变换环节与副边信号解调环节将能量电流与信号电流分离，实现电能与信号同步传输。输出功率稳定、信号传输速率快、体积小、效率高。

主权项

一种非接触电能与信号同步传输系统，其特征是：同步传输系统包括：直流电压环节、高频逆变环节、原边能量变换环节、副边能量变换环节、原边信号调制环节、副边信号解调环节及负载；高频逆变环节的输入端连接有直流电压环节；高频逆变环节的输出端并联连接有原边能量变换环节及原边信号调制环节，分别构成基波和三次谐波提取通道；原边能量变换环节与副边能量变换环节通过原边磁能发射线圈和副边磁能拾取线圈耦合连接；原边信号调制环节与原边能量变换环节通过原边信号发射耦合线圈与原边信号拾取耦合线圈耦合连接；副边能量变换环节与副边信号解调环节通过副边信号发射耦合线圈与副边信号拾取耦合线圈耦合连接；副边能量变换环节的输出端连接有负载；所述的原边信号调制环节的原边信号发射耦合线圈、原边信号谐振补偿电容、调谐电感与信号控制环节串联；原边信号发射耦合线圈与原边信号谐振补偿电容的固有谐振频率为逆变环节输出方波电压中三次谐波的频率；调谐电感使整个回路工作在谐振状态，即方波电压、基波能量电流、谐波信号电流拥有相同的过零点；所述的信号控制环节包括电路电阻RP21、信号电阻RP22、数字信号发生器和双向开关；信号电阻RP22与双向开关串联，二者同时与电路电阻RP21并联；由数字信号发生器发出信号控制双向开关的通断，控制信号电阻RP22的切入、切出将数字信号信息加载到原边信号调制环节；所述的双向开关包括开关管V1、开关管V2、二极管D5和二极管D6，开关管V1与二极管D5、开关管V2与二极管D6均反并联，同时，二极管D5与二极管D6的阴极相串联，从而使开关管V1与二极管D6、开关管V2与二极管D5构成两个桥臂，使系统无论处于交流电流的正向还是负向，控制信号为1时，电路都可导通。