【作 者】闫鹏旭

【摘 要】

作为无线电能传输（Wireless Power Transfer, WPT）技术领域的一项重要的分支，感应耦合式电能传输（Inductive Coupling Power Transfer, ICPT）技术凭借灵活性强、辐射小以及抗干扰能力强的特点，成为了当下 WPT 领域的研究热点。而在ICPT 技术的应用需求中，例如：输出电压的反馈控制、负载的识别、工作状态信息的监控、不同模块（包括能量变换与控制模块）的同步协调等，这些都需要系统能够实现电能发送端与拾取端的信息交互。因此，需要在系统的电能发送端与接收端之间建立通信机制，在完成电能传输的同时，实现数字信号的传输。针对ICPT 系统对信号传输的要求，本文提出一种在不影响系统电能传输稳定性的基础上，完成数字信号实时、双向传输的研究方案。

论文以 ICPT 系统为研究对象，结合其电能传输特点及应用需求，分析了在系统的电能供应端与用电设备端之间建立通信机制，实现信号传输的必要性，并对其国内外研究现状进行了概述。通过分析现有方案的局限性及不足之处，引出了本课题研究的重要意义。

针对感应耦合式电能传输系统，提出了一种实现电能与信号共享传输通道实时、并行传输方案。基于注入式信号传输原理，采用阻波技术，将电能传输耦合机构作为电能与信号传输的共享通道，构建了信号传输通道，实现了在不影响系统电能传输稳定性的基础上完成信号实时、双向传输的目的。提出了实现信号实时、并行传输的电路拓扑，分析了电能与信号并行传输的原理及过程，并给出了关键参数的设计方法及实现电路，最后，利用 MATLAB 对所提方案的理论可行性进行了验证。

设计并搭建了基于所提方案的硬件实验测试平台，对系统的电能与信号的传输性能进行了验证，实验结果显示各项性能达到了预期的实验效果，系统可以实现在不影响电能传输的前提下完成信号的实时、双向传输，这也验证了方案的实际可行性。

【关键词】感应式电能传输;信号传输;高频载波注入式传输技术;共享通道;阻波技术

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